TWI762884B

TWI762884B - 救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法

Info

Publication number: TWI762884B
Application number: TW109108994A
Authority: TW
Inventors: 許毅然; 洪正瑞
Original assignee: 南臺學校財團法人南臺科技大學
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2022-05-01
Also published as: TW202136988A

Abstract

本發明係提供一種救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其步驟包含：設置至少一通訊裝置，其具有一通訊模組；提供一收音裝置以進行收音；藉由一環境監測裝置偵測環境並形成一環境偵測值；透過該生理辨識裝置係偵測生理訊號並形成一生理偵測值；令所述通訊裝置設置之該處理單元將收音裝置收音之音量值，以及將其收音之內容進行語音辨識並予文字化為文字訊息，並將音量值、文字訊息、環境偵測值及生理偵測值透過該通訊模組進行訊號傳輸；於一主控端建立一音訊資料庫，並藉由分析該文字訊息之音量值、語意、生理偵測值及環境偵測值，藉以判定該文字訊息之緊急程度，以撥放對應之文字音訊；藉此，當發生重大災害而致手機無法通訊時，本發明可藉由長距離低頻寬之通訊系統，將語音轉換為文字進行通訊，並可依據語意、生理偵測值及環境偵測值判斷配戴通訊裝置之救災人員是否提示重要訊息或遭遇危險，藉以利於位於主控端之指揮人員掌控救災人員之進度、安危、位置及狀況，並加以調度指揮，以提升救災效率者。

Description

救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法

本發明係提供一種救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，尤指一種將語音轉換為文字傳輸以降低使用頻寬，以適用於緊急通訊之場合，並可智慧化依據語意、生理偵測值及環境偵測值以人聲還原，藉以利於判斷救災之情形者。

按，火災、地震等災害常常造成重大的傷亡；而災害發生後，政府或民間之救難人員往往需前往災區進行救援，其辛勞程度自不待言，再加上消防救災基本裝備常常重達20至30公斤，顯具相當重量而不易行動，且使通訊裝置之使用上極為不便，因此救難人員常常處於單兵作戰的狀況，而讓自身之危險指數增加，其通常需依賴有經驗的救難人員，才能在危險的狀況救人與脫困。

科技日新月異，半導體技術亦日漸提升，現行之行動通訊設備發達，偵測環境的訊息或生命訊息的儀器也都可以微小化，甚至穿戴式化；惟發生災難之現場，有時行動通訊仍無法發揮作用，例如日本311大地震，致使通訊之主基地台倒塌，而日前韓國最大之電信公司KT，亦於首爾西大門區忠亭路的分公司大樓發生大火，導致周遭一般通訊設備無法使用，而就難人員僅能依賴傳統體積龐大且重量較重之通訊設備進行訊號傳輸。

不僅如此，習知臨時基地台之架設，由於其頻寬較高，故其傳輸距離較短，且於救災環境下，具有倒塌之建物所屏蔽，導致訊號傳輸不易，若救難人員深入災區，其通訊將會中斷，導致無法與救災指揮中心進行即時聯繫，令現場指揮官無法及時下達救災命令，亦無法得知各救難人員之現況及位置，其將延誤救難之時機，更甚者，若救難人員遭遇緊急情形，將無法及時予以協助，並有致救難人員及災民遭遇不可預期之險況。

此外，現今雖有隨身型之生理裝置可監測生理狀況，如：apple watch、Samsung S3，及小米手環等，然其僅係用以個人生理情形之監測，且急救現場時間非常寶貴且緊急，因此救難人員無法專注現有的訊息，再者，即使可將生理訊息傳輸到臨時基地台，惟如前述，其具有訊號中斷之問題，故其於救難現場實難以發揮其功效。

而就語音文字轉換而言，現今具有google voice、apple siri等語音辨識軟體，且電腦字典亦具有文字、語音互相轉換之功能，然而，即使經過轉換而傳輸文字訊息，仍難以掌握其確切之狀況或急迫性，且急救現場時間非常寶貴且緊急，指揮人員亦無法專注閱讀所有的文字訊息，故令救難指揮人員仍無法實際掌握救援情形及狀況。

有鑑於此，吾等發明人乃潛心進一步研究災害用之通訊方法，並著手進行研發及改良，期以一較佳發明以解決上述問題，且在經過不斷試驗及修改後而有本發明之問世。

爰是，本發明之目的係為解決前述問題，為達致以上目的，吾等發明人提供一種救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其步驟包含：設置至少一通訊裝置，其具有一通訊模組；提供一收音裝置以進行收音；藉由一環境監測裝置偵測環境並形成一環境偵測值；透過該生理辨識裝置係偵測生理訊號並形成一生理偵測值；令所述通訊裝置設置之該處理單元將收音裝置收音之音量值，以及將其收音之內容進行語音辨識並予文字化為文字訊息，並將音量值、文字訊息、環境偵測值及生理偵測值透過該通訊模組進行訊號傳輸；於一主控端建立一音訊資料庫；透過主控端收受並分析該文字訊息之音量值、語意、生理偵測值及環境偵測值藉以判定該文字訊息之緊急程度，該音訊資料庫儲存有對應於所述緊急程度之音量、語調及文字音訊，並選擇對應之文字音訊；以及藉由一音訊播放單元播放選擇之文字音訊。

據上所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其步驟更包含：於主控端收錄語音並轉換為文字訊號以傳輸至通訊模組；以及由收受之所述處理單元將所述文字訊號轉換為聲音訊息並予對應播放者。

據上所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其中，所述通訊模組係藉由低功率廣域網路（Low-Power Wide-Area Network, LPWAN）進行訊號傳輸者。

據上所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其中，該低功率廣域網路為LoRaWAN。

據上所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其中，所述環境監測裝置係用以偵測環境之溫度、二氧化碳濃度、氣壓、煙霧濃度及位置資訊者。

據上所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其中，所述位置資訊係藉由複數所述通訊裝置之所述環境監測裝置間，以及該主控端之該分析模組之間，透過三角定位方式計算求得者。

據上所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其中，所述位置資訊係藉由GPS、GNSS全球衛星導航系統定位取得者。

據上所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其中，所述生理辨識裝置係用以偵測血氧及心跳者。

是由上述說明及設置，顯見本發明主要具有下列數項優點及功效，茲逐一詳述如下：

1.本發明係可將語音轉換為文字傳輸以降低使用頻寬，以適用於緊急通訊之場合，並可智慧化依據語意、生理偵測值及環境偵測值以人聲還原，藉以利於判斷救災人員是否提示重要訊息或遭遇危險，藉以利於位於主控端之指揮人員掌控救災人員之進度、安危、位置及狀況，並加以調度指揮，以提升救災效率者。

關於吾等發明人之技術手段，茲舉數種較佳實施例配合圖式於下文進行詳細說明，俾供鈞上深入了解並認同本發明。

請先參閱第1圖至第3圖所示，本發明係一種救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其步驟包含：

S001：設置至少一通訊裝置1，其可為一穿戴式裝置或行動通訊裝置，如：手機、對講機等，而較佳者，係如第3圖所示，通訊裝置1可直接安裝於救難用之穿戴設備，如：頭盔或面罩，以供救災人員配戴，所述通訊裝置1設有一處理單元11，該處理單元11耦接有一環境監測裝置12、一生理辨識裝置13、一收音裝置14及一通訊模組15，並藉由收音裝置14進行收音；

S002：藉由該環境監測裝置12係用以偵測環境並形成一環境偵測值，所述環境監測裝置12係用以偵測環境之溫度、二氧化碳濃度、氣壓、煙霧濃度及位置資訊，故可知悉者，所述環境監測裝置12係具有或包含有溫度感測裝置、二氧化碳偵測器、氣壓計、煙霧偵測器及GPS、GNSS等全球衛星導航系統定位裝置之功能；該生理辨識裝置13係偵測生理訊號並形成一生理偵測值，所述生理辨識裝置13係用以偵測血氧及心跳，故可知悉者，生理辨識裝置13係可予以穿戴於使用者之動脈處，以利於量測血氧及心跳；

S003：該處理單元11係將收音裝置14收音之音量值，及其收音之內容進行語音辨識並予文字化為文字訊息，該處理單元11係將音量值、文字訊息、環境偵測值及生理偵測值透過該通訊模組15進行訊號傳輸者；

S004：設立一主控端2，其設有一分析模組21，該分析模組21係耦接有一音訊資料庫22、一音訊播放單元23及一通訊單元24，在一實施例中，所述通訊模組15及該通訊單元24係藉由低功率廣域網路（Low-Power Wide-Area Network, LPWAN）進行傳輸，具體而言，該低功率廣域網路為LoRaWAN；該分析模組21係藉由該通訊單元24收受該處理單元11傳輸之訊號，並分析該文字訊息之音量值、語意、生理偵測值及環境偵測值，藉以判定該文字訊息之緊急程度，該音訊資料庫22儲存有對應於所述緊急程度之音量、語調及文字音訊，該分析模組21依據該緊急程度選擇撥放對應之文字音訊者；而在一具體之實施例中，其係可藉由訓練器予以訓練文字訊息之緊急程度與產生文字音訊之相關性，藉以令分析模組21可選擇對應之文字音訊並予撥放之，該訓練方式係屬習知技術，故在此不予贅述。

在一具體之實施例中，主控端2係可被架設於一救災指揮中心，藉此，當發生事故，而通訊之基地台倒塌而無法使用手機通訊時，則可藉由架設低功率廣域網路傳輸之主控端2，並令所有救災人員配戴通訊裝置1，藉以透過長距離低頻寬之通訊系統，將語音轉換為文字進行通訊，並可依據語意、生理偵測值及環境偵測值判斷配戴通訊裝置1之救災人員是否提示重要訊息或遭遇危險，藉以利於位於主控端2之指揮人員掌控救災人員之進度、安危、位置及狀況，以提升救災效率者。

就語意之分析而言，在一實施例中，係可藉由分類器予以分析之，其係屬習知技術，故在此不予贅述，在其他實施例中，亦可單獨，或配合前述語意分類器，使用運算放大器（Operational Amplifier， OPA），藉以將救難人員說話時之心跳產生其波型，如第4圖所示，並藉以透過其心律之變化度及頻率判斷其情緒及心跳是否有異常，並經訓練器予以訓練後即可輔助判斷語意是否具有危急之成分，藉以令分析模組21可選擇對應之文字音訊以撥放之。

另就環境監測裝置12位置資訊之定位而言，在一實施例中，除可藉由前述GPS、GNSS等全球衛星導航系統定位裝置定位外，在另一實施例中，亦可藉由複數通訊裝置1環境監測裝置12間，以及主控端2之分析模組21之間，透過三角定位方式予以輔助定位，藉可提升位置定位之準確性。

在另一實施例中，該處理單元11更耦接有一音效播放裝置16，且該分析模組21耦接一收音單元25，該主控端2係藉由該收音單元25收音，並經該分析模組21轉換為文字訊號後透過該通訊單元24傳輸予所述通訊裝置1之所述通訊模組15，且經所述處理單元11將所述文字訊號轉換為聲音訊息，並由所述音效播放裝置16進行撥放，以利主控端2對於救災人員進行指揮及呼叫回報訊息者。

綜上所述，本發明所揭露之技術手段確能有效解決習知等問題，並達致預期之目的與功效，且申請前未見諸於刊物、未曾公開使用且具長遠進步性，誠屬專利法所稱之發明無誤，爰依法提出申請，懇祈鈞上惠予詳審並賜准發明專利，至感德馨。

惟以上所述者，僅為本發明之數種較佳實施例，當不能以此限定本發明實施之範圍，即大凡依本發明申請專利範圍及發明說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應仍屬本發明專利涵蓋之範圍內。

1 通訊裝置 11 處理單元 12 環境監測裝置 13 生理辨識裝置 14 收音裝置 15 通訊模組 16 音效播放裝置 2 主控端 21 分析模組 22 音訊資料庫 23 音訊播放單元 24 通訊單元 25 收音單元 S001~S004 步驟

第1圖係本發明之架構示意圖。第2圖係本發明之流程圖。第3圖係本發明之使用狀態示意圖。第4圖係本發明將呼吸狀況透過運算放大器生成之弦波波型圖。

1 通訊裝置 11 處理單元 12 環境監測裝置 13 生理辨識裝置 14 收音裝置 15 通訊模組 16 音效播放裝置 2 主控端 21 分析模組 22 音訊資料庫 23 音訊播放單元 24 通訊單元 25 收音單元

Claims

一種救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其步驟包含：設置至少一通訊裝置，其具有一通訊模組；提供一收音裝置以進行收音；藉由一環境監測裝置偵測環境並形成一環境偵測值；透過該生理辨識裝置係偵測生理訊號並形成一生理偵測值；令所述通訊裝置設置之該處理單元將收音裝置收音之音量值，以及將其收音之內容進行語音辨識並予文字化為文字訊息，並將音量值、文字訊息、環境偵測值及生理偵測值透過該通訊模組進行訊號傳輸；於一主控端建立一音訊資料庫；透過主控端收受並分析該文字訊息之音量值、語意、生理偵測值及環境偵測值藉以判定該文字訊息之緊急程度，該音訊資料庫儲存有對應於所述緊急程度之音量、語調及文字音訊，並選擇對應之文字音訊；以及藉由一音訊播放單元播放選擇之文字音訊。
如申請專利範圍第1項所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其步驟更包含：於主控端收錄語音並轉換為文字訊號以傳輸至通訊模組；以及由收受之所述處理單元將所述文字訊號轉換為聲音訊息並予對應播放者。
如申請專利範圍第1或2項所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其中，所述通訊模組係藉由低功率廣域網路（Low-Power Wide-Area Network, LPWAN）進行訊號傳輸者。
如申請專利範圍第3項所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其中，該低功率廣域網路為LoRaWAN。
如申請專利範圍第1或2項所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其中，所述環境監測裝置係用以偵測環境之溫度、二氧化碳濃度、氣壓、煙霧濃度及位置資訊者。
如申請專利範圍第5項所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其中，所述位置資訊係藉由複數所述通訊裝置之所述環境監測裝置間，以及該主控端之該分析模組之間，透過三角定位方式計算求得者。
如申請專利範圍第5項所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其中，所述位置資訊係藉由GPS、GNSS全球衛星導航系統定位取得者。
如申請專利範圍第1或2項所述之救難用之音頻辨識轉換暨智慧還原通訊方法，其中，所述生理辨識裝置係用以偵測血氧及心跳者。