TW201317983A - 增進語音即時輸出之方法及助聽器 - Google Patents
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Abstract
一種增進語音即時輸出之方法係用於一助聽器。首先將輸入聲音切割為複數聲音段,再判斷各聲音段的屬性,分別為高頻、低頻、靜音。在輸出語音時,低頻聲音段不進行變頻處理,高頻聲音段則進行變頻處理才輸出,而全部或部分該靜音聲音段消除而不輸出,以降低或消除播放非靜音聲音段之延遲。
Description
本發明係關於一種用於聽障者之助聽器。
助聽器之發展由來已久,主要概念為將聲音放大,以幫助聽障者聽見原本聽不到的聲音,將聲音放大的處理幾乎不會產生延遲。另外助聽器若針對頻率進行處理,通常是將聲音頻率降低,譬如先前技術美國專利第6,577,739號”Apparatus and methods for proportional audio compression and frequency shifting”將聲音訊號以某比例壓縮後,提供給對某特定範圍有聽力損失的聽障者,然此技術是對全體聲音做壓縮,雖然可即時輸出,但會使得聲音失真嚴重。
若只針對部分高頻聲音進行降頻,則失真就會降低,然而這牽涉大量運算,因此會造成延遲的問題,常常不適用於即時語音之處理,力如申請人於專利申請第099141772號(美國專利申請第13/064,645號)雖可減少失真,但會有輸出延遲的問題產生。
因此如何減少聲音輸出的失真之狀況下,也能減少聲音輸出延遲的問題是有需要被解決的。
語音在處理變頻的過程中,有時會產生延遲的現象,造成輸出的語音不能同步輸出,本發明之主要目的係在增進語音即時輸出之方法。
為達成上述之目的,本發明包括下列步驟:將該輸入聲音切割為複數聲音段。
由複數聲音段中尋找至少二種不同屬性之聲音段:靜音聲音段,靜音聲音段之聲音能量小於一聲音能量門檻值;非靜音聲音段,非靜音聲音段之聲音能量大於一聲音能量門檻值,在實施例中,非靜音聲音段被區分為高頻及低頻兩種屬性。
輸出部分之複數聲音段,其中:針對全部或部分非靜音聲音段進行變頻處理後全部輸出。在實施例中,當非靜音聲音段之屬性為高頻時,則要進行變頻處理;當非靜音聲音段之屬性為低頻時,則不進行變頻處理。
以及針對全部或部分該靜音聲音段消除而不輸出。
藉由上述之步驟,全部或部分非靜音聲音段進行變頻處理而產生時間延遲,可透過消除全部或部分該靜音聲音段,以降低或消除播放非靜音聲音段之延遲。
為讓本發明之上述和其他目的、特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉出本發明之具體實施例,並配合所附圖式,作詳細說明如下。
以下請先參考圖1係本發明之助聽器之整體架構圖。
本發明之助聽器10包括收音器11、聲音處理模組12及聲音輸出模組13。收音器11用於接收聲源80發出之輸入聲音20,交由聲音處理模組12處理後,由聲音輸出模組13輸出。收音器11可為麥克風等任何可收音之器材,聲音輸出模組13可包括揚聲器,耳機等任何可播音之器材,但本發明不以上述列舉之裝置為限。聲音處理模組12一般為音效處理晶片搭配控制電路、放大電路所組成;亦可為處理器、記憶體搭配控制電路、放大電路所組成之解決技術。聲音處理模組12之重點為聲音訊號之放大處理、濾除噪音、改變聲音頻率組成以及為了達成本發明目的而需要之處理,由於聲音處理模組12可用習知之硬體搭配新的韌體或軟體,因此聲音處理模組12之硬體架構不再贅述。本發明之助聽器10基本上可以為將硬體特製化之專用機,亦可為小型電腦如PDA、PDA手機,或智慧型手機以及個人電腦。譬如以手機而言,處理器執行記憶體內的軟體程式後,配合聲音晶片、麥克風及喇叭(外接式或耳機)即形成如圖1聲音處理模組12的主要架構,現在手機處理器執行速度加快,手機配合適當軟體即可成為助聽器。
接著請參考圖2,係關於本發明聲音處理模組之步驟流程圖。另請一併參考圖3及圖4,係關於本發明之相關實施例之示意圖,圖3及圖4以每一階段接著每一階段(step by step)之方式(階段0~階段11)呈現示意圖,以方便瞭解本發明之重點。
接收一輸入聲音20。
此步驟由收音器11完成,接收自聲源80發出之輸入聲音20。
將輸入聲音20切割為複數聲音段。
請參考圖3的『階段0』,為方便說明起見被切割之輸入聲音20依照時間順序被標註為S1,S2,S3....聲音段,而每一聲音段(S1~S11)的屬性被標註為”L”,“H”,或“Q”。譬如聲音段S1被標註為”L”之意義代表聲音段S1的聲音偏向低頻聲音;如聲音段S3被標註為”H”之意義代表聲音段S3的聲音偏向高頻聲音;而如聲音段S8被標註為”Q”之意義代表聲音段S8的聲音為靜音(譬如分貝數低於15以下)。
每一聲音段之時間長度建議為0.0001~0.1秒之間,以I-Phone4做為助聽器的實驗中(根據本發明所製作之軟體於I-Phone4中執行),聲音段之時間長度約在0.0001~00.1秒之間效果不錯。
由複數聲音段中尋找至少二種不同屬性之聲音段:靜音聲音段,該靜音聲音段之聲音能量小於一聲音能量門檻值;非靜音聲音段,該非靜音聲音段之聲音能量大於一聲音能量門檻值。
聲音處理模組12除了將輸入聲音20切割為複數聲音段之外,並且要判斷每一聲音段的屬性”L”,“H”,或“Q”。聲音段是否為靜音(”Q”)非常容易判斷,基本上只要給一聲音能量門檻值(如15分貝),只要低於設定之門檻值則被判斷為靜音。聲音能量只要高於門檻值都是非靜音聲音段,在本實施例中,非靜音聲音段分為至少兩種屬性,被標註為”L”(低頻聲音)或“H”(高頻聲音)。
至於聲音段的聲音是偏向高頻聲音或低頻聲音,主要判斷的方式是根據聽障者之狀況而定。一般而言,人類語言溝通的頻率為20赫茲~16000赫茲,而一般聽障者難以聽到3000赫茲或4000赫茲以上的頻率,聽障程度越重度,則所能聽到的高頻範圍越少。因此每一聲音段的屬性為”L”或“H”即以聽障者做為判斷。關於如何判斷哪一聲音段是屬於”L”或“H”之判斷方式很多,譬如分析每一聲音段有無出現高於某一赫茲(如3000赫茲)的聲音,然而此種簡單方式判斷上較不精準。申請人於專利申請第099141772號(美國專利申請第13/064,645號)亦揭露以高頻或低頻能量來判斷,譬如以下是幾種可行之判斷方式:
若1000赫茲(Hz)以下頻率之聲音能量係最多佔30%,且2500赫茲(Hz)以上頻率之聲音能量至少佔70%則為高頻”H”屬性,反之屬於低頻”L”屬性。
若1000赫茲(Hz)以下頻率之聲音能量係至少佔30%則為低頻”L”屬性,反之屬於高頻”H”屬性。
若1000赫茲(Hz)以下頻率之聲音能量最多佔30%則為高頻”H”屬性,反之屬於低頻”L”屬性。
若2500赫茲(Hz)以上頻率之聲音能量至少佔70%則為高頻”H”屬性,反之屬於低頻”L”屬性。
聲音處理模組12基本上可以一切割出聲音段,馬上判斷其屬性,亦可每切割出如5個聲音段,再一次判斷各聲音段之屬性的批次方式進行。
輸出部分之複數聲音段,其中:針對全部或部分非靜音聲音段進行變頻處理後全部輸出;以及針對全部或部分該靜音聲音段消除而不輸出。
於本實施例中,僅針對非靜音聲音段但屬性為“H”(高頻聲音)進行變頻處理,對於非靜音聲音段但屬性為“L”(低頻聲音)不進行變頻處理。這是因為聽障者難以聽到高頻聲音,因此屬性為“H”的聲音段為『需處理聲音段』,而屬性為“L”的聲音段為『不需處理聲音段』。為了聽障者聽到高頻聲音,因此變頻處理基本上為降低聲音頻率之處理,譬如以壓頻或移頻方式處理。關於壓頻或移頻之技術為已知技術,在此不再贅述。需注意的是,為了使聽障者聽到高頻聲音,傳統技術是將整段聲音進行降低聲音頻率之處理,因此處理過的聲音失真很嚴重。專利申請第099141772號(美國專利申請第13/064,645號)即是改善此問題,然而採用先判斷是否為高頻或低頻,再決定僅針對高頻聲音段進行處理則會有延遲的問題,因此採用專利申請第099141772號(美國專利申請第13/064,645號)之技術對於即時性聲音輸出會有較明顯延遲之問題產生,因此本發明即針對此問題進行改善。
以下請參考圖3及圖4關於實施例之敘述。
階段0:一開始之狀態,關於標註請見步驟202之說明。
階段1:第一個聲音段S1屬性為低頻”L”,因此不進行變頻處理然後輸出。需注意的是,為使聽障者聽到聲音,輸出之聲音段一般要經過放大處理(增加聲音能量)。
階段2:第二個聲音段S2屬性為低頻”L”,因此不進行變頻處理然後輸出。
階段3:第三個聲音段S3屬性為高頻”H”,因此需要進行變頻處理,由於進行變頻處理需要一時間,此時開始產生延遲輸出,聲音段S3此時無法即時輸出。為方便解說起見,在階段3以聲音段SX做為一個虛擬輸出,聲音段SX事實上無聲音也代表延遲之時段。
階段4:第四個聲音段S4屬性為高頻”H”,因此需要進行變頻處理,在本實施例假設處理變頻所需時間等於兩個聲音段時間,因此聲音段S3仍無法輸出,當然S4也還在處理變頻因此也無法輸出,同樣的另一個聲音段SX加入階段4。
階段5:由於聲音段S3已經處理好了,因此輸出聲音段S3。由圖可知,若完全無延遲,在階段5時,聲音段S5應該要輸出,但因為有兩個延遲SX,因此在階段5時聲音段S3才輸出。
階段6:由於聲音段S4已經處理好了,因此輸出聲音段S4。
階段7:第五個聲音段S5屬性為低頻”L”,因此不進行變頻處理然後輸出。
階段8:第六個聲音段S6屬性為低頻”L”,因此不進行變頻處理然後輸出。
階段9:第七個聲音段S7屬性為低頻”L”,因此不進行變頻處理然後輸出。由圖可知,階段3之延遲為一個聲音段時間(一個SX),而從階段4~階段9之延遲為兩個聲音段時間(兩個SX)。
階段10:接下來聲音段S8,聲音段S9及聲音段S10都是靜音。本發明針對全部或部分靜音聲音段消除而不輸出。以此實施例而言,因為延遲了兩個聲音段時間,因此聲音段S8及聲音段S9都不輸出,只輸出聲音段S10。
因此之前有延遲時,本發明即以不輸出全部或部分靜音聲音,以達成減少或消除延遲。假設目前累積有6個聲音段的延遲,而若後面有4個靜音聲音段,則4個靜音聲音段都不輸出;當後面有8個靜音聲音段,則有6個靜音聲音段不輸出,但會輸出2個靜音聲音段。
一般而言,語音溝通高頻聲音段佔得最少(常常10%以下),而低頻聲音段佔得最多,靜音聲音段比高頻聲音段多了許多。因此當聲音處理模組12夠快時,去除一些靜音聲音段可以彌補高頻聲音段進行變頻所延遲的時間。
階段11:第十一個聲音段S11屬性為低頻”L”,因此不進行變頻處理然後輸出。在階段11輸出聲音段S11顯示沒有延遲發生了。
需注意的是,一般助聽器中聲音處理模組12基本上會包括放大聲音以及雜訊消除處理,上述由於放大聲音以及雜訊消除之處理並非本發明之重點,因此不再此贅述。
綜上所陳,本發明無論就目的、手段及功效,在在均顯示其迥異於習知技術之特徵,懇請 貴審查委員明察,早日賜准專利,俾嘉惠社會,實感德便。惟應注意的是,上述諸多實施例僅係為了便於說明而舉例而已,本發明所主張之權利範圍
10...助聽器
11...收音器
12...聲音處理模組
13...聲音輸出模組
20...輸入聲音
21...改造輸入聲音
80...聲源
81...聽障者
圖1係本發明之助聽器之整體架構圖。
圖2係本發明之聲音處理模組之步驟流程圖。
圖3係解釋本發明處理聲音之示意圖。
圖4係解釋本發明處理聲音之示意圖。
步驟 201
步驟 202
步驟 203
步驟 204
Claims (14)
- 一種增進語音即時輸出之方法,係用於一助聽器,該方法包括:接收一輸入聲音;將該輸入聲音切割為複數聲音段;由複數聲音段中尋找至少二種不同屬性之聲音段:靜音聲音段,該靜音聲音段之聲音能量小於一聲音能量門檻值;非靜音聲音段,該非靜音聲音段之聲音能量大於一聲音能量門檻值;輸出部分之複數聲音段,其中:針對全部或部分非靜音聲音段進行變頻處理後全部輸出;以及針對全部或部分該靜音聲音段消除而不輸出;藉由上述之步驟,全部或部分非靜音聲音段進行變頻處理而產生時間延遲,可透過消除全部或部分該靜音聲音段,以降低或消除播放非靜音聲音段之延遲。
- 如申請專利範圍第1項所述之增進語音即時輸出之方法,其中非靜音聲音段包括不需處理聲音段及需處理聲音段兩種,其中於輸出部分之複數聲音段時:當聲音段為需處理聲音段時,將需處理聲音段進行變頻處理後輸出;以及當聲音段為不需處理聲音段時,將不需處理聲音段以不進行變頻處理輸出。
- 如申請專利範圍第2項所述之增進語音即時輸出之方法,其中變頻處理係為降低聲音頻率之處理。
- 如申請專利範圍第3項所述之增進語音即時輸出之方法,其中降低聲音頻率之處理係以壓頻或移頻方式處理。
- 如申請專利範圍第3項所述之增進語音即時輸出之方法,其中不需處理聲音段係合乎下列條件:1000赫茲(Hz)以下頻率之聲音能量係至少佔30%。
- 如申請專利範圍第3項所述之增進語音即時輸出之方法,其中需處理聲音段係合乎下列其中至少一條件:1000赫茲(Hz)以下頻率之聲音能量最多佔30%且2500赫茲(Hz)以上頻率之聲音能量至少佔70%;2500赫茲(Hz)以上頻率之聲音能量至少佔70%;1000赫茲(Hz)以下頻率之聲音能量最多佔30%;或2500赫茲(Hz)以上頻率之聲音能量至少佔70%。
- 如申請專利範圍第1~6項任一項所述之增進語音即時輸出之方法,其中,每一聲音段之時間長度為0.0001~0.1秒之間。
- 一種助聽器,包括:一收音器,用以接收一輸入聲音;一聲音處理模組,與該收音器電性連接,用以:將該輸入聲音切割為複數聲音段;由複數聲音段中尋找至少二種不同屬性之聲音段:靜音聲音段,該靜音聲音段之聲音能量小於一聲音能量門檻值;非靜音聲音段,該非靜音聲音段之聲音能量大於一聲音能量門檻值;針對全部或部分非靜音聲音段進行變頻處理;針對全部或部分該靜音聲音段消除;以及一聲音輸出模組,與該聲音處理模組電性連接,用以輸出該聲音處理模組處理後之全部或部分之複數聲音段;藉由上述之構造,全部或部分非靜音聲音段進行變頻處理而產生時間延遲,可透過消除全部或部分該靜音聲音段,以降低或消除播放非靜音聲音段之延遲。
- 如申請專利範圍第8項所述之助聽器,其中非靜音聲音段包括不需處理聲音段及需處理聲音段兩種,其中於輸出部分之複數聲音段時:當聲音段為需處理聲音段時,將需處理聲音段進行變頻處理後輸出;以及當聲音段為不需處理聲音段時,將不需處理聲音段以不進行變頻處理輸出。
- 如申請專利範圍第9項所述之助聽器,其中變頻處理係為降低聲音頻率之處理。
- 如申請專利範圍第10項所述之助聽器,其中降低聲音頻率之處理係以壓頻或移頻方式處理。
- 如申請專利範圍第10項所述之助聽器,其中不需處理聲音段係合乎下列條件:1000赫茲(Hz)以下頻率之聲音能量係至少佔30%。
- 如申請專利範圍第10項所述之助聽器,其中需處理聲音段係合乎下列其中至少一條件:1000赫茲(Hz)以下頻率之聲音能量最多佔30%且2500赫茲(Hz)以上頻率之聲音能量至少佔70%;2500赫茲(Hz)以上頻率之聲音能量至少佔70%;1000赫茲(Hz)以下頻率之聲音能量最多佔30%;或2500赫茲(Hz)以上頻率之聲音能量至少佔70%。
- 如申請專利範圍第8~13項任一項所述之助聽器,其中,每一聲音段之時間長度為0.0001~0.1秒之間。
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