CN106162429A - 移动装置与其操作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种移动装置与其操作方法，所述移动装置，包括：一声音侦测单元；一信号处理单元；一混音单元；以及一扬声器，其中在该混音模式下，该移动装置透过该扬声器播放该混音信号。本发明将移动装置周边的环境声音转换成外界声音信号，并在混音模式下利用外界声音信号与音乐信号来产生混音频号。借此，移动装置将可选择性地透过扬声器播放混音信号，进而提升移动装置在使用上的便利性与安全性。

Description

移动装置与其操作方法

技术领域

本发明属于移动装置领域，特别是有关于一种具有扬声器的移动装置与其操作方法。

背景技术

随着科技的进步与时代的变迁，移动装置充斥在人们的生活中，且其多样化的功能也为人们带来更多的便利性与娱乐性。举例来说，现代人往往酷爱配戴耳机，以藉此聆听移动装置所播放出的音乐。然而，在透过耳机聆听音乐的情况下，用户往往无法清楚地听到外界声音。相对地，使用者必须透过手动的方式关掉音乐或是拔除耳机，才能与人交谈或是注意到周围的突发状况，进而降低移动装置在使用上的便利性与安全性。

发明内容

本发明提供一种移动装置与其操作方法，可将环境声音转换成外界声音信号，并在混音模式下利用外界声音信号与音乐信号来产生混音频号。借此，移动装置将可选择性地透过扬声器播放混音信号，进而提升移动装置在使用上的便利性与安全性。

本发明的移动装置，包括声音侦测单元、信号处理单元、混音单元与扬声器。声音侦测单元侦测移动装置周边的环境声音，并将环境声音转换成外界声音信号。信号处理单元分析外界声音信号，并依据分析结果而决定是否启动混音模式。在混音模式下，混音单元对音乐信号与外界声音信号进行混音并据以产生混音频号，且移动装置透过扬声器播放混音信号。

本发明的移动装置的操作方法包括下列步骤：

接收音乐信号。侦测移动装置周边的环境声音，并将环境声音转换成外界声音信号。分析外界声音信号，并依据分析结果而决定是否启动混音模式。在混音模式下，对音乐信号与外界声音信号进行混音以产生混音信号，并透过移动装置中的扬声器播放混音信号。

基于前述，本发明将移动装置周边的环境声音转换成外界声音信号，并在混音模式下利用外界声音信号与音乐信号来产生混音频号。借此，移动装置将可选择性地透过扬声器播放混音信号，进而提升移动装置在使用上的便利性与安全性。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1为依据本发明一实施例所述移动装置的方块示意图。

图2为依据本发明一实施例所述移动装置的操作方法流程图。

图3为依据本发明另一实施例所述移动装置的方块示意图。

图4为依据本发明一实施例所述用来说明步骤S220的流程图。

图5为依据本发明一实施例之用以说明步骤S241的流程图。

图6为依据本发明一实施例所述移动装置的波形示意图。

图7为依据本发明另一实施例所述移动装置的波形示意图。

【符号说明】

100：移动装置；11：装置本体；12：外接模块

110：音源输入接口；120：声音侦测单元；130：信号处理单元

140：混音单元；150：扬声器

S210~S230、S231~S233、S241~S243、S250~S290、S410~S440、S510~S530：图2、图4与图5的流程图中的步骤

310：收音组件；320：模拟数字转换电路；330：消噪单元

340：加权计算电路；350：加权调整电路；360：数字模拟转换电路；S51：音乐信号

S52：调整后的音乐信号；S53：外界声音信号

S54：外界声音信号的能量强度；T51、T52：时间区间

Ta：启动时间；Th：保持时间；Td：衰减时间

具体实施方式

图1为依据本发明一实施例所述的移动装置的方块示意图。如图1所示，移动装置100包括音源输入接口110、声音侦测单元120、信号处理单元130、混音单元140与扬声器150。其中，移动装置100可透过音源输入接口110接收具有数字格式的音乐信号，并可透过扬声器150来播放音乐信号，以此提供使用者影音娱乐的享受。

在播放音乐信号的过程中，移动装置100还可透过声音侦测单元120侦测其周边声源所发出的环境声音。此外，声音侦测单元120会将所侦测到的环境声音转换成外界声音信号。再者，信号处理单元130会分析外界声音信号，并依据分析结果而决定是否启动一混音模式。当混音模式被启动时，混音单元140会对音乐信号与外界声音信号进行混音并据以产生混音频号，且移动装置100可透过扬声器150来播放混音信号。

换言之，在混音模式下，用户除了可以透过扬声器150聆听音乐以外，还可透过扬声器150听到周围的环境声音。其中，移动装置100周围的环境声音可例如是人们所发出的语音，例如，周围人们的交谈声、呼喊声与尖叫声，或是来自电话的对话声。换言之，在混音模式下，用户无须以手动的方式关闭音乐即可与人交谈、接听电话或是注意到周围人们的反应，进而提升移动装置100在使用上的便利性与安全性。

除此之外，移动装置100的周围的环境声音也可例如是可用来提醒或是警惕使用者的提示声音，例如：电话铃声、大楼的广播声、特种车辆(例如，警车、消防车、救护车或是工程救险车)的警报声、或是大众交通工具(例如，汽车、机车或是巴士)的引擎声、紧急煞车声与喇叭声…等。换言之，在混音模式下，用户在聆听音乐的过程中也可透过扬声器150听到周围的提示声音，进而可注意到周围的实时状态或是突发状况，进而提升移动装置100在使用上的便利性与安全性。

值得一提的是，在一实施例中，移动装置100还包括一装置本体11与一外接模块12。其中，外接模块12可拆卸地连接装置本体11。此外，音源输入接口110、声音侦测单元120、信号处理单元130与混音单元140设置在装置本体11内，且扬声器150设置在外接模块12内。再者，外接模块12可例如是一耳机，装置本体11可以例如是一移动电源，且移动电源可透过其内部的电池组(未绘示出)来供应电源或是储存电力。此外，本领域具有通常知识者也可依设计所需，将声音侦测单元120设置在外接模块12内。

为了让本领域具有通常知识者可以更加了解本发明，图2为依据本发明一实施例的移动装置的操作方法流程图，以下将同时参照图1与图2来更进一步地说明移动装置100。如步骤S210所示，移动装置100可透过音源输入接口110接收具有数字格式的音乐信号。另一方面，如步骤S220所示，声音侦测单元120会侦测移动装置100周边的环境声音，并将所侦测到的环境声音转换成外界声音信号。

再者，如步骤S230所示，信号处理单元130会分析外界声音信号，并依据分析结果而决定是否启动一混音模式。就步骤S230的细部步骤来看，如步骤S231所示，信号处理单元130会对外界声音信号进行快速傅立叶变换(Fast Fourier Transformation，简称FFT)与语音活动检测(voice activity detection，简称VAD)，以对外界声音信号进行分析，并取得至少一特征值。借此，信号处理单元130将可依据所取得的至少一特征值，来判别外界声音信号是否为语音信号或是可用以提醒或是警惕用户的提示信号。

具体而言，如步骤S232所示，信号处理单元130会将所取得的至少一特征值与多个默认值进行比对。当所取得的至少一特征值符合所述多个默认值的其一时，则可判定外界声音信号为语音信号或是提示信号。此时，如步骤S233所示，信号处理单元130将启动混音模式。另一方面，当所取得的至少一特征值不符合所述多个默认值时，信号处理单元130将不启动混音模式。

举例来说，在语音信号的判别上，信号处理单元130可透过语音活动检测来取得外界声音信号中的特征值(例如，语音特征值)，并将所取得的特征值与内部所储存的默认值(例如，语音样本值)进行比对，以借此判别外界声音信号是否为语音信号。除此之外，人类的语音通常具有固定的周期，并大部分集中在中低频带(即语音频带)。因此，在另一实施例中，信号处理单元130也可透过快速傅立叶变换来取得外界声音信号的特征值(例如，频率值)，并将所取得的特征值与内部所储存的默认值(例如，语音频率值)进行比对，以藉此判别外界声音信号是否位在语音频带，进而也可以判别出外界声音信号是否为语音信号。

另一方面，由于所述的提示声音一般具有相对较高的频率，因此提示声音的频率也可被划分在一提示频带中。相对地，倘若声音侦测单元120所产生的外界声音信号是位在提示频带时，则代表声音侦测单元120所侦测到的环境声音为提示声音，且其所产生的外界声音信号可为提示信号。因此，在提示信号的判别上，信号处理单元130可也透过快速傅立叶变换来来取得外界声音信号的特征值(例如，频率值)，并将所取得的特征值与内部所储存的默认值(例如，提示频率值)进行比对，以藉此判别外界声音信号是否位在提示频带，进而也可以判别出外界声音信号是否为提示信号。

请继续参照图1与图2。在混音模式下，如步骤S241所示，混音单元140会对音乐信号与外界声音信号进行混音并据以产生混音信号。此外，如步骤S242所示，混音单元140会判别关于音乐信号与外界声音信号的混音处理是否已完成。当混音处理完成时，如步骤S243所示，混音单元140将输出混音频号，且移动装置100将透过扬声器150来播放混音信号。藉此，使用者将可透过扬声器150同时听到音乐声以及周围环境中的语音或是提示声音，进而可以有效地提升移动装置100在使用上的便利性与安全性。

另一方面，信号处理单元130也可依据分析结果而决定是否启动一播放模式。举例来说，当信号处理单元130所取得的至少一特征值都不符合所述多个默认值时，亦即当混音模式不被启动时，如步骤S250所示，信号处理单元130将启动播放模式。在播放模式下，如步骤S260所示，混音单元140会依据移动装置100的先前状态而决定是否产生多个增益值。

举例来说，倘若移动装置100的先前状态为混音模式时，则代表移动装置100是从混音模式切换至播放模式，故此时的混音单元140会在信号处理单元130的控制下产生多个增益值。此外，如步骤S270所示，混音单元140会利用所述多个增益值来调整音乐信号。例如，混音单元140可利用所述多个增益值来逐渐增大音乐信号的音量。再者，如步骤S280所示，移动装置100会透过扬声器150来播放调整后的音乐信号。

换言之，当移动装置100从混音模式切换至播放模式时，扬声器150会渐进式地播放音乐信号，以便用户可以适应移动装置100模式的切换，并可避免音乐信号的音量突然过大而所造成的不适。值得一提的是，混音单元140可通过所述多个增益值将音乐信号的音量从第一音量逐渐增大至第二音量。其中，第二音量可例如是一默认音量或是音乐信号尚未经由混音处理时的原始音量。举例来说，在一实施例中，信号处理单元130可在混音模式启动前，先侦测音乐信号的原始音量，并将所侦测到的原始音量设定为第二音量。之后，当移动装置100从混音模式切换至播放模式时，移动装置100将可渐进式地将音乐信号的音量调整至原始音量，进而致使移动装置100可以恢复到先前使用者所设定的播放条件。

另一方面，当移动装置100的先前状态为播放模式时，则代表移动装置100是持续地维持在播放模式下，故此时的混音单元140会在信号处理单元130的控制下不产生多个增益值。此外，如步骤S290所示，混音单元140可直接传送音乐信号，以致使移动装置100可透过扬声器150来播放音乐信号。换言之，当移动装置100持续地维持在播放模式时，音乐信号可透过信号处理单元130与混音单元140传送至扬声器150，以致使移动装置100可持续地透过扬声器150来播放音乐信号。

图3为依据本发明另一实施例之移动装置的方块示意图。如图3所示，在一实施例中，声音侦测单元120包括收音组件310、模拟数字转换电路320与消噪单元(noise reduction unit)330。混音单元140包括加权计算电路340与加权调整电路350。此外，图4为依据本发明一实施例用来说明步骤S220的细部流程图，以下请同时参照图3与图4来看声音侦测单元120的细部操作。

如步骤S410与步骤S420所示，收音组件310会侦测移动装置100周边的环境声音，并依据所侦测到的环境声音产生模拟格式的音源信号。其中，收音组件310可以例如是一麦克风。此外，如步骤S430所示，模拟数字转换电路320会转换模拟格式的音源信号，并据以产生数字格式的音源信号。再者，如步骤S440所示，消噪单元330会滤除数字格式之音源信号中的噪声(例如，低频噪音或是白噪声)，以产生外界声音信号。其中，消噪单元330可利用消噪算法滤除频率范围约为20-200Hz的低频噪音和噪声，低频噪音举例来说包括风扇马达、发电机、冷却水塔。

图5为依据本发明一实施例用来说明步骤S241的细部流程图，以下请同时参照图3与图5来看混音单元140的细部操作。如步骤S510所示，在混音模式下，加权计算电路340会依据***默认值产生调和比例或是依据音乐信号与外界声音信号的音量计算出调和比例。此外，如步骤S520所示，加权调整电路350会依据调和比例产生多个加权值，并利用所述多个加权值来调整音乐信号与外界声音信号。再者，如步骤S530所示，加权调整电路350会对调整后的音乐信号与外界声音信号进行混波以产生混音信号。

举例来说，图6为依据本发明一实施例的移动装置的波形示意图，其中S51用来表示音乐信号，S52用以表示经由加权值调整后的音乐信号，S53为外界声音信号，且S54为外界声音信号的能量强度。如图6所示，在时间区间T51与时间区间T52中，声音侦测单元120都响应环境声音产生相应的外界声音信号S53，且信号处理单元130辨识出外界声音信号S53为语音信号而据以启动混音模式。

此外，就外界声音信号的能量强度S54来看，时间区间T51内的外界声音信号S53小于时间区间T52内的外界声音信号S53。换言之，时间区间T51内的外界声音信号S53可例如是周围环境中较小的说话声，且时间区间T52内的外界声音信号S53可例如是周围环境中较大的说话声。另一方面，就调整后的音乐信号S52来看，在混音模式下，加权计算电路340会利用一加权值小幅度地降低在时间区间T51内之音乐信号S51的振幅，且加权计算电路340会利用另一加权值大幅度地降低在时间区间T52内的音乐信号S51的振幅。此外，加权计算电路340会将调整后的音乐信号S52与外界声音信号S53进行相加，以产生混音信号。

换言之，当声音侦测单元120侦测到周围环境中较小的说话声时，混音单元140会适度地降低音乐信号S52的音量，并将降低后的音乐信号S52与外界声音信号S53进行相加，以便使用者可透过扬声器150来听到音乐与外界的说话声。相对地，当声音侦测单元120侦测到周围环境中较大的说话声时，混音单元140会大幅地降低音乐信号S52的振幅，以便使用者透过扬声器150所听到的声音大多都为外界的说话声。

值得一提的是，图7为依据本发明另一实施例的移动装置的波形示意图。如图7所示，当接收到外界声音信号S53时，混音单元140会在一启动时间(attack time)Ta内迅速地降低音乐信号S52的振幅。其中，启动时间Ta为混音单元140调整音乐信号所需的时间。此外，当外界声音信号S53不被产生时，移动装置100会延迟一保持时间(hold time)Th后再启动播放模式，以借此确认声音侦测单元120是否还有侦测到其它的环境声音。此外，当移动装置100是从混音模式切换至播放模式时，移动装置100可在一衰减时间(decay time)Td内利用多个增益值逐渐增大音乐信号，以致使音乐信号可逐渐恢复到原始音量。

更进一步来看，图3所示混音单元140是用来产生数字格式的混音频号。因此，在图3实施例中，移动装置100还包括数字模拟转换电路360。其中，数字模拟转换电路360用以转换数字格式的混音频号或是音乐信号，以产生模拟格式的混音频号或是音乐信号。此外，移动装置100会利用模拟格式的混音频号或是音乐信号来驱动扬声器150。值得一提的是，在另一实施例中，数字模拟转换电路360也可设置在混音单元140中，以致使混音单元140可直接产生用以驱动扬声器150的模拟格式的混音频号或是音乐信号。

综上所述，本发明所述移动装置可利用声音侦测单元将移动装置周边的环境声音转换成外界声音信号，并可在混音模式下对音乐信号与外界声音信号进行混音而据以产生混音信号。借此，移动装置将可选择性地透过扬声器播放音乐信号或是混音频号，以便用户在聆听音乐的过程中也可注意到周围的实时状态或是突发状况，进而提升移动装置在使用上的便利性与安全性。

虽然本发明已以实施例揭露如上，但并非用来限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，均应涵盖在本专利的保护范围中。

Claims (20)

1.一种移动装置，其特征是，包括：

一声音侦测单元，侦测该移动装置周边的一环境声音，并将该环境声音转换成一外界声音信号；

一信号处理单元，分析该外界声音信号，并依据一分析结果而决定是否启动一混音模式；

一混音单元，在该混音模式下对一音乐信号与该外界声音信号进行混音，并据以产生一混音信号；以及

一扬声器，其中在该混音模式下，该移动装置通过该扬声器播放该混音信号。

2.如权利要求1所述的移动装置，其特征是：当该混音模式不被启动时，该信号处理单元启动一播放模式，并依据该移动装置的先前状态而决定是否产生多个增益值，当该些增益值被产生时，该混音单元利用该些增益值调整该音乐信号，且该移动装置透过该扬声器播放调整后的该音乐信号。

3.如权利要求2所述的移动装置，其特征是：该混音单元依据所述增益值将该音乐信号的音量逐渐增大至一原始音量。

4.权利要求1所述的移动装置，其特征是：在该混音模式下，该混音单元利用多个加权值调整该音乐信号与该外界声音信号，以降低该音乐信号的振幅并增加该外界声音信号的振幅，且该混音单元更将调整后的该音乐信号与该外界声音信号进行相加，以产生该混音信号。

5.权利要求4所述的移动装置，其特征是：在该混音模式下，该混音单元在一启动时间内降低该音乐信号的振幅。

6.权利要求1所述的移动装置，其特征是：该声音侦测单元包括：

一收音组件，侦测该环境声音，并依据所侦测到的该环境声音产生模拟格式的一音源信号；

一模拟数字转换电路，转换模拟格式的该音源信号，以产生数字格式的该音源信号；以及

一消噪单元，滤除数字格式的音源信号中的噪声，以产生该外界声音信号。

7.权利要求1所述的移动装置，其特征是：该信号处理单元对该外界声音信号进行一快速傅立叶变换与一语音活动检测以取得至少一特征值，当该至少一特征值符合多个默认值的其一时，该信号处理单元启动该混音模式，当该至少一特征值不符合该些默认值时，该信号处理单元启动一播放模式，并依据该移动装置的先前状态而决定是否产生多个增益值。

8.权利要求7所述的移动装置，其特征是：当该些增益值被产生时，该混音单元利用该些增益值调整该音乐信号，且该移动装置透过该扬声器播放调整后的该音乐信号，当该些增益值不被产生时，该混音单元传送该音乐信号，以致使该移动装置通过该扬声器播放该音乐信号。

9.权利要求1所述的移动装置，其特征是：该混音单元包括：

一加权计算电路，在该混音模式下，依据一***默认值产生一调和比例或依据该音乐信号与该外界声音信号的音量计算出该调和比例；以及

一加权调整电路，依据该调和比例产生多个加权值，并利用该些加权值调整该音乐信号与该外界声音信号，且该加权调整电路对调整后的该音乐信号与该外界声音信号进行混波以产生该混音信号。

10.权利要求1所述的移动装置，其特征是：该移动装置通过一音源输入接口接收数字格式的该音乐信号。

11.权利要求10所述的移动装置，其特征是：该混音单元用以产生数字格式的该混音频号，且该移动装置还包括：

一数字模拟转换电路，转换数字格式的该混音频号或是该音乐信号，以产生模拟格式的该混音频号或是该音乐信号，且该移动装置利用模拟格式的该混音频号或是该音乐信号驱动该扬声器。

12.权利要求1所述的移动装置，其特征是：该移动装置还包括一装置本体与一外接模块，该外接模块可拆卸地连接该装置本体，且该信号处理单元与该混音单元设置在该装置本体内，该扬声器设置在该外接模块内，该声音侦测单元设置在该装置本体或是该外接模块内。

13.权利要求12所述的移动装置，其特征是：该装置本体为一移动电源，且该外接模块为一耳机。

14.一种移动装置的操作方法，包括：

接收一音乐信号；

侦测该移动装置周边的一环境声音，并将该环境声音转换成一外界声音信号；

分析该外界声音信号，并依据一分析结果而决定是否启动一混音模式；以及

在该混音模式下，对该音乐信号与该外界声音信号进行混音以产生一混音信号，并透过该移动装置中的一扬声器播放该混音信号。

15.如权利要求14所述的移动装置的操作方法，其特征是，还包括：

当该混音模式不被启动时，启动一播放模式，并依据该移动装置的先前状态而决定是否产生多个增益值；

当该些增益值被产生时，利用该些增益值调整该音乐信号，并透过该扬声器播放调整后的该音乐信号；以及

当该些增益值不被产生时，透过该扬声器播放该音乐信号。

16.如权利要求14所述的移动装置的操作方法，其特征是：所述侦测该移动装置周边的该环境声音，并将该环境声音转换成该外界声音信号的步骤包括：

通过该移动装置中的一收音组件侦测该环境声音；

依据所侦测到的该环境声音产生模拟格式的一音源信号；

转换模拟格式的该音源信号，以产生数字格式的该音源信号；以及

滤除数字格式的该音源信号中的噪声，以产生该外界声音信号。

17.如权利要求14所述的移动装置的操作方法，其特征是：所述分析该外界声音信号，并依据该分析结果而决定是否启动该混音模式的步骤包括：

对该外界声音信号进行一快速傅立叶变换与一语音活动检测以取得至少一特征值；以及

当该至少一特征值符合多个默认值其一时，启动该混音模式。

18.如权利要求14所述的移动装置的操作方法，其特征是：所述对该音乐信号与该外界声音信号进行混音以产生该混音信号的步骤包括：

依据一***默认值产生一调和比例或是依据该音乐信号与该外界声音信号的音量计算出该调和比例；

依据该调和比例产生多个加权值，并利用该些加权值调整该音乐信号与该外界声音信号；以及

对调整后的该音乐信号与该外界声音信号进行混波以产生该混音信号。

19.如权利要求18所述的移动装置的操作方法，其特征是：所述利用加权值调整该音乐信号与该外界声音信号的步骤包括：

依据该些加权值降低该音乐信号的振幅；以及

依据该些加权值增加该外界声音信号的振幅。

20.如权利要求14所述的移动装置的操作方法，其特征是：该混音频号为数字格式，且通过该移动装置中的该扬声器播放该混音信号的步骤包括：

转换数字格式的该混音频号，以产生模拟格式的该混音信号；以及

利用模拟格式的该混音频号来驱动该扬声器。