TWI833415B - 現場即時收音情境效果產生系統及其應用方法 - Google Patents
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Abstract
一種現場即時收音情境效果產生系統及其應用方法，主要包括：一情境效果控制器設有複數操控鍵以控制不同情境效果項目，同時輸出相對的情境編碼訊號到一混音器設備中進行混音，再從現場揚聲器輸出一第一音頻訊號，以及；一情境效果產生器其麥克風收音模組可接收現場環境的第一音頻訊號，經一情境解碼單元模組解讀並對應產生一第一控制訊號及一第二音頻訊號，以觸發一情境作動模組產生相對的情境動作。藉此，可應用在各種聚會、演唱會、電影院、或夜店等，用來擷取現場環境音訊，使該情境作動模組的ARGB燈條產生對應控制的 LED發光及在觸覺傳感器產生對應音訊的體感振動。
Description
本發明是有關現場情境效果設備的技術領域，尤指一種現場即時收音情境效果產生系統及其應用方法。
現在科技進步，當人們觀賞電影、玩電競遊戲、或是參加現場演唱會時，都可透過大型顯示器及音響提供豐富的影像與聲光效果，使得觀眾或玩家在視覺和聽覺方面可以獲得賞心悅目的感受，充分達到調節身心的功效，甚至也可透過特殊裝置使人們在聆聽音樂過程中，可感受到音樂的頻率振動與音樂產生共鳴。
較先進的設計，並能透過觸覺傳感器發出對應的同步體感振動，以加強聆聽立體音樂、欣賞電影、或從事電子遊戲時，可以享受沉浸式的臨場效果，進而達到身歷其境的體感享受。
較先進的設計，在演唱會或夜店現場，還會發送免費的手持式燈光棒，讓觀眾在欣賞歌舞表演時，可隨著音樂節奏快慢而揮舞擺動，創造酷炫的舞台聲光效果，以提高觀眾的參與感盡情抒發情緒，而使現場動感歌舞的氣氛更為熱烈。
習知現場觀眾燈光互動方式，主要為打開手機燈光搖動，或是持用LED燈光棒搖動。較先進做法是透過現場燈光控制，以一個特殊的控制裝置經
無線傳輸或是透過有線音聲訊號，以分區設定達成燈光控制效果，但其控制裝置價格昂貴，所用控制方式複雜且僅可設定少數燈光模式，在演唱會播放現場音樂時又需兼顧觀眾席燈號控制實屬複雜，而且現場觀眾必需配合在固定位置，亦不可自行隨意切換光色，方能確保執行每一分區接收正確的頻率，以發出所需的燈光效果。
總之，習知的現場互動燈光控制目前並無完善設備，而且也不能與目前較先進的沉浸式體感做更有效的結合，故有進一步改良的必要。
有鑑於此，本發明的主要目的，在提供一種現場即時收音情境效果產生系統及其應用方法，主要包括：一情境效果控制器及至少一情境效果產生器；其中該情境效果控制器上設有一操作介面，該操作介面上設有複數操控鍵，該每一操控鍵對應控制一情境效果項目，同時並對應有一情境編碼訊號，當一該操控鍵作動，該情境效果控制器即輸出相對應之一該情境編碼訊號到一混音器設備中與現場音源進行混音，再從現場揚聲器輸出一第一音頻訊號；其中該情境編碼訊號由複頻組成，其具有至少兩個或兩個以上不同的頻點，頻點間具備相隔的時間間隙寬度，及各自不同增益值所編碼組成；以及；該情境效果產生器其前端具有一麥克風收音模組以接收現場環境音聲中的第一音頻訊號，經一情境解碼單元模組作訊號放大、濾波、類比/數位轉換及運算比對，以讀出該情境編碼訊號，並經內建記憶單元對應資料產生一第一控制訊號及一第二音頻訊號，以觸發一情境作動模組產生相對的情境動作，其
中該情境作動模組為以下一種包括LED發光燈組、體感振動器或其兩者結合所構成。
較佳實施，其中該情境效果產生器可解讀出該具有預設代碼的特徵波形訊號所對應之ARGB LED控制命令，所產生之該第一控制訊號，可以驅動該LED發光燈組的ARGB燈條，產生相對應的LED燈光閃爍模式；同時該情境效果產生器亦產生該第二音頻訊號，通過運算放大器將該第二音頻訊號轉化為對應音樂低頻效果，或電影電玩遊戲中的特殊音效如砲彈爆破等之複頻振動波形，以觸發體感觸覺傳感器產生對應體感振動。
較佳實施，其中該麥克風收音模組為以下一種包括單顆MEMS麥克風、多顆MEMS麥克風、或多顆陣列式MEMS麥克風所構成，實際並不以此為限。
較佳實施，其中該每一顆MEMS麥克風訊號經放大後接到該情境解碼單元模組，以及；該情境解碼單元模組至少包括依序相連之一OP放大器、一低通濾波器、一ADC類比/數位轉換器，將音訊轉成I2S數位訊號，再經由一DSP數位訊號處理器作波形運算比對，但實際並不以此為限。
與現有習知技術相較，本發明現場即時收音情境效果產生系統及其應用方法，整體有效設計簡單，現場即時反應效果甚佳，並且藉由現場揚聲器360度空間來傳遞燈光控制命令訊號及擷取現場音樂訊號，達到一對多廣播，無干擾，無延遲的特點，可廣泛應用在各種聚會、演唱會、電影院、或夜店等，有效傳遞LED燈光效果兼具聲歷其境體感震動，達到沈浸式娛樂最高境界。
10:情境效果控制器
11:操作介面
111:操控鍵
15:情境編碼訊號
12:混音器
13:揚聲器
20:情境效果產生器
21:麥克風收音模組
22:情境解碼單元模組
23:記憶單元
220:OP放大器
221:低通濾波器
222:ADC類比/數位轉換器
223:DSP數位訊號處理器
224:MCU
25:情境作動模組
250:LED發光燈組
251:體感振動器
252:本體
253:第一帶體
254:第二帶體
255:扣環
圖1 為本發明系統的配置圖。
圖2 為本發明情境編碼訊號的示意圖。
圖3 為本發明系統的細部方塊圖
圖4 為本發明LED發光燈組與體感振動器同設結合的示意圖。
圖5 為本發明圖4的細部方塊圖。
圖6 為本發明方法流程圖。
為方便瞭解本發明之內容，及所能達成之功效，茲配合圖式列舉具體實施例，詳細說明如下：請參圖1至圖5所示，本發明所設之一種現場即時收音情境效果產生系統，主要包括：一情境效果控制器10及至少一情境效果產生器20；其中該情境效果控制器10上設有一操作介面11，該操作介面11上設有複數操控鍵111，該每一操控鍵111對應控制一情境效果項目，同時並對應有一情境編碼訊號15，當一該操控鍵111作動，該情境效果控制器10即輸出相對應之一該情境編碼訊號15到一混音器12設備中與現場音源進行混音，再從現場揚聲器13輸出一第一音頻訊號；其中該情境編碼訊號15由複頻組成，其具有至少兩個或兩個以上不同的頻點，頻點間具備相隔的時間間隙寬度，及各自不同增益值所編碼組成；較佳實施，使用100Hz 1V正弦波後間隔100ms再產生一個120Hz 0.5V正弦波，假設此音訊串列代表將ARGB燈條作5種特定顏色依序跑馬燈方式轉動，其中該情境編碼訊號15為時間長度介於100ms至300ms的單頻或複頻弦波，但實際
並不以此為限。並且為了避免與現場音源衝突而失效，必要時可在該情境編碼訊號15的複頻弦波的前後各設有一等長的空白時間標籤介在100ms至500ms之間，但實際並不以此為限，以及；該情境效果產生器20其前端具有一麥克風收音模組21以接收現場環境音聲中的第一音頻訊號，經一情境解碼單元模組22作訊號放大、濾波、類比/數位轉換及運算比對，以讀出該情境編碼訊號15，並經內建記憶單元23對應資料產生一第一控制訊號及一第二音頻訊號，以觸發一情境作動模組25產生相對的情境動作，其中該情境作動模組25為以下一種包括LED發光燈組250、體感振動器251或其兩者結合所構成。
較佳實施，其中該情境效果產生器20可解讀出該具有預設代碼的特徵波形訊號所對應之ARGB LED控制命令，以產生該第一控制訊號，以驅動該LED發光燈組250的ARGB燈條，產生相對應的LED燈光閃爍模式；同時該情境效果產生器20亦產生該第二音頻訊號，通過運算放大器將該第二音頻訊號轉化為對應音樂低頻效果，或電影電玩遊戲中的特殊音效如砲彈爆破等之複頻振動波形，以觸發體感觸覺傳感器產生對應體感振動。
較佳實施，其中該麥克風收音模組21為以下一種包括單顆MEMS麥克風、多顆MEMS麥克風、或多顆陣列式MEMS麥克風所構成，其中該每一顆MEMS麥克風訊號經放大後接到該情境解碼單元模組22，但實際並不以此為限。
較佳實施，其中該情境解碼單元模組22至少包括依序相連之一OP放大器220、一低通濾波器221、一ADC類比/數位轉換器222轉成I2S再經一DSP數位訊號處理器223作波形運算比對，但實際並不以此為限。
較佳實施，其中該LED發光燈組250為以下一種包括環狀式、條狀式或陣列式所構成，但實際並不以此為限。
較佳實施，其中該體感振動器251具有一本體252，由上蓋、下蓋互組構成，其內空間設置一主控制電路板及一傳感元件(以上圖未示)，該主控制電路板接受來自該情境解碼單元模組22的第二音頻訊號，轉換為體感震動波形傳遞至傳感元件，但實際並不以此為限。
較佳實施，其中該本體252進一步在一側設有一第一帶體253，本體252另一側設有一第二帶體254，該第一帶體253及第二帶體254的活動端設有扣環255相接，但實際並不以此為限。
更具體進一步揭露，如圖1至圖6所示，本發明一種現場即時收音情境效果產生系統的應用方法，主要包括：S800首先，建構一現場即時收音情境效果產生系統，其具有一情境效果控制器10及一情境效果產生器20，其中該情境效果控制器10上設有一操作介面11，該操作介面11上設有複數操控鍵111以控制不同情境效果項目，同時該情境效果控制器10輸出相對的情境編碼訊號15到一混音器12設備中與現場音源進行混音，再從現場揚聲器13輸出一第一音頻訊號，以及；該情境效果產生器20其前端具有一麥克風收音模組21以接收現場環境音聲中的第一音頻訊號，經一情境解碼單元模組22作訊號放大、濾波、類比/數位轉換及運算比對，以讀出該情境編碼訊號15，並經內建記憶單元23對應資料產生一第一控制訊號及一第二音頻訊號，以觸發一情境作動模組25產生相對的情境動作，而執行以下方法步驟：
S801步驟1.將該每一操控鍵111對應一情境效果項目，同時對應一情境編碼訊號15，使該情境編碼訊號15以複頻組成，而具有至少兩個或兩個以上不同的頻點，頻點間具備相隔的時間間隙寬度，及各自不同增益值所編碼組成；S802步驟2.其中該情境編碼訊號15為時間長度介於100ms至300ms的複頻弦波，其複頻弦波前後各設有一等長的空白時間標籤介在100ms至500ms之間；S803步驟3.將該情境作動模組25設為以下一種包括LED發光燈組250、體感振動器251或其兩者結合所構成，以及；S804步驟4.當一該操控鍵111作動，使操作介面11一顯示區秀出其對應情境效果項目，同時使該情境效果產生器20接收現場音聲，讓該情境作動模組25產生相對的以下一種情境動作，包括氛圍LED發光及閃爍、氛圍體感振動或其使兩者同時一起呈現。
藉此，使本發明現場即時收音情境效果產生系統，可藉由現場揚聲器360度空間來傳遞燈光控制命令訊號及擷取現場音樂訊號，達到一對多廣播，無干擾，無延遲的特點，可廣泛應用在各種聚會、演唱會、電影院、或夜店等，有效傳遞LED燈光效果兼具聲歷其境體感震動，達到沈浸式娛樂最高境界。
應用時，如圖1至圖6所示，本發明情境效果控制器10的操作介面11上會有多種操控鍵111提供單選或複選不同燈號的選擇項目，以控制LED產生單色恆亮或是閃爍，或是多色恆亮閃爍，或是混和顏色呼吸色等各種不同型態，以跟不同環境結合的燈光，動態的效果上也可用跑馬燈的方式令每個區都有燈光在跑動。
如此當按到什麼色的操控鍵111，其操作介面11上會有一個顯示區對應顯現出所選LED的顏色及其動態的預覽顯示效果，並將所選這特定變化的燈號顏色組合，自動對應產生成一個本發明專屬情境編碼訊號15的ARGB聲波代碼，其可選自二個頻點或是三個以上的頻點，利用各頻點連續無間隔，或其彼此的間隙大小及增益的不同例如2dB、3dB、4dB，作為一個編碼方式，而產生一個正弦波形，時間長度最佳是介於在200ms左右，但實際並不以此為限。
不可忽視的，每個音樂都有一定的音域，譬如某音樂中包含80Hz，當要置入同樣為80Hz的情境編碼訊號15時，為了使情境編碼訊號15燈光控制指令的音聲與現場聲音能有效併在一起，又不會被現場音樂所覆蓋而失效，其中除了採用以上所特殊複頻的情境編碼訊號15控制指令之外，還可在情境編碼訊號15的前後各設有空白時間標籤如100ms，但實際並不以此為限。如此即可確保情境編碼訊號15的指令與現場音樂相容合併又不會被覆蓋，同時又能被正確解讀發揮遠端即時控制燈號之目的。
組成ARGB聲波波形的情境編碼訊號15可為一個WAV檔案，但實際並不以此為限。如此就可透過演唱會中控台的混音器12及現場的揚聲器13把聲音放出來變成第一音頻訊號。當現場接收端的情境效果產生器20，接到第一音頻訊號中，即會根據此連續波形做快速傅立葉級數轉換並進行即時比對，當比對發現含有預設ARGB波形串列資料庫其中任一項時，就會產生一第一控制訊號對應驅動情境作動模組25，以產生對應的ARGB LED燈光效果。
具體而言，當情境編碼訊號15的ARGB代碼聲波波形，經現場的揚聲器13把第一音頻訊號聲音播放出來後，現場的情境效果產生器20即可透過麥克風收音模組21來接收到這個特定音訊，其中採用半導體製程之MEMS麥
克風收音頻率效果極佳，接收頻率最低達6Hz，可發揮廣域的收音功效，應用時可單一麥克風收音，也可以做多重陣列式麥克風，使周邊的聲音可有效收集，再經過音訊放大與濾波電路將將音訊過濾，產出有效的頻段範圍，而後透過ADC類比/數位轉換器222轉成I2S數位訊號，進入到DSP數位訊號處理器223內部做頻譜比對，及以訊號處理器內部的MCU 224，持續執行訊號比對作業，當發現音訊資料序列中有先行指標並與某燈光控制命令資料串一致時，內部即產生一組LED控制指令的第一控制訊號，傳送至LED發光燈組250啟動ARGB燈條控制器，並發出相對應的ARGB LED燈光。
透過這種有效的控制方式，每個情境編碼訊號15都有一個LED控制指令，本系統可隨意在現場做出的各種不同特殊情境，不管是單色，混合，或特殊閃點之效果，讓情境編碼訊號15透過現場混音器12可有效與現場表演聲音混合，但又可與現場音樂做區別，無論是在歌唱，或是單獨播放出來或是混在音樂之中皆可完美達成控制發射目的，讓接收端的該情境效果產生器20，跟隨發出不同相對應的顏色。
譬如，音樂會上當主持人說：讓我們現在一起向烏克蘭人民致敬，一個操控鍵111點下去之後，訊號馬上被分解辬識譬如：代碼A1+C2，並混音後透過現場揚聲器13傳到各角落，此時現場穿戴具有情境效果產生器20裝置的觀眾，在裝置上的LED發光燈組250其ARGB燈條即會顯示上藍下黃的烏克蘭國旗顏色，即時帶動現場互動氛圍，但實際並不以此為限，相同也可用來對應致敬各國不同顏色的國旗作互動顯示。或是在演唱會或夜店現場，所有觀眾都配帶著情境效果產生器20，隨時接收現場控制室所傳送之情境編碼訊號15的控制，
所有觀眾的情境效果產生器20都會即時呈現相同的發光效果，隨著音樂節奏展現出相應環境氛圍的不同燈光變化，進而呈現震撼的視覺效果。
另外，透過麥克風現場收音，可將現場音樂低音頻段轉成相對應的震動波，透過該體感振動器251將震波傳導到人體。LED燈光效果與體感振動兩部分，可合併或各自單獨執行，以應用於演唱會，電影院，或夜店等娛樂場所。將本發明情境效果產生器20以穿戴式裝置應用，讓使用者不受有線或藍芽無線的傳輸限制，只要身處演唱會，電影院，夜店或任何有音樂的場所，即可即時接收周邊環境音樂，此ARGB LED燈光效果搭配情境式體感雙重效果，可使使用者獲得身歷其境的最佳沈浸式體驗。
綜上所述，本發明新穎實用完全符合專利要件，爰提出發明專利申請。惟以上所述者，僅為本發明之較佳實施例而已，當不能以此限定本發明實施之範圍；故凡依本發明申請專利範圍及創作說明書內容所作之等效變化與修飾，皆應屬本發明專利涵蓋之範圍內。
10:情境效果控制器
11:操作介面
111:操控鍵
15:情境編碼訊號
12:混音器
13:揚聲器
20:情境效果產生器
21:麥克風收音模組
22:情境解碼單元模組
23:記憶單元
25:情境作動模組
250:LED發光燈組
251:體感振動器
Claims (8)
- 一種現場即時收音情境效果產生系統，主要包括：一情境效果控制器及至少一情境效果產生器；其中該情境效果控制器上設有一操作介面，該操作介面上設有複數操控鍵，該每一操控鍵對應控制一情境效果項目，同時並對應有一情境編碼訊號，當一該操控鍵作動，該情境效果控制器即輸出相對應之一該情境編碼訊號到一混音器設備中與現場音源進行混音，再從現場揚聲器輸出一第一音頻訊號；其中該情境編碼訊號由複頻組成，其具有至少兩個或兩個以上不同的頻點，頻點間具備相隔的時間間隙寬度，及各自不同增益值所編碼組成，以及；該情境效果產生器其前端具有一麥克風收音模組以接收現場環境音聲中的第一音頻訊號，經一情境解碼單元模組作訊號放大、濾波、類比/數位轉換及運算比對，以讀出該情境編碼訊號，並經內建記憶單元對應資料產生一第一控制訊號及一第二音頻訊號，以觸發一情境作動模組產生相對的情境動作；其中該情境編碼訊號為時間長度介於100ms至300ms的複頻弦波，該麥克風收音模組為以下一種包括單顆MEMS麥克風、多顆MEMS麥克風、或多顆陣列式MEMS麥克風所構成，其中該每一顆MEMS麥克風訊號經放大後接到該情境解碼單元模組，其中該情境解碼單元模組至少包括依序相連之一OP放大器、一低通濾波器、一ADC類比/數位轉換器轉成I2S再經一DSP數位訊號處理器作波形運算比對。
- 如請求項1所述之現場即時收音情境效果產生系統，其中該情境作動模組為以下一種包括LED發光燈組、體感振動器或其兩者結合所構成。
- 如請求項1所述之現場即時收音情境效果產生系統，其中該情境編碼訊號的複頻弦波前後各設有一等長的空白時間標籤介在100ms至500ms之間。
- 如請求項1所述之現場即時收音情境效果產生系統，其中該體感振動器具有一本體，由上蓋、下蓋互組構成，其內空間設置一主控制電路板及一傳感元件，該主控制電路板接受來自該情境解碼單元模組的第二音頻訊號，轉換為體感震動波形傳遞至傳感元件。
- 如請求項4所述之現場即時收音情境效果產生系統，其中該本體進一步在一側設有一第一帶體，本體另一側設有一第二帶體，該第一帶體及第二帶體的活動端設有扣環相接。
- 一種現場即時收音情境效果產生系統的應用方法，主要包括：首先，建構一現場即時收音情境效果產生系統，其具有一情境效果控制器及一情境效果產生器，其中該情境效果控制器上設有一操作介面，該操作介面上設有複數操控鍵以控制不同情境效果項目，同時該情境效果控制器輸出相對的情境編碼訊號到一混音器設備中與現場音源進行混音，再從現場揚聲器輸出一第一音頻訊號，以及；該情境效果產生器其前端具有一麥克風收音模組以接收現場環境音聲中的第一音頻訊號，經一情境解碼單元模組作訊號放大、濾波、類比/數位轉換及運算比對，以讀出該情境編碼訊號，並經內建記憶單元對應資料產生一第一控制訊號及一第二音頻訊號，以觸發一情境作動模組產生相對的情境動作，而執行以下方法步驟： 步驟1.將該每一操控鍵對應一情境效果項目，同時對應一情境編碼訊號，使該情境編碼訊號以複頻組成，而具有至少兩個或兩個以上不同的頻點，頻點間具備相隔的時間間隙寬度，及各自不同增益值所編碼組成；步驟2.其中該情境編碼訊號為時間長度介於100ms至300ms的複頻弦波，其複頻弦波前後各設有一等長的空白時間標籤介在100ms至500ms之間；步驟3.將該情境作動模組設為以下一種包括LED發光燈組、體感振動器或其兩者結合所構成，以及；步驟4.當一該操控鍵作動，使操作介面一顯示區秀出其對應情境效果項目，同時使該情境效果產生器接收現場音聲，讓該情境作動模組產生相對的以下一種情境動作，包括氛圍LED發光及閃爍、氛圍體感振動或其使兩者同時一起呈現。
- 如請求項6所述之現場即時收音情境效果產生系統的應用方法，其中該情境效果產生器可解讀出該具有預設代碼的特徵波形訊號所對應之ARGB LED控制命令，以產生該第一控制訊號，以驅動該LED發光燈組其ARGB燈條，產生相對應的LED燈光閃爍模式；同時該情境效果產生器所產生該第二音頻訊號，通過運算放大器將該第二音頻訊號轉化為對應音樂低頻效果，或電影電玩遊戲中的特殊音效如砲彈爆破等之複頻振動波形，以觸發體感觸覺傳感器產生對應體感振動。
- 如請求項6所述之現場即時收音情境效果產生系統的應用方法，其中該麥克風收音模組為以下一種包括單顆MEMS麥克風、多顆MEMS麥克風、或多顆陣列式MEMS麥克風所構成，其中該每一顆MEMS麥克風訊號經放大後接到該情境解碼單元模組，以及；該情境解碼單元模組至少包括依序相連之一 OP放大器、一低通濾波器、一ADC類比/數位轉換器轉成I2S再經一DSP數位訊號處理器作波形運算比對。
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2022
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