CN115804104A - 利用音频识别的有源声音设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种利用音频识别的有源声音设备，上述有源声音设备包括：数据输入单元，用于从外部终端输入音频数据；输出单元，用于输出输入的音频数据；音频感测单元，用于感测在外部产生的音频信号；判断单元，判断由音频感测单元感测的音频信号；及控制单元，用于基于判断单元判断的信息控制由上述数据输入单元输入的音频数据的输出。

Description

利用音频识别的有源声音设备
技术领域
本发明涉及一种利用音频识别的有源声音设备。详细而言，本发明涉及一种能够通过人工智能算法的音频识别来主动调节声音的声音设备。
背景技术
根据现有技术的耳机和头戴式耳机，存在在用户收听音频时音频听力被从外部产生的噪声干扰的问题。为了解决上述问题，用户可以通过手动开启或关闭音量调节和噪声消除功能来控制耳机。然而，对于以往的音量调节和噪声消除功能，用户必须根据情况不时进行手动调整，因此存在繁琐的问题。此外，当根据用户的意图设定噪声消除功能时，存在用户无法识别危险情况的问题。因此，为了解决这些问题，本发明旨在提出一种通过利用外部生成的音频识别来使用人工智能算法的有源声音设备。
[现有艺术文献]
[专利文献]
(专利文献1)韩国授权专利第10-1357935号(授权日：2014.01.24.)
发明内容
技术问题
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种基于人工智能算法的有源声音设备。
并且，本发明的另一目的在于提供通过识别周围环境来自动调节声音或开启/关闭噪声消除功能的有源声音设备。
此外，本发明的再一目的在于提供在产生危险信号时自动停止噪声消除功能的有源声音设备。
解决问题的方案
一种有源声音设备，其特征在于，包括：耳罩，其至少一部分被插入于用户耳朵中；数据输入单元，用于从外部终端输入音频数据；输出单元，用于输出输入的音频数据；音频感测单元，用于感测在外部产生的音频信号；判断单元，分析由音频感测单元感测的音频信号，并判断音频信号的类别和音量中的至少一种；及控制单元，用于基于判断单元判断的信息控制由上述数据输入单元输入的音频数据的输出。
发明的效果
根据本发明，可以提供通过辨别用户的模式、外部噪声的类型和大小来借助人工智能算法以主动方式调节声音或开启/关闭噪声消除的声音设备。
最终，无需用户手动操作即可调节声音或噪声消除功能，且学习的人工智能算法可以根据周围情况等自动调节声音。
附图说明
图1为示出根据本发明的一实施例的声音设备的系统的示意图。
图2为示出根据本发明的一实施例的声音设备的图。
图3为示出根据本发明的一实施例的声音设备的构成的框图。
图4为示出根据本发明的第一实施例的声音设备的系统的示意图。
具体实施方式
用于实施发明的最佳方式
一种有源声音设备，包括：耳罩10，其至少一部分被插入于用户耳朵中；数据输入单元120，用于从外部终端输入音频数据；输出单元110，用于输出输入的音频数据；音频感测单元130，用于感测在外部产生的音频信号；判断单元140，分析由上述音频感测单元感测的音频信号，并判断上述音频信号的类别和音量中的至少一种；及控制单元160，用于基于上述判断单元140判断的信息控制由上述数据输入单元120输入的音频数据的输出。
用于实施发明的方式
以下，参照附图来对本发明的实施例进行详细说明，以使本发明所属技术领域的普通技术人员轻松实现本发明。然而，本发明可通过多种不同的形式实现，并不限定于以下公开的附图和实施例。另外，为了在附图中清楚地说明本发明，与本发明无关的部分被省略，在附图中对相同或相似的组件使用了相同或相似的附图标记。
通过下面的说明能够自然地理解或更加明确本发明的目的和效果，当判断为可能不必要地模糊了本发明的主旨时，省略了详细说明，因此本发明的目的和效果并不限定于下面记载的目的和效果。
以下，参照附图来更详细说明本发明的实施例。
图1为示出根据本发明的一实施例的声音设备的系统的示意图。
参照图1，将简要描述本发明的一实施例。本发明涉及一种输出从外部终端输入的音频数据(Audio Data)的如耳机或头戴式耳机等的声音设备，其特征在于，判断单元140的人工智能算法辨别包含在外部产生的噪声(Noise)的音频信号来主动调节用户可以听到的音频信号的类别和音量等。
在下文中，将参照图2至图3根据各个构成进行更详细说明。图2为示出根据本发明的一实施例的声音设备的图，图3为示出根据本发明的一实施例的声音设备的系统的构成的框图。
将参照图2和图3对一实施例进行说明。本发明可以包括耳罩10、输出单元110、数据输入单元120、音频感测单元130、判断单元140、位置识别单元150以及控制单元160。
首先，耳罩10是其至少一部分被插入于用户的耳朵中的构成，并且是引导通过输出单元110输出的音频数据向用户的耳朵内部方向传递的构成。其可以是现有的各种类型耳机的插入单元中的任一种，并且不一定必须插入到用户的耳朵内侧，而可以以头戴式耳机的形式与用户的耳廓相接。
输出单元110是用于输出输入的音频数据的构成，数据输入单元120是用于从外部终端输入音频数据的构成。具体而言，输出单元110是用于输出用户耳朵可以听到的音频数据的构成，用户最终可以听到输出单元110输出的音频信息。数据输入单元120是用户输入通过输出单元110要输出的音频数据的构成，并且可以是如移动电话、膝上型计算机、MP3播放器、台式电脑等的能够提供音频数据的电子设备中的任一种。也就是说，只要是能够输入用户想听的音频数据的外部终端就都可以使用，其可以通过有线或无线通信方式使用用户的有线或无线耳机、蓝牙音箱、配备有扬声器的可穿戴设备等发送音频数据的设备中的任一种。
以下，本发明的有源声音设备可以是用户的有线或无线耳机、头戴式耳机等中的任一种，为了方便说明，以无线耳机为基准说明一实施例。
音频感测单元130是用于感测在外部产生的音频信号的构成。详细而言，可以感测产生除了通过用户的听觉直接传递的输出单元110之外的声音的音频信号。详细而言，根据一实施例的音频感测单元130可以通过形成在用户耳机外侧的麦克风来感测音频信号，此时感测到的音频信号可以均包括外部噪声、周围人说话的声音及各种环境声音等。
由音频感测单元130感测到的音频信号可以被发送到判断单元140。判断单元140是用于判断感测到的音频信号的构成，并且可以判断音频信号的音量、类别及重要度等中的至少一种。详细而言，判断单元140可以通过分析由音频感测单元130感测的音频信号来判断音频信号的类别和音量中的至少一种，同时可以判断相关音频信号的重要度。在此，类别是用户预先指定设定的类别，并且可以通过判断单元140被分类为用户预设的类别中的任一种。具体而言，根据用户设定的类别可以根据用户的方便进行分类，以包括人声、危险通知信号、音乐声、生活声及其他噪声等中的至少一种。更具体而言，判断单元140可以通过预加载的人工智能算法来分析音频信号，并且人工智能算法通过用户手动调节声音来进行学习，从而能够判断，使得根据本发明的一实施例的有源声音设备自动调节声音。优选地，判断单元140分析并判断由音频感测单元130感测到的外部音频信号，同时判断由位置识别单元150识别的位置，从而将音频信号和位置的综合判断结果发送到控制单元160。
位置识别单元150是用于识别输出单元110的位置的构成，由位置识别单元150识别出的位置信息被传递给判断单元140，从而判断单元140可以根据传递的位置信息判断音频信号的类型和大小等。具体而言，位置识别单元150可以识别用户的位置是室外还是室内，并且可以识别相关位置是什么情况的场所、例如办公室、教室、图书馆、公共交通工具还是公共设施等。更具体而言，位置识别单元150通过GPS坐标和各种距离传感器等来识别位置，并将识别出的位置信息发送给判断单元140，而判断单元140中的人工智能算法根据预先学习的结果判断相关位置信息，从而可以准确判断相关位置是室外还是室内，还是什么情况的场所等。因此，判断单元140可以考虑从位置识别单元150传递的位置信息来判断在外部感测的音频信号的类别和音量。在上述的一实施例中，已说明了通过判断由位置识别单元150识别的位置信息来确定用户的位置，但是根据另一实施例，即使没有单独插入位置识别单元150，也通过由音频感测单元130感测的音频信号的跟踪来分析跟踪的音频信号，判断单元140的人工智能算法检测与感测到用户的音频信号的场所相关的信息，从而可以确定相关场所。详细而言，如上所述，判断单元140可以通过分析感测到的音频信号来判断音频信号的类别，并且可以基于判断的类别的结果值来确定位置。具体而言，当判断单元140将由音频感测单元130感测到的音频信号分类为汽车声音等类别时，可以识别出用户的场所在街道上或室外，当识别出分类为公共交通广播等类别的音频信号时，可以识别出用户所在的场所是公共交通工具。此外，当识别出电视声音和沸水声音等时，就可以识别出用户的场所在室内，并且可以以更高的精度识别出场所是房子还是办公室等。如上所述，可以通过位置识别单元150以更准确的坐标值来识别位置，但是也可以通过跟踪音频信号来识别用户的场所，并且可以根据相关场所控制音频数据的输出。
判断单元140综合判断由音频感测单元130感测到的外部音频信号和由位置识别单元150识别的位置信息，并向控制单元160发送根据判断结果的控制指令。控制单元160是基于由判断单元140判断的信息控制从数据输入单元120输入的音频数据的输出的构成。详细而言，控制单元160可以根据判断单元140的判断结果将从数据输入单元120输入的音频数据的声音调节来输出到输出单元110。也就是说，可以基于通过判断单元140的判断结果自行调节输出单元110的声音，而无需用户手动操作。此时，调节的声音可以包括从输出单元110输出的音频数据的音量和回声等。具体而言，根据本发明的有源声音设备，可以考虑到用户的位置和场所、外部音频信号的类别及输入音量等而自动开启/关闭输出单元110的噪声消除功能，并自动调节音量和回声等的声音，从而可以提供用户定制的声音调节系统。此外，可以开启/关闭透明模式(transparent mode)。具体而言，透明模式是通过音频感测单元130识别外部音频信号并通过输出单元110将其输出到用户耳朵的功能，根据情况，当感测到被分类为用户必须听到的危险信号等的类别的音频信号时，通过输出单元110输出，使得用户收听重要的音频信号。
在下文中，将参照图4详细描述本发明的有源声音设备的第一实施例和另外的变形实施例。图4为示出根据本发明的第一实施例的声音设备的系统的示意图。
参照图4，判断单元140通过预加载的人工智能算法同时分析并判断由音频感测单元130感测到的音频信号和由数据输入单元120输入的音频数据，向控制单元160发送指令，从而控制单元160可以控制最终音频数据的输出。详细而言，安装在判断单元140上的人工智能算法可以基于从外部输入的音频信号的判断结果值来监测和记录用户的手动操作。此后，可以基于记录的用户手动操作来学习主动声音调节。具体而言，根据一实施例，在由音频感测单元130感测到噪声1的外部音频信号的情况下，当用户手动调节通过输出单元110输出来收听的音频数据的声音时，监测和记录用户的调节结果，从而判断单元140的人工智能算法可以进行学习。此后，当感测到分类为同一类别的外部音频信号时，可以控制通过反映先前用户的声音调节结果来主动调节声音。在此，受调节的声音是包括音量、音质和音效等中的至少一种的术语，并且声音调节不仅可以包括音量调节，还可以包括噪声消除开关调节功能。
根据另一实施例，如图4所示，当由音频感测单元130感测到的外部音频信号被识别为噪声1和噪声2的两个信号时，判断单元140判断各个音频信号，从而可以辨别噪声1的类型和情况以及噪声2的类型和情况。作为判断结果，当噪声1被判断为不必要的噪声信号时，可以阻止其以防止噪声1通过用户正在收听的输出单元110被输出，当噪声2被判断为呼叫用户的谈话声音或通知危险情况的警告声音等时，可以使其被输出单元110输出，使得用户可以听到。更详细而言，判断单元140通过噪声消除阻止被判断为一般外部噪声的所有音频信号被输出单元110输出，但在判断为危险警告声音(通知灾难、汽车喇叭等)或与用户对话的对象的对话声音等时，可以使其与音频数据一起被输出单元110输出。根据情况，对话声音被控制为与输入的音频数据一起被输出单元110输出，但是当识别出危险警告声音时，停止音频数据的输出，而仅使危险警告声音被输出单元110输出，从而可以将用户的安全放在首位。此外，当同时输出音频数据和对话声音等时，可以根据按照用户的通常模式学习的结果分别自动调节音频数据和对话声音的输出音量和声音等。此外，当通过位置识别单元150或通过音频信号分析将位置判断为图书馆等时，可以自动开启噪声消除功能，当判断为室外时，可以根据用户的通常模式开启或关闭噪声消除功能或调节音量。即使噪声消除功能被开启，也当通过音频感测单元130从外部感测到危险警告声音时，可以立即去除噪声消除功能且将危险警告声音传递给用户。此外，当感测到外部产生的音频信号具有大于或等于特定音量的强度时，判断单元140的人工智能算法可以将相关音频信号传递给用户。此外，当在公共交通工具等中播出根据用户模式用户定期移动的车站名称的通知时，可以关闭噪声消除功能，并且可以通知用户到达换乘站或下车站。如上所述，当感测到根据用户的类别设定分类为重要类别的音频信号(例如，警告声或特定音量以上的声音)时，可以简单地关闭噪声消除功能，但是根据另一实施例，也可以开启透明模式，使得用户更准确、更快速地识别重要的音频信号。
如上所述，当使用本发明的有源声音设备时，具有可以自动提供用户定制的声音而无需用户单独操作的效果。同时，存在可以对用户通知危险情况的效果。
如上所述的本发明仅涉及一个实施例，但这仅仅是实施例，而本领域普通技术人员可以由此进行各种修改和等同的其他实施例。因此，本发明的范围不受上述实施例和附图的限制。
工业适用性
根据本发明，可以提供通过辨别用户的模式、外部噪声的类型和大小来借助人工智能算法以主动方式调节声音或开启/关闭噪声消除的声音设备。
最终，无需用户手动操作即可调节声音或噪声消除功能，且学习的人工智能算法可以根据周围情况等自动调节声音。

Claims (8)

1.一种有源声音设备，其特征在于，包括：
耳罩(10)，其至少一部分被插入于用户耳朵中；
数据输入单元(120)，用于从外部终端输入音频数据；
输出单元(110)，用于输出输入的音频数据；
音频感测单元(130)，用于感测在外部产生的音频信号；
判断单元(140)，分析由上述音频感测单元感测的音频信号，并判断上述音频信号的类别和音量中的至少一种；及
控制单元(160)，用于基于上述判断单元(140)判断的信息控制由上述数据输入单元(120)输入的音频数据的输出。
2.根据权利要求1所述的有源声音设备，其特征在于，
上述判断单元(140)通过预加载的人工智能算法分析上述音频信号，
上述人工智能算法对根据上述判断单元(140)判断的音频信号的结果值的用户的手动操作进行监测和记录。
3.根据权利要求2所述的有源声音设备，其特征在于，
上述人工智能算法根据记录的用户的上述手动操作来学习声音调节。
4.根据权利要求3所述的有源声音设备，其特征在于，
上述判断单元(140)基于所判断的上述音频信号的类别，检测与感测到上述音频信号的场所相关的信息。
5.根据权利要求3或4所述的有源声音设备，其特征在于，
上述控制单元(160)根据上述判断单元(140)的判断结果将由上述数据输入单元(120)输入的音频数据的声音调节并通过输出单元(110)输出。
6.根据权利要求5所述的有源声音设备，其特征在于，
上述人工智能算法分析感测到的音频信号并判断上述音频信号的类别和音量中的至少一种，
且通过对于上述判断的结果值的用户的反馈来学习音频信号。
7.根据权利要求6所述的有源声音设备，其特征在于，还包括：
位置识别单元(150)，用于识别上述输出单元(110)的位置，
由上述位置识别单元(150)识别的位置信息被传递到上述判断单元(140)，上述判断单元(140)考虑到传递的位置信息来判断上述音频信号的类别和音量。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的有源声音设备，其特征在于，上述音频信号的类别被分类为用户预先指定设定的分类中的任一种。
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