TW201621889A

TW201621889A - 音訊處理方法

Info

Publication number: TW201621889A
Application number: TW103143502A
Authority: TW
Inventors: 杜博仁; 張嘉仁; 游明春; 曾凱盟; 邱日成; 趙育德
Original assignee: 宏碁股份有限公司
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2016-06-16
Also published as: TWI566240B

Abstract

一種音訊處理方法。此方法先接收使用者關於頻率的聽力資訊。接著將對於聲音訊號的頻率的振幅增加至最大振幅值。接著降低頻率中多個基礎頻率的增益，以下拉頻率與其對應振幅的曲線在各基礎頻率前後逐漸遞減至原始振幅值。並且依據聽力資訊，提高頻率中聽力耗損頻率與聽力耗損頻率前後部分頻率的增益，以上拉頻率與其對應振幅的曲線在聽力耗損頻率前後逐漸遞增至補償振幅值。

Description

音訊處理方法

本發明是有關於一種訊號處理技術，且特別是有關於一種音訊處理方法。

隨著科技的發展，現今消費型電子裝置所搭載的處理器幾乎都具備針對聲音訊號進行音效處理的功能。目前已具有針對使用者聽覺有障礙的情況而將聲音輔助功能整合於行動電子裝置(例如智慧型手機)的應用。藉此，幫助使用者可以清楚聽見周遭的聲音，進而提升生活上的便利性。

許多人因長期處在吵雜環境下或隨著年紀增加，在聽覺上的特定某些頻率有所耗損，因此在與他人溝通時無法正確辨識對方某些頻率的聲音。為因應上述狀況，可透過聲音輔助功能的設定，針對個別不同的聽力需求來提高特定頻率的音量(增益)。

然而，在實際操作上，目前許多採用Android系統的電子裝置，其在提升特定頻率的音量的過程中，其他頻率的音量會受到影響而降低，進而不如預期地造成整體音量的下降，無法發揮聲音輔助的功效。

有鑑於此，本發明提供一種音訊處理方法，可提升特定頻率的增益，並同時避免整體音量下降的發生。

本發明的音訊處理方法適用於電子裝置。此方法先接收使用者關於頻率的聽力資訊。接著將對於聲音訊號的頻率的振幅增加至最大振幅值。接著降低頻率中多個基礎頻率的增益，以下拉頻率與其對應振幅的曲線在各基礎頻率前後逐漸遞減至原始振幅值。並且依據聽力資訊，提高頻率中聽力耗損頻率與聽力耗損頻率前後部分頻率的增益，以上拉頻率與其對應振幅的曲線在聽力耗損頻率前後逐漸遞增至補償振幅值。

基於上述，本發明的音訊處理方法，在提升特定頻率的增益之前進行提升整體振幅(音量)與降低基礎頻率的增益等相關步驟。藉此，可避免在提升特定頻率的增益時整體音量下降的發生，順利發揮聲音輔助的功效。

為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式做詳細說明如下。

10‧‧‧音訊處理裝置

11‧‧‧聲音接收單元

12‧‧‧聲音播放單元

13‧‧‧處理單元

32‧‧‧聽力示意圖

34‧‧‧聽力曲線

42_1~42_3、62‧‧‧振幅示意圖

44_1~44_3、64‧‧‧曲線

A‧‧‧振幅

Acom‧‧‧補償振幅值

Amax‧‧‧最大振幅值

As‧‧‧原始振幅值

F‧‧‧頻率

Fb1~Fb6‧‧‧基礎頻率

Fc‧‧‧聽力耗損頻率

Fm1~Fm5‧‧‧中間頻率

HS‧‧‧聽力度

S202~S208、S502~S512‧‧‧音訊處理方法的各步驟

圖1是依照本發明一實施例所繪示之音訊處理裝置的方塊圖。

圖2是依照本發明一實施例所繪示之音訊處理方法的流程圖。

圖3是依照本發明之一實施例之使用者聽力檢測的範例。

圖4A~4C是依照本發明一實施例所繪示之音訊處理方法的範例。

圖5是依照本發明一實施例所繪示之音訊處理方法的流程圖。

圖6是依照本發明一實施例所繪示之音訊處理方法的範例。

圖1是依照本發明一實施例所繪示之音訊處理裝置的方塊圖。請參照圖1，本實施例的音訊處理裝置10例如是智慧型手機、個人數位助理(Personal Digital Assistant，PDA)、個人數位助理手機或平板電腦等計算機裝置。音訊處理裝置10例如是採用Android系統。音訊處理裝置10包括聲音接收單元11、聲音播放單元12及處理單元13，其功能分述如下。

聲音接收單元11可以是任何類型聲音接收元件/電路。例如，聲音接收單元11可以是麥克風，以接收來自周遭環境或特定聲源的聲音。

聲音播放單元12可以是任何類型聲音播放元件/電路。例如，聲音播放單元12可以是喇叭、揚聲器或音響設備，以播放聲音訊號。

處理單元13例如是具有單核心或多核心的中央處理單元(Central Processing Unit，CPU)，或是其他可程式化之一般用途或特殊用途的微處理器(Microprocessor)或訊號處理器(Signal Processor)。處理單元13係分別耦接至聲音接收單元11及聲音播放單元12，而可依據使用者的聽力需求，將由聲音接收單元11所接收到的聲音訊號進行適當的頻率補償，並透過聲音播放單元12進行播放，以實現音訊處理功能。以下即舉實施例說明本發明適用於音訊處理裝置10的音訊處理方法的詳細步驟。

圖2是依照本發明一實施例所繪示之音訊處理方法的流程圖。請同時參照圖1及圖2，本實施例的音訊處理方法適用於圖1的音訊處理裝置10，以下即搭配音訊處理裝置10中的各項元件說明本發明實施例之音訊處理方法的各個步驟。

在步驟S202中，處理單元13可接收使用者關於頻率的聽力資訊。舉例來說，圖3為依照本發明一實施例所繪示之使用者聽力檢測的範例。請參照圖3，藉由對使用者進行關於聲音訊號頻率的聽力檢測可產生作為聽力資訊的聽力示意圖32。聽力示意圖32的縱軸為使用者的聽力度HS，橫軸為聲音訊號的頻率F。於圖3中，聽力曲線34可表示使用者在各頻率上的聽力度HS。如圖3所示，使用者在聽力耗損頻率Fc上具有最低的聽力度HS。因此，在處理單元13接收到聽力資訊之後，處理單元13可依據聽力示意圖32上各頻率的聽力度HS，獲得使用者在各頻率所需的補償增益，並據以判斷使用者在頻率中所需補償增益最大的聽力耗損頻率Fc。

接著，在步驟S204中，處理單元13可將對於聲音訊號的頻率的振幅增加至最大振幅值Amax。舉例來說，圖4A~4C為依照本發明一實施例所繪示之音訊處理方法的範例。於圖4A~4C中，振幅示意圖42_1~42_3的縱軸為聲音訊號的振幅A，橫軸為聲音訊號的頻率F，並分別繪示有聲音訊號的頻率與其對應振幅的曲線44_1~44_3。如圖4A所示，處理單元13可藉由調整聲音訊號在各頻率的增益及相關參數而將頻率與其對應振幅的曲線44_1整體由原始振幅值As提高至最大振幅值Amax，即聲音訊號在每個頻率的振幅增加至最大振幅值Amax。其中，最大振幅值Amax例如為聲音訊號可不失真的最大音量振幅，可例如為400m伏特。原始振幅值As則可例如為一般耳機輸出的振幅150m伏特，但本發明並不依此為限。

接著，在步驟S206中，處理單元13可降低頻率中多個基礎頻率(例如基礎頻率Fb1~Fb6)的增益，以下拉頻率與其對應振幅的曲線(例如圖4B的曲線44_2)在各基礎頻率前後逐漸遞減至原始振幅值As。舉例來說，如圖4B所示，處理單元13可調整聲音訊號在各基礎頻率Fb1~Fb6的品質因數(Q factor)及增益，以使聲音訊號的頻率響應符合曲線44_2而讓各基礎頻率Fb1~Fb6前後的振幅逐漸遞減至原始振幅值As，並使曲線44_2趨近於處理前的原始曲線(振幅為原始振幅值As)。其中基礎頻率Fb1~Fb6可分別例如為250赫茲、500赫茲、1000赫茲、2000赫茲、4000赫茲及8000赫茲，但本發明並不依此為限。

並且，在步驟S208中，處理單元13可依據所接收到的聽力資訊，提高頻率中聽力耗損頻率Fc與聽力耗損頻率Fc前後部分頻率的增益，以上拉頻率與其對應振幅的曲線(例如圖4C的曲線44_3)在聽力耗損頻率Fc前後逐漸遞增至補償振幅值Acom。如圖4C所示，處理單元13可依據所接收到的聽力資訊，調整聲音訊號在聽力耗損頻率Fc及前後部分頻率的品質因數及增益，以使聲音訊號的頻率響應符合曲線44_3而讓聽力耗損頻率Fc前後的振幅逐漸遞增至補償振幅值Acom。據此，處理單元13可將由聲音接收單元11所接收到的聲音訊號對個別使用者的聽力耗損頻率Fc進行補償，並透過聲音播放單元12來播放，以符合個別使用者的聽力需求，發揮聲音輔助的功效。

圖5是依照本發明一實施例所繪示之音訊處理方法的流程圖。請同時參照圖1及圖5，本實施例的音訊處理方法適用於圖1的音訊處理裝置10，以下即搭配音訊處理裝置10中的各項元件說明本發明實施例之音訊處理方法的各個步驟。

在步驟S502中，處理單元13可接收使用者關於頻率的聽力資訊。在步驟S504中，處理單元13可將對於聲音訊號的頻率的振幅增加至最大振幅值Amax。在步驟S506中，處理單元13可降低頻率中多個基礎頻率(例如基礎頻率Fb1~Fb6)的增益，以下拉頻率與其對應振幅的曲線在各基礎頻率前後逐漸遞減至原始振幅值As。此步驟S502、S504、S506係與前述實施例的步驟S202、S204、S206相同或相似，故其詳細內容在此不再贅述。

與前述實施例不同的是，在本實施例中，處理單元13在步驟S508中，可再降低各基礎頻率間中間頻率(例如中間頻率Fm1~Fm5)的增益，以下拉頻率與其對應振幅的曲線在各中間頻率前後逐漸遞減至原始振幅值As例來說，圖6為依照本發明一實施例所繪示之音訊處理方法的範例。於圖6中，振幅示意圖62的縱軸為聲音訊號的振幅A，橫軸為聲音訊號的頻率F，並繪示有聲音訊號的頻率與其對應振幅的曲線64。如圖6所示，處理單元13可調整聲音訊號在各中間頻率Fm1~Fm5的品質因數及增益，以使聲音訊號的頻率響應符合曲線64而讓各基礎頻率Fb1~Fb6與各中間頻率Fm1~Fm5前後的振幅逐漸遞減至原始振幅值As，並使曲線64更趨近於振幅維持原始振幅值As的原始曲線。需說明的是，雖然本實施例在基礎頻率間分別採用1個中間頻率進行說明，但在一實施例中亦可在基礎頻率間採用更多的中間頻率來進行振幅曲線的調整，本發明對中間頻率的個數並不加以限制。

接著，在步驟S510中，處理單元13可依據各基礎頻率(例如基礎頻率Fb1~Fb6)的補償增益透過演算法計算各中間頻率(例如中間頻率Fm1~Fm5)的補償增益。並且，在步驟S510中，處理單元13可依據基礎頻率與中間頻率各自的補償增益調整各基礎頻率及各中間頻率的品質因數及增益，以上拉頻率與其對應振幅的曲線在聽力耗損頻率前後逐漸遞增至補償振幅值Acom。據此，處理單元13可將由聲音接收單元11所接收到的聲音訊號對個別使用者的聽力耗損頻率Fc進行補償，並透過聲音播放單元12來播放，以符合個別使用者的聽力需求，發揮聲音輔助的功效。

綜上所述，本發明的音訊處理方法，先提升訊號的整體振幅(音量)，再透過調整各頻率的品質參數(Q factor)及增益來降低基礎頻率等相關頻率的增益，再基此提升特定頻率的增益。藉此，可避免在提升特定頻率的增益時整體音量下降的發生，順利發揮聲音輔助的功效。

雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

S202~S208‧‧‧音訊處理方法的各步驟

Claims

一種音訊處理方法，適用於一電子裝置，該方法包括下列步驟：接收一使用者關於多個頻率的一聽力資訊；將對於一聲音訊號的該些頻率的振幅增加至一最大振幅值；降低所述頻率中所述基礎頻率的增益，以下拉所述頻率與其對應振幅的曲線在各所述基礎頻率前後逐漸遞減至一原始振幅值；以及依據該聽力資訊，提高所述頻率中一聽力耗損頻率與該聽力耗損頻率前後部分頻率的增益，以上拉所述頻率與其對應振幅的曲線在該聽力耗損頻率前後逐漸遞增至一補償振幅值。
如申請專利範圍第1項所述之音訊處理方法，其中該聽力資訊包括該使用者在各所述頻率所需的一補償增益，且在所述接收該使用者關於所述頻率的該聽力資訊的步驟之後，更包括：依據該聽力資訊，判斷該使用者在所述頻率中該補償增益最大的該聽力耗損頻率。
如申請專利範圍第1項所述之音訊處理方法，其中在所述降低所述頻率中所述基礎頻率的增益之後，更包括：降低各所述基礎頻率間至少一中間頻率的增益，以下拉所述頻率與其對應振幅的曲線在各所述中間頻率前後逐漸遞減至該原始振幅值。
如申請專利範圍第3項所述之音訊處理方法，其中所述提高所述頻率中該聽力耗損頻率與該聽力耗損頻率前後部分頻率的增益，以上拉所述頻率與其對應振幅的曲線在該聽力耗損頻率前後逐漸遞增至該補償振幅值的步驟包括：依據各所述基礎頻率的該補償增益計算各所述中間頻率的該補償增益；以及依據各自的該補償增益調整各所述基礎頻率及各所述中間頻率的品質因數及增益，以上拉所述頻率與其對應振幅的曲線在該聽力耗損頻率前後逐漸遞增至該補償振幅值。
如申請專利範圍第1項所述之音訊處理方法，其中所述基礎頻率包括250赫茲、500赫茲、1000赫茲、2000赫茲、4000赫茲及8000赫茲。