TWI524328B - 互動音訊效果產生系統及其方法 - Google Patents

Description

互動音訊效果產生系統及其方法

本發明係關於一種互動音訊效果產生系統及其方法，更詳言之，係一種依據聽眾情緒反應而調整音樂訊號，藉此強化表演者與聽眾之間互動性的互動音訊效果產生系統及其方法。

一般而言，音訊效果器能將數位聲音訊號的頻率或音色加以變化，例如，將音訊效果器與電吉他、電貝斯或DJ系統藉由音源線路連接，表演者可透過改變音訊效果器的設定，進而使樂器所發出音樂產生音效產生變化。

詳言之，音訊效果器常運用於調整或修改音訊之訊號處理，其應用領域包含作曲、錄音、混音或訊號處理等，實體的音訊效果器可分為腳踏式與桌上型，其中，腳踏式多適用於彈奏電吉他、電貝斯之表演者，以方便表演者一邊手彈樂器一邊用腳控制音訊效果器，而桌上型可分為於錄音室內音樂後製使用的機架式以及常用於DJ系統中的平台式。樂器表演者常根據演奏音樂所需效果而選擇使用音訊效果器，以使演奏音樂產生變化，例如DJ使用回音(echo)效果器使演奏的音樂產生回音效果，或者當表演者想產生破音效果時，則可採用破音(distortion)效果器，或可採用殘響(reverb)或延遲(delay)等效果器，以改變或修飾音色。

然而，傳統音訊效果器的使用者通常為樂手或在表演場合內的表演者，而音訊效果器之操作介面多為接觸式介面，例如表演者藉由按鈕、旋鈕或觸控板來調整演奏音樂的音效，換言之，表演者必須全盤性主導所輸出之演奏音樂的音效。惟，習知的音訊效果器之使用上仍存在缺陷，如音訊效果器需要表演者透過操作介面來控制，一旦表演者分心操控音訊效果器，可能影響演出的效果。再者，音效改變係由表演者所主導，無法透過現場聽眾反應來導引，如此讓聽眾永遠處於被動狀態，降低聽眾的參與感。

由上可知，習知技術僅能由表演者透過音訊效果器來主控演奏音樂的音效，導致音樂無法依據現場聽眾情緒反應產生即時性變化，如此也降低表演者與聽眾間的互動性，且現有的音訊效果器仍需透過操作介面來控制，對於表演者之表演過程及情緒將造成一定影響，因此，如何克服習知技術之種種問題，實為一重要課題。

為解決上述習知技術之種種問題，本發明提出一種互動音訊效果產生系統，透過判斷聽眾反應以調整音樂訊號，藉此增強表演者與聽眾之間的互動效果。

本發明另一目的在於透過互動音訊效果產生系統的分析判斷而自動進行音效處理，減少表演者需自行操作音訊效果器之不便，進而達到類似聲控效果。

本發明為了達到前述目的及其他目的，係提供一種互動音訊效果產生系統，而該互動音訊效果產生系統透過接收單元以接收來自該聽眾之聲音資訊，且藉由脈衝編碼調變(PCM)將該聲音資訊轉換為數位音訊，並透過處理單元中對該數位音訊的音高進行特徵偵測以產生偵測數值，且將該偵測數值分析後得到與該數位音訊相對應之音訊效果參數，最後，輸出單元利用該處理單元所產生之音訊效果參數，調整該表演者所產生之音樂訊號並輸出。

此外，本發明亦提供一種互動音訊效果產生方法，藉以提升表演者與聽眾之間的互動性，而該互動音訊效果產生方法包括：(1)擷取該聽眾之聲音資訊；(2)將該聲音資訊轉換為數位音訊；(3)對該數位音訊進行音高的特徵偵測以產生偵測數值，再依據該偵測數值產生對應該數位音訊之音訊效果參數；以及(4)傳送該音訊效果參數至音訊效果器，並利用該音訊效果器透過濾波方式以調整由該表演者所產生之音樂訊號。

綜上所述，本發明所提出之互動音訊效果產生系統及其方法，透過分析聽眾聲響而由產生適當音樂效果，進而提升表演者與聽眾之間互動性，相較於習知技術，表演者無需透過接觸式操作介面來操作音訊效果器，可降低表演者於表演期間需要分心操控音訊效果器之不便，且音樂效果不再由表演者所控制主導，而是隨現場聽眾情緒而有所調整，因此，本發明在無需表演者自行控制音訊效果器下，產生類似聲控概念的互動效果，使聽眾更有參與感。

以下藉由特定的具體實施例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點及功效。

須知，本說明書所附圖式僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技藝之人士之瞭解與閱讀，並非用以限定本發明可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義。任何圖式與說明書之修改與調整，在不影響本發明所能產生之功效及所能達成之目的下，均應落在本發明所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。同時，本說明書中用語僅為便於敘述之明瞭，而非用以限定本發明可實施之範圍，其相對關係之修改或調整，在無實質變更技術內容下，當亦視為本發明可實施之範疇。

請參閱第1圖，係為本發明之互動音訊效果產生系統的系統示意圖。如第1圖所示，該互動音訊效果產生系統1用以調整表演者所產生之音樂訊號，以提升與聽眾之間的互動效果，該互動音訊效果產生系統1包括：接收單元10、處理單元12、輸出單元14以及音訊效果器140。

接收單元10係用於接收來自該聽眾之聲音資訊，且將該聲音資訊轉換為數位音訊。為了提升聽眾對於表演者之音樂的主導性，互動音訊效果產生系統1將依據聽眾反應來調整音效，亦即接收單元10將擷取現場聽眾的聲音資訊，由於該聲音資訊為類比訊號，為了方便後續分析處理，故接收單元10進一步將該聲音資訊轉換為數位音訊。

於具體實施時，該接收單元10可連接一聲音接收裝置，例如麥克風，用以接收聲音資訊，並透過脈衝編碼調變(Pulse Code Modulation，PCM)方式將聲音資訊，例如將聽眾的歡呼、吶喊、掌聲等之類比訊號，轉換成為數位音訊。脈衝編碼調變主要分取樣(sampling)、量化(quantization)及編碼(encoding)三階段處理，藉此提供類比訊號與數位訊號間轉換，惟，脈衝編碼調變為常用類比數位轉換技術，故不再詳述。

處理單元12係用於對該數位音訊進行特徵偵測以產生偵測數值，且分析該偵測數值後產生與該數位音訊相對應之音訊效果參數。詳言之，處理單元12將對所擷取並經轉換後之數位音訊進行特徵偵測，這裡所述之特徵偵測係指偵測該數位音訊之音高並取得偵測數值，接著分析特徵偵測所產生之偵測數值，藉此分析當下聽眾反應為何，並依據該偵測數值取得對應該數位音訊之音訊效果參數，以供後續的音效調整。

於具體實施時，偵測該數位音訊之音高的頻率範圍可設定在50至1000Hz，而小於50Hz和大於1000Hz(非人類聲音頻率的區段)的部份將被剔除，同時還可避開不必要環境雜訊，降低分析判斷錯誤的機會。

輸出單元14係利用該處理單元12所產生之音訊效果參數調整該表演者所演奏之音樂訊號，並將已調整之音樂訊號輸出。由上述可知，音樂訊號的改變不再僅由表演者控制，而可依據聽眾反應而即時調整，例如，聽眾高亢情緒可讓音樂更大聲或加入混音，如此可達到與聽眾之間即時互動的情境。

另外，該輸出單元14復包括一音訊效果器140，係用以調整該表演者所產生之音樂訊號。具體來說，該輸出單元14將處理單元12所產生的音訊效果參數，其透過音訊效果器140以濾波方式調整表演者所產生之音樂訊號，其可包含音樂訊號之頻率、音色或其組合，因此，經過接收單元10、處理單元12及輸出單元14的分析處理後，將音訊效果參數傳送至音訊效果器140執行音效調整，不僅可適用於一般表演場合，如演奏會、演唱會或歌舞劇等，同時透過調整音樂訊號的音效，可強化聽眾與表演者互動性及提升聽眾參與感。

此外，於本實施例中並未限定音訊效果器140需設置於輸出單元14內，亦可將接收單元10、處理單元12及輸出單元14整合成為互動音訊效果產生系統1，而音訊效果器140獨立於互動音訊效果產生系統1外。經接收單元10接收聲音資訊、處理單元12偵測分析以及輸出單元14傳送音訊效果參數，該音訊效果參數被傳送至的外部音訊效果器140中，以對音樂訊號進行調整，再由該音訊效果器140送出已調整之音樂訊號。

請參照第2圖，為本發明之互動音訊效果產生系統另一實施例的示意圖。於本實施例中，互動音訊效果產生系統2之接收單元20、處理單元22、輸出單元24及音訊效果器240與第1圖所述功能相同，其差異在於本實施例之互動音訊效果產生系統2復包括輸入單元28。

由接收單元20接收來自聽眾之聲音音訊，並將其轉換為數位音訊，經由處理單元22對數位音訊進行特徵偵測後產生偵測數值，且分析該偵測數值以得到相對應之音訊效果參數，再將音訊效果參數傳送至輸出單元24，透過音訊效果器240進行音樂訊號的調整，其中，輸入單元28將接收表演者所產生之音樂訊號，例如，透過音源線接收吉他、鋼琴或爵士鼓等樂器所產生音樂訊號，接著，將該音樂訊號傳送至輸出單元24，以供輸出單元24內之音訊效果器240依據來自處理單元22所產生之音訊效果參數處理該音樂訊號，並將處理後之該音樂訊號輸出。

此外，於第2圖中，亦可將音訊效果器240獨立於互動音訊效果產生系統2外，亦即待接收單元20、該處理單元22及該輸出單元24進行接收、偵測、分析而取得對應來自聽眾之聲音訊息的音訊效果參數後，而輸入單元28接收來自表演者的音樂訊號，接著將音樂訊號及音訊效果參數傳送至音訊效果器240進行音效調整以及輸出。惟，音訊效果器240無論設置於互動音訊效果產生系統2內部或外部，其主要功能是依據音訊效果參數執行音效調整，故並無侷限音訊效果器240設置方式的必要。

接著，請參照第3圖，為本發明之互動音訊效果產生方法的流程圖，係用於提升表演者與聽眾之間的互動性。如圖所示，於步驟S30中，係擷取聽眾之聲音資訊。為了提升表演者與聽眾之間的互動性，因而音效調整依據聽眾情緒反應而定，因此，首先需擷取來自聽眾的聲音資訊。接著進至步驟S32。

於步驟S32中，係將聲音資訊轉換為數位音訊。因來自聽眾之聲音資訊為類比訊號，為了方便之後的分析處理，故於本步驟中將把聲音資訊轉換為數位音訊(即數位訊號)。於具體實施時，可透過脈衝編碼調變(PCM)方式將聲音資訊轉換為數位音訊。接著進至步驟S34。

於步驟S34中，係對數位音訊進行特徵偵測以產生偵測數值，再依據偵測數值產生對應該數位音訊之音訊效果參數。為了知悉聽眾情緒反應，於此針對數位音訊進行特徵偵測，具體來說，可針對數位音訊之音高來進行偵測，並依據偵測數值取得相對應的音訊效果參數，該些音訊效果參數將用於音效調整。接著進至步驟S36。

於步驟S36中，係傳送該音訊效果參數至一音訊效果器，以由該音訊效果器調整由該表演者所產生之音樂訊號。亦即利用音訊效果器，依據前面所產生之音訊效果參數調整音樂訊號，該音訊效果器可透過濾波方式調整音樂訊號之頻率、音色或其組合等，藉此讓音樂訊號的音效更符合現場聽眾的情緒反應。

詳言之，於步驟S30中，復包括接收來自表演者所產生之音樂訊號，亦即在步驟S30中，除了接收聽眾之聲音資訊外，同時還接收表演者的音樂訊號，其中，聲音訊號可透過類似麥克風設備來接收，而音樂訊號則利用音源線連接表演者之樂器而直接取得，以該音樂訊號將供後續步驟S36進行音效調整。

此外，該互動音訊效果產生方法復包括將該音訊效果器所調整之音樂訊號透過喇叭等輸出設備輸出，如此使得聽眾感受到情緒可與所輸出音樂相呼應。

請參照第4圖，係為本發明之表演者、聽眾與互動音訊效果產生系統之間的關係示意圖。該圖表示實際應用本發明之互動音訊效果產生系統，具體來說，表演者40的音樂訊號會傳送至互動音訊效果產生系統4中，此時，互動音訊效果產生系統4同時接收現場聽眾42的聲音資訊，例如尖叫聲或掌聲等，並於該互動音訊效果產生系統4內進行聲音資訊轉換、偵測、分析及判斷以得到現場聽眾42反應，接著透過一音訊效果器對來自表演者40之音樂訊號作調整，使得調整後之音樂訊號更符合現場聽眾42的情緒，如此可增加表演者40與聽眾42之間的互動性。

由上可知，互動音訊效果產生系統係依據聽眾反應而作音效調整，如此具有類似以人聲來驅動音訊效果器之效果，換言之，與習知需透過實體按鈕或旋鈕之操作介面來控制音效調整明顯不同，本發明之音效調控更類似於聲控方式，故，對於表演者而言更方便，且對於現場聽眾而言，互動更即時且符合聽眾情緒。

綜上所述，本發明之互動音訊效果產生系統及方法，透過分析聽眾聲音以判斷聽眾情緒反應，且依據聽眾情緒反應來調整表演音效，藉此使聽眾感受到更符合聽眾情緒之音樂效果，相較於習知技術，本發明執行方式更類似於聲控操作，不僅即時且表演者無需自行操控音效設備，如此有助於提高現場聽眾與台上表演者之間互動性，亦使現場聽眾更有參與感。

上述該些實施樣態僅例示性說明本發明之功效，而非用於限制本發明，任何熟習此項技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上述該些實施態樣進行修飾與改變。此外，在上述該些實施態樣中之元件的數量僅為例示性說明，亦非用於限制本發明。因此本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

1、2、4．．．互動音訊效果產生系統

10、20．．．接收單元

12、22．．．處理單元

14、24．．．輸出單元

140、240．．．音訊效果器

28．．．輸入單元

40．．．表演者

42．．．聽眾

S30至S36．．．步驟

第1圖係為本發明之互動音訊效果產生系統的系統示意圖；

第2圖係為本發明之互動音訊效果產生系統另一實施例的示意圖；

第3圖係為本發明之互動音訊效果產生方法的流程圖；以及

第4圖係為本發明之表演者、聽眾與互動音訊效果產生系統之間的關係示意圖。

1．．．互動音訊效果產生系統

10．．．接收單元

12．．．處理單元

14．．．輸出單元

140．．．音訊效果器

Claims (12)

1. 一種互動音訊效果產生系統，係用於提升表演者與聽眾之間互動效果，包括：接收單元，係用於接收來自該聽眾之聲音資訊，且將該聲音資訊轉換為數位音訊；處理單元，係用於對該數位音訊進行特徵偵測以產生偵測數值，以於分析該偵測數值後產生與該數位音訊相對應之音訊效果參數；以及輸出單元，係利用該處理單元所產生之音訊效果參數調整該表演者所產生之音樂訊號，並將該調整後之音樂訊號輸出。
2. 如申請專利範圍第1項所述之互動音訊效果產生系統，其中，該接收單元係透過脈衝編碼調變(PCM)以將該聲音資訊轉換為該數位音訊。
3. 如申請專利範圍第1項所述之互動音訊效果產生系統，復包括輸入單元，用以接收該表演者所產生之音樂訊號，以傳送該表演者所產生之音樂訊號至該輸出單元。
4. 如申請專利範圍第1項所述之互動音訊效果產生系統，其中，該處理單元所進行之特徵偵測係指偵測該數位音訊之音高。
5. 如申請專利範圍第1項所述之互動音訊效果產生系統，其中，該輸出單元復包括一音訊效果器，係用以透過濾波方式調整該表演者所產生之音樂訊號之頻率、音 色或其組合。
6. 如申請專利範圍第1項所述之互動音訊效果產生系統，其中，該聲音資訊為歡呼、吶喊、掌聲或其組合。
7. 一種互動音訊效果產生方法，係用於提升表演者與聽眾之間的互動性，包括：(1)擷取該聽眾之聲音資訊；(2)將該聲音資訊轉換為數位音訊；(3)對該數位音訊進行特徵偵測以產生偵測數值，再依據該偵測數值產生對應該數位音訊之音訊效果參數；以及(4)傳送該音訊效果參數至一音訊效果器，以由該音訊效果器依據該音訊效果參數調整該表演者所產生之音樂訊號。
8. 如申請專利範圍第7項所述之互動音訊效果產生方法，其中，該步驟(2)係透過脈衝編碼調變(PCM)將該聲音資訊轉換為該數位音訊。
9. 如申請專利範圍第7項所述之互動音訊效果產生方法，其中，該步驟(3)所述之特徵偵測係指對該數位音訊之音高的偵測。
10. 如申請專利範圍第7項所述之互動音訊效果產生方法，其中，該音訊效果器係透過濾波方式調整該音樂訊號之頻率、音色或其組合。
11. 如申請專利範圍第7項所述之互動音訊效果產生方法，該步驟(1)復包括接收該表演者所產生之音樂訊 號。
12. 如申請專利範圍第7項所述之互動音訊效果產生方法，復包括步驟(5)，係將調整後之該音樂訊號輸出至該聽眾。