TWI584273B - 諧波感測音量自動調整系統 - Google Patents

Description

諧波感測音量自動調整系統

本發明是有關於一種諧波感測音量自動調整系統，特別是有關於根據環境干擾動態之一種諧波感測音量自動調整系統。

考慮到目前車輛使用之多媒體播放器，使用者常常會因為環境變化產生的干擾而必須手動調整音量，不僅造成困擾且影響行車安全。加上越來越多使用者會在運動或行走時播放音樂或廣播等音頻資料，同樣會因為環境變化造成的干擾而必須手動控制音量，影響使用者收聽的品質。而現有技術單純透過接收到的音量大小作為控制音量的比較基準，但考慮到現實狀況中時常突發的干擾，單純以音量作比較便無法避免干擾以便準確的控制音量。而且現有技術也無法即時根據環境干擾動態調整播放的音量大小。

因此，如何根據環境干擾動態來調整播放的音量大小，仍有待解決。

有鑑於上述習知技術之問題，本發明之其中之一目的在於提供一種諧波感測音量自動調整系統，以期透過分析特定接收音頻與播放音頻的振幅比值來自動調整音量並避免環境造成的干擾，減少使用者的麻煩並增進使用者安全、便利及收聽的滿意度。

緣是，為達上述目的，本發明提出一種諧波感測音量自動調整系統，其包含：

第一音頻分析單元，係接收輸出音訊，且分析輸出音訊之頻譜；第一諧波擷取單元，係接收輸出音訊之頻譜，且由輸出音訊之頻譜中取得複數個第一頻率及與複數個第一頻率對應之複數個第一振幅；音訊播放單元，係接收輸出音訊，並播放輸出音訊為聲音；收音單元，係接收聲音，且轉為輸入音訊；第二音頻分析單元，係接收輸入音訊，且分析輸入音訊之頻譜，且由輸入音訊之頻譜中取得與複數個第一頻率對應的複數個第二頻率，及與複數個第二頻率對應之複數個第二振幅；以及音頻比對與判斷單元，接收複數個第一頻率及複數個第一振幅，且接收複數個第二頻率及複數個第二振幅；其中音頻比對與判斷單元，由複數個第一頻率與複數個第二頻率中，相同之各頻率所對應之複數個第一振幅與複數個第二振幅之複數個比值中取得增益值，並輸出增益值至音訊播放單元，以據以調整輸出音訊之播放音量大小。

較佳地，複數個第一頻率可包含第一基頻，係輸出音訊之頻譜中最大振幅值之頻率，及第一基頻的三次及五次諧波之頻率。

較佳地，複數個比值為三個比值，其中三個比值彼此之差異若未超過一預設範圍，則取平均為增益值，若三個比值其中兩個之差異未超過預設範圍，但與另一比值差異超過預設範圍時，則以未超過預設範圍之二比值之平均作為增益值。

較佳地，複數個第一頻率可進一步包含第二基頻，係輸出音訊之頻譜中次大振幅值之頻率，及第二基頻的三次及五次諧波之頻率。

較佳地，複數個比值可分為第一組比值及第二組比值，每組比值包含三個比值，其中三個比值彼此之差異若未超過預設範圍，則取平均為基準，若三個比值其中兩個之差異未超過預設範圍，但與另一比值差異超過預設範圍時，則以未超過預設範圍之二比值之平均作為基準，其中第一組比值之基準與第二組比值之基準中，若有大於1之基準，則取最大之基準為增益值，若無則取最小之基準為增益值。

較佳地，複數個第一頻率可進一步包含第三基頻，係輸出音訊之頻譜中第三大振幅值之頻率，及第三基頻的三次及五次諧波之頻率。

較佳地，音頻比對與判斷單元，可進一步接收由輸入音訊之頻譜中取得的前三大振幅之頻率。

較佳地，若前三大振幅之頻率與第一基頻、第二基頻及第三基頻之頻率不同時，則可取三基頻中最小振幅與輸入音訊中最大振幅之比值作為第一基準值。

較佳地，複數個比值可分為第一組比值、第二組比值及第三組比值，每組比值包含三個比值，其中三個比值彼此之差異若未超過預設範圍，則取平均為第二基準，若三個比值其中兩個之差異未超過預設範圍，但與另一比值差異超過預設範圍時，則以未超過預設範圍之二比值之平均作為第二基準，其中第一組比值之基準、第二組比值之基準與第三組比值之基準中，若有大於1之基準，則可取最大之基準為第二基準值，若無則可取最小之基準為第二基準值。

較佳地，若第一基準值與第二基準值小於1.05且大於0.95，則可輸出增益值為1；否則若第一基準值或第二基準值大於1，則可取兩值中大者為增益值，若無便可取兩值中小者為增益值。

承上所述，依據本發明其可具有一或多個下述優點：

1.藉由音頻比對與判斷單元分析特定接收音頻與播放音頻的振幅比值來調整音量並避免環境造成的干擾，增進使用者收聽的滿意度。

2. 藉由音頻比對與判斷單元輸出增益值來自動控制音訊播放單元的播放音量，減少使用者的麻煩並增進使用者的安全與便利。

本發明之優點、特徵以及達到之技術方法將參照例示性實施例及所附圖式進行更詳細地描述而更容易理解，且本發明可以不同形式來實現，故不應被理解僅限於此處所陳述的實施例，相反地，對所屬技術領域具有通常知識者而言，所提供的實施例將使本揭露更加透徹與全面且完整地傳達本發明的範疇，且本發明將僅為所附加的申請專利範圍所定義。

本發明下述一或多個實施方式係揭露一種諧波感測音量自動調整系統。藉由下述實施方式所揭露之諧波感測音量自動調整系統，可透過分析特定接收音頻與播放音頻的振幅比值來自動調整音量並避免環境造成的干擾，減少使用者的麻煩並增進使用者安全、便利及收聽的滿意度。

第1圖為本發明一實施方式之諧波感測音量自動調整系統示意圖。請參考第1圖，諧波感測音量自動調整系統包含：第一音頻分析單元1、第一諧波擷取單元2、音訊播放單元3、音頻比對與判斷單元6、收音單元4、第二音頻分析單元5。第一音頻分析單元1，用以接收輸出音訊10(例如：車載多媒體播放系統將要播放的音訊)，且分析輸出音訊10之頻譜(如振幅及頻率資訊)。第一諧波擷取單元2，用以接收輸出音訊10之頻譜，且由輸出音訊10之頻譜中取得複數個第一頻率12(例如包含第一基頻及此第一基頻的三次及五次諧波之頻率，其中第一基頻為輸出音訊10之頻譜中最大振幅值之頻率)及與複數個第一頻率12(第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率)對應之複數個第一振幅13。音訊播放單元3，用以接收輸出音訊10，並播放輸出音訊10為聲音17(例如：車載多媒體播放系統所播出的聲音)。收音單元4，用以接收聲音17，且轉為輸入音訊11。第二音頻分析單元5，用以接收輸入音訊11，且分析輸入音訊11之頻譜，且由輸入音訊11之頻譜中取得與複數個第一頻率12(第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率)對應的複數個第二頻率14，亦就是複數個第二頻率14與第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率相同，及與複數個第二頻率14對應之複數個第二振幅15，以及音頻比對與判斷單元6，接收複數個第一頻率12及複數個第一振幅13，且接收複數個第二頻率14及複數個第二振幅15，例如本實施例接收三個第一頻率12(第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率) 、三個第一振幅13(第一基頻的振幅、第一基頻的三次及五次諧波之頻率的振幅)、三個第二頻率14(與第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率相同) 及三個第二振幅15(與第一基頻及第一基頻的三次及五次諧波之頻率相同的振幅)，其中音頻比對與判斷單元6，由三個第一頻率12與三個第二頻率14中，相同頻率所對應之第一振幅13與第二振幅15(例如頻率均為第一基頻的第一振幅及第二振幅15)之三個比值(第一振幅13/第二振幅15)中取得增益值16，例如此三個比值彼此之差異若未超過一預設範圍(如5%)，則取此三個比值之平均為增益值，若此三個比值其中兩個之差異未超過預設範圍(如5%)，但與另一比值差異超過預設範圍(如5%)時，則以未超過預設範圍之此二比值之平均作為增益值16，並輸出增益值16至音訊播放單元3，以據以調整輸出音訊10之播放音量大小。

另外，請繼續參考第1圖，在另一實施例中，此複數個第一頻率12除了第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率外，進一步包含次大振幅值之頻率為第二基頻，及第二基頻的三次及五次諧波之頻率，共六個頻率。因此第二音頻分析單元5，由輸入音訊11之頻譜中取得與六個第一頻率12(第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率、第二基頻，及第二基頻的三次及五次諧波之頻率，共六個頻率)相同的六個第二頻率14，及與六個第二頻率14對應之六個第二振幅15。音頻比對與判斷單元6，接收六個第一頻率12、六個第一振幅13(第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率、第二基頻，及第二基頻的三次及五次諧波之頻率，共六個頻率的振幅)、六個第二頻率14(與第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率、第二基頻，及第二基頻的三次及五次諧波之頻率，共六個頻率相同) 及六個第二振幅15(六個相同頻率的振幅)，其中音頻比對與判斷單元6，由六個第一頻率12與六個第二頻率14中，相同頻率所對應之六個第一振幅13與六個第二振幅15(例如頻率均為第一基頻的第一振幅及第二振幅15)之六個比值(第一振幅13/第二振幅15)中取得增益值16，例如將六個比值分為一第一組比值(具有與第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率相同的三個第一振幅13與三個第二振幅15，共三個比值)及一第二組比值(具有與第二基頻、第二基頻的三次及五次諧波之頻率相同的三個第一振幅13與三個第二振幅15，共三個比值)，其中每組的三個比值彼此之差異若未超過預設範圍(如5%)，則取三個比值之平均為一基準，若此三個比值其中兩個之差異未超過預設範圍(如5%)，但與另一比值差異超過預設範圍(如5%)時，則以未超過預設範圍(如5%)之二比值之平均作為基準，其中所取得的第一組比值之基準與第二組比值之基準中，若有大於1之基準，則取最大之基準為增益值16，若無則取最小之基準為增益值16，並輸出增益值16至音訊播放單元3，以據以調整輸出音訊10之播放音量大小。

另外，請繼續參考第1圖，在另一實施例中，此複數個第一頻率12除了第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率、第二基頻，及第二基頻的三次及五次諧波之頻率外，進一步包含一第三基頻，為輸出音訊之頻譜中第三大振幅值之頻率，及此第三基頻的三次及五次諧波之頻率，共九個頻率。因此第二音頻分析單元5，由輸入音訊11之頻譜中取得與九個第一頻率12(第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率、第二基頻、第二基頻的三次及五次諧波之頻率、第三基頻，及第三基頻的三次及五次諧波之頻率，共九個頻率)相同的九個第二頻率14，及與九個第二頻率14對應之九個第二振幅15，且更進一步接收由輸入音訊11之頻譜中取得的前三大振幅之頻率。音頻比對與判斷單元6，接收九個第一頻率12、九個第一振幅13(第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率、第二基頻、第二基頻的三次及五次諧波之頻率、第三基頻，及第三基頻的三次及五次諧波之頻率，共九個頻率的振幅)、九個第二頻率14(與第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率、第二基頻、第二基頻的三次及五次諧波之頻率、第三基頻，及第三基頻的三次及五次諧波之頻率，共九個頻率相同)、九個第二振幅15(九個相同頻率的振幅) 及輸入音訊11中的前三大振幅之頻率及振幅，若前三大振幅之頻率與第一基頻、第二基頻及第三基頻之頻率不同時，則取此三基頻中最小振幅與輸入音訊11中一最大振幅之比值作為第一基準值(三基頻中最小振幅/輸入音訊11中最大振幅)，其中音頻比對與判斷單元6，由九個第一頻率12與九個第二頻率14中，相同頻率所對應之九個第一振幅13與九個第二振幅15之九個比值(第一振幅13/第二振幅15)及第一基準值(三基頻中最小振幅/輸入音訊11中最大振幅)中取得增益值16，例如將九個比值分為第一組比值(具有與第一基頻、第一基頻的三次及五次諧波之頻率相同的三個第一振幅13與三個第二振幅15，共三個比值)、第二組比值(具有與第二基頻、第二基頻的三次及五次諧波之頻率相同的三個第一振幅13與三個第二振幅15，共三個比值) 及第三組比值(具有與第三基頻、第三基頻的三次及五次諧波之頻率相同的三個第一振幅13與三個第二振幅15，共三個比值)，其中每組的三個比值彼此之差異若未超過預設範圍(如5%)，則取三個比值之平均為一基準，若此三個比值其中兩個之差異未超過預設範圍(如5%)，但與另一比值差異超過預設範圍(如5%)時，則以未超過預設範圍(如5%)之二比值之平均作為基準，其中所取得的第一組比值之基準、第二組比值之基準與第三組比值之基準中，若有大於1之基準，則取最大之基準為第二基準值，若無則取最小之基準為第二基準值，接著若第一基準值與該第二基準值小於1.05且大於0.95，則輸出該增益值為1；否則若該第一基準值(三基頻中最小振幅/輸入音訊11中最大振幅)或第二基準值大於1，則取兩值中大者為增益值16，若無便取兩值中小者為增益值16，並輸出增益值16至音訊播放單元3，以據以調整輸出音訊10之播放音量大小。

綜上所述，當使用者開車時打開車載多媒體播放系統，若此播放系統使用本發明之技術手段，則使用者設定好音量後，一但行車速度較快造成風切聲過大，若風切干擾到基頻或其諧波之頻率，則由於比值(第一振幅/第二振幅)變大，系統便會自動等比例調整播放器之音量；若未干擾到基頻或其諧波之頻率，由於對於原音訊影響不大便可以選擇維持原音量或稍微調高音量。使用者僅需初始設定，之後完全不用手動控制。因此本發明分析特定接收音頻與播放音頻的振幅比值來自動調整音量並避免環境造成的干擾，減少使用者的麻煩並增進使用者安全、便利及收聽的滿意度。

以上所述之實施例僅係為說明本發明之技術思想及特點，其目的在使熟習此項技藝之人士能夠瞭解本發明之內容並據以實施，當不能以之限定本發明之專利範圍，即大凡依本發明所揭示之精神所作之均等變化或修飾，仍應涵蓋在本發明之專利範圍內。

1‧‧‧第一音頻分析單元
2‧‧‧第一諧波擷取單元
3‧‧‧音訊播放單元
4‧‧‧收音單元
5‧‧‧第二音頻分析單元
6‧‧‧音頻比對與判斷單元
10‧‧‧輸出音訊
11‧‧‧輸入音訊
12‧‧‧第一頻率
13‧‧‧第一振幅
14‧‧‧第二頻率
15‧‧‧第二振幅
16‧‧‧增益值

第1圖為本發明一實施方式之諧波感測音量自動調整系統示意圖。

1‧‧‧第一音頻分析單元

2‧‧‧第一諧波擷取單元

3‧‧‧音訊播放單元

4‧‧‧收音單元

5‧‧‧第二音頻分析單元

6‧‧‧音頻比對與判斷單元

10‧‧‧輸出音訊

11‧‧‧輸入音訊

12‧‧‧第一頻率

13‧‧‧第一振幅

14‧‧‧第二頻率

15‧‧‧第二振幅

16‧‧‧增益值

Claims (10)

1. 一種諧波感測音量自動調整系統，其包含： 一第一音頻分析單元，係接收一輸出音訊，且分析該輸出音訊之頻譜； 一第一諧波擷取單元，係接收該輸出音訊之頻譜，且由該輸出音訊之頻譜中取得複數個第一頻率及與該複數個第一頻率對應之複數個第一振幅； 一音訊播放單元，係接收該輸出音訊，並播放該輸出音訊為一聲音； 一收音單元，係接收該聲音，且轉為一輸入音訊； 一第二音頻分析單元，係接收該輸入音訊，且分析該輸入音訊之頻譜，且由該輸入音訊之頻譜中取得與該複數個第一頻率對應的複數個第二頻率，及與該複數個第二頻率對應之複數個第二振幅；以及 一音頻比對與判斷單元，接收該複數個第一頻率及該複數個第一振幅，且接收該複數個第二頻率及該複數個第二振幅； 其中該音頻比對與判斷單元，由該複數個第一頻率與該複數個第二頻率中，相同之各頻率所對應之該複數個第一振幅與該複數個第二振幅之複數個比值中取得一增益值，並輸出該增益值至該音訊播放單元，以據以調整該輸出音訊之播放音量大小。
2. 如申請專利範圍第1項所述之諧波感測音量自動調整系統，其中該複數個第一頻率包含一第一基頻，係該輸出音訊之頻譜中最大振幅值之頻率，及該第一基頻的三次及五次諧波之頻率。
3. 如申請專利範圍第2項所述之諧波感測音量自動調整系統，其中該複數個比值為三個比值，其中該三個比值彼此之差異若未超過一預設範圍，則取平均為該增益值，若該三個比值其中兩個之差異未超過該預設範圍，但與另一該比值差異超過該預設範圍時，則以未超過該預設範圍之該二比值之平均作為該增益值。
4. 如申請專利範圍第2項所述之諧波感測音量自動調整系統，其中該複數個第一頻率進一步包含一第二基頻，係該輸出音訊之頻譜中次大振幅值之頻率，及該第二基頻的三次及五次諧波之頻率。
5. 如申請專利範圍第4項所述之諧波感測音量自動調整系統，其中該複數個比值分為一第一組比值及一第二組比值，每組比值包含三個比值，其中該三個比值彼此之差異若未超過一預設範圍，則取平均為一基準，若該三個比值其中兩個之差異未超過該預設範圍，但與另一該比值差異超過該預設範圍時，則以未超過該預設範圍之該二比值之平均作為該基準，其中該第一組比值之該基準與該第二組比值之該基準中，若有大於1之該基準，則取最大之該基準為該增益值，若無則取最小之該基準為該增益值。
6. 如申請專利範圍第4項所述之諧波感測音量自動調整系統，其中該複數個第一頻率進一步包含一第三基頻，係該輸出音訊之頻譜中第三大振幅值之頻率，及該第三基頻的三次及五次諧波之頻率。
7. 如申請專利範圍第6項所述之諧波感測音量自動調整系統，其中該音頻比對與判斷單元，進一步接收由該輸入音訊之頻譜中取得的一前三大振幅之頻率。
8. 如申請專利範圍第7項所述之諧波感測音量自動調整系統，其中若該前三大振幅之頻率與該第一基頻、該第二基頻及該第三基頻之頻率不同時，則取該三基頻中一最小振幅與該輸入音訊中一最大振幅之比值作為一第一基準值。
9. 如申請專利範圍第8項所述之諧波感測音量自動調整系統，其中該複數個比值分為一第一組比值、一第二組比值及一第三組比值，每組比值包含三個比值，其中該三個比值彼此之差異若未超過一預設範圍，則取平均為一基準，若該三個比值其中兩個之差異未超過該預設範圍，但與另一該比值差異超過該預設範圍時，則以未超過該預設範圍之該二比值之平均作為該基準，其中該第一組比值之該基準、該第二組比值之該基準與該第三組比值之該基準中，若有大於1之該基準，則取最大之該基準為一第二基準值，若無則取最小之該基準為該第二基準值。
10. 如申請專利範圍第9項所述之諧波感測音量自動調整系統，其中若該第一基準值與該第二基準值小於1.05且大於0.95，則輸出該增益值為1；否則若該第一基準值或該第二基準值大於1，則取兩值中大者為該增益值，若無便取兩值中小者為該增益值。