TW200537119A - Detecting method by using computer sound effect system and method of the same - Google Patents

Description

200537119 五、發明說明（1) 一、發明所屬之技術領域： 、本發明係有關於一種利用電腦音效系統之偵測裝置與方 特別是有關於-種利用電腦音效系統發射超音波信號， 以判斷使用者是否位在電腦預設距離内的偵測裝置與方 I法0 、 、先前技術： =期PC制口八為個人電腦標準配備。 2動玩具程式，直接利用個人 或軟體的音效播放出來，但整個音效梦應用知式 都"的單音，無法產生更好的音效變化\置其、=發出响喃嘟 量的大小，而且這種抨π μ η、 甚至都無法控制音 力。工 間早的喇叭不具備獨立處理音訊的妒 因而，後續才出現如Ad i i b卡、聲 之周邊設備…般音效。=卡專關於處理音效 音樂的元件，β是多媒體下不可或：了:：電腦發出音效或 網路上的影音栲宏弋β 士 飞缺的5又備，例如播放CD或 碟中，播™ r 的類比訊號，再傳 '置。 “及其他處理數位聲音訊號的裝 第6頁 200537119 五、發明說明（2) 目前市面上銷售的音效卡具有許多功能，以滿足各類 費者的需求，如目前音效卡大多能提供48kHz (千赫茲）的立< 頻，甚至更高的頻率（如9 6 kHz或192kHz音頻）。如第一% 示，不同音波頻率之取樣率之示意圖，其中九線條表示原0始』 訊號，而線條B和C表示不同取樣率和取樣大小的數字訊號°。 第一 B圖顯示出不同音波頻率之低取樣率示意圖及1^。 化資料檔重建的聲波示意圖。第一 c圖顯示出不同；= 之高取樣率示意圖及其經數位化資料檔重建的聲波曰二/咅 由第一 A圖明顯可知，當聲音頻率越高 /不思田 ，取樣點更多會更接近自然音，即取樣點越多， 形越接近自然的波形。 叮至見之/反 電腦音效系統科用數位杜比音效及多重聲 . 表現如·· DVD電影環繞音效的效果，使得使用、用’來 歌劇院。但除了 DVD電影外，-般影音訊號或軟有°身在,、家庭 到這麼高的取樣點’其原因為，取樣點越多 乂艮二用 到限制。所以這對擁有高頻率的音效卡卜掛吏用也受 影等較為特殊的音效效果，實為可惜。再者用於處理嶋 當使用者享受音效卡所帶來高品質音效的同 它使用電腦時所應注意的層面。當使用者 #二：忽略其 使用者臨時有事而離開電腦，他人可輕易使、在扠案時， 腦，而可能造成資料外茂之結果。或利用MSN(更用者的電

Microsoft Messenger具有與對方視訊盘狂立 /、扣曰對談的功能）與

第7頁 200537119 五、發明說明（3) 對方對談時，使用者離開電腦，讓同樣使用MSN的相對者， 不知使用者的狀態，苦於空等的情況。 此外 手動發出 判別。而 。電腦於 鼠，電腦 腦安全防 供正確判 失，如使 而造成電 下鍵盤或 上的不便 者是否 相關程 習知的 ’如一 螢幕保 但，可 否位在 因臨時 或是使 仍會啟 ，對於使用 訊息或設定 一般較為人 開機狀態日夺 會自動執行 護之功能。 斷使用者& 用電腦者若 能的浪費。 滑鼠，電腦 離開電腦， 式外’並無 方式為使用 段預設的時 護程式以達 惜的是，螢 電腦前之功 有事離開， 用者在電腦 動螢幕保護 除要求使用 較良好的方 螢幕保護程 間不再使用 到保護螢幕 幕保護程式 能，而有以 電腦無法自 前，一段時 程式，造成 者離開時 式可直接 式 鍵盤或滑 或達到電 仍無法提 下之缺 j 行關機， 間沒有按 後續使用 、發明内容 雲V·、十、 真正功2 ί之發明背景中，傳統方法所未能發揮音效卡的 統之偵測萝署Γ明之最主要目的是提供—種利用電腦音效系 品質音效方法，當使用者享受電腦音效系統所帶來高 ，用以判齡i ，透過音效系統所發出两頻的音波 作。 用者是否在該電腦前及並做出後續處理的動

200537119 五、發明說明（4) 本發明之另一目的是提供一種電腦安全防護方法，當使 用者不在電腦前，則自動啟動電腦的一防護系統，不用添購 其它的安全防護設備，即可達到保護電腦安全之功效。 本發明之又一目的是提供一種電腦省電方法，當偵測到 使用者不在電腦前，電腦可立即自行關機，藉以達到省電的 功能。 根據上述，本發明提供一種利用電腦音效系統之偵測裝 置與方法。此方法係為，首先利用一電腦之一音效系統透過$ 一揚聲器發射一超音波訊號。然後，利用一接收裝置接收該 超音波訊號經一使用者所反射的一反射訊號。最後 ，利用電腦比較該反射訊號強度與一預定之訊號強度，以判 斷使用者是否在該電腦一預設距離之内。其中當該反射訊號 強度小於該預定之訊號強度時，判斷為該使用者不在該預設 . 距離内，反之，判斷為該使用者在該預設距離内。其中該超 音波頻率大於2 0千赫兹。所述之彳貞測方法，更包含定義一參 考訊號強度。 本發明也揭露一種偵測電腦使用狀態之裝置，包含： 一電腦系統，該電腦系統包含一超音波控制應用程式及 一音效系統，其中上述之超音波控制應用程式可令該音效系 統發出超音波訊號； 一揚聲器係電氣地連接該音效系統，用以傳遞訊號包含

第9頁 200537119 五、發明說明（5) 上述超音波訊號； 一感測器電氣地連接至該音效系統，係用以接收該超音 波之反射波，用以定義獲判定使用者狀態。 四、實施方法： 本發明的部分實施例詳細描述如下。然而，除下述描述 的實施例外，本發明還可以廣泛地在其它的實施例中施行， 且本發明的範圍不受下述實施力之限制，端視以下之申請專 利範圍為準。再者，為提供更清楚的描述及更易理解本發 明，圖示内各部分並沒有依照其相對尺寸繪圖，某些尺寸與 其他相關尺度相比已經被誇張；不相關之細節部分也未完全 繪出，以求圖示的簡潔。 對於人類耳朵而言，能夠接受的音頻範圍很窄，大約在 10Hz到2 0 kHz左右，而其中在1. 2 kHz到1. 4 kHz左右是聽 覺最敏銳的頻帶，一般超過20 kHz以上音波的音頻，人類的 聽覺器官是無法接收，此範圍的音頻通稱為超音波 所以本發明的精神係利用目前音效卡能發出高頻率的超音 波，因人耳聽不到超音波，故可在不干擾使用者使用電腦的 情況下，透過電腦音效系統傳送，偵測使用者是否在電腦 前0

第10頁 200537119 五、發明說明（6) 而本發明的偵 設之距離内，例如 之音波，遇到使用 在電腦前，則音波 射波。當反射波經 ADC(類比數位轉換 度之訊號，相比較 如果其中當該反射 為該使用者不在該 定之訊號強度時， 定一參考之背景值 測裝置與方法原理為：當使用 坐在電腦前，當由電腦系統之立於所預 者時，將產生反射，皮。反<，ί f裔發射 不會碰到使用者而反射，所以^合用者不 電腦系統之接收裝置接收後，利;^生反 器）轉換為數位訊號，與預定的一訊號 其大小關係。其大小關係代表的意義-為， 訊號強度小於該預定之訊號強度時，判斷 電腦前，如果當該反射訊號強度大於該預 判斷為該使用者在該電腦前。例如可以設 強度訊號以做一判斷之依據。 第二A圖為本發明之一較佳實施例的操作流程圖。首 先，在步驟1 0 1中，利用電腦之音效系統，透過揚聲器發射 超曰波sfL 7虎。然後在步驟1 〇 2中’利用接收裝置接收經使 用者所反射的反射訊號，並利用ADC轉成數位訊號。最後， 在步驟1 0 3中，比較該反射之數位訊號強度與一預定之訊號 強度，以判斷使用者是否在該電腦前。也就是說 ’可藉以判定使用者是否在該電腦一預設距離之内。 利用上述實施例的偵測過程，偵測結果顯示若人不在電 腦前，可進入相對應的處理。如第二B圖所示，與第一 A圖相 比，除相似的2 0 1〜2 0 3步驟，更增加步驟2 〇 4。使得電腦内一 軟體或硬體依使用者使用電腦的情況做出不同的判斷程序。

第11頁 200537119 (7) 佳實施例 腦之音效 開電腦時 數功能， 此可有效 ，例如螢 ，並提供 者，目前 術執行本 五、發明說明 而在一較 前，該電 使用者離 可具有計 步驟，如 計數時間 設定晝面 做一說明 利用該技 不贅述。 在 定偵測 音頻模 譬如有 常用做 訊號。 時，會 「發射 面時， 功能時 背景強 level: 定。 的偵測過程中’不論使用者是否位在電腦 系統仍會繼續執行2 0 1〜2 〇 3步驟。為避免 間過短，而造成誤測，本發明的處理方法 於步驟2 0 3之後，可以選擇性執行一計數 避免誤測之情況。上述計數功能可調整其 幕顯示（On Screen Display, 0SD)單元之 使用者從事設定計數的時間之用。再此需 之0SD係為一已知技術，本發明可以藉由 發明之相關功能，在此可植入該技術，但 本實施例中，使用者可先在電腦音效的設定環境，設 功能。該债測功能含有多種超音波模式。該揚聲器之 .式所發射音頻的範圍至少為2〇kHz以上的音波以上， 4 0 kHz ’ 6 0kHz或更高的音頻模式等。使用者可選定較 為偵測的40kHz超音波音頻，藉由揚聲器發射超音波 基於音波因碰觸物體大小不同或當周遭環境的改變 產生不同反射的能量。本發明所發射之超音波，因 及反射音波的介質」不同。故，當碰到不同的環境介 會產生不同反射的能量。所以，使用者在使用其偵測 ，可先測得環境（包含使用者存在的狀態）的反射波的 度，並依此做為參考訊號強度（簡稱Thresh〇ld 丨。因而，刖述的預定之強度可依參考訊號強度而決

苐12頁 200537119 五、發明說明（8) 而 中，電 中，利 著，在 的反射 開電腦 無使用 腦記錄 為無人 遭環境 上述的原理實施的方式如第二c圖所示，在弗 腦透過揚聲器發射一超音波訊號，然步"驟5〇1 用接收裝置接收經使用者所反射的反射 步驟503 ’該電腦記錄接收裝置接收經使用。接 波訊號，設定為有人狀態。在步驟5〇4中，斤^射 一預設距離之内之後，在步驟5〇5中，接收農^離 f所反射的反射波訊號，最後，在步驟5〇6;，噹J ::裝=接：無使用者所反射的反射波訊號，定 本發明可避免因不同的使用者或不同ί ’仏成偵測的功能不準雄。 周 ;且ί ϊ Ϊ:流程步驟中’所使用的揚聲器至少為-喇°八 。而太二:收裝置可為麥克風或其他之類似接收裝置等 方式發IΪ::所=的揚聲器’可連續發射或是間隔性的 :丄/1〇秒)發射超音波，藉以減低傳送超音 使用者铲:里。值仔注意的是，在使用該偵測功能的同時， 選擇欲播放的音效，使得發音裝置可-併送出 在該i料。如第f α圖所示為兩種音波傳遞之示意圖， 式，一藉1不’该揚聲器可同時發出至少兩種以上音波模 式b。卷ώ 吏用者所選擇的音效資料a，另一種為超音波模 原理為田重聂或以上的波共存時，因波有疊加的基本特性（其 且原理）。所以’兩個不同頻率的音波，因疊加的

200537119 五、發明說明（9) 原理，使其成為一種疊加後的波形，如第三β圖所示為兩種 音波疊加後之示意圖。但在音效數據處理過程中，分別擷 取音效資料a及及超音波模式b，係主要是利用_ 二二突 (High-pass Filter)及低通濾波器（Low-pass 該 高通濾波器，約20 KHZ以下的低頻部份均被阻絕1 取超音 波模式b，該低通濾波器，約2〇 KHZ以上的高相、，只4阳曰 絕，只取音效資料ae故 门頻部份均被阻 ，使用這兩種濾波器後，使用者一樣聆聽電 能進行超音波的偵測。 如的音效及又可 於應用方 是依據電腦不 理。例如，當 對方文字與語 執行一網路對 腦前時，該處 以告知對方。 案時，臨時有 立即暫停或停 前時，該處理 案。再者，當 時有事而離開 須再經確認身 述認證方式 面，上 同的使 使用者 音對談 談程式 理程序 第二種 事而離 止正在 程式令 使用者 電腦， 份認證 之組合 述電腦系統可對應做出不同的處理，乃 用狀態或應用軟體，來進行不同的處 使用 MSN(MiCrosoft Messenger具有與 的功能）時，或是電腦之該使用離為 時；如ICQ等。當谓測到使用者不：電為 為透過該網路對談程式發出一等待訊息 情況為當使用者正在聆聽或欣賞影音檔 ，電細時’該處理程式收到偵測訊號後 啻f中的影音檔案，當使用者回到電腦 正細的曰政系統繼續播放原先的影音槽 ^使用具有高度保密性質之檔案時，臨 /細則進入—安全防護模式，使用者必 ^ (如輸入密碼、聲紋、視網膜辨識或 等）以解除安全防護模式。如此才可有

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效防止別人操作該電腦，而達 用情況為當使用者正使用電腦 超過一預定值，該處理程式係 省電模式之指令，即電腦做立 達到省電的功能。 到安全防護的功能。第四種應 ’臨時有事且離開電腦的時間 為執行一關閉電腦系統或進入 即關機或睡眠模式反應，藉以 之；r上述Ϊ施例可以參閱第四圖，其顯示為電腦之音效系統 於桑作示意圖。該音效系統包括揚聲器1 〇、揚聲器丨丨及配置 ;電腦之麥克風1 2。使用者2 1在使用電腦之音效系統時（使 &贫已預先儲存一預定之訊號強度在電腦内），啟動偵測功辛 =谈’揚聲器1 0及揚聲器1丨分別發射超音波訊號，接著，該 克風1 2接收經使用者2 1之反射訊號後，比較該反射訊號強 $與一預定之訊號強度，以判斷使用者2 1是否在該電腦一預 叹距離之内，若使用者2 1離開電腦一預設距離，該電腦則依 據使用者2 1使用的電腦狀態或軟體，來進行不同處理的結 -果 且’不論使用者2 1是否位在電腦前，該電腦之音效糸統 都會進行偵測的過程。為發出超音波，本發明之取樣頻率可 使用如96kHz或192kHz等高音頻，甚至為384kHz。參閱第五 圖’本發明可以利用一應用軟體或是只使用硬體來發出超音 波。例如在硬體音效系統上加上一超音波產生器以及加法器雜 n ’其中加法器η將超音波產生器之產生信號m加上原音效系 統所產生之信號（t)。 如第五圖所示，本發明之裝置包括：一電腦系統p，該

第15頁 i 200537119 五、發明說明（11) 電腦p包含一超音波控制應用程式d及一音效系統f，其中上 述之超音波控制應用程式d可令該音效系統f發射超音波訊 號，一揚聲器j係電氣地連接該音效系統f，且當接收該超音 波訊號後發射超音波，一感測器h電氣地連接至該音效系統 f，係用以接收該超音波之反射波，當使用者位於電腦前 時，該感測器h所接收之第一反射訊號定義或判定為使用狀 態，反之，當無使用者為於電腦前之第二反射訊號，定義為 無使用狀態。且該裝置可更包含另一揚聲器j 1係電性地連接 該音效系統，當接收該超音波訊號後發射超音波。 採硬體設計亦可執行本發明，本發明利用電腦音效偵測 使用者是否在電腦前之裝置包括：一電腦，該電腦包括一應 用程式、一音效硬體以及一驅動該音效硬體之程式，其中上 述之應用程式要求該驅動該音效硬體之程式產生一可發出超 音波訊號至該音效硬體，使得該音效硬體產生一超音波訊 號，揚聲器係各自電氣地連接至一音效硬體，且當接收該超 音波訊號後發射超音波。本發明包含一麥克風 ，電氣地連接至該音效系統，係用以接收該超音波之反射 波，以利於定義獲判定使用者狀態。 本發明的偵測裝置與方法確有許多的優點，主要是利用 電腦音效系統之揚聲器所發射的超音波，偵測人是否在使用 電腦。另外，在不影響偵測的過程下，使用者依然可以聆聽 音效系統所發出的各種音效，這表示只須在電腦音效的設定

第16頁 200537119 五、發明說明（12) 環境，設定偵測功能後，而不用添購其它的防護設備，即達 到保護電腦安全的功效。 對熟悉此領域技藝者，本發明雖以一較佳實施例闡明如 上，然其並非用以限定本發明精神。在不脫離本發明之精神 與範圍内所作之修改與類似的安排，均應包含在下述之申請 專利範圍内，這樣的範圍應該與覆蓋在所有修改與類似結構 的最寬廣的詮釋一致。因此，闡明如上的本發明一較佳實施 例，可用來鑑別不脫離本發明之精神與範圍内所作之各種改 變 〇

第17頁 200537119_ 圖式簡單說明 五、圖示簡單說明： 第一圖所示為不同音波頻率之取樣率之示意圖； 第一 B圖顯示出不同音波頻率之低取樣率示意圖及其經 數位化資料檔重建的聲波示意圖； 第一 C圖顯示出不同音波頻率之高取樣率示意圖及其經 數位化資料檔重建的聲波示意圖； 第二A圖所示為本發明之一較佳實施例的操作流程圖； 第二B圖所示為本發明之另一較佳實施例的操作流程 圖， 第二C圖所示為參考訊號強度原理實施的方式之流程 圖； 第三A圖所示為兩種音波運動之示意圖； 第三B圖所示為兩種音波疊加後之示意圖； 第四圖所示為電腦之音效系統之操作示意圖； 第五圖所示為偵測電腦使用狀態之裝置示意圖。 符號對照表： A 線條 B 線條 C 線條 1 0 1 - 1 0 3 步驟 2 0 1 - 2 0 4 步驟 a 音效資料

第18頁 200537119 圖式簡單說明 b 超音波模式 501-506 步驟 10 左前方揚聲器 11 右前方揚聲器 12 麥克風 21 使用者 P 電腦 d 應用程式 f 音效系統 J 揚聲器 jl 揚聲器 h 感測器 m超音波產生器產生訊號 η加法器 t原音效系統產生訊號

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Claims (1)

1. 200537119 六、申請專利範圍 申請專利範圍： 1 · 一種利用電腦音效系統之偵測方法，包含下列步驟： 利用一電腦之一音效系統透過一揚聲器發射一超音波訊 號； 利用一接收裝置接收該超音波訊號經一使用者反射之反 射訊號；以及 比較該反射訊號強度與一預定之訊號強度，以判斷該使 用者是否在該電腦一預設距離之内。 I 2 ·如申請專利範圍第1項所述之利用電腦音效系統之偵測方 法，其中當該反射訊號強度小於該預定之訊號強度時，判斷 為該使用者不在該預設距離内，該預設距離包含位於該電腦 前位置。 3.如申請專利範圍第1項所述之利用電腦音效系統之偵測方 法，其中當該反射訊號強度大於該預定之訊號強度時，判斷 為該使闬者在該預設距離内，該預設距離包含位於該電腦前 位置。 4 ·如申請專利範圍第3項所述之利用電腦音效系統之偵測方 法，更包含執行一處理程式之步驟。 5 -如申請專利範圍第4項所述之利用電腦音效系統之偵測方

   第20頁 200537119 六、申請專利範圍 法，其中該處理方法具有計數功能。 6. 如申請專利範圍第4項所述之利用電腦音效系統之偵測方 法，其中該處理程式係為執行一關閉該電腦之指令。 7. 如申請專利範圍第4項所述之利用電腦音效系統之偵測方 法，其中該處理程式係為使該電腦進入一安全防護模式 8. 如申請專利範圍第4項所述之利用電腦音效系統之偵測方f 法，其中該電腦之使用狀態為執行一網路對談程式時，該處 理程序之步驟包含透過該網路對談程式發出一等待訊息。 9. 如申請專利範圍第4項所述之利用電腦音效系統之偵測方 法，其中該電腦之該使用狀態為播放一影音檔案時，該處理 -程序之步驟包含暫停或停止該影音槽案之播放。 1 0 .如申請專利範圍第1項所述之利用電腦音效系統之偵測方 法，其中該超音波頻率大於2 0千赫茲。 _ 1 1.如申請專利範圍第1項所述之利用電腦音效系統之偵測方 法，更包含定義一參考訊號強度。 1 2.如申請專利範圍第1項所述之利用電腦音效系統之偵測方

   第21頁 200537119 六、申請專利範圍 法，其中該揚聲器同時播放一音效資料。 1 3. —種偵測電腦使用狀態之裝置，包含： 一電腦系統，該電腦系統包含一超音波控制應用程式及 一音效系統，其中上述之超音波控制應用程式可令該音效系 統發出超音波訊號； 一揚聲器係電氣地連接該音效系統，用以傳遞訊號包含 上述超音波訊號； 一感測器電氣地連接至該音效系統，係用以接收該超音 波之反射波，用以定義獲判定使用者狀態。 1 4.如申請專利範圍第1 3項所述之偵測電腦使用狀態之裝 置，其中上述之感測器包含麥克風。 1 5. —種利用電腦音效偵測使用者是否位於電腦前之裝置， 包括： 電腦系統，該電腦系統包括一應用程式、一音效硬體以 及一驅動該音效硬體之程式，其中上述之應用程式要求該驅 動該音效硬體之程式產生一可發出超音波訊號至該音效硬 體，使得該音效硬體產生一超音波訊號； 揚聲器電氣地連接至該音效硬體，用以接收該超音波訊 號後發射該超音波；以及 麥克風，電氣地連接至該音效系統，係用以接收該超音 波之反射波，以利於判斷使用者之使用狀態。

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