TWI622896B - 可回應外部音訊產生動作回饋之電子裝置 - Google Patents

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Abstract

一種可回應外部音訊產生動作回饋之電子裝置，包括音訊接收電路、處理電路以及至少一可動部件。音訊接收電路接收音訊資料。處理電路對音訊資料執行音訊特徵分析以取得音訊特徵資料，並依據音訊特徵資料決定相對應之動作事件，以產生針對動作事件之動作控制訊號。可動部件回應於動作控制訊號執行動作事件。

Description

可回應外部音訊產生動作回饋之電子裝置
本揭露是有關於一種電子裝置，且特別是有關於一種可回應外部音訊產生動作回饋之電子裝置。
目前市面上的表演玩偶可伴隨音樂進行一連串設定好的動作，例如跳舞、旋轉等。傳統上，這類型的表演玩偶需儲存預先錄製好的音樂，當音樂撥放時，同時觸發預設的控制訊號以驅動玩偶進行表演。然而，這類型的表演玩偶只能配合預先錄製好的音樂做出固定的表演動作，無形中限制了表演玩偶能帶給使用者的娛樂體驗。
因此，如何提出一種可回應外部音訊而自動產生相應動作回饋的裝置，乃目前業界所致力的課題之一。
本揭露係有關於一種電子裝置，可對未知的音樂作分析，並依據對該音樂的分析結果作出對應的動作，以完成符合音樂情境的即興表演。
根據本揭露之一實施例，提出一種可回應外部音訊 產生動作回饋之電子裝置，該電子裝置包括音訊接收電路、處理電路以及至少一可動部件。音訊接收電路接收音訊資料。處理電路對音訊資料執行音訊特徵分析以取得音訊特徵資料，並依據音訊特徵資料決定相對應之動作事件，以產生針對動作事件之動作控制訊號。可動部件回應於動作控制訊號執行動作事件。
為了對本揭露之上述及其他方面有更佳的瞭解，下文特舉較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下：
100、100’‧‧‧電子裝置
102‧‧‧音訊接收電路
104‧‧‧處理電路
106_1~106_m、106‧‧‧可動部件
Sin‧‧‧音訊資料
SC1~SCm、SC‧‧‧動作控制訊號
108‧‧‧記憶單元
110_1~110_n、110‧‧‧擬真場景部件
SS1~SSn、SS‧‧‧擬真場景控制訊號
302‧‧‧感測器
304‧‧‧互動溝通模組
SC1’~SCm’、SS1’~SSn’‧‧‧互動控制訊號
SG‧‧‧互動群組訊號
S202、S204、S206、S208、S402、S404、S406、S408、S410、S412‧‧‧步驟
第1圖繪示依據本揭露一實施例之可回應外部音訊產生動作回饋之電子裝置之方塊圖。
第2圖繪示依據本揭露一實施例之透過電子裝置建立音訊特徵資料之一例方法流程圖。
第3圖繪示依據本揭露另一實施例之可回應外部音訊產生動作回饋之電子裝置之方塊圖。
第4圖繪示依據本揭露一實施例之具備多人互動功能之電子裝置之一例操作流程圖。
在本文中，參照所附圖式仔細地描述本揭露的一些實施例，但不是所有實施例都有表示在圖示中。實際上，這些發明可使用多種不同的變形，且並不限於本文中的實施例。相對的，本揭露提供這些實施例以滿足應用的法定要求。圖式中相同的參考符號用來表示相同或相似的元件。
第1圖繪示依據本揭露一實施例之可回應外部音訊產生動作回饋之電子裝置100之方塊圖。電子裝置100例如是一表演玩偶。電子裝置100主要包括音訊接收電路102、處理電路104以及一或多個可動部件106_1~106_m，其中m為正整數(如無特別需要，以下統稱可動部件106)。音訊接收電路102例如是收音器、資料傳輸埠(例如USB埠)、無線傳輸接收器(例如藍牙裝置)或任意形式的接收器。處理電路104例如是微處理器、微控制器、特殊目的應用電路或其他的運算控制電路。可動部件106例如是可動的機構組件，以電子裝置100為人形表演玩偶為例，可動部件106例如是表演玩偶的四肢、頭部等。
音訊接收電路102用以接收音訊資料Sin。此處所述之音訊資料Sin可以是任意一段非內建於電子裝置100的音樂或聲音訊號，其來源可例如是透過收音、或是直接載入mp3或來自無線傳輸接收器的多媒體檔案等。
處理電路104用以對音訊資料Sin執行音訊特徵分析以取得音訊特徵資料，並依據音訊特徵資料決定相對應之動作事件，以產生針對動作事件之動作控制訊號SC1~SCm(如無特別需要，以下統稱動作控制訊號SC)。此處所述之音訊特徵分析可以是訊號處理領域中適用於擷取訊號特徵資訊的任一分析演算法，例如傅立葉分析、相關性分析。在一實施例中，處理電路104可透過分析音訊資料SC的音量變化及音調(pitch)變化至少其一，以建立音訊特徵資料。
基於所建立的音訊特徵資料，處理電路104可透過資料庫比對或內建的演算法，選出相應的動作事件並產生動作控制訊號SC，而可動部件106將回應於動作控制訊號SC執行該動作事件。舉例來說，倘若可動部件106_1與106_2分別為人形玩偶的手部及上半身之機構部件，當分析出音訊資料Sin屬於快節奏音樂，且處理電路104透過資料庫比對或內建的演算法所選出的動作事件為快速揮手以及轉動身體，此時處理電路104將產生動作控制訊號SC1以控制可動部件106_1進行快速上下擺動，並產生動作控制訊號SC2以控制可動部件如106_2進行轉動。換言之，針對一動作事件，處理電路104可對相關的一或多個可動部件106發送對應的動作控制訊號SC，以完成該動作事件。在一實施例中，可動部件106執行動作事件而產生的部件擺動幅度及/或部件動作速度係取決於音訊資料Sin的音量變化及/或音調變化。
電子裝置100可選擇性包括記憶單元108。記憶單元108例如是資料庫、查閱表或任意形式的非揮發性記憶體，用以儲存多筆預設音訊特徵資料與相對應之多個預設動作事件。舉例來說，倘若各預設音訊特徵資料分別對應不同的節奏組態(如快節奏、慢節奏等)，記憶單元108係儲存不同節奏組態下所對應的動作事件。例如，快節奏係對應快速揮舞四肢、慢節奏係對應旋轉身體等。處理電路104在取得音訊特徵資料後，將自記憶單元108中尋找與所取得之音訊特徵資料最相近的一筆預設音訊特徵 資料，以基於對應之預設動作事件產生動作控制訊號SC。
在一實施例中，電子裝置100可選擇性包括一或多個擬真場景部件110_1~110_n，其中n為正整數(如無特別需要，以下統稱擬真場景部件110)。擬真場景部件110_1~110_n可分別回應於擬真場景控制訊號SS1~SSn(如無特別需要，以下統稱擬真場景控制訊號SS)執行擬真場景特效。所述之擬真場景特效可以是燈光變化、模擬水舞變化、模擬火炬變化或任意之場景特效。舉例來說，倘若擬真場景部件110_1與110_2分別為執行燈光變化及水舞變化之特效元件，當音訊特徵資料顯示音訊資料Sin係對應一緩慢的旋律，且處理電路104透過資料庫比對或內建的演算法所選出的動作事件為漸進式變換燈光以及產生水舞特效，此時處理電路104將產生擬真場景控制訊號SS1以控制擬真場景部件110_1緩慢變換不同色光，並產生擬真場景控制訊號SS2以控制擬真場景部件110_2產生水舞特效。
依據所需呈現的擬真場景特效的不同，擬真場景部件110可以不同的特效元件或其組合來實現，像是LED燈、煙霧產生器、蜂鳴器等。在一實施例中，針對擬真場景部件110之動作事件與音訊特徵資料的對應關係係儲存於記憶單元108。
第2圖繪示依據本揭露一實施例之透過電子裝置100建立音訊特徵資料之一例方法流程圖。
在步驟S202，音訊接收電路102自外部接收音訊資料Sin。音訊資料Sin可以是任意的一段音訊，而不需是內建於電 子裝置100或是電子裝置100資料庫中已知的音樂。
在步驟S204，處理電路104分析音訊資料Sin之音量變化及/或音調變化。舉例來說，處理電路104可依據音訊資料Sin在時域(time domain)或頻域(frequency domain)上的波形變化來判別其音量變化和其音調變化。
在步驟S206，處理電路104取得音訊資料Sin之節拍特徵值集合及/或旋律特徵值集合。舉例來說，處理電路104可藉由擷取音訊資料SC之時域波形發生明顯變化的轉折點，以獲得音訊資料SC的節奏資訊，並藉此建立相應的節拍特徵值集合。另一方面，處理電路104亦可藉由分析音訊資料SC於頻譜上的主要分佈區域，以獲得音訊資料SC的旋律資訊，並藉此建立相應的旋律特徵值集合。
在步驟S208，處理電路104基於節拍特徵值集合及/或旋律特徵值集合產生音訊特徵資料。產生之音訊特徵資料例如會與記憶單元108中的預設音訊特徵資料作比對以找出最近似/相符者，藉此找出該音訊特徵資料所對應的動作事件。或者，處理電路104可基於內建之演算法對音訊特徵資料進行處理，以決定相應之動作事件。
需注意，本揭露並不以上述例示為限。音訊特徵資料除了可基於音訊資料Sin的節拍及旋律特徵來定義，亦可基於音訊資料Sin的任一特徵化參數或其組合來定義，而動作事件則可依據表演玩偶的樣式、或是表演玩偶的表演型態來設定。
第3圖繪示依據本揭露另一實施例之可回應外部音訊產生動作回饋之電子裝置100’之方塊圖。相較於前述之電子裝置100，電子裝置100’更包括感測器302。為方便理解及說明，相同及類似之元件係沿用相同符號。
感測器302可以是任意形式的距離/位置感測器，可偵測一或多個其他電子裝置之相對位置資訊。電子裝置100’可利用測得之相對位置資訊與其他電子裝置進行互動事件/表演，像是雙人舞、團體舞、樂團演奏等。
在一實施例中，當感測器302偵測到其他電子裝置，或是偵測到的其他電子裝置的數量超出一限值，處理電路104將觸發多人互動模式，使電子裝置100’進入多人互動模式。當電子裝置100’進入多人互動模式，處理電路104將依據音訊特徵資料與測得之相對位置資訊產生互動控制訊號，使可動部件106及/或擬真場景部件110與其他電子裝置進行互動事件。如第3圖所示，針對各可動部件106_1~106_m的互動控制訊號分別為SC1’~SCm’；針對各擬真場景部件110_1~110_n的互動控制訊號分別為SS1’~SSn’。
對於同樣的音訊資料Sin，電子裝置100’在多人互動模式下與非多人互動模式下(即單人模式)所作出的動作反饋可能不同。舉例來說，當電子裝置100’處於單人模式，其可動部件106_1係回應於動作控制訊號SC1而執行動作事件，像是上下擺動；當電子裝置100’進入多人互動模式，在可動部件106_1將 回應於互動控制訊號SC1’而執行互動事件，例如改為左右轉動。整體而言，當電子裝置100’與其他電子裝置進入多人互動模式，此些電子裝置將形成一群組，並可回應音訊資料Sin進行互動事件，以各司其職完成全體表演。
在一實施例中，電子裝置100’可選擇性地包括互動溝通模組304。互動溝通模組304例如是無線訊號收發電路，可例如透過紅外線、藍芽或其他短距離通訊技術與其他電子裝置進行溝通。
互動溝通模組304可對其他電子裝置發送對應於一互動事件的互動群組訊號SG，以控制其他電子裝置共同進行該互動事件。在一實施例中，互動事件可包括一或多個子事件，且各子事件係對應一裝置辨識碼。此時，針對該互動事件，電子裝置100’與其他電子裝置可透過傳遞互動群組訊號SG的方式溝通裝置辨識碼以及子事件的資訊，以產生相應的互動控制訊號來控制相關的可動部件106及/或擬真場景部件110(若有的話)。舉例來說，若互動事件為團體演奏，則子事件可能包括彈琴、打鼓、吹奏樂器等動作，各子事件係對應一裝置辨識碼，以分別透過具有相符裝置辨識碼的電子裝置來執行。裝置辨識碼的分配可例如是各電子裝置依據其相對位置資訊而決定，或是於電子裝置出廠時進行設定。
第4圖繪示依據本揭露一實施例之具備多人互動功能之電子裝置(如電子裝置100’)之一例操作流程圖。
在步驟S402，電子裝置偵測其他電子裝置的數量。
在步驟S404，電子裝置判斷偵測到的其他電子裝置的數量是否超過一限值。舉例來說，若偵測結果為該電子裝置附近有超過一定數量的其他電子裝置，則進入步驟S406，電子裝置進入多人互動模式。反之，若偵測結果為該電子裝置附近無其他電子裝置，或是偵測到的其他電子裝置低於一定數量，則進入單人模式，如步驟S408所示。
在多人互動模式下，如步驟S406所示，電子裝置除了進行音訊資料的分析以產生音訊特徵資料，亦會偵測與其他電子裝置間的相對位置，以決定對應的互動事件。接著，在步驟S410，電子裝置產生互動控制訊號，使相關的可動部件及/或擬真場景部件進行該互動事件。
在單人模式下，如步驟S408所示，電子裝置進行音訊資料的分析以產生音訊特徵資料，並依據音訊特徵資料決定對應的動作事件。接著，在步驟S412，電子裝置產生動作控制訊號SC，使相關的可動部件及/或擬真場景部件進行該動作事件。
綜上所述，本揭露所提出之電子裝置可對未知的音樂作分析，並依據對該音樂的分析結果作出對應的動作及/或擬真場景特效，以完成符合音樂情境的即興表演。此外，本揭露所提出之電子裝置更可與其他電子裝置進行互動，使多個電子裝置可回應音樂而共同完成互動事件，以增進裝置的娛樂效果。
雖然本揭露已以較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本揭露。本揭露所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。因此，本揭露之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (6)

  1. 一種可回應外部音訊產生動作回饋之電子裝置，包括：一音訊接收電路，接收一音樂資料；一處理電路，對該音樂資料執行一音訊特徵分析以取得一音訊特徵資料，該處理電路依據該音樂資料之一音量變化以及一音調變化分別取得該音樂資料之一節拍特徵值集合以及一旋律特徵值集合，並基於該節拍特徵值集合以及該旋律特徵值集合產生該音訊特徵資料，並依據該音訊特徵資料所對應的節奏組態以及旋律組態決定相對應之一動作事件，以產生針對該動作事件之一動作控制訊號；至少一可動部件，回應於該動作控制訊號執行該動作事件；以及一感測器，用以偵測一或多個其他電子裝置之相對位置資訊；其中該處理電路判斷該一或多個其他電子裝置之數量是否超過一限值，若是，該處理電路進入一多人互動模式，並依據該音訊特徵資料與測得之該相對位置資訊產生一互動控制訊號，使該至少一可動部件與該一或多個其他電子裝置進行一互動事件，其中該互動事件包括複數個子事件，該些子事件與複數個裝置辨識碼一一對應，該處理電路自該些子事件中，選擇執行與該電子裝置的自身裝置辨識碼相對應的一特定子事件。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括：一記憶單元，儲存複數筆預設音訊特徵資料與相對應之複數個預設動作事件。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，其中該至少一可動部件執行該動作事件而產生之一部件擺動幅度以一部件動作速度至少其一係取決於該音量變化及該音調變化至少其一。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括：一擬真場景部件，回應於一擬真場景控制訊號執行一擬真場景特效；其中該擬真場景控制訊號係由該處理電路針對該動作事件而產生。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之電子裝置，其中該擬真場景特效包括燈光變化、模擬水舞變化以及模擬火炬變化至少其中之一。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之電子裝置，更包括：一互動溝通模組，對該一或多個其他電子裝置發送對應該互動事件之一互動群組訊號，以控制該一或多個其他電子裝置共同進行該互動事件。
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