TWI745815B - Industrial safety noise-proof headphones - Google Patents
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Abstract
一種工安防噪耳機,包含耳機裝置,及設置在耳機裝置的麥克風陣列、提醒裝置與收音控制裝置。該麥克風陣列包括多個間隔設置在耳機裝置的麥克風。該收音控制裝置可於分析該等麥克風收音產生之該等聲音訊號中存在預定之關鍵字詞的語音時,控制該提醒裝置發出提醒訊息。透過安裝在該耳機裝置之該麥克風陣列與該收音控制裝置的設計,當配戴本發明工安防噪耳機的該使用者周圍有人講出預定之關鍵字詞時,該工安防噪耳機可立即對該使用者產生提醒作用,讓該使用者可即時做出對應的回應,例如停止作業、留意周遭環境等,有助於提高工安品質。An anti-noise earphone for industrial safety, including an earphone device, and a microphone array, a reminder device and a radio control device arranged on the earphone device. The microphone array includes a plurality of microphones arranged at intervals in the earphone device. The radio control device can control the reminding device to send out a reminding message when analyzing the voice of the predetermined keyword words in the sound signals generated by the microphones. Through the design of the microphone array and the radio control device installed in the earphone device, when someone around the user wearing the industrial safety noise-proof earphone of the present invention speaks a predetermined keyword, the industrial safety noise-proof earphone can immediately respond The user generates a reminder function, so that the user can respond in real time, such as stopping the operation, paying attention to the surrounding environment, etc., which helps to improve the quality of industrial safety.
Description
本發明是有關於一種耳機,特別是指一種工安防噪耳機。The invention relates to an earphone, in particular to an industrial safety noise-proof earphone.
在許多噪聲很大的工作場所,例如重型機具作業場所、建築物修建場所、發電機具運作場所,以及鍛造部品加工場所等,為避免現場作業人員耳朵因長時間承受過大噪聲而聽力受損,規定當工作場所環境聲音(噪音)達預定分貝以上時,場所內的工作人員都必須配戴防噪耳機。In many noisy workplaces, such as heavy machinery operating sites, building construction sites, generator operating sites, and forging parts processing sites, etc., in order to prevent the ears of the on-site workers from being exposed to excessive noise for a long time and hearing damage, regulations are required When the ambient sound (noise) in the workplace reaches a predetermined decibel level or more, all staff in the workplace must wear noise-proof headphones.
雖然這類防噪耳機可透過特殊噪聲處理技術降低噪聲,避免現場作業人員聽力受損,但另一方面也會相對阻隔掉周圍人員的講話聲,如此一來,配戴防噪耳機操作機具的工人會聽不到周圍其他工作人員的提醒聲音或呼叫聲音,反而會產生危害工安的不確定因素,因此,對於目前的防噪耳機仍有改善空間。Although this type of noise-proof headphones can reduce noise through special noise processing technology to avoid hearing damage to workers on the spot, on the other hand, they will also relatively block the speech of surrounding people. As a result, those who wear noise-proof headphones to operate machines and tools Workers will not be able to hear the reminders or calling sounds of other staff around, but will produce uncertain factors that endanger work safety. Therefore, there is still room for improvement for the current noise-proof headphones.
因此,本發明的目的,即在提供一種可改善先前技術之至少一個缺點的工安防噪耳機。Therefore, the purpose of the present invention is to provide an industrial safety noise-proof earphone that can improve at least one of the disadvantages of the prior art.
於是,本發明工安防噪耳機,適用於供一位使用者配戴於頭部,並包含一個耳機裝置,及設置在該耳機裝置的一個麥克風陣列、一個提醒裝置與一個收音控制裝置。該耳機裝置包括一個用以供配戴在該使用者頭部的載具,及兩個安裝在該載具且用以分別設置在該使用者雙耳的耳機本體。該麥克風陣列包括多個間隔設置在該載具的麥克風,每一麥克風可用以收音以產生一個聲音訊號。該提醒裝置可被驅動產生一個可對該使用者產生提醒效果的提醒訊息。該收音控制裝置是訊號連接該耳機裝置、該麥克風陣列與該提醒裝置,該收音控制裝置包括一個可於分析該等聲音訊號中存在一預定之關鍵字詞的語音時,控制該提醒裝置發出該提醒訊息的語音偵測模組。Therefore, the industrial safety anti-noise earphone of the present invention is suitable for a user to wear on the head, and includes an earphone device, and a microphone array, a reminder device and a radio control device arranged on the earphone device. The earphone device includes a carrier for being worn on the head of the user, and two earphone bodies installed on the carrier and respectively arranged on both ears of the user. The microphone array includes a plurality of microphones arranged on the carrier at intervals, and each microphone can be used for receiving sound to generate a sound signal. The reminding device can be driven to generate a reminding message that can produce a reminding effect for the user. The radio control device is signally connected to the earphone device, the microphone array and the reminder device. The radio control device includes a voice signal capable of controlling the reminder device to emit the reminder when analyzing the voice of a predetermined keyword in the sound signals Voice detection module for reminding messages.
本發明的功效在於:透過安裝在該耳機裝置之該麥克風陣列與該收音控制裝置的設計,當本發明工安防噪耳機感測到周圍有人講出預定之關鍵字詞時,就會立即對該使用者產生提醒作用,讓該使用者可即時做出對應的回應,例如停止作業、留意周遭環境等,有助於提高工安品質。The effect of the present invention is: through the design of the microphone array and the radio control device installed in the earphone device, when the industrial safety anti-noise earphone of the present invention senses that someone around you speaks a predetermined keyword, it will immediately respond to it The user generates a reminder function, so that the user can respond in real time, such as stopping the operation, paying attention to the surrounding environment, etc., which helps to improve the quality of industrial safety.
在本發明被詳細描述前,應當注意在以下的說明內容中,類似的元件是以相同的編號來表示。Before the present invention is described in detail, it should be noted that in the following description, similar elements are denoted by the same numbers.
參閱圖1、2、3,本發明工安防噪耳機200的實施例,包含一個用以供配戴在一位使用者900的頭部的耳機裝置3,及安裝在該耳機裝置3的一個麥克風陣列4、一個顯示裝置5、一個影像擷取裝置6、一個提醒裝置7與一個收音控制裝置8。Referring to Figures 1, 2, and 3, an embodiment of the industrial safety noise-
該耳機裝置3包括一個供配戴在該使用者900頭部的載具31,及兩個左右間隔安裝在該載具31且用以分別設置在該使用者900的雙耳的耳機本體32。在本實施例中,該耳機裝置3為耳罩式耳機裝置,該載具31具有一個概呈C字形且用以帶動該等耳機本體32相配合往下彈性夾設在該使用者900頭部的配戴部311,及一個設置在該配戴部311中間區段而相對位於該使用者900頭頂上方的安裝部312。該安裝部312具有一個朝上的頂面313,及一個連接該頂面313周緣的外周面314。The
該麥克風陣列4包括多個麥克風41,該等麥克風41是間隔分佈設置在該安裝部312的頂面313,每一麥克風41可進行收音以得到一個聲音訊號,在本實施例中,該等麥克風41是採二維環狀排列分佈設計,但實施時,在本發明之其它實施態樣中,該等麥克風41也可採用一維線性陣列或二維線性陣列分佈設計,可依需求選擇適合的排列設計,且也可改以一維或二維陣列分佈方式設置在該安裝部312的外周面314。由於該陣列式麥克風4的佈設方式眾多,所以實施時不以上述態樣為限。該顯示裝置5是安裝在該配戴部311的外表面。The
該影像擷取裝置6是安裝在安裝部312的外周面314,且位於耳機裝置3供配戴在該使用者900頭部時背向該使用者900正面一側,也就是可用以朝該使用者900背後一側進行影像擷取以得到一個環境影像。實施時,該影像擷取裝置6可採用180度視角的超廣角鏡頭設計,且在本發明之另一實施態樣中,該影像擷取裝置6也可設置在該安裝部312的頂面313,並可設計成能朝該使用者900四周進行影像擷取之態樣。The image capturing
參閱圖1、3、4,該提醒裝置7包括多個前後左右間隔安裝在該載具31與該等耳機本體32的震動器71,每一震動器71可被驅動而經由對應之載具31或耳機本體32產生能讓該使用者900感覺的震動,且可被控制產生之震動力道的大小。該等震動器71例如但不限於分佈設置在每一耳機本體32的前側、後側與底側,以及沿該載具31之該配戴部311長向前後間隔分布設置,可被各別控制是否震動與控制震動力度大小,而相配合於耳機裝置3產生能用以對該使用者900產生方向指示的提醒訊息。Referring to FIGS. 1, 3, and 4, the
該收音控制裝置8是訊號連接該麥克風陣列4、該顯示裝置5、該影像擷取裝置6與該提醒裝置7,包括一個語音偵測模組81、一個影像追蹤模組82、一個語音提取模組83,及一設置在該耳機裝置3的該配戴部311而可用以控制該等模組的按鍵模組84。The
該語音偵測模組81包括一個關鍵字詞設定單元811、一個語音分析單元812,及一個音源定位單元813。該關鍵字詞設定單元811可被控制啟動而控制其中一個麥克風41進行收音,此時,操作者可配合講出預定作為一關鍵字詞之詞句的語音,例如講出該工安防噪耳機200之預定使用者900的姓名或稱呼,或者是講出例如「小心」、「注意」、「危險」等提醒用字詞的語音,該麥克風41會收音得到一聲音訊號。接著,該關鍵字詞設定單元811會觸發該語音分析單元812分析該聲音訊號中所存在之語音成分以取得該詞句,並將該詞句顯示於該顯示裝置5。該操作者於確認該顯示裝置5顯示之該字詞正確時,可操作該按鍵模組84以控制該關鍵字詞設定單元811將該字詞設定為一個關鍵字詞並儲存此設定。The
在該關鍵字詞設定單元811已被設定一個關鍵字詞時,該語音分析單元812可被控制啟動而分析該等麥克風41之該等聲音訊號中是否存在該關鍵字詞之語音,且會於判斷某一聲音訊號中存在該關鍵字詞之語音時,觸發啟動該音源定位單元813。該音源定位單元813會分析該等聲音訊號中之該關鍵字詞的語音的來源方向,例如分析每一聲音訊號中之該關鍵字詞的語音的訊號強弱,以及收到該關鍵字詞語音的先後順序等,來判斷該關鍵鍵字詞語音的來源方向,以得到一個相對該使用者900的音源方向。由於自該等聲音訊號中分析特定語音的來源方向的方式眾多,因此不再詳述。When the
接著,該音源定位單元813會根據該音源方向控制對應之震動器71產生預定的震動力度,利用被控制震動的該等震動器71相配合產生的震動效果於該載具31產生用以指示該音源方向的該提醒訊息。舉例來說,當該音源方向為該使用者900右後側時,可控制設置在該配戴部311右半後側與右側耳機本體32後側的該等震動器71震動,藉以產生可用以指示該音源方向為右後方的效果;當該音源方向為該使用者900正後方時,可控制設置在該配戴部311鄰近後側的該等震動器71震動,藉以產生用以指示該音源方向為後方的效果。實施時,可透過該等震動器71之配置位置設計與被控制產生之震動力道大小設計,來相配合產生用以指示該音源方向的效果,所以實施時不以上述舉例態樣為限。Then, the sound
該影像追蹤模組82具有一個人物特徵建立單元821、一個人物識別單元822、一個可能講話對象分析單元823,及一個人物追蹤單元824。The
該人物特徵建立單元821可被操作啟動,而控制該影像擷取裝置6進行影像擷取,此時,使用者900可調整移動該耳機裝置3,使該影像擷取裝置6朝向一位目標人物進行影像擷取以得到一個目標人物影像,該人物特徵建立單元821會接續分析擷取該目標人物影像所存在之人物特徵,並彙整所有人物特徵以建立一個目標人物特徵參數。所述人物特徵例如但不限於膚色、手、腳與軀幹等肢體特徵、臉形、臉部五官外形、髮型、頭髮顏色、頭部配件與飾品等頭部特徵,及/或衣著款式、顏色與花紋等服飾特徵。The character
實施時,在本發明之另一個實施態樣中,也可透過其它輸入介面直接將該目標人物影像輸入該人物特徵建立單元821進行人物特徵的擷取,所述其它輸入介面例如但不限於USB介面,或目前已知的無線通訊介面。During implementation, in another embodiment of the present invention, the target person image can also be directly input into the character
該人物識別單元822內建有一個一般人物特徵參數,該一般人物特徵參數係由可供用以識別人體的一般人體外型特徵組成,例如但不限於連接於軀幹的頭、手與腳等特徵,以及人臉五官與手掌五指外型等特徵。該人物識別單元822可被控制以該目標人物特徵參數為基準,來分析識別該影像擷取裝置6擷取的該環境影像中所存在之人物影像,藉以從中識別出對應該目標人物的人物影像。該人物識別單元822也可被控制改以該一般人物特徵參數為基準,分析識別出該環境影像中所存在之所有人物影像。The
實施時,在本發明之另一實施態樣中,當該人物識別單元822被驅動以該目標人物特徵參數來分析識別該目標人物之人物影像時,可設計成先根據該一般人物特徵參數初步分析出該環境影像中所存在的所有人物影像,然後再進一步根據該目標人物特徵參數分析已被識別出的該等人物影像中是否存在該目標人物,但實施時不以此為限。In implementation, in another embodiment of the present invention, when the
該可能講話對象823分析單元會於該人物識別單元822是以該一般人物特徵參數來分析識別該環境影像中的人物影像時被觸發,會分析該等人物影像相對於該影像擷取裝置6的距離遠近,並分析該等人物影像是側面或正面朝向該影像擷取裝置6,或者是背向該影像擷取裝置6等,將正面朝向該影像擷取裝置6的所有人物影像中的距離最近者設定為一個可能講話對象。The
該人物追蹤單元824會於該人物識別單元822根據該目標人物特徵參數識別出對應該目標人物的該人物影像時,進一步分析該人物影像在該環境影像中的方位,藉以得到該人物影像在現實世界中相對於該使用者900的一個人物方位。此外,該人物追蹤單元824會於該人物識別單元822根據該一般人物特徵參數對該環境影像進行人物識別,且該可能講話對象分析單元823將識別出之某一人物影像設定為該可能講話對象時,分析該可能講話對象在該環境影像中的方位,藉以得到該可能講話對象在現實世界中相對於該使用者900的一個人物方位。The
該語音提取模組83內建有可被切換啟動的一個目標人物收音模式831與一個一般人物收音模式832。當該語音提取模組83啟動該目標人物收音模式831時,會觸發該該人物識別單元822根據該目標人物特徵參數分析識別該環境影像中人物,並以波束成形技術控制該麥克風陣列4朝該人物方位對應之方向進行語音提取。當該語音提取模組83啟動該一般人物收音模式832時,會觸發該人物識別單元822根據該一般人物特徵參數分析識別該環境影像中人物,並以波束成形技術控制該麥克風陣列4朝該可能講話對象的該人物方位對應之方向進行語音提取。該語音提取模組83會將進行語音提取所得到的語音訊號傳送至該等耳機本體32輸出,以供該使用者900聆聽。The
在本實施例中,不論該語音提取模組83是被控制啟動該目標人物收音模式831或該一般人物收音模式832,該語音提取模組83除了會觸發該影像追蹤模組82外,也會同時觸發該語音偵測模組81分析該等麥克風41的該等聲音訊號是否存在該關鍵字詞的語音,並定位出該關鍵字詞語音的該音源方向,並控制該提醒訊息產生對應該音源方向的提醒訊息,讓該使用者900知道有來自該音源方向的該關鍵字詞語音。實施時,在本發明之另一實施態樣中,還可使該語音提取模組83以波束成形技術控制該麥克風陣列4朝該音源方向進行語音提取。In this embodiment, regardless of whether the
也就是說,該收音控制裝置8會透過影像分析技術分析該目標人物或該可能講話對象的人物方位,同時分析該等麥克風41的該等聲音訊號中所存在的該關鍵字詞語音的音源方向,一旦該環境影像中出現該目標人物或存在該可能講話對象,就會朝對應之人物方位進行語音提取,且會於判斷出現該關鍵字詞語音時,控制該提醒裝置7產生用以指示對應方向的提醒訊息,且會往對應之該音源方向進行語音提取,並將提取的語音傳送至該耳機裝置3輸出,以供該使用者900聆聽。That is to say, the
藉此設計,當使用者900在高噪聲環境中配戴本發明工安防噪耳機200進行作業時,除了可避免耳朵聽力因高噪聲而受損外,也可同時監測周圍環境是否出現該目標人物或可能講話對象,並對該目標人物或該可能講話對象進行收音,一旦該目標人物或該可能講話對象有講話時,該使用者900就能立即聽到並做出反應。於此同時,該工安防噪耳機200還會隨時監測周圍環境是否出現預設的關鍵字詞語音,一旦有偵測到該關鍵字詞語音,會立即產生用以提醒該使用者900的提醒訊息,也會輸出該關鍵字詞語音以供該使用者900聆聽,讓該使用者900知道有人講出該關鍵字詞,而可立即停止工作並做出反應。With this design, when the
但實施時,在本發明之另一實施態樣中,可不設置該影像追蹤模組82,僅透過該語音偵測模組81來感測定位該關鍵字詞語音的該音源方向,並控制該提醒裝置7產生用以指示對應之方向的該提醒訊息,就可在高噪聲環境中對該使用者900產生有人講出預定之關鍵字詞語音的提醒效果。此外,在本發明之其它實施態樣中,該提醒裝置7產生的該提醒訊息也可改為聲音形式,該音源定位單元813可根據該音源方向是位於該使用者900的左側或右側,控制該提醒裝置7於對應側的該耳機本體32產生聲音形式的該提醒訊息,或者是直接於該等耳機本體32輸出對應該音源方向之語音形式的提醒訊息,讓使用者900知道該關鍵字詞語音是來自他的哪一方。However, during implementation, in another embodiment of the present invention, the
綜上所述,透過安裝在該耳機裝置3之該麥克風陣列4與該收音控制裝置8之該語音偵測模組81設計,當配戴本發明工安防噪耳機200的該使用者900周圍有人講出預定之關鍵字詞時,該工安防噪耳機200可立即對該使用者900產生提醒作用,讓該使用者900可即時做出對應的回應,例如停止作業、留意周遭環境等。並可進一步配合該影像取裝置及該收音控制裝置8的該影像追蹤模組82與該語音提取模組83的設計,分析追蹤環境影像中是否出現特定之目標人物或可能講會對象,並朝該目標人物或該可能講會對象進行語音提取,可於該目標人物或該可能講會對象於高噪聲環境中講話時,讓該使用者900也能知道講話內容,而能即時做出回應。因此,本發明確實是一種相當創新,且可提高工安品質的工安防噪耳機200設計,確實能達成本發明的目的。In summary, through the design of the
惟以上所述者,僅為本發明的實施例而已,當不能以此限定本發明實施的範圍,凡是依本發明申請專利範圍及專利說明書內容所作的簡單的等效變化與修飾,皆仍屬本發明專利涵蓋的範圍內。However, the above are only examples of the present invention. When the scope of implementation of the present invention cannot be limited by this, all simple equivalent changes and modifications made in accordance with the scope of the patent application of the present invention and the content of the patent specification still belong to Within the scope covered by the patent of the present invention.
200····· 工安防噪耳機
3········ 耳機裝置
31······ 載具
311····· 配戴部
312····· 安裝部
313····· 頂面
314····· 外周面
32······ 耳機本體
4········ 麥克風陣列
41······ 麥克風
5········ 顯示裝置
6········ 影像擷取裝置
7········ 提醒裝置
71······ 震動器
8········ 收音控制裝置
81······ 語音偵測模組
811····· 關鍵字詞設定單元
812····· 語音分析單元
813····· 音源定位單元
82······ 影像追蹤模組
821····· 人物特徵建立單元
822····· 人物識別單元
823····· 可能講話對象分析單元
824····· 人物追蹤單元
83······ 語音提取模組
831····· 目標人物收音模式
832····· 一般人物收音模式
84······ 按鍵模組
900····· 使用者
200·····Industrial Security Noise-
本發明的其他的特徵及功效,將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現,其中: 圖1是本發明工安防噪耳機的一個實施例的立體圖; 圖2是該實施例的後側視圖; 圖3是該實施例供配戴在一位使用者頭部使用時的示意圖;及 圖4是該實施例的功能方塊圖。 Other features and effects of the present invention will be clearly presented in the embodiments with reference to the drawings, in which: Figure 1 is a perspective view of an embodiment of the industrial safety noise-proof earphone of the present invention; Figure 2 is a rear side view of the embodiment; Figure 3 is a schematic diagram of the embodiment for use on the head of a user; and Fig. 4 is a functional block diagram of this embodiment.
200····· 工安防噪耳機
3········ 耳機裝置
31······ 載具
311····· 配戴部
312····· 安裝部
313····· 頂面
314····· 外周面
32······ 耳機本體
4········ 麥克風陣列
41······ 麥克風
5········ 顯示裝置
7········ 提醒裝置
71······ 震動器
84······ 按鍵模組
200·····Industrial Security Noise-
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TW202126058A TW202126058A (en) | 2021-07-01 |
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TW202126058A (en) | 2021-07-01 |
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