TWM607142U - 個人化聽力補償系統 - Google Patents

Abstract

一種個人化聽力補償系統，包括通訊裝置、接收模組、輸出模組以及數位訊號處理器。通訊裝置供使用者進行互動。接收模組接收聽力補償資料以及樂音。輸出模組輸出對應樂音的校正音訊至揚聲單元，供揚聲單元撥放校正音訊。數位訊號處理器依據聽力補償資料對樂音進行頻譜調整以產生校正音訊。

Description

個人化聽力補償系統

本創作係有關一種個人化聽力補償系統，尤指一種可針對不同使用者之聽力健康狀況對樂音進行即時調整的個人化聽力補償系統。

長期以來，隨著各國老齡化社會的問題逐漸浮現，各種退化性問題或疾病也漸漸被人所重視。然而，在各類健康促進議題中，聽力退化卻為大家所忽略，據世界衛生組織(WHO)指出，65歲以上的長者中每3位就有1位有聽力障礙。許多人隨著年紀慢慢增長，聽力也會隨之退化。由於體質的差異，有些人活到九十歲還是耳聰目明，有些人過了五十歲就有聽不清楚的狀況。當然，外在的因素包括顱部受創、環境噪音、心血管疾病、糖尿病、藥物或內耳病毒感染等等因素也容易造成聽力上的障礙。所以，許多老年人重聽以後常發生心理上的問題，如：疏離親友、拒絕社交、孤僻多疑、憂鬱壓抑、妄想易怒等等。

尤其是，對於現在普遍應用於智慧家庭以及用以連結各種不同功能之數位電子產品的語音裝置或音樂撥放裝置，並未針對聽力不佳或受損的人進行調整，故對於聽力不佳或受損的人而言，在使用一般語音裝置或音樂撥放裝置時容易造成互動上的困擾以及生活上的各種不便。

為此，如何設計出一種可針對不同使用者之聽力健康狀況對樂音進行即時調整的個人化聽力補償系統，用以解決現有技術的技術問題，乃為本創作之創作人所研究的重要課題。

本創作之目的在於提供一種音訊校正系統，解決現有技術之未針對聽力不佳或受損的人進行調整的技術問題，達到讓聽力不佳或受損的人能夠方便進行多媒體互動之目的。

為了達到前述目的，本創作所提出的個人化聽力補償系統包括通訊裝置、接收模組、輸出模組以及數位訊號處理器。其中，通訊裝置供使用者進行互動後產生聽力補償資料。接收模組耦接通訊裝置，且接收聽力補償資料以及樂音。輸出模組輸出對應樂音的校正音訊至揚聲單元，供揚聲單元撥放校正音訊給使用者。數位訊號處理器耦接接收模組以及輸出模組，數位訊號處理器依據聽力補償資料對樂音進行頻譜調整以產生校正音訊。

進一步而言，所述之個人化聽力補償系統中，互動包括接觸式控制或非接觸式控制，接觸式控制包括按壓或滑動，非接觸式控制包括人機互動介面、語音助理、光遮斷器或輔助式情境感知工具組。

進一步而言，所述之個人化聽力補償系統中，通訊裝置包括桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦或穿戴式多媒體撥放器，揚聲單元包括揚聲器、入耳式耳機、耳罩式耳機、氣傳導助聽器、骨傳導助聽器或中耳植入體。

進一步而言，所述之個人化聽力補償系統中，接收模組包括訊號接收端、基頻處理器以及類比數位轉換器，基頻處理器耦接訊號接收端、類比數位轉換器以及數位訊號處理器，訊號接收端自通訊裝置接收聽力補償資料以及樂音。

進一步而言，所述之個人化聽力補償系統中，輸出模組包括訊號輸出端、基頻處理器以及數位類比轉換器，基頻處理器耦接訊號輸出端、數位類比轉換器以及數位訊號處理器，訊號輸出端將校正音訊輸出至揚聲單元。

進一步而言，所述之個人化聽力補償系統中，聽力補償資料包括使用者之左耳以及右耳的最少一者在多數個特定頻率時可聽見的最低聲壓級，且多數個特定頻率之間的最低聲壓級具有數值比例。

進一步而言，所述之個人化聽力補償系統中，多數個特定頻率包括500赫茲、1000赫茲、2000赫茲以及4000赫茲。

進一步而言，所述之個人化聽力補償系統中，頻譜調整是數位訊號處理器對樂音中的多數個特定頻率的聲壓級進行調整，以產生校正音訊。

進一步而言，所述之個人化聽力補償系統中，更包括儲存單元、殼體以及按鈕，儲存單元耦接數位訊號處理器以及接收模組，且儲存聽力補償資料，殼體容置有接收模組、輸出模組、數位訊號處理器以及儲存單元，按鈕配置於殼體上，且耦接接收模組、輸出模組以及數位訊號處理器的其中至少一者。

進一步而言，所述之個人化聽力補償系統中，更包括電力單元以及狀態燈，電力單元耦接數位訊號處理器，狀態燈耦接數位訊號處理器。

在使用本創作個人化聽力補償系統時，首先，使用者與通訊裝置互動後產生聽力補償資料，所述互動可以是接觸控制或非接觸控制。繼而，數位訊號處理器通過接收模組接收聽力補償資料以及樂音，聽力補償資料可包括使用者之左耳以及右耳的最少一者在多數個特定頻率時可聽見的最低聲壓級。所述頻譜調整是數位訊號處理器對樂音中的多數個特定頻率的聲壓級進行調整，以補償使用者聽力較弱部分，讓聽力不佳或受損的人也能夠充分體驗多媒體互動。最後，輸出模組輸出對應樂音的校正音訊至揚聲單元，供揚聲單元撥放校正音訊給使用者。

為此，本創作所述個人化聽力補償系統解決現有技術之未針對聽力不佳或受損的人進行調整的技術問題，達到讓聽力不佳或受損的人能夠方便進行多媒體互動之目的。

為了能更進一步瞭解本創作為達成預定目的所採取之技術、手段及功效，請參閱以下有關本創作之詳細說明與附圖，相信本創作特徵與特點，當可由此得一深入且具體之瞭解，然而所附圖式僅提供參考與說明用，並非用來對本創作加以限制者。

茲有關本創作之技術內容及詳細說明，配合圖式說明如下。

請參閱圖1至圖3所示。其中，圖1為本創作個人化聽力補償系統的部分外觀示意圖。圖2以及圖3為本創作個人化聽力補償系統的架構示意圖。

本創作所提出的個人化聽力補償系統包括通訊裝置10、接收模組20、輸出模組30以及數位訊號處理器(digital signal processor, DSP) 40。其中，通訊裝置10供使用者200進行互動後產生聽力補償資料(圖中未示)。接收模組20耦接通訊裝置10，且接收聽力補償資料以及樂音(圖中未示)。輸出模組30輸出對應樂音的校正音訊(圖中未示)至揚聲單元50，供揚聲單元50撥放校正音訊給使用者200。數位訊號處理器40耦接接收模組20以及輸出模組30，數位訊號處理器40依據聽力補償資料對樂音進行頻譜調整以產生校正音訊。

其中，所述通訊裝置10可包括桌上型電腦、筆記型電腦、平板電腦或穿戴式多媒體撥放器，且通訊裝置10的數量可以不只一個。所述揚聲單元50可包括揚聲器、入耳式耳機、耳罩式耳機、氣傳導助聽器、骨傳導助聽器或中耳植入體。在本創作之所述實施例中，所述揚聲器亦可以是電動式揚聲器電磁式揚聲器(electromagnet speaker)、壓電式揚聲器(piezoelectric speaker)、電極式揚聲器(electrode speaker)或電漿體揚聲器(plasma arc speaker)。進一步而言，所述數位訊號處理器40可以包括微控制器(MCU)、微處理器(MPU)、中央處理器(CPU)、特殊應用積體電路(ASIC)或系統單晶片(SoC)的其中一者。所述微控制器亦可包括基於Arduino機器碼架構的電路板。所述系統單晶片可以是樹莓派(Raspberry Pi)，且其型號可以是1A型、1A+型、1B型、1B+型、2B型、3B型、3B+型、3A+型或4B型。在本創作之所述實施例中，數位訊號處理器40亦可以作為數位濾波器(digital filter)之用，然而本創作不受此限制。

其中，所述互動可包括接觸式控制或非接觸式控制。接觸式控制包括按壓或滑動。非接觸式控制包括人機互動介面、語音助理、光遮斷器或輔助式情境感知工具組。在本創作之所述實施例中，如使用者200以語音助理與通訊裝置10進行互動時，通訊裝置10可包括一般動圈式麥克風(dynamic microphone)、電容式麥克風(condenser microphone)、駐極體電容麥克風(electret condenser microphone)、微機電麥克風(mems microphone)、鋁帶式麥克風(ribbon microphone)、碳精麥克風(carbon microphone)或輔助式情境感知工具組(assistive context-aware toolkit, ACAT)，然而本創作不受此限制。

進一步而言，個人化聽力補償系統可更包括殼體100、儲存單元60、電力單元70、狀態燈80以及按鈕90。其中，殼體100容置有接收模組20、輸出模組30、數位訊號處理器40、儲存單元60以及電力單元70，且使狀態燈80以及按鈕90露於其外。儲存單元60耦接數位訊號處理器40以及接收模組20，且儲存聽力補償資料。在本創作的所述實施例中，所述儲存單元60可以是一EEPROM或NAND Flash等其他非揮發性可儲存資料之媒介。電力單元70耦接數位訊號處理器40，用以供給電力至數位訊號處理器40。所述電力單元70可以是鋰電池、鎳氫電池、氫氧電池、鉛酸電池等。狀態燈80耦接數位訊號處理器40，可以是發光二極體(LED)所組成，用以顯示數位訊號處理器40的狀態(例如接收中、傳輸中、休眠中、關機中等等)。按鈕90配置於殼體100上，且耦接接收模組20、輸出模組30以及數位訊號處理器40的其中至少一者，用以控制接收模組20、輸出模組30或數位訊號處理器40的啟閉。

在本創作的所述實施例中，接收模組20可包括訊號接收端21、基頻處理器22以及類比數位轉換器(A/D converter) 23。基頻處理器22耦接訊號接收端21、類比數位轉換器23、儲存單元60以及數位訊號處理器40。訊號接收端21可以是無線射頻天線、藍芽天線、Wi-Fi天線、Zigbee天線、USB埠、RJ-45埠或前述任一者與拾音器的組合。訊號接收端21自通訊裝置10接收聽力補償資料以及樂音。輸出模組30可包括訊號輸出端31、基頻處理器32以及數位類比轉換器(D/A converter) 33。基頻處理器32耦接訊號輸出端31、數位類比轉換器33以及數位訊號處理器40。訊號輸出端31可以是無線射頻天線、藍芽天線、Wi-Fi天線、Zigbee天線、USB埠或RJ-45埠。訊號輸出端31將校正音訊輸出至揚聲單元50。

請參閱圖4所示，為本創作個人化聽力補償系統之聽力補償資料的示意圖。所述聽力補償資料可包括使用者200之左耳以及右耳的最少一者在頻率分別為500赫茲(Hz)、1000赫茲(Hz)、2000赫茲(Hz)以及4000赫茲(Hz)時可聽見的最低聲壓級(sound pressure level, SPL)，且其單位為dB(SPL)，如圖4之縱軸(即Y座標)，且各頻率之間的最低聲壓級具有數值比例(例如，15:20:10:45)。在本創作之所述實施例中，頻譜調整是該數位訊號處理器40對樂音中的該多數個特定頻率的聲壓級進行調整，以產生該校正音訊，使得各特定頻率具有相同的體感聲壓級。

理想狀態之正常人應為聽力曲線A。聽力曲線A在500赫茲、1000赫茲、2000赫茲以及4000赫茲的最低聲壓級均為20dB(SPL)。假設當前使用者200所量測到的聽力補償資料呈現為聽力曲線B。聽力曲線B在500赫茲、1000赫茲、2000赫茲以及4000赫茲的最低聲壓級分別為15dB(SPL)、20dB(SPL)、10dB(SPL)、45dB(SPL)。此時可以清楚地理解到，當前使用者200在高頻區域尤其是4000赫茲時聽力較差。此時可依據聽力補償資料中的聽力曲線對樂音之頻譜進行逆向調整，對於當前使用者200主要是依聽力曲線B將4000赫茲之聲壓級提高至比500赫茲、1000赫茲、2000赫茲都還要高，即以聽力曲線C補償當前使用者200聽力較弱的4000赫茲部分，使當前使用者200在聆聽樂音時覺得500赫茲、1000赫茲、2000赫茲以及4000赫茲都是一樣大聲的，且各頻段皆具有相同的敏感程度。

在使用本創作個人化聽力補償系統時，首先，使用者200與通訊裝置10互動後產生聽力補償資料，所述互動可以是接觸控制或非接觸控制。繼而，數位訊號處理器40通過接收模組20接收聽力補償資料以及樂音，聽力補償資料可包括使用者200之左耳以及右耳的最少一者在多數個特定頻率時可聽見的最低聲壓級(SLP)。所述頻譜調整是數位訊號處理器40對樂音中的多數個特定頻率的聲壓級進行調整，以補償使用者200聽力較弱部分，讓聽力不佳或受損的人也能夠充分體驗多媒體互動。最後，輸出模組30輸出對應樂音的校正音訊至揚聲單元50，供揚聲單元50撥放校正音訊給使用者200。

為此，本創作所述個人化聽力補償系統解決現有技術之未針對聽力不佳或受損的人進行調整的技術問題，達到讓聽力不佳或受損的人能夠方便進行多媒體互動之目的。

以上所述，僅為本創作較佳具體實施例之詳細說明與圖式，惟本創作之特徵並不侷限於此，並非用以限制本創作，本創作之所有範圍應以下述之申請專利範圍為準，凡合於本創作申請專利範圍之精神與其類似變化之實施例，皆應包括於本創作之範疇中，任何熟悉該項技藝者在本創作之領域內，可輕易思及之變化或修飾皆可涵蓋在以下本創作之專利範圍。

須知，本說明書所附圖式繪示之結構、比例、大小、元件數量等，均僅用以配合說明書所揭示之內容，以供熟悉此技術之人士瞭解與閱讀，並非用以限定本創作可實施之限定條件，故不具技術上之實質意義，任何結構之修飾、比例關係之改變或大小之調整，在不影響本創作所能產生之功效及所能達成之目的下，均應落在本創作所揭示之技術內容得能涵蓋之範圍內。

10:通訊裝置

20:接收模組

21:訊號接收端

22:基頻處理器

23:類比數位轉換器

30:輸出模組

31:訊號輸出端

32:基頻處理器

33:數位類比轉換器

40:數位訊號處理器

50:揚聲單元

60:儲存單元

70:電力單元

80:狀態燈

90:按鈕

100:殼體

200:使用者

A:聽力曲線

B:聽力曲線

C:聽力曲線

圖1為本創作個人化聽力補償系統的部分外觀示意圖；

圖2以及圖3為本創作個人化聽力補償系統的架構示意圖；以及

圖4為本創作個人化聽力補償系統之聽力補償資料的示意圖。

10:通訊裝置

20:接收模組

30:輸出模組

40:數位訊號處理器

50:揚聲單元

60:儲存單元

70:電力單元

80:狀態燈

90:按鈕

100:殼體

200:使用者

Claims (10)

1. 一種個人化聽力補償系統，包括： 一通訊裝置，供一使用者進行一互動後產生一聽力補償資料； 一接收模組，耦接該通訊裝置，且接收該聽力補償資料以及一樂音； 一輸出模組，輸出對應該樂音的一校正音訊至一揚聲單元，供該揚聲單元撥放該校正音訊給該使用者；以及 一數位訊號處理器，耦接該接收模組以及該輸出模組，該數位訊號處理器依據該聽力補償資料對該樂音進行一頻譜調整以產生該校正音訊。
2. 如請求項1所述之個人化聽力補償系統，其中，該互動包括一接觸式控制或一非接觸式控制，該接觸式控制包括按壓或滑動，該非接觸式控制包括人機互動介面、語音助理、光遮斷器或輔助式情境感知工具組。
3. 如請求項1所述之個人化聽力補償系統，其中，該通訊裝置包括一桌上型電腦、一筆記型電腦、一平板電腦或一穿戴式多媒體撥放器，該揚聲單元包括一揚聲器、一入耳式耳機、一耳罩式耳機、一氣傳導助聽器、一骨傳導助聽器或一中耳植入體。
4. 如請求項1所述之個人化聽力補償系統，其中，該接收模組包括一訊號接收端、一基頻處理器以及一類比數位轉換器，該基頻處理器耦接該訊號接收端、該類比數位轉換器以及該數位訊號處理器，該訊號接收端自該通訊裝置接收該聽力補償資料以及該樂音。
5. 如請求項1所述之個人化聽力補償系統，其中，該輸出模組包括一訊號輸出端、一基頻處理器以及一數位類比轉換器，該基頻處理器耦接該訊號輸出端、該數位類比轉換器以及該數位訊號處理器，該訊號輸出端將該校正音訊輸出至該揚聲單元。
6. 如請求項1所述之個人化聽力補償系統，其中，該聽力補償資料包括該使用者之左耳以及右耳的最少一者在多數個特定頻率時可聽見的最低聲壓級，且該多數個特定頻率之間的最低聲壓級具有一數值比例。
7. 如請求項6所述之個人化聽力補償系統，其中，該多數個特定頻率包括500赫茲、1000赫茲、2000赫茲以及4000赫茲。
8. 如請求項6所述之個人化聽力補償系統，其中，該頻譜調整是該數位訊號處理器對該樂音中的該多數個特定頻率的聲壓級進行調整，以產生該校正音訊。
9. 如請求項1所述之個人化聽力補償系統，更包括一儲存單元、一殼體以及一按鈕，該儲存單元耦接該數位訊號處理器以及該接收模組，且儲存該聽力補償資料，該殼體容置有該接收模組、該輸出模組、該數位訊號處理器以及該儲存單元，該按鈕配置於該殼體上，且耦接該接收模組、該輸出模組以及該數位訊號處理器的其中至少一者。
10. 如請求項1所述之個人化聽力補償系統，更包括一電力單元以及一狀態燈，該電力單元耦接該數位訊號處理器，該狀態燈耦接該數位訊號處理器。

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