CN114390398A - 指向性音源探取装置及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种指向性音源探取装置及其方法,其主要包括有收音模块、处理模块、选择模块及扬声器。收音模块于波束所指向的范围内接收声音信号,再由处理模块处理声音信号,以放大与选择模块所选择的探取目标所对应的音源的声音特征点音频,以产生探取音源,且降低或屏蔽其他音源的声音特征点音频以产生多个调整音源后,再将探取音源与多个调整音源合并产生输出声音信号,使扬声器可输出输出声音信号。指向性音源探取装置为可选择性地获取探取音源,且降低或屏蔽其他杂音,以便用户听取特定对象的音频。
Description
技术领域
本发明涉及一种音源探取的技术,尤其涉及一种指向获取特定目标的音频的指向性音源探取装置及其方法。
背景技术
在吵杂环境中,由于周围的高分贝环境音或其他人声容易盖过特定对象的声音,使得用户在该环境下难以听取该特定对象的声音。例如上课时同学过于吵杂,而无法听到老师上课的声音,或是在大自然中的风速太大,进而带动河流或树叶发出声响,使得用户无法听到自然环境中的鸟叫声。
在此情况下,现有技术通常会利用收音罩装置于收音装置上,使得收音装置透过物理限缩的方式,专注于接收收音方向上的声音。
然而,此种方法并无法有效判别特定对象的声音外,在收音方向上接收到多个高分贝声响时,亦无法有效的判别且听取特定对象的声音。另外,透过物理限缩的方式,容易因外部环境的风速过大,使得该收音罩接收到风导流于该收音罩上时发出的声响,进而影响收音的判别。
因此,现有技术上亟需一种屏除物理限缩收音范围的方式,且可有效地听取特定对象声音的方法,藉以改善现有技术所存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种指向性音源探取装置,其主要是利用声波探取波束范围上的声音,且依据相关处理获取特定对象的声音(探取音源),进而降低或屏蔽其他声响后,使得用户可有效听取特定对象的声音,藉以有效改善现有技术的问题。
为达到上述的目的,本发明提供了一种指向性音源探取装置,其包括:收音模块,其用于波束所指向的范围内接收声音信号;处理模块,其与收音模块连接以接收声音信号,并分离声音信号内的多个音源,处理模块依据多个声纹数据比对出多个音源中的多个声音特征点,且处理模块接收探取目标,并运用深度学习算法获取多个声音特征点中对应探取目标的音源的声音特征点音频,且放大对应探取目标的音源内的声音特征点音频以产生探取音源,并降低或屏蔽其他多个音源内的声音特征点音频以产生多个调整音源,其中处理模块针对探取音源以及多个调整音源执行合成程序,使得探取音源与多个调整音源合并生成输出声音信号;选择模块,其与处理模块连接以接收多个声音特征点,且选择至少一个声音特征点为探取目标;以及扬声器,其与处理模块连接以接收并输出输出声音信号。
优选的,所述的指向性音源探取装置还包括:探取模块,其于探取范围内提供声波;以及发送模块,其于探取范围内施加分离声波至声波上,使得声波分离成两个方向性的第一声波及第二声波;其中,收音模块接收第一声波及第二声波,且于第一声波与第二声波的重叠区域上形成波束。
优选的,所述的指向性音源探取装置还包括:第一探取模块,其于第一探取范围内提供第一声波;以及第二探取模块,其于第二探取范围内提供第二声波;其中,收音模块接收第一声波及第二声波,且于第一声波与第二声波的重叠区域上形成波束。
优选的,所述的指向性音源探取装置还包括:缓存器,其与处理模块连接以存储多个声纹数据、声音信号、多个声音特征点、多个声音特征点音频、输出声音信号或其二者以上的组合。
优选的,其中波束所指向的范围为10度至90度之间。
优选的,其中声音信号的频率范围为0至20000Hz。
优选的,所述的指向性音源探取装置还包括:激活模块,其与处理模块及收音模块连接,激活模块从收音模块接收声音信号,且依据激活门限值与声音信号的声源数据相比对,以判断是否启动处理模块,当声源数据超出激活门限值时,激活模块启动处理模块,使处理模块分离声音信号内的多个音源,当声源数据低出激活门限值时,激活模块则继续接收另一个声音信号。
优选的,声源数据包括分贝值或频率值。
优选的,收音模块于判断时期内接收多个声音信号,且于判断时期内选定至少一个负分贝时间点上所接收到的声音信号且发送予处理模块,其中负分贝时间点包括声音信号的声音分贝低于负分贝门限值的时间点。
本发明的另一目的在于提供一种指向性音源探取方法,其主要是利用声波探取波束范围上的声音,且依据相关处理获取特定对象的声音(探取音源),进而降低或屏蔽其他声响后,使得用户可有效听取特定对象的声音,藉以有效改善现有技术的问题。
为达到上述的目的,本发明提供了一种应用于如上所述的指向性音源探取装置上的指向性音源探取方法,包括:收音模块于波束所指向的范围内接收声音信号;处理模块分离声音信号内的多个音源;处理模块依据多个声纹数据比对出多个音源中的多个声音特征点;选择模块接收多个声音特征点,且选择至少一个声音特征点为探取目标;处理模块接收探取目标,并运用深度学习算法获取多个声音特征点中对应探取目标的多个音源的声音特征点音频;处理模块放大或放大及移频对应探取目标的音源内的声音特征点音频以产生探取音源,并降低或屏蔽其他多个音源内的声音特征点音频以产生多个调整音源;处理模块针对探取音源以及多个调整音源执行合成程序,使得探取音源与多个调整音源合并产生输出声音信号。
附图说明
图1为本发明的组件配置关系示意图;
图2为本发明的一实施例的探取模块及发送模块配置示意图;
图3为本发明的另一实施例的第一探取模块及第二探取模块配置示意图;
图4为本发明的第一声波及第二生波形成波束的示意图;
图5为本发明的激活模块配置示意图;以及
图6为本发明的步骤流程图。
符号说明
10收音模块
11声音信号
20处理模块
21音源
211声音特征点
212声音特征点音频
22声纹数据
23探取音源
24调整音源
25输出声音信号
30选择模块
31探取目标
40扬声器
50探取模块
60发送模块
71第一探取模块
72第二探取模块
80激活模块
81负分贝门限值
OA重叠区域
具体实施方式
为使本发明的目的、特征和优点能更明显易懂,下文将配合各附图对具体实施例做详细说明。
本发明的优点、特征以及达到的技术方法将参照示例性实施例及所附图式进行更详细地描述而更容易理解,且本发明可以不同形式来实现,故不应被理解为其本发明仅限于此处所描述的实施例,相反地,对所属技术领域的普通技术人员而言,所提供的实施例将使本发明更加透彻与全面且完整地传达本发明的范畴,且本发明仅为所附的权利要求书定义。
另外,术语“包括”及/或“包含”指所述特征、区域、整体、步骤、操作、组件及/或部件的存在,但不排除一个或多个其他特征、区域、整体、步骤、操作、组件、部件及/或其组合的存在或添加。
为方便了解本发明的内容,以及所能达成的功效,现配合附图列举的各项具体实施例以详细说明如下:
请参阅图1,其为本发明的组件配置关系示意图。如图所示,本发明主要是由收音模块10、处理模块20、选择模块30及扬声器40所构成。其中收音模块10具体可为麦克风或其他相关可接收到外部声音的装置,而为了有效的接收到特定对象的声音,在本发明中将收音模块10的收音范围限制在波束所指向的范围内,进而从波束的范围内接收到声音信号11,又,当波束范围内的声音过于吵杂而无法有效获取特定对象的声音时,收音模块10还会在判断时间中接收多个声音信号,且于判断时间内选定至少一个负分贝时间点上所接收到的声音信号11以发送予处理模块20,其中负分贝时间点包括声音信号11的声音分贝低于负分贝门限值(例如60分贝或其他不会让特定对象的声音被盖过的分贝值上)的时间点。负分贝时间点的设置目的在于,例如在上课的环境中,同学分的声音虽然吵杂,但是人讲话的声量并无法随时保持在高分贝声量上,因此,当收音模块10获取到负分贝时间点上(即同学们的讲话分贝较低的时间点上)的声音信号11时,收音模块10即可利用声音信号进行后续的处理判别。
处理模块20具体可为一种中央处理器或是其他可进行数据处理的装置,处理模块20系与收音模块10连接时,其可接收到收音模块10所接收到的声音信号11,此时,处理模块20会先分离声音信号11内的多个音源21(例如特定对象的声音及其他人声),当各音源21被分离出来后,为了有效的分辨多个音源21的差异,以通过其差异进行特定对象的选取,故处理模块还会利用多个声纹数据22比对出多个音源21中的声音特征点211,其中多个声纹数据22可透过一段时间的声音学习或是原先缓存器所存储的数据而来。此时,选择模块30可通过与处理模块20连接而接收到多个声音特征点211,在具体的实施例中,选择模块30可通过显示选择接口给用户选择,或是利用自动选择的方式(例如已设定需获取的对象时)选择至少一个声音特征点211为探取目标31,再发送给处理模块20。
当处理模块20接收到探取目标31时,则会运用深度学习算法获取多个声音特征点211中对应探取目标31的音源21的声音特征点音频212,且放大对应探取目标31的音源21内的声音特征点音频212以产生探取音源23。
除了上述突显探取音源23的动作,处理模块20还会降低或屏蔽掉其他多个音源21内的声音特征点音频212以产生多个调整音源24,且针对探取音源23以及多个调整音源24执行合成程序,使得探取音源23与多个调整音源24合并产生输出声音信号25,如此,输出声音信号25中则会包括有被突显的探取音源23及被削弱或静音的多个调整音源24。
之后,扬声器40即可通过与处理模块20连接的方式接收输出声音信号25,且将输出声音信号25输出给用户听取。进而有效达成选择性地获取探取音源23,且降低或屏蔽其他杂音,以便用户听取特定对象的音频等功效。
另外,由于数字信号或模拟信号之间的转换,或是处理为传统已知的技术,因此在上述信号接收或输出的动作中,不赘述现有技术中已知的动作。
请再参阅图2至图4,其为本发明一实施例的探取模块及发送模块配置示意图、另一实施例的第一探取模块及第二探取模块配置示意图、以及第一声波及第二声波形成波束的示意图。如图所示,为了有效提供收音模块10可于波束12指向的范围上获取声音信号11,本发明举例提供二种实现的方式,其一实施例为指向性音源探取装置还包括探取模块50及发送模块60,探取模块50可于探取范围内提供声波,而探取范围可以是例如指向性音源探取装置所面向的广角范围,发送模块60则是在探取范围上提供分离声波至声波上,使得声波分离成在探取范围上的两个方向性的第一声波13及第二声波14,且第一声波13及第二声波14之间形成有重叠区域OA,此时,由于收音模块10可配备有波束12形成的功能,因此,当收音模块10接收到第一声波13及第二声波14时,即可于重叠区域OA上形成波束12,进而于波束12范围上获取声音信号11。
而另一实施例中,指向性音源探取装置则是可包括有第一探取模块71及第二探取模块72,以直接利用第一探取模块71于第一探取范围内提供第一声波13,以及第二探取模块72于第二探取范围内提供第二声波14,值得注意的是,为了提供收音模块10形成波束,故第一探取范围及第二探取范围理当具有重叠区域OA,使得收音模块10接收到第一声波13及第二声波14时,即可于重叠区域OA上形成波束12,进而于波束12范围上获取声音信号11。
如此,本发明可利用上述各实施例所提供的方式,以达成指向性获取声音信号的功效。
请再参阅图5,其为本发明的激活模块配置示意图。如图所示,为了有效节省电源,本发明的指向性音源探取装置还包括有激活模块80,其与处理模块20及收音模块10连接,激活模块80从收音模块10接收到声音信号11,且依据负分贝门限值81与声音信号11的声源数据111(例如分贝值)相比对,以判断是否启动处理模块20,举例来说,当声源数据111低于负分贝门限值81(例如上述的60分贝)时,激活模块80启动处理模块10,使处理模块10分离声音信号11内的多个音源21,当声源数据111高于负分贝门限值81时,激活模块80则继续接收另一个声音信号11,以进行相关激活程序的判断。藉以有效地提供本发明的指向性音源探取装置省电的功能。
请再参阅图6,其为本发明的指向性音源探取方法的步骤流程图。如图所示,本发明主要可依据下列步骤流程,以达成如上述的有效听取探取音源的功能,其包括:
S01:收音模块于一波束所指向的范围内接收声音信号;
S02:处理模块分离声音信号内的多个音源;
S03:处理模块依据多个声纹数据比对出多个音源中的多个声音特征点;
S04:选择模块接收多个声音特征点,且选择至少一个声音特征点为探取目标;
S05:处理模块接收探取目标,并运用深度学习算法获取多个声音特征点中对应探取目标的音源的声音特征点音频;
S06:处理模块放大或放大及移频对应探取目标的音源内的声音特征点音频以产生探取音源,并降低或屏蔽其他多个音源内的声音特征点音频以产生多个调整音源;
S07:处理模块针对探取音源以及多个调整音源执行合成程序,使得探取音源与多个调整音源合并产生输出声音信号;
S08:扬声器接收并输出输出声音信号。
藉此,本发明即可有效提供具有选择性地获取探取音源的装置,且降低或屏蔽其他杂音的功能,以便用户听取特定对象的音频。
尽管本发明的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍,但应当认识到上述的描述不应被认为是对本发明的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后,对于本发明的多种修改和替代都将是显而易见的。因此,本发明的保护范围应由所附的权利要求来限定。
Claims (10)
1.一种指向性音源探取装置,其特征在于,包括:
收音模块,其于波束所指向的范围内接收声音信号;
处理模块,其与所述收音模块连接以接收所述声音信号,并分离所述声音信号内的多个音源,所述处理模块依据多个声纹数据比对出所述多个音源中的多个声音特征点,且所述处理模块接收探取目标,并运用深度学习算法获取所述多个声音特征点中对应所述探取目标的所述多个音源的声音特征点音频,且放大对应所述探取目标的所述音源内的所述声音特征点音频以产生探取音源,并降低或屏蔽其他所述多个音源内的所述声音特征点音频以产生多个调整音源,其中所述处理模块针对所述探取音源以及所述多个调整音源执行合成程序,使得所述探取音源与所述多个调整音源合并生成输出声音信号;
选择模块,其与所述处理模块连接以接收所述多个声音特征点,且选择至少一个所述声音特征点作为所述探取目标;以及
扬声器,其与所述处理模块连接以接收并输出所述输出声音信号。
2.如权利要求1所述的指向性音源探取装置,其特征在于,还包括:
探取模块,其于探取范围内提供声波;以及
发送模块,其于所述探取范围内施加分离声波至所述声波上,使得所述声波分离成两个方向性的第一声波及第二声波;
其中,所述收音模块接收所述第一声波及所述第二声波,且于所述第一声波与所述第二声波的重叠区域上形成所述波束。
3.如权利要求1所述的指向性音源探取装置,其特征在于,还包括:
第一探取模块,其于第一探取范围内提供第一声波;以及
第二探取模块,其于第二探取范围内提供第二声波;
其中,所述收音模块接收所述第一声波及所述第二声波,且于所述第一声波与所述第二声波的重叠区域上形成所述波束。
4.如权利要求1所述的指向性音源探取装置,其特征在于,还包括:
缓存器,其与所述处理模块连接以存储所述多个声纹数据、所述声音信号、所述多个声音特征点、所述多个声音特征点音频、所述输出声音信号或其二者以上的组合。
5.如权利要求1所述的指向性音源探取装置,其特征在于,所述波束所指向的范围为10度至90度之间。
6.如权利要求1所述的指向性音源探取装置,其特征在于,所述声音信号的频率范围为0至20000Hz。
7.如权利要求1所述的指向性音源探取装置,其特征在于,还包括:
激活模块,其与所述处理模块及所述收音模块连接,所述激活模块从所述收音模块接收所述声音信号,且依据激活门限值与所述声音信号的声源数据相比对,以判断是否启动所述处理模块,当所述声源数据超出所述激活门限值时,所述激活模块启动所述处理模块,使所述处理模块分离所述声音信号内的所述多个音源,当所述声源数据低出所述激活门限值时,所述激活模块则继续接收另一个所述声音信号。
8.如权利要求7所述的指向性音源探取装置,其特征在于,所述声源数据包括分贝值或频率值。
9.如权利要求1所述的指向性音源探取装置,其特征在于,所述收音模块于判断时期内接收所述多个声音信号,且于所述判断时期内选定至少一个负分贝时间点上所接收到的所述声音信号且发送至所述处理模块,其中所述负分贝时间点包括所述声音信号的声音分贝低于负分贝门限值的时间点。
10.一种指向性音源探取方法,其特征在于,应用在如权利要求1至9中任一项所述的指向性音源探取装置上,包括:
收音模块于波束所指向的范围内接收声音信号;
处理模块分离所述声音信号内的多个音源;
所述处理模块依据多个声纹数据比对出所述多个音源中的多个声音特征点;
选择模块接收所述多个声音特征点,且选择至少一个所述声音特征点为探取目标;
所述处理模块接收所述探取目标,并运用深度学习算法获取所述多个声音特征点中对应所述探取目标的所述多个音源的声音特征点音频;
所述处理模块放大或放大及移频对应所述探取目标的所述音源内的所述声音特征点音频以产生探取音源,并降低或屏蔽其他所述多个音源内的所述声音特征点音频以产生多个调整音源;以及
所述处理模块针对所述探取音源以及所述多个调整音源执行合成程序,使得所述探取音源与所述多个调整音源合并产生所述输出声音信号。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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