TWI639345B - 收音設備及偵測該收音設備是否處於使用狀態之方法 - Google Patents

Abstract

一種收音設備包括有揚聲器、麥克風及處理單元。揚聲器用以發出具有第一頻率之測試聲。麥克風用以接收外部聲音。處理單元係與揚聲器及麥克風電性連接，用以偵測外部聲音之頻率範圍是否包含第一頻率，並偵測該外部聲音之能量是否超過一預設能量值，且在該外部聲音之頻率範圍包含第一頻率，而外部聲音之能量未超過預設能量值時，判定收音設備處於一使用狀態。

Description

收音設備及偵測該收音設備是否處於使用狀態之方法

本發明係關於一種收音設備，特別是一種同時具有揚聲器及麥克風之收音設備。

許多收音設備，例如助聽器，一旦其麥克風與揚聲器過於接近，揚聲器會發出尖銳惱人的高音。由於使用者使用過程，多半是不經意使二者過於靠近，因而此種稱為「聲音反饋」之現象的產生，會讓使用者在使用時突然地被驚嚇到，造成使用經驗上的不愉快。

因此，實有必要思考一種可減少或消除「聲音反饋」現象產生之方法，以解決前述問題。

本發明之主要目的係在提供一種可偵測收音設備使用狀態之方法及該收音設備。

為達成上述之目的，本發明揭示之收音設備包括有揚聲器、麥克風及處理單元。揚聲器用以發出具有第一頻率之測試聲。麥克風用以接收外部聲音。處理單元係與揚聲器及麥克風電性連接，其中處理單元包括有音頻偵測模組、音量偵測模組及控制模組。音頻偵測模組用以偵測外部聲音之頻率範圍是否包含第一頻率。音量偵測模組用以偵測外部聲音之能量是否超過一預設能量值。控制模組用以在外部聲音之頻率範圍包含第一頻率，且外部聲音之能量未超過預設能量值時，判定收音設備處於一使用狀態。

本發明揭示之偵測收音設備是否處於使用狀態之方法適用於收音設備，收音設備包括有揚聲器及麥克風。本發明之偵測收音設備是否處於使用狀態之方法包括下列步驟：透過揚聲器發出具有第一頻率之測試聲；透過麥克風接收外部聲音；偵測外部聲音之頻率範圍是否包含第一頻率；以及，偵測外部聲音之能量是否超過一預設能量值。藉由上述之步驟，若外部聲音之頻率 範圍包含第一頻率，且外部聲音之能量未超過預設能量值，判定收音設備處於一使用狀態。

1‧‧‧收音設備

10‧‧‧揚聲器

20‧‧‧麥克風

30‧‧‧處理單元

31‧‧‧數位訊號處理器

32‧‧‧微控制器

321‧‧‧音頻偵測模組

323‧‧‧音量偵測模組

325‧‧‧控制模組

40‧‧‧聲音放大器

S‧‧‧測試聲

圖1係本發明之收音設備之裝置架構圖。

圖2係本發明之偵測收音設備是否處於使用狀態之方法之步驟流程圖。

圖3係表示測試聲及一般聲音之頻率範圍分布。

圖4係表示電子裝置處於使用狀態之第一實施示意圖。

圖5係表示電子裝置非處於使用狀態之第一實施示意圖。

圖6係表示電子裝置處於使用狀態之第二實施示意圖。

圖7係表示電子裝置非處於使用狀態之第二實施示意圖。

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關於本發明之收音設備之裝置架構圖。

如圖1所示，在本發明之一實施例中，本發明之收音設備1包括有揚聲器10、麥克風20、處理單元30及聲音放大器40。 在本發明之具體實施例中，收音設備1為助聽器，但本發明不以此為限。

在本發明之一實施例中，揚聲器10係用以發出具有第一頻率之測試聲S，其中第一頻率為X赫茲(Hz)，8000≦X≦40000，較佳者，測試聲S之頻率約20000赫茲，且測試聲S之音量不超過20分貝(dB)，惟本發明不以此為限。

在本發明之一實施例中，麥克風20係用以接收外部聲音，即麥克風20可接收外界的聲音，包含由揚聲器10發出之測試聲S。聲音傳遞至麥克風20後，可使麥克風20產生輸入聲音訊號，且輸入聲音訊號會被傳送到處理單元30進行處理。

在本發明之一實施例中，處理單元30係與揚聲器10及麥克風20電性連接，處理單元30包括有數位訊號處理器31及微控制器32。數位訊號處理器31係用以對麥克風20傳來的輸入聲音訊號進行處理，以對應產生輸出聲音訊號。輸出聲音訊號會被傳送至聲音放大器40。

在本發明之一實施例中，處理單元30之微控制器32中包括有音頻偵測模組321、音量偵測模組323及控制模組325。需注意的是，上述各個模組除可配置為硬體裝置、軟體程式、韌體 或其組合外，亦可藉電路迴路或其他適當型式配置；並且，各個模組除可以單獨之型式配置外，亦可以結合之型式配置。一個較佳實施例是各模組皆為軟體程式儲存於微控制器之記憶體(圖未示)上，藉由微控制器中的一處理器(圖未示)執行各模組以達成本發明之功能。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。

在本發明之一實施例中，音頻偵測模組321用以偵測麥克風20接收到的外部聲音之頻率範圍是否包含第一頻率，但不包含第二頻率及第三頻率，其中第二頻率為Y赫茲，X-1000<Y<X，而第三頻率為Z赫茲，X<Z<X+1000。

在本發明之一實施例中，音量偵測模組323係與音頻偵測模組321訊號連接，音量偵測模組323用以偵測麥克風20接收到的外部聲音之能量是否超過一預設能量值。

在本發明之一實施例中，控制模組325係與音量偵測模組323訊號連接，控制模組325用以在麥克風20接收到的外部聲音之頻率範圍包含第一頻率，但不包含第二頻率及第三頻率，且該外部聲音之能量未超過預設能量值時，判定收音設備1處於一使用狀態。有關收音設備1之使用狀態的描述以及頻率與音量偵測之目的，以下將會有更詳細之說明，在此暫不予贅述。

在本發明之一實施例中，聲音放大器40係與處理單元30電性連接，聲音放大器40用以放大由處理單元30之數位訊號處理器31所產生的輸出聲音訊號，並將放大後之輸出聲音訊號傳送至揚聲器10進行聲音的播放。

接著，請一併參考圖1至圖7，其中圖2係本發明之偵測收音設備是否處於使用狀態之方法之步驟流程圖，以下將配合圖1及圖3至圖7，依序說明圖2所示之各步驟。需注意的是，以下雖是以前述之收音設備1為例，說明本發明揭露之偵測收音設備是否處於使用狀態之方法，但本發明之偵測收音設備是否處於使用狀態之方法並不以應用於前述之收音設備1為限。

首先，執行步驟S1：透過揚聲器發出具有第一頻率之測試聲。

本發明揭示之偵測收音設備是否處於使用狀態之方法可適用例如圖1所示之收音設備1，其中收音設備1包括揚聲器10及麥克風20。方法執行的第一步，處理單元30之微控制器32會控制揚聲器10(即微控制器32產生並輸出一輸出聲音訊號至揚聲器10)發出具有第一頻率之測試聲S；在本發明之實施例中，第一頻率為X赫茲(Hz)，8000≦X≦40000，較佳者如圖3所示，由測試聲S的頻率範圍可接近單一頻率20000赫茲(即X實質上為20000)。

執行步驟S2：透過麥克風接收外部聲音。

收音設備1之麥克風20可隨時接收來自外界的聲音，包含由揚聲器10發出之測試聲S。

執行步驟S3：偵測外部聲音之頻率範圍是否包含第一頻率，且不包含第二頻率及第三頻率。

由於麥克風20可接收任何聲音，因此，在本發明之實施例中，為確認麥克風20接收到的外部聲音確實為測試聲S，於步驟S2完成後，處理單元30之音頻偵測模組321會去偵測所接收到的外部聲音之頻率範圍是否包含有第一頻率。此外，為避免將來自外界的聲音誤判為測試聲，因此，進一步地，音頻偵測模 組321也會偵測所接收到的外部聲音之頻率範圍是否不包含第二頻率及第三頻率。第二頻率及第三頻率為與第一頻率相近之頻率，其中第二頻率為Y赫茲，X-1000<Y<X，而第三頻率為Z赫茲，X<Z<X+1000。舉例而言，假設第一頻率如上所述為20000赫茲，則第二頻率為19001~19999赫茲，而第三頻率為20001~20999。

如圖3所示，由於一般自然界產生的聲音之頻率範圍較大，亦即通常會涵蓋較大範圍的頻寬。反之，由於本發明設定產生的測試聲S之頻率範圍接近單一頻率，因此，一旦進一步地偵測出所接收到的外部聲音之頻率範圍並未包含第二頻率及第三頻率時，即可判定所接收到的外部聲音為測試聲S。如果偵測到所接收的外部聲音之頻率範圍未包含第一頻率，或者更包含有第二頻率或第三頻率時，則不執行步驟S4。

執行步驟S4：偵測外部聲音之能量是否超過一預設能量值。

在本發明之一實施例中，步驟S3完成後，如果偵測到麥克風20接收的外部聲音的頻率範圍包含第一頻率，但不包第二頻率及第三頻率時，即在可判定該外部聲音為測試聲S之情形下， 進一步地音量偵測模組323會去偵測該外部聲音之能量是否超過預設能量值(例如：10dB)。

如圖1及圖4所示，在本發明之一實施例中，當使用者正在使用收音設備1，即收音設備1處於使用狀態時，收音設備1的揚聲器10會置於使用者的耳旁，而麥克風20則會垂掛在胸前，因此，揚聲器10與麥克風20會相距一定的距離以上。反之，如圖5所示，當使用者不使用收音設備1，而欲將收音設備1收放於某處時，多半會使揚聲器10接近麥克風20至該一定距離以內，以減少收納所需的空間。因此，此處收音設備1處於使用狀態指的是揚聲器10與麥克風20距離一預設距離(例如：60公分以上)以上。由於在使用狀態下，收音設備1之揚聲器10與麥克風20會相距預設距離以上，此時，麥克風20所接收到的測試聲S之能量不會超過預設能量值。反之，在非使用狀態下，揚聲器10與麥克風20的距離會小於預設距離，此時，麥克風20所接收到的測試聲S之能量即會超過預設能量值。故當偵測出麥克風20所接收的外部聲音確為測試聲S，而其能量不超過預設能量值時，即可據此判定收音設備1正處於使用狀態(步驟S5)。反之，如果偵測出 該外部聲音雖為測試聲S，但其能量超過預設能量值時，即可據此判定收音設備1非處於使用狀態。

如圖1及圖6所示，在本發明另一實施例中，當使用者正在使用收音設備1，亦即收音設備1處於使用狀態時，收音設備1的揚聲器10會置於耳旁，而麥克風20則會置於耳後，二者間會隔著耳廓。反之，如圖7所示，一旦使用者拿下收音設備1，則揚聲器10與麥克風20間便不會有物體阻隔。因此，在此一實施例中，收音設備1處於使用狀態指的是揚聲器10與麥克風20間隔有一物體。在此實施例中，由於在使用狀態下，收音設備1之揚聲器10與麥克風20會相隔一物體，因而此時麥克風20所接收到的測試聲S之能量不會超過預設能量值。反之，在非使用狀態下，揚聲器10與麥克風20間由於沒有了物體的阻隔，因此，麥克風20所接收到的測試聲S之能量會超過預設能量值。故當偵測出麥克風20所接收的外部聲音確為測試聲S，而其能量不超過預設能量值時，即可據此判定收音設備1正處於使用狀態(步驟S5)。反之，如果偵測出該外部聲音雖為測試聲S，但其能量超過預設能量值時，即可據此判定收音設備1非處於使用狀態。

執行步驟S6：控制聲音放大器暫停放大麥克風所接收到的聲音，或減少放大麥克風所接收到的聲音之音量。

一旦判定收音設備1非處於使用狀態，亦即當偵測出所接收的外部聲音之頻率範圍包含第一頻率，但不包含第二頻率即第三頻率，且該外部聲音之能量超過預設能量值時，為免揚聲器10因麥克風20太過於接近，導致「聲音反饋」現象產生，此時，處理單元30之微控制器32之控制模組325會控制聲音放大器40暫停放大麥克風20所接收到的聲音，或減少放大麥克風20所接收到的聲音之音量。

經由前揭說明可知，本發明揭示之方法可藉由偵測測試聲S之能量大小，以判定收音設備1是否正處於使用狀態，並在收音設備1非處於使用狀態時，暫停放大麥克風20所接收到的聲音，或減少放大麥克風20所接收到的聲音之音量，以避免「聲音反饋」現象的產生。此外，透過聲音頻率偵測結果之判斷，可確認麥克風20接收之聲音為測試聲S，以避免誤判聲音的來源。

綜上所陳，本發明無論就目的、手段及功效，在在均顯示其迴異於習知技術之特徵，懇請 貴審查委員明察，早日賜准專利，俾嘉惠社會，實感德便。惟應注意的是，上述諸多實施例 僅係為了便於說明而舉例而已，本發明所主張之權利範圍自應以申請專利範圍所述為準，而非僅限於上述實施例。

Claims (14)

1. 一種收音設備，包括： 一揚聲器，用以發出具有一第一頻率之一測試聲； 一麥克風，用以接收一外部聲音； 一處理單元，係與該揚聲器及該麥克風電性連接，該處理單元包括： 一音頻偵測模組，用以偵測該外部聲音之頻率範圍是否包含該第一頻率； 一音量偵測模組，用以偵測該外部聲音之能量是否超過一預設能量值；以及 一控制模組，用以在該外部聲音之頻率範圍包含該第一頻率，且該外部聲音之能量未超過該預設能量值時，判定該收音設備處於一使用狀態。
2. 如申請專利範圍第1項所述之收音設備，其中該第一頻率為X赫茲(Hz)，該音頻偵測模組更用以偵測該外部聲音之頻率範圍是否包含一第二頻率，該第二頻率為Y赫茲，X-1000＜Y＜X；該控制模組用以在該外部聲音之頻率範圍包含該第一頻率，但不包該第二頻率，且該外部聲音之能量未超過該預設能量值時，判定該收音設備處於該使用狀態。
3. 如申請專利範圍第2項所述之收音設備，其中該音頻偵測模組更用以偵測該外部聲音之頻率範圍是否包含一第三頻率，該第三頻率為Z赫茲，X＜Z＜X+1000；該控制模組用以在該外部聲音之頻率範圍包含該第一頻率，但不包含該第二頻率及該第三頻率，且該外部聲音之能量未超過該預設能量值時，判定該收音設備處於該使用狀態。
4. 如申請專利範圍第2或3項所述之收音設備，其中8000≦X≦40000。
5. 如申請專利範圍第1項所述之收音設備，更包括一聲音放大器，該聲音放大器係與該處理單元電性連接；當該外部聲音之頻率範圍包含該第一頻率，且該外部聲音之能量超過該預設能量值時，該控制模組更用以控制該聲音放大器暫停放大該麥克風所接收到的聲音，或減少放大該麥克風所接收到的聲音之音量。
6. 如申請專利範圍第1項所述之收音設備，其中該收音設備處於該使用狀態是指該揚聲器與該麥克風距離一預設距離以上。
7. 如申請專利範圍第1項所述之收音設備，其中該收音設備處於該使用狀態是指該揚聲器與該麥克風間隔有一物體。
8. 一種偵測收音設備是否處於使用狀態之方法，適用於一收音設備，該收音設備包括一揚聲器及一麥克風，該方法包括下列步驟： 透過該揚聲器發出具有一第一頻率之一測試聲； 透過該麥克風接收一外部聲音； 偵測該外部聲音之頻率範圍是否包含該第一頻率；以及 偵測該外部聲音之能量是否超過一預設能量值； 藉由上述之步驟，若該外部聲音之頻率範圍包含該第一頻率，且該外部聲音之能量未超過該預設能量值，判定該收音設備處於一使用狀態。
9. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該第一頻率為X赫茲(Hz)，該方法更包括下列步驟： 偵測該外部聲音之頻率範圍是否包含一第二頻率，其中該第二頻率為Y赫茲，X-1000＜Y＜X； 藉由上述之步驟，若該外部聲音之頻率範圍包含該第一頻率，但不包該第二頻率，且該外部聲音之能量未超過該預設能量值，判定該收音設備處於該使用狀態。
10. 如申請專利範圍第9項所述之方法，更包括下列步驟： 偵測該外部聲音之頻率範圍是否包含一第三頻率，其中該第三頻率為Z赫茲，X＜Z＜X+1000； 藉由上述之步驟，若該外部聲音之頻率範圍包含該第一頻率，但不包該第二頻率及該第三頻率，且該外部聲音之能量未超過該預設能量值，判定該收音設備處於該使用狀態。
11. 如申請專利範圍第9或10項所述之方法，其中8000≦X≦40000。
12. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該收音設備更包括一聲音放大器；當該外部聲音之頻率範圍包含該第一頻率，且該外部聲音之能量超過該預設能量值時，該方法更包括下列步驟： 控制該聲音放大器暫停放大該麥克風所接收到的聲音，或減少放大該麥克風所接收到的聲音之音量。
13. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該收音設備處於該使用狀態是指該揚聲器與該麥克風距離一預設距離以上。
14. 如申請專利範圍第8項所述之方法，其中該收音設備處於該使用狀態是指該揚聲器與該麥克風間隔有一物體。