TW201503707A - 電話語音處理之方法及其電腦程式 - Google Patents

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Abstract

一種電話語音處理之方法，在傳送語音時，先將語音中有高頻子音聲音的部份進行一低頻化處理再傳送出去。若接到語音的受話者為較嚴重的聽障者，再將語音中有高頻子音聲音的部份進行低頻化處理。

Description

電話語音處理之方法及其電腦程式
本發明係關於一種電話語音處理之方法。
能夠藉由助聽器聽到聲音的聽障者通常是無法或難以聽到高頻聲音，較為輕度的聽障者無法聽到6000Hz以上的聲音，較為重度的無法聽到2000Hz以上的聲音，譬如4000Hz以上的聲音即便將聲音放大幾倍仍是是無法聽到，由於子音有許多是4000Hz以上的頻率，因此助聽器基本的作法是將聲音進行壓頻及放大聲音。聽障者可以根據每個人的狀況來設定一些變音參數，變音參數通常跟頻率、放大聲音有關，以便助聽器內部的變音處理程式(軟體或韌體)根據變音參數處理聲音。
當聽障者與其他人面對面聊天時，助聽器是沒有什麼大問題的，因為高頻的聲音經過壓頻或移頻，聽障者可以聽到原本屬於高頻的聲音。但是當聽障者若以電話與朋友 聊天時，則會有問題產生。原因是電話會將高頻聲音先行去除才傳送。譬如傳統的室內電話(市話)會先將4000Hz以上的頻率去除才傳送，因此聽障者在透過電話傳送的聲音是沒有4000Hz以上的聲音，所以聽障者若以電話與朋友聊天時，只要有一方是使用傳統的室內電話(包括2G及3G電話)，聽障者就不容易辨別正確的聲音，尤其是有子音及短音(如sit，以及如中文全部是單音(只有一母音)之狀況。
若是聽障者與朋友都是透過網路電話溝通，有些網路電話也會將4000Hz以上的頻率去除，因此也有此問題。
因此聽障者在這方面是需要幫助的。
本發明之主要目的係在提供讓聽障者在接收電話時，能夠較清楚的辨識對方聲音。
為達成上述之目的，本發明在撥話者(caller)傳送語音給受話者(receiver)時，先將語音中有高頻子音聲音的部份進行一低頻化處理再傳送出去。
若接到語音的受話者為較嚴重的聽障者，再將語音中有高頻子音聲音的部份進行低頻化處理。
本發明可以在電話傳送語音的時 候，針對語音中有高頻子音聲音的部份進行一低頻化處理，尤其是當兩方(互通電話的兩個使用者)任一方的電話傳送語音的頻寬不高的時候，譬如傳送語音的頻寬為8000Hz或4000Hz的時候，經過本發明的處理可改善聽障者收聽的效果。
若電話傳送語音的頻寬較高，則傳送語音時可不做處理，但於接收語音的時候則視接收者聽障的程度可能需要處理。
1a,1b‧‧‧可撥打電話之電子裝置
11‧‧‧處理器
12‧‧‧記憶體
13‧‧‧麥克風模組
14‧‧‧播音模組
15‧‧‧聲音訊號通訊模組
20a,20b‧‧‧輸入聲音
21a,21b,21g,21m‧‧‧輸入聲音訊號
22a,22j,22k,22n‧‧‧傳送語音段
22b‧‧‧接收語音段
30‧‧‧聲音處理程式
42‧‧‧變音參數
50‧‧‧變音處理模組
90‧‧‧網路
圖1係本發明使用環境之示意圖，及可撥打電話之電子裝置硬體架構圖。
圖2係本發明聲音處理模組之功能示意圖。
圖3係本發明聲音處理模組處理傳送語音段之流程圖。
圖4係本發明聲音處理模組處理接受語音段之流程圖。
圖5係輸入聲音訊號切為複數聲音段之示意圖。
圖6係具有低頻子音及母音之輸入聲音之頻率示意圖。
圖7係傳送語音段傳送出去之示意圖，其中傳送語音段具有低頻子音及母音。
圖8係具有高頻子音及母音之輸入聲音之頻率示意圖。
圖9係本發明關於將傳送語音段的高頻子音進行一低頻化處理之示意圖。
圖10係傳送語音段傳送出去之示意圖，其中傳送語音段具有高頻子音及母音。
圖11係本發明關於將接收語音段的高頻子音進行一低頻化處理之示意圖。
為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉一個較佳具體實施例說明如下。
以下請一併參考圖1關於本發明使用環境之示意圖。撥話者透過可撥打電話之電子裝置1a打電話給受話者，受話者則使用可撥打電話之電子裝置1b，而網路90可包括網際網路、電信網路，無線網路(如3G,4G,Wi-Fi)等等。可撥打電話之電子裝置1a,1b可為手機、智慧型手機、電腦(網路電話)、無線對講機，電話等。而使用可撥打電話之電子裝置1a也可為家用電話(但有需要加裝變音處理模組)。在本發明中特別對於撥話者或受話者為聽力為非正常者有助益，如使用者為聽障者或老人等。
可撥打電話之電子裝置1a包括一處理器11，一記憶體12，一麥克風模組13，一播音模組14以及一聲音訊號通訊模組15(傳 送及接收語音訊號)。而記憶體12儲存有一聲音處理程式30及使用者之變音參數42。記憶體12，麥克風模組13，播音模組14以及一聲音訊號通訊模組15皆與處理器11電性連接。
需注意的是，在本實施例中可撥打電話之電子裝置1a,1b是以電腦架構製成之電子裝置，譬如是手機、智慧型手機、電腦、平板電腦。處理器11及記憶體12這兩部分事實上構成一變音處理模組50，變音處理模組50可以以硬體、韌體之架構設計，不一定採取處理器11加記憶體12之設計。另外電子裝置1b之架構與電子裝置1a相同，因此不再於圖1重複標示。
請一併參考圖2，以了解變音處理模組50之功能。撥話者的輸入聲音20a進入麥克風模組13以形成輸入聲音訊號21a，變音處理模組50會將輸入聲音訊號21a分割為複數傳送語音段22a，而再對部分或全部的傳送語音段22a進行變音處理，再將複數傳送語音段22a傳送給電子裝置1b。
而受話者(使用電子裝置1b)的輸入聲音20b經電子裝置1b處理後形成輸入聲音訊號21b。變音處理模組50將輸入聲音訊號21b分割為複數接收語音段22b，而有可能針對部分或全部的接收語音段22b進行變音處理，最後接收語音段22b再經過播音模組14播放出來。
以下請參見圖3~4本發明關於變音處理模組之流程圖，並請一併參考圖5~11，以詳細瞭解本發明。
步驟301：接收輸入聲音訊號21a。
步驟302：將該輸入聲音訊號21a切割為複數傳送語音段22a，如圖5之示意圖。每一聲音段之時間長度建議為0.0001~0.1秒之間，以I-Phone4做為助聽器的實驗中(根據本發明所製作之軟體於I-Phone4中執行)，聲音段之時間長度約在0.0001~0.1秒之間效果不錯。
步驟303：該傳送語音段22a是否為一高頻子音聲音段？若是的話，進行步驟304；若不是的話，進行下一個傳送語音段22a。
判斷是否為一高頻子音聲音段有許多方式，本發明建議之方式為當傳送語音段22a具有下列特徵時，被判斷為高頻子音聲音段：條件一：傳送語音段於1000Hz以下能量小於該傳送語音段所有能量之50%，且條件二：傳送語音段於2000Hz以上能量大於該傳送語音段所有能量之30%。
另一種較簡單之方式是如果某一聲音段於2500赫茲以上之能量至少佔該聲音段總能量之50%時，建議被認為是高頻子音段。
請參考圖6，輸入聲音訊號21g譬 如中文的『ㄆㄠ(Pao)』或英文的『Pin』，前面一段為子音，後面一段為母音。圖6顯示的網狀黑點代表在某一頻率的能量，網狀黑點越密集代表能量越高，黑線條部分代表能量集中在某一頻率。譬如傳送語音段22j(低頻子音)，傳送語音段22j(母音)都不符合條件，而輸入聲音訊號21g所有的傳送語音段都不符合條件。輸入聲音訊號21g將不處理而直接送出。輸入聲音訊號21g送出之後，由於電話傳輸之頻寬規定，輸入聲音訊號21g在某一頻寬以上之聲音訊號會被切掉，譬如以SkypeTM為例，單純語音通話8000Hz以上會被切掉，若為視訊通話4000Hz以上會被切掉，請參考圖7，輸入聲音訊號21g顯示8000Hz以上被切掉的例子。
請參考圖8，輸入聲音訊號21m譬如中文的『ㄗㄠ(Zao)』或英文的『see』，前面一段為高頻子音，後面一段為母音。譬如傳送語音段22n符合高頻子音的條件，因此輸入聲音訊號21m在高頻子音之部分會進行步驟304，但輸入聲音訊號21m在母音的部份不會進行步驟304。
步驟304：對該傳送語音段22a進行低頻化處理。以處理輸入聲音訊號21m為例，請參考圖9，前面一段的高頻子音被低頻化處理(譬如8KHz以下)。低頻化處理通常透過壓頻及/或移頻。譬如將6KHz~12KHz之區段壓 至6KHz~8KHz之區段，而0KHz~6KHz保持不變。或者將8KHz~12KHz之區段壓到8KHz~10KHz之範圍，再移至6KHz~8KHz之區段。
將高頻子音低頻化處理的原因是譬如以SkypeTM為例，單純語音通話8000Hz以上會被切掉(目前一般手機對手機通話也是)，但由於高頻子音低在高頻之部分佔有重要語音能量，因此將高頻之能量低頻化處理，以免8000Hz以上之語音資訊直接被切掉。若以SkypeTM視訊通話為例，因為4000Hz以上會被切掉(傳統電話也是)，所以高頻子音低頻化處理要處理至4000Hz以下，譬如以中文為例，ㄓ、ㄔ、ㄕ建議是將2KHz~8KHz直接壓到2KHz~4KHz。ㄗ、ㄘ、ㄙ建議是將6KHz~16KHz壓到6KHz~8KHz，再移至2KHz~4KHz。ㄐ、ㄑ、ㄒ建議是將4KHz~14KHz壓到4KHz~6KHz，再移至2KHz~4KHz。要如何將高頻子音低頻化處理，會因為語言的不同，各廠商的研究以及電子產品之性能有所不同，由於本發明並不是在探討如何將高頻子音低頻化處理，因此不再贅述。
輸入聲音訊號21m送出之後，由於電話傳輸之頻寬規定，輸入聲音訊號21m在某一頻寬以上之聲音訊號會被切掉，譬如8000Hz以上會被切掉，請參考圖10。本發明的重點在 於8000Hz(或4000Hz)以上會被切掉，但本發明將高頻子音低頻化處理，因此保留高頻子音原來在高頻重要的語音資料。
請參見圖4之流程圖，請參考圖2，圖4之流程圖在說明變音處理模組50處理輸入聲音訊號21b之步驟。
步驟401：接收輸入聲音訊號21b。
步驟402：有需要變音處理？譬如檢查有無變音參數42？如果沒有，那變音處理模組50不再特別處理輸入聲音訊號21b。如果雖有變音參數42，但因為聽障者為輕度聽障，而輸入聲音訊號21b的頻寬夠寬則也不處理，譬如若聽障者在0KHz~4KHz聽力沒問題，但是4KHz以上聽力受損，如果輸入聲音訊號21b在0KHz~4KHz那就不處理，但如果輸入聲音訊號21b在0KHz~8KHz，則需要進行步驟403。
變音參數42係記錄聽障者(包括聽力減弱之老人)關於聽力之資訊(譬如4000HZ以上很難聽到)，或是該如何改變聲音以便改善聽力，譬如放大參數，聽力參數(如聽障者之聽力能力參數)或變頻參數(如壓頻參數、變頻參數)，由於透過變音參數來控制變音之輸出(助聽器之技術)為已知技術，因此在此不再贅述。需注意的是變音參數42也有可能是聽力圖(Audiogram)，而軟體程式可以根據聽力圖算出如何改變聲音。
步驟403：將輸入聲音訊號21b切割為複數接收語音段22b，這部份請參考步驟302之解說。
步驟404：該接收語音段22b是否為一高頻子音聲音段？此步驟可以參考步驟303。若是的話，進行步驟405；若不是的話，進行下一個接收語音段22b。
步驟405：對該接收語音段22b進行低頻化處理。譬如輸入聲音訊號21b如圖10，是已經都被處理在8000Hz以下，但由於具有高頻子音聲音，而聽障者只能聽到0~4KHz，因此針對高頻子音聲音之部分進行低頻化處理，處理之後如圖11所示，高頻子音聲音之部分被處理於4KHz以下。基本上本發明在此時不進行對於母音之處理(譬如處理之4KHz以下)，因為母音於4KHz以上之能量不大，若將母音關於4~8KHz之聲音做壓頻或移頻反而輸出聲音效果不佳。
需注意的是，上述僅為實施例，而非限制於實施例。譬如此不脫離本發明基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。步驟301~304及步驟401~405不一定都要同時存在，只要其中之一被處理都是本發明之特點。步驟301~304需要處理的情況是當兩方(互通電話的兩個使用者)任一方的電話傳送語音的頻寬不高的時候，步 驟301~304是需要。步驟401~405需要的情況是對於聽障者特別需要。
301‧‧‧步驟
302‧‧‧步驟
303‧‧‧步驟
304‧‧‧步驟

Claims (12)

  1. 一種電話語音處理之方法，用於一使用者於使用一電話時，該電話所進行之語音處理，該方法包括：當於一傳送語音狀況：接收一傳送語音段；以及判斷該傳送語音段是否為一高頻子音聲音段，若是則將該傳送語音段進行一低頻化處理再輸出該傳送語音段，若否則直接輸出該傳送語音段。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電話語音處理之方法，其中該方法更包括：當於一接受語音狀況：接收一接受語音段；以及判斷該接受語音段是否為一高頻子音聲音段，若是則將該接受語音段進行一低頻化處理再輸出該接受語音段，若否則直接輸出該接受語音段。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之電話語音處理之方法，其中將該接受語音段進行該低頻化處理時，係根據一變音參數以進行該低頻化 處理，該變音參數為反應該使用者之聽力狀況。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之電話語音處理之方法，將該傳送語音段進行一低頻化處理，係根據一電話頻寬以進行該低頻化處理。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電話語音處理之方法，其中當該傳送語音段具有下列特徵時，被判斷為高頻子音聲音段：該傳送語音段於1000Hz以下能量小於該傳送語音段所有能量之50%，且該傳送語音段於2000Hz以上能量大於該傳送語音段所有能量之30%。
  6. 如申請專利範圍第6項所述之電話語音處理之方法，其中當該接受語音段具有下列特徵時，被判斷為高頻子音聲音段：該接受語音段於1000Hz以下能量小於該接受語音段所有能量之50%，且且該接受語音段於2000Hz以上能量大於該接受語音段所有能量之30%。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之電話語音處理之方法，其中當該傳送語音段具有下列特徵時，被判斷為高頻子音聲音段：該傳送語音段於1000Hz以下能量小於該傳送語音段所有能量之50%，且且該傳送語音段於2000Hz以上能量大於該傳送語音段所有能量之30%。
  8. 一種電話語音處理之方法，用於一使用者於使用一電話時，該電話所進行之語音處理，該方法包括：當於一接受語音狀況：接收一接受語音段；以及判斷該接受語音段是否為一高頻子音聲音段，若是則將該接受語音段進行一低頻化處理再輸出該接受語音段，若否則直接輸出該接受語音段。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之電話語音處理之方法，其中將該接受語音段進行該低頻化處理時，係根據一變音參數以進行該低頻化處理，該變音參數為反應該使用者之聽力狀況。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之電話語音處理之方法，其中該方法更包括：當於一傳送語音狀況：接收一傳送語音段；以及判斷該傳送語音段是否為一高頻子音聲音段，若是則將該傳送語音段進行一低頻化處理再輸出該傳送語音段，若否則直接輸出該傳送語音段。
  11. 一種電話語音處理之電腦程式產品，經由一具有變音處理模組的電話載入該電腦程式並執行後，可完成申請專利範圍第1項至第10項任一項所述之方法。
  12. 一種可撥打電話之電子裝置，包括一處理器，一記憶體，一麥克風模組，一播音模組，其中該記憶體，該麥克風模組及該播音模組與該處理器電性連接，該記憶體包括至少一軟體程式，藉由上述之構造，該處理器可執行該記憶體中之該軟體程式可完成申請專利範圍第1項至第10項任一項所述之方法。
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