TW202004737A - 偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法及其聲音播放裝置 - Google Patents
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Abstract
一種偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法及其聲音播放裝置，包括以下步驟：取得輸入語音；偵測環境噪音，並分析環境噪音之噪音頻率範圍；判斷輸入語音之子音頻率範圍是否落入噪音頻率範圍內；若是，將輸入語音之子音頻率範圍進行調整以避開噪音頻率範圍，藉以產生修正語音；以及播放輸出語音，其中該輸出語音包括該修正語音。
Description
本發明係關於一種偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法及其聲音播放裝置，特別是一種可以避開環境噪音影響的偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法及其聲音播放裝置。
現在使用者利用音響、隨身聽或智慧型手機等裝置來聆聽聲音已經是很常見的技術，其中使用者不只用來聆聽音樂，也可能聆聽單純的語音訊號。但當在聽語音訊號時，也可能會被外界的聲音干擾。例如當開車使用衛星導航時，導航的語音訊號可能會被車內持續產生的噪音所干擾。於先前技術中，最佳方式是要屏蔽所有外界噪音，但此種方式成本過高。且若是用於喇叭聆聽聲音時，也無法達到屏蔽外界噪音效果，導致使用者無法聽到語音訊號。
因此，有必要發明一種新的偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法及其聲音播放裝置，以解決先前技術的缺失。
本發明之主要目的係在提供一種偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法，其具有可以避開環境噪音影響的效果。
本發明之另一主要目的係在提供一種用於上述方法之聲音播放裝置。
為達成上述之目的，本發明之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法係使用在聲音播放裝置上。該方法包括以下步驟：取得輸入語音；偵測環境噪音，並分析環境噪音之噪音頻率範圍；判斷輸入語音之子音頻率範圍是否落入噪音頻率範圍內；若是，將輸入語音之子音頻率範圍進行調整以避開噪音頻率範圍，藉以產生修正語音；以及播放輸出語音，其中該輸出語音包括該修正語音。
本發明之聲音播放裝置包括語音提供模組、噪音偵測器、噪音分析模組、語音處理模組及揚聲模組。語音提供模組用以取得輸入語音。噪音偵測器係電性連接語音提供模組，用以偵測環境噪音。噪音分析模組係電性連接噪音偵測器，用以分析環境噪音之噪音頻率範圍。語音處理模組係電性連接噪音分析模組，用以判斷輸入語音之子音頻率範圍是否落入噪音頻率範圍內，若是，將輸入語音之子音頻率範圍進行調整以避開噪音頻率範圍，藉以產生修正語音。揚聲模組係電性連接語音處理模組，用以播放輸出語音，其中輸出語音包括修正語音。
為能讓 貴審查委員能更瞭解本發明之技術內容，特舉較佳具體實施例說明如下。
以下請先參考圖1係本發明之聲音播放裝置之架構示意圖。
本發明之聲音播放裝置10包括語音提供模組20、噪音偵測器30、語音處理模組50及揚聲模組60。語音提供模組20用以取得一輸入語音。於本發明之不同實施方式中，語音提供模組20可以為麥克風或其他的聲音接收裝置，以接收外界的語音。另一方面，語音提供模組20可以為儲存語音檔案的記憶模組，以提供已經儲存的語音。甚至語音提供模組20也可以為文字轉語音(text-to-speech，TTS)服務模組，以播放文字內容，本發明並不限定語音提供模組20的語音提供方式或提供路徑。
噪音偵測器30可為麥克風，係電性連接該語音提供模組20，用以偵測聲音播放裝置10外的環境噪音。噪音分析模組40係電性連接該噪音偵測器30，用以分析由噪音偵測器30得到的該環境噪音之一噪音頻率範圍。語音處理模組50係電性連接該噪音分析模組40，可判斷該輸入語音之一子音頻率範圍是否落入該噪音頻率範圍內。當落入了噪音頻率範圍時，語音處理模組50可將該輸入語音之子音頻率範圍進行頻率調整，以避開該噪音頻率範圍，藉以產生一修正語音。
於本發明之一實施方式中係以注音符號來進行說明。以注音符號來說，其母音為「ㄧ、ㄨ、ㄩ、ㄚ、ㄛ、ㄜ、ㄝ、ㄞ、ㄟ、ㄠ、ㄡ、ㄢ、ㄣ、ㄤ、ㄥ、ㄦ 」，其子音為「ㄅ、ㄆ、ㄇ、ㄈ、ㄉ、ㄊ、ㄋ、ㄌ、ㄍ、ㄎ、ㄏ、ㄐ、ㄑ、ㄒ、ㄓ、ㄔ、ㄕ、ㄖ、ㄗ、ㄘ、ㄙ 」。因此語音處理模組50先找出輸入語音中的子音與母音，並分析子音與母音之中個別的頻率分布。例如當發出「ㄙㄠ」的音時，就可得知第一音節為「ㄙ」與第二音節為「ㄠ」。語音處理模組50再將其中的子音進行調整。對聲音做頻率處理之方法有很多種，一般為壓頻或移頻。壓頻之作法為將某一頻率範圍之聲音，等比例壓縮至另一較小之頻率範圍。例如將原本頻率為0~6000Hz之聲音，壓縮至0~3000Hz，則原本頻率為3000Hz之聲音會變更為1500Hz。移頻則是將某一頻率範圍之聲音移至另一頻率範圍，例如將原本頻率為3000~9000Hz之聲音，往下移動3000Hz以成為0~6000Hz。壓頻或移頻皆為習知之方法，因此不在此贅述，需注意的是，本發明之頻率修正方法並不以此為限，只要能達成類似效果，亦可採用其他方法。
假設若噪音分析模組40分析得知該噪音頻率範圍為一高頻噪音時，例如該高頻噪音為8000赫茲以上時，該語音處理模組50係將該輸入語音進行之子音頻率範圍調整，以產生中頻或低頻的修正語音。若噪音分析模組40分析得知該噪音頻率範圍為一低頻噪音時，例如該低頻噪音為6000赫茲以下時，該語音處理模組50係將該輸入語音進行之子音頻率範圍調整，產生中頻或高頻的修正語音。若噪音分析模組40分析得知該噪音頻率範圍為一中頻噪音時，例如該中頻噪音為6000到8000赫茲之間時，該語音處理模組50係將該輸入語音進行之子音頻率範圍調整，成為高頻或低頻的修正語音。且本發明並不限定環境噪音之一噪音頻率範圍只能有一個，即環境噪音可能分布於不同的頻率，語音處理模組50係將該輸入語音之子音進行頻率調整到「乾淨」的區間，也就是不會被環境噪音干擾的頻率。調整後的該修正語音最高不超過12000赫茲，最低不低於3000赫茲，但本發明並不限於此數值。
且於本發明之另一實施例中，音處理模組50將輸入語音中之子音頻率範圍朝向改變較小的頻率區域調整，也就是在子音頻率範圍調整後，使得產生之該修正語音與該輸入語音之間的頻率差距最小。另一方面，語音處理模組50不處理該輸入語音中之母音，以避免輸入語音完全失真。
最後揚聲模組60係電性連接該語音處理模組50，用以播放該輸出語音。揚聲模組60可以為耳機或喇叭，但本發明並不限於此。輸出語音可包括修正語音，或是同時包括修正語音即輸入語音。如此一來，使用者在使用時，揚聲模組60播放的輸出語音即可避開外界噪音之干擾。
需注意的是，聲音播放裝置10具有的各模組可以為硬體裝置、軟體程式結合硬體裝置、韌體結合硬體裝置等方式架構而成，例如可以將一電腦程式產品儲存於一電腦可讀取媒體中讀取並執行以達成本發明之各項功能，但本發明並不以上述的方式為限。此外，本實施方式僅例示本發明之較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域之通常知識者應可理解，上述各模組或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節之習知模組或元件。各模組或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模組間未必不存在其他模組或元件。
接著請參考圖2係本發明之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法之步驟流程圖。此處需注意的是，以下雖以上述聲音播放裝置10為例說明本發明之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法，但本發明之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法並不以使用在上述相同結構的聲音播放裝置10為限。
首先聲音播放裝置10進行步驟201：取得一輸入語音。
首先語音提供模組20用以取得一輸入語音。輸入語音可以為外界的語音、已經儲存的語音或是文字轉語音(text-to-speech，TTS)服務模組所產生的語音，但本發明並不限於此。
其次進行步驟202：偵測環境噪音，並分析該環境噪音之一噪音頻率範圍。
其次噪音偵測器30偵測聲音播放裝置10外的環境噪音，並利用噪音分析模組40分析由噪音偵測器30得到的該環境噪音之一噪音頻率範圍。噪音分析模組40可以將環境噪音分為高頻噪音、中頻噪音或低頻噪音，其中該高頻噪音為8000赫茲以上，該低頻噪音為6000赫茲以下，該中頻噪音為6000到8000赫茲之間，但本發明並不限於此區分方式。
接著語音處理模組50進行步驟203：判斷該輸入語音之一子音頻率範圍是否落入該噪音頻率範圍內。
語音處理模組50係電性連接該噪音分析模組40，可判斷該輸入語音之一子音頻率範圍是否落入該噪音頻率範圍內。
當落入了噪音頻率範圍時，語音處理模組50可進行步驟204：將該輸入語音之該子音頻率範圍進行調整以避開該噪音頻率範圍，藉以產生一修正語音。
接著也請同時參考圖3A-3C關於本發明之噪音頻率範圍與子音頻率範圍之關係示意圖。
語音處理模組50係將該輸入語音之子音進行頻率調整以避開該噪音頻率範圍，藉以產生一修正語音。調整後的該修正語音最高不超過12000赫茲，最低不低於3000赫茲。且該語音處理模組50不處理該輸入語音中之母音。因此如同圖3A所示，當噪音分析模組40分析得知噪音頻率範圍N1為一高頻噪音時，語音處理模組50係將該輸入語音中落入噪音頻率範圍N1的子音頻率範圍F1進行降頻，以成為新的修正子音頻率範圍F1’。修正子音頻率範圍F1’不與噪音頻率範圍N1重疊，因此修正語音可以避開噪音頻率範圍N1之干擾。
另外，當噪音分析模組40分析得知噪音頻率範圍N1為一低頻噪音時，語音處理模組50同樣將該輸入語音中之低頻的子音頻率範圍F1進行調整，以利用升頻或移頻來避開低頻的噪音頻率範圍N1。
接著如圖3B所示，當噪音分析模組40分析得知噪音頻率範圍N2為一中頻噪音時，該語音處理模組50係將該輸入語音中落入噪音頻率範圍N2的子音頻率範圍F2進行調整，例如進行移頻以形成該修正語音。且語音處理模組50係將該輸入語音之子音頻率範圍f2朝向改變較小的頻率區域調整，使得產生之該修正語音與該輸入語音之間的頻率差距最小。以圖3B之實施例為例，子音頻率範圍F2可以升頻或降頻以避開噪音頻率範圍N2，但是當子音頻率範圍F2較為靠近噪音頻率範圍N2中高頻之區域時，語音處理模組50係將子音頻率範圍F2升頻來得到修正子音頻率範圍F2’，而不選擇將子音頻率範圍F2降頻，使得子音頻率範圍F2與修正子音頻率範圍F2’之間的頻率差距可以縮小。
最後進行步驟209：播放該輸出語音。
最後揚聲模組60播放出該輸出語音。輸出語音可以包括修正語音。就如同圖3A或圖3B所示，揚聲模組60播放出如此一來，輸出語音即可避開噪音之干擾。另外，也可以如圖3C所示，揚聲模組60播放出的該輸出語音也可以同時包括輸入語音與修正語音。以圖3C之實施例為例，語音處理模組50可以將落入噪音頻率範圍N3的子音頻率範圍F3升頻或降頻，以避開噪音頻率範圍N3，所以會產生較高頻的修正子音頻率範圍F3’及較低頻的修正子音頻率範圍F3”。此時子音頻率範圍F3與修正子音頻率範圍F3’、修正子音頻率範圍F3”會同時存在，也可以根據子音頻率範圍F3選擇頻率差距較小的修正子音頻率範圍F3’。如此一來，揚聲模組60播放出的該輸出語音可以同時包括輸入語音與修正語音，也就是最多可以有三個不同頻率的子音同時存在，或是會有兩個不同頻率的子音同時存在。
此處需注意的是，本發明之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法並不以上述之步驟次序為限，只要能達成本發明之目的，上述之步驟次序亦可加以改變。
如此一來，根據上述實施方式，使用者使用聲音播放裝置10時就可以避免持續產生的環境噪音的干擾。
需注意的是，上述實施方式僅例示本發明之較佳實施例，為避免贅述，並未詳加記載所有可能的變化組合。然而，本領域之通常知識者應可理解，上述各模組或元件未必皆為必要。且為實施本發明，亦可能包含其他較細節之習知模組或元件。各模組或元件皆可能視需求加以省略或修改，且任兩模組間未必不存在其他模組或元件。只要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。
10‧‧‧聲音播放裝置
20‧‧‧語音提供模組
30‧‧‧噪音偵測器
40‧‧‧噪音分析模組
50‧‧‧語音處理模組
60‧‧‧揚聲模組
N1、N2、N3‧‧‧噪音頻率範圍
F1、F2、F3‧‧‧子音頻率範圍
F1’、F2’、F3’、F3”‧‧‧修正子音頻率範圍
圖1係本發明之聲音播放裝置之架構示意圖。 圖2係本發明之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法之步驟流程圖。 圖3A-3C係本發明之噪音頻率範圍與子音頻率範圍之關係示意圖。
10‧‧‧聲音播放裝置
20‧‧‧語音提供模組
30‧‧‧噪音偵測器
40‧‧‧噪音分析模組
50‧‧‧語音處理模組
60‧‧‧揚聲模組
Claims (16)
- 一種偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法，係使用在一聲音播放裝置上，該方法包括以下步驟： 取得一輸入語音； 偵測一環境噪音，並分析該環境噪音之一噪音頻率範圍； 判斷該輸入語音之一子音頻率範圍是否落入該噪音頻率範圍內； 若是，將該輸入語音之該子音頻率範圍進行調整以避開該噪音頻率範圍，藉以產生一修正語音；以及 播放一輸出語音，其中該輸出語音包括該修正語音。
- 如申請專利範圍第1項所述之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法，其中更包括以下步驟： 當該子音頻率範圍落在一高頻之噪音頻率範圍時，係將該子音頻率範圍進行調整。
- 如申請專利範圍第1項所述之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法，其中更包括以下步驟： 當該子音頻率範圍落在一低頻之噪音頻率範圍時，係將該子音頻率範圍進行調整。
- 如申請專利範圍第1項所述之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法，其中更包括以下步驟： 當該子音頻率範圍落在一中頻之噪音頻率範圍時，係將該子音頻率範圍進行調整。
- 如申請專利範圍第1到4項之任一項所述之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法，其中更包括以下步驟： 將該輸入語音之該子音頻率範圍進行調整，以使得產生之該修正語音與該輸入語音之間的頻率差距最小。
- 如申請專利範圍第1到4項之任一項所述之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法，其中該輸出語音更包括該輸入語音。
- 如申請專利範圍第1到4項之任一項所述之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法，其中該修正語音最高不超過12000赫茲，最低不低於3000赫茲。
- 如申請專利範圍第1項所述之偵測環境噪音以改變播放語音頻率之方法，其中該輸入語音中之一母音頻率不會進行調整。
- 一種聲音播放裝置，包括： 一語音提供模組，用以取得一輸入語音； 一噪音偵測器，係電性連接該語音提供模組，用以偵測一環境噪音； 一噪音分析模組，係電性連接該噪音偵測器，用以分析該環境噪音之一噪音頻率範圍； 一語音處理模組，係電性連接該噪音分析模組，用以判斷該輸入語音之一子音頻率範圍是否落入該噪音頻率範圍內，若是，將該輸入語音之該子音頻率範圍進行調整以避開該噪音頻率範圍，藉以產生一修正語音；以及 一揚聲模組，係電性連接該語音處理模組，用以播放一輸出語音，其中該輸出語音包括該修正語音。
- 如申請專利範圍第9項所述之聲音播放裝置，其中當該語音處理模組判斷當該子音頻率範圍落在一高頻之噪音頻率範圍時，係將該子音頻率範圍進行調整以形成該修正語音。
- 如申請專利範圍第9項所述之聲音播放裝置，其中當該語音處理模組判斷該子音頻率範圍落在一低頻之噪音頻率範圍時，係將該子音頻率範圍進行調整以形成該修正語音。
- 如申請專利範圍第9項所述之聲音播放裝置，其中當該語音處理模組判斷該子音頻率範圍落在一中頻之噪音頻率範圍時，係將該子音頻率範圍進行調整以形成該修正語音。
- 如申請專利範圍第9到12項之任一項所述之聲音播放裝置，其中該語音處理模組係將該輸入語音之該子音頻率範圍進行調整，以使得產生之該修正語音與該輸入語音之間的頻率差距最小。
- 如申請專利範圍第9到12項之任一項所述之聲音播放裝置，其中該輸出語音更包括該輸入語音。
- 如申請專利範圍第9到12項之任一項所述之聲音播放裝置，其中該修正語音調整後最高不超過12000赫茲，最低不低於3000赫茲。
- 如申請專利範圍第9項所述之聲音播放裝置，其中該語音處理模組不調整該輸入語音中之一母音頻率。
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