TWI782249B - 腦波誘導音製造方法及聲音調整裝置 - Google Patents

Abstract

一種腦波誘導音製造方法及聲音調整裝置，該方法應用於聲音播放裝置，該方法包括下列步驟：接收第一聲道輸入聲音訊號及第二聲道輸入聲音訊號；調整第一聲道輸入聲音訊號之音量增益成為第一聲道輸出聲音訊號，其中第一聲道輸出聲音訊號之音量增益變化為第一波形；調整第二聲道輸入聲音訊號之音量增益成為第二聲道輸出聲音訊號，第二聲道輸出聲音訊號之音量增益變化為第二波形，第一波形之種類與第二波形之種類相同；輸出第一聲道輸出聲音訊號至揚聲裝置並藉由第一喇叭播放，以及輸出第二聲道輸出聲音訊號至揚聲裝置並藉由第二喇叭播放。

Description

腦波誘導音製造方法及聲音調整裝置

本發明係關於一種腦波誘導音製造方法及聲音調整裝置，特別是一種可輸出誘發聆聽者大腦產生特定頻率腦波的聲音之腦波誘導音製造方法及聲音調整裝置。

腦波同步(Brainwave entrainment；Brainwave synchronization)，是指提供週期性的外部刺激，如聽覺、視覺或觸覺，大腦會自然地同步腦波與週期性外部刺激的頻率。常見的週期性聽覺刺激例如雙耳拍音(Binaural Beats)。雙耳拍音為當人類的兩隻耳朵分別接收到相近但不同頻率的聲音時，聲波會在大腦整合，產生兩耳音頻差值的第三音，使人感受到第三音的跳動音調，舉例來說同一時間左耳接收124Hz的聲波、右耳接收114Hz的聲波，大腦將產生10Hz的第三音跳動。雙耳拍音首先於1839 年被德國心理學家海因裡希．威廉．多夫(H.W.Dove)發現。目前許多研究認為雙耳拍音頻率差值若落在腦波不同的頻段，即能誘導大腦產生相應的腦波頻段，常見的腦波類型有δ波(腦波頻率約在0.5-4赫茲)、Θ波(腦波頻率約在4-8赫茲)、α波(腦波頻率約在8-13赫茲)及β波(腦波頻率約在14-30赫茲)。

然為了產生雙耳拍音需將音樂頻率進行更動，雖會誘發聆聽者大腦共振改變腦波頻率，但此種音樂已失去原有音樂的音調，失去了聆聽音樂的樂趣。因此，有必要提供一種聲音調整裝置，在不更動音樂的音調的狀況下，仍具有誘發其大腦共振改變腦波頻率的功能，改進現有技術所存在的問題。

本發明之主要目的係在提供一種在不更動音樂的音調的狀況下輸出誘發聆聽者大腦產生特定頻率腦波的聲音之腦波誘導音製造方法。

本發明之另一主要目的係在提供一種在不更動音樂的音調的狀況下輸出誘發聆聽者大腦產生特定頻率腦波的聲音之聲音調整裝置。

為達成上述之目的，本發明之腦波誘導音製造方法應用於聲音播放裝置，聲音播放裝置具有處理器，聲音播放裝置訊號連接揚聲裝置，其中揚聲裝置包括第一喇叭以及一第二喇叭。本發明之腦波誘導音製造方法包括下列步驟：取得第一聲道輸入聲音訊號及第二聲道輸入聲音訊號；調整第一聲道輸入聲音訊號之音量增益成為第一聲道輸出聲音訊號，其中第一聲道輸出聲音訊號之音量增益變化為第一波形；調整第二聲道輸入聲音訊號之音量增益成為第二聲道輸出聲音訊號，其中第二聲道輸出聲音訊號之音量增益變化為第二波形，其中第一波形之種類與第二波形之種類相同；以及，輸出第一聲道輸出聲音訊號至揚聲裝置並藉由第一喇叭播放，以及輸出第二聲道輸出聲音訊號至揚聲裝置並藉由第二喇叭播放。

本發明另提供一種聲音調整裝置，其係訊號連接揚聲裝置，其中揚聲裝置包括第一喇叭以及一第二喇叭，聲音調整裝置包括訊號接收端、訊號輸出端以及聲音處理單元。訊號接收端接收第一聲道輸入聲音訊號及第二聲道輸入聲音訊號。聲音處理單元與訊號接收端電性連接，聲音處理單元包括聲音調整模組，其中聲音調整模組調整第一聲道輸入聲音訊號之音量增益成為第一 聲道輸出聲音訊號，其中第一聲道輸出聲音訊號之音量增益變化為第一波形。聲音調整模組調整第二聲道輸入聲音訊號之音量增益成為第二聲道輸出聲音訊號，其中第二聲道輸出聲音訊號之音量增益變化為第二波形，其中第一波形之種類與第二波形之種類相同。訊號輸出端電性連接聲音處理單元，訊號輸出端輸出第一聲道輸出聲音訊號至揚聲裝置並藉由第一喇叭播放，以及輸出第二聲道輸出聲音訊號至揚聲裝置並藉由第二喇叭播放。

藉由本發明之腦波誘導音製造方法與聲音調整裝置，在不更動音樂的音調的狀況下，仍具有誘發其大腦共振改變腦波頻率的功能，解決了現有技術所存在的問題。除此之外，通常認為產生雙耳拍音的兩耳聲波必要條件為頻率本身低於1500Hz，且頻率差值需小於30Hz，否則難以感受到第三音。相較於雙耳拍音需要挑選所搭配特殊音樂與音樂頻率作為音訊來源，本案腦波誘導音因不需調整音訊頻率，不受上述挑選音樂的限制。另外，如上述雙耳拍音其音訊頻率差值不可太大，否則難以感受到第三音，同時若音訊來源為音樂也會大幅影響聽者感受，然而本案腦波誘導音因不需調整音訊頻率，誘導頻率的頻率區間因此不受限，更不會影響音調。

1:聲音調整裝置

210:第一喇叭

220:第二喇叭

13:聲音處理單元

131:聲音調整模組

14:訊號接收端

15:訊號輸出端

31:第一聲道輸入聲音訊號

32:第二聲道輸入聲音訊號

51:第一聲道輸出聲音訊號

52:第二聲道輸出聲音訊號

61:第一波形

62:第二波形

100:聲音提供裝置

圖1係本發明之聲音調整裝置之一實施例之硬體架構示意圖。

圖2係本發明之第一聲道輸出聲音訊號與第二聲道輸出聲音訊號之音量增益輸出示意圖。

圖3係本發明之腦波誘導音製造方法之一實施例之步驟流程圖。

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與圖2，關於本發明之聲音調整裝置之一實施例之硬體架構示意圖，第一聲道輸出聲音訊號與第二聲道輸出聲音訊號之音量增益輸出示意圖。

如圖1所示，在本發明之一實施例中，本發明之聲音調整裝置1訊號連接聲音提供裝置100以及揚聲裝置200，其中揚聲裝置200包括第一喇叭210以及第二喇叭220。本發明之聲音調整裝置1包括聲音處理單元13、訊號接收端14以及訊號輸出端15。聲音調整裝置1用以調整由聲音提供裝置100輸入的第一聲道輸入聲音訊號31及第二聲道輸入聲音訊號32，並將調整後產生的第一聲道輸出聲音訊號51輸出至第一喇叭210播放，將調整後產生 的第二聲道輸出聲音訊號52輸出至第二喇叭220播放，藉以產生腦波誘導音效果。

在具體實施例中，聲音提供裝置100可為音響、電視機、雲端音樂伺服器或手機等會產生音訊之裝置，提供的音訊來源可包含但不限於網路、可儲存媒體或麥克風(圖未示)，但本發明不以上述列舉的裝置為限。此外，在具體實施例中，聲音調整裝置1可為一顆微處理器晶片，設置於聲音提供裝置100上，並以有線或無線方式與揚聲裝置200連接通訊，但本發明不以此為限。在其他實施例中，聲音調整裝置1也可設置在揚聲裝置200上，而以有線或無線方式與聲音提供裝置100連接通訊。譬如聲音調整裝置1及聲音提供裝置100都是手機的模組，而揚聲裝置200是耳機；或是聲音提供裝置100是手機的模組，而聲音調整裝置1及揚聲裝置200都是耳機的模組。

在本發明之一實施例中，如圖1所示，訊號接收端14與聲音提供裝置100連接通訊，以取得聲音提供裝置100所提供的第一聲道輸入聲音訊號31及第二聲道輸入聲音訊號32，其中第一聲道輸入聲音訊號31為立體聲之右聲道音訊，第二聲道輸入聲音訊號32為立體聲之左聲道音訊。如圖1所示，在本發明之一實 施例中，聲音處理單元13與訊號接收端14及訊號輸出端15訊號連接。聲音處理單元13包括聲音調整模組131，聲音調整模組131調整第一聲道輸入聲音訊號31之音量增益成為第一聲道輸出聲音訊號51，其中如圖2所示，第一聲道輸出聲音訊號51之音量增益變化為一第一波形61。聲音調整模組131調整第二聲道輸入聲音訊號32之音量增益成為第二聲道輸出聲音訊號52，其中如圖2所示，第二聲道輸出聲音訊號52之音量增益變化為一第二波形62，且第一波形61之種類與第二波形62之種類相同。訊號輸出端15傳送第一聲道輸出聲音訊號51至揚聲裝置200並藉由第一喇叭210輸出，訊號輸出端15傳送第二聲道輸出聲音訊號52至揚聲裝置200並藉由第二喇叭220輸出。

如圖2所示，為了在不影響使用者聆聽品質、不改變音樂音調的情況下產生腦波誘導音之效果，第一聲道輸出聲音訊號51之第一波形61與第二聲道輸出聲音訊號52之第二波形62之間以下列五種實施方式呈現。實施方式1：選擇在聲音訊號特定頻率帶產生腦波誘導音，舉例來說，選擇全頻20Hz至20000Hz、低頻20Hz至160Hz、中頻160Hz至2560Hz、高頻2560Hz至20000Hz或其他特定頻率帶進行音量的增益調整。實施方式2：音量增益變 化波形種類相同，但不限特定波形，舉例來說，聲音調整模組131可讓第一聲道輸出聲音訊號51之第一波形61與第二聲道輸出聲音訊號52之第二波形62同為正弦波、三角波、方波、梯形波、非對稱波等波形。實施方式3：讓第一波形61第二波形62間具有一相位差，舉例來說，聲音調整模組131可讓第一聲道輸出聲音訊號51之第一波形61與第二聲道輸出聲音訊號52之第二波形62間具有一0度至360度的相位差，藉以產生腦波誘導音效果。實施方式4：聲音調整模組131可將第一聲道輸出聲音訊號51之第一波形61之頻率調整為0赫茲到10000赫茲之間，亦可將第二聲道輸出聲音訊號52之第二波形61之頻率調整為0赫茲到10000赫茲之間，藉以產生腦波誘導音效果，且不限第一波形與第二波形之頻率調整需相同。實施方式5：聲音調整模組131可調整第一聲道輸出聲音訊號51與第二聲道輸出聲音訊號52之音量增益來達到腦波誘導音之效果。舉例來說，第一聲道輸出聲音訊號51之音量增益最大為M1，第一聲道輸出聲音訊號51之音量增益最小為M2，-200dbFS≦M1-M2≦0dbFS。第二聲道輸出聲音訊號52之音量增益最大為N1，第二聲道輸出聲音訊號52之音量增益最小 為N2，-200dbFS≦N1-N2≦0dbFS，且不限第一聲道輸出聲音訊號51之音量增益與第二聲道輸出聲音訊號52之音量增益需相同。

在本發明之一實施例中，如圖1所示，訊號輸出端15訊號連接聲音處理單元13並與揚聲裝置200以有線或無線方式與連接通訊，訊號輸出端15傳送第一聲道輸出聲音訊號51至揚聲裝置200並藉由第一喇叭210輸出，訊號輸出端15傳送第二聲道輸出聲音訊號52至揚聲裝置200並藉由第二喇叭220輸出。在此須注意的是，本發明之聲音調整模組131調整第一聲道輸入聲音訊號31與第二聲道輸入聲音訊號32之音量增益，並非調整第一聲道輸入聲音訊號31與第二聲道輸入聲音訊號32之頻率，因此本發明之聲音調整裝置能在不更動音樂的音調的狀況下，仍具有誘發其大腦共振改變腦波頻率的功能，解決了現有技術所存在的問題。

需注意的是，上述聲音調整模組131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。一個較佳實施例是聲音調整模組131為軟體程式儲存於微處理器之儲存單元(圖未示)中，藉由微處理器之處理單元 (圖未示)執行兩模組以達成本發明之功能。此外，本實施方式僅例示本創作之較佳實施例，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。且為實施本創作，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。

接著，請一併參考圖1至圖3，其中圖3係本發明之聲音調整方法之一實施例之步驟流程圖，以下將配合圖1及2來說明圖3中所示之各步驟。此處需注意的是，以下雖以上述聲音調整裝置1為例說明本發明之聲音調整方法，但本發明之聲音調整方法並不以使用在上述相同結構的聲音調整裝置1為限。

如圖1所示，本發明之聲音調整裝置1訊號連接聲音提供裝置100以及揚聲裝置200，其中揚聲裝置200包括第一喇叭210以及第二喇叭220。本發明之聲音調整裝置1包括聲音處理單元13、訊號接收端14以及訊號輸出端15。聲音提供裝置100可為音響、電視機、雲端音樂伺服器或手機等會提供音訊之裝置，提供的音訊來源可包含但不限於網路、可儲存媒體或麥克風(圖未示)，但本發明不以上述列舉的裝置為限。此外，在具體實施例中， 聲音調整裝置1可為一顆微處理器晶片，設置於聲音提供裝置100上，並以有線或無線方式與揚聲裝置200連接通訊，但本發明不以此為限。在其他實施例中，聲音調整裝置1也可設置在揚聲裝置200上，而以有線或無線方式與聲音提供裝置100連接通訊。譬如聲音調整裝置1及聲音提供裝置100都是手機的模組，而揚聲裝置200是耳機；或是聲音提供裝置100是手機的模組，而聲音調整裝置1及揚聲裝置200都是耳機的模組。

進行步驟S1：接收第一聲道輸入聲音訊號及第二聲道輸入聲音訊號。

聲音調整裝置1之訊號接收端14與聲音提供裝置100連接通訊，以取得聲音提供裝置100所提供的第一聲道輸入聲音訊號31及第二聲道輸入聲音訊號32，其中第一聲道輸入聲音訊號31為立體聲之右聲道音訊，第二聲道輸入聲音訊號32為立體聲之左聲道音訊。

進行步驟S2：調整第一聲道輸入聲音訊號及第二聲道輸入聲音訊號。

如圖1所示，在本發明之一實施例中，聲音處理單元13與訊號接收端14及訊號輸出端15訊號連接。聲音處理單元13包 括聲音調整模組131，聲音調整模組131調整第一聲道輸入聲音訊號31之音量增益成為第一聲道輸出聲音訊號51，其中如圖2所示，第一聲道輸出聲音訊號51之音量增益變化為一第一波形61。聲音調整模組調整第二聲道輸入聲音訊號32之音量增益成為第二聲道輸出聲音訊號52，其中如圖2所示，第二聲道輸出聲音訊號52之音量增益變化為第二波形62，且第一波形61之種類與該第二波形62之種類相同。

如圖2所示，為了在不影響使用者聆聽品質的情況下產生腦波誘導音之效果，第一聲道輸出聲音訊號51之第一波形61與第二聲道輸出聲音訊號52之第二波形62之間以下列五種實施方式呈現。實施方式1：選擇在聲音訊號特定頻率帶產生腦波誘導音，舉例來說，選擇全頻20Hz至20000Hz、低頻20Hz至160Hz、中頻160Hz至2560Hz、高頻2560Hz至20000Hz或其他特定頻率帶進行音量的增益調整。實施方式2：音量增益變化波形種類相同，但不限特定波形，舉例來說，聲音調整模組131可讓第一聲道輸出聲音訊號51之第一波形61與第二聲道輸出聲音訊號52之第二波形62同為正弦波、三角波、方波、梯形波、非對稱波等波形。實施方式3：讓第一波形61與第二波形62間具有一相位差， 舉例來說，聲音調整模組131可讓第一聲道輸出聲音訊號51之第一波形61與第二聲道輸出聲音訊號52之第二波形62間具有一0度至360度的相位差，藉以產生腦波誘導音效果。實施方式4：聲音調整模組131可將第一聲道輸出聲音訊號51之第一波形61之頻率調整為0赫茲到10000赫茲之間，亦可將第二聲道輸出聲音訊號51之第二波形61之頻率調整為0赫茲到10000赫茲之間，藉以產生腦波誘導音效果。實施方式5：聲音調整模組131可調整第一聲道輸出聲音訊號51與第二聲道輸出聲音訊號52之音量增益來達到腦波誘導音之效果。舉例來說，第一聲道輸出聲音訊號51之音量增益最大為M1，第一聲道輸出聲音訊號51之音量增益最小為M2，-200dbFS≦M1-M2≦0dbFS。第二聲道輸出聲音訊號52之音量增益最大為N1，第二聲道輸出聲音訊號52之音量增益最小為N2，-200dbFS≦N1-N2≦0dbFS。

進行步驟S3：輸出第一聲道輸出聲音訊號至揚聲裝置並藉由第一喇叭播放，以及輸出第二聲道輸出聲音訊號至揚聲裝置並藉由第二喇叭播放。

在本發明之一實施例中，如圖1所示，訊號輸出端15訊號連接聲音處理單元13並與揚聲裝置200以有線或無線方式與 連接通訊，訊號輸出端15輸出第一聲道輸出聲音訊號51至揚聲裝置200並藉由第一喇叭210播放，訊號輸出端15輸出第二聲道輸出聲音訊號52至揚聲裝置200並藉由第二喇叭220播放。

在此須注意的是，本發明之聲音調整方法調整的是第一聲道輸入聲音訊號31與第二聲道輸入聲音訊號32之音量增益，並非調整第一聲道輸入聲音訊號31與第二聲道輸入聲音訊號32之頻率，因此本發明之聲音調整裝置能在不更動音樂的音調的狀況下，仍具有誘發其大腦共振改變腦波頻率的功能，解決了現有技術所存在的問題。

需注意的是，上述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。只要不脫離本發明基本架構者，皆應為本專利所主張之權利範圍，而應以專利申請範圍為準。

步驟S1~步驟S3

Claims (12)

1. 一種腦波誘導音製造方法，係應用於一聲音調整裝置，該聲音調整裝置具有一處理器，且該聲音調整裝置與一揚聲裝置訊號連接，該揚聲裝置包括一第一喇叭以及一第二喇叭，該方法包括下列步驟：接收一第一聲道輸入聲音訊號及一第二聲道輸入聲音訊號，其中該第一聲道輸入聲音訊號為立體聲之右聲道音訊，該第二聲道輸入聲音訊號為立體聲之左聲道音訊；調整該第一聲道輸入聲音訊號之音量增益成為一第一聲道輸出聲音訊號，其中該第一聲道輸出聲音訊號之該音量增益的形式為一第一波形；調整該第二聲道輸入聲音訊號之音量增益成為一第二聲道輸出聲音訊號，其中該第二聲道輸出聲音訊號之該音量增益的形式為一第二波形，其中該第一波形之種類與該第二波形之種類相同；以及輸出該第一聲道輸出聲音訊號至該揚聲裝置並藉由該第一喇叭播放，以及輸出該第二聲道輸出聲音訊號至該揚聲裝置並藉由該第二喇叭播放，其中該第一聲道輸出聲音訊號之該音量增益最大為M1，該第一聲道輸出聲音訊號之該音量增益最小為M2，-200dbFS≦M1-M2≦0dbFS；該第二聲道輸出聲音訊號之該音量增益最大為N1，該第二聲道輸出聲音訊號之該音量增益最小為N2，-200dbFS≦N1-N2≦0dbFS。
2. 如請求項1所述之腦波誘導音製造方法，其中調整該第一聲道輸入聲音訊號之音量增益及該第二聲道輸入聲音訊號之音量增益的方法為：選擇產生腦波誘導音的一特定頻帶進行音量的增益調整，其中該特定頻帶包括全頻20Hz至20000Hz、低頻20Hz至160Hz、中頻160Hz至2560Hz、或高頻2560Hz至20000Hz。
3. 如請求項1所述之腦波誘導音製造方法，其中該第一波形與該第二波形包括正弦波、三角波、方波、梯形波、及非對稱波等波形。
4. 如請求項1所述之腦波誘導音製造方法，其中該第一波形與該第二波形間具有一相位差。
5. 如請求項4所述之腦波誘導音製造方法，其中該相位差的範圍為0度≦該相位差<360度。
6. 如請求項1所述之腦波誘導音製造方法，其中該第一波形之頻率範圍為0赫茲到10000赫茲之間，第二波形之頻率範圍為0赫茲到10000赫茲之間。
7. 一種聲音調整裝置，其係訊號連接一揚聲裝置，其中該揚聲裝置包括一第一喇叭以及一第二喇叭，該聲音調整裝置包括：一訊號接收端，用以接收一第一聲道輸入聲音訊號及第二聲道輸入聲音訊號，其中該第一聲道輸入聲音訊號為立體聲之右聲道音訊，該第二聲道輸入聲音訊號為立體聲之左聲道音訊；一聲音處理單元，係與該訊號接收端電性連接，該聲音處理單元包括： 一聲音調整模組，用以調整該第一聲道輸入聲音訊號之音量增益成為一第一聲道輸出聲音訊號，其中該第一聲道輸出聲音訊號之該音量增益的形式為一第一波形，該聲音調整模組調整該第二聲道輸入聲音訊號之音量增益成為一第二聲道輸出聲音訊號，其中該第二聲道輸出聲音訊號之該音量增益的形式為一第二波形，其中該第一波形之種類與該第二波形之種類相同；以及一訊號輸出端，係電性連接該聲音處理單元，用以輸出該第一聲道輸出聲音訊號至該揚聲裝置並藉由該第一喇叭播放，以及輸出該第二聲道輸出聲音訊號至該揚聲裝置並藉由該第二喇叭播放，其中該第一聲道輸出聲音訊號之該音量增益最大為M1，該第一聲道輸出聲音訊號之該音量增益最小為M2，-200dbFS≦M1-M2≦0dbFS；該第二聲道輸出聲音訊號之該音量增益最大為N1，該第二聲道輸出聲音訊號之該音量增益最小為N2，-200dbFS≦N1-N2≦0dbFS。
8. 如請求項7所述之聲音調整裝置，其中調整該第一聲道輸入聲音訊號之音量增益及該第二聲道輸入聲音訊號之音量增益的方法為：選擇產生腦波誘導音的一特定頻帶進行音量的增益調整，如選擇全頻20Hz至20000Hz、低頻20Hz至160Hz、中頻160Hz至2560Hz、或高頻2560Hz至20000Hz。
9. 如請求項7所述之聲音調整裝置，其中該第一波形與該第二波形包括正弦波、三角波、方波、梯形波、非對稱波等波形。
10. 如請求項7所述之聲音調整裝置，其中該第一波形與該第二波形間具有一相位差。
11. 如請求項10所述之聲音調整裝置，其中該相位差的範圍為0度≦該相位差<360度。
12. 如請求項7所述之聲音調整裝置，其中該第一波形之頻率範圍為0赫茲到10000赫茲之間，第二波形之頻率範圍為0赫茲到10000赫茲之間。

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