降低噪音的方法及电子装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种降低噪音的方法，特别涉及一种在降噪处理过程中可控制噪音调整比例的方法。
【背景技术】
[0002]降低噪音的方式有许多种，与振幅调整相关的已知技术如2005年10月01日公告的台湾专利第M277217号的『背景噪音之摒除装置』中揭露，其装置包含一振幅撷取信道来阻绝低电压信号，在其发明中低电压信号被认定为噪音信号，故予以隔绝后，顺利通过信道的高电压信号(也就是正常声音)播放出来的声音，即为无噪音干扰的声音。然而被阻绝的低电压信号中，也可能含有非噪音的声音，若被视为噪音直接隔绝，将造成输出时的声音异于原声且不够自然，故针对以调整振幅来降低噪音的方式有改进的必要。
【发明内容】
[0003]本发明的主要目的是提供一种降低噪音的方法。
[0004]为达成上述的目的，本发明的降低噪音的方法包括:将该输入声音分割为多个声音段；以及取得一目前声音段的一最大能量参考数值。
[0005]根据一目前参考比率调整该目前声音段的能量，其中该目前参考比率是根据包括该最大能量参考数值以及一设定能量数值所算出，该目前参考比率小于等于I且大于等于O。
[0006]根据本发明的一实施例，其中该最大能量参考数值是还根据该目前声音段之前的η个声音段的最大能量而决定，其中η为O?180 (视每段声音段包含多少取样点，以及系统取样率而定；假设需要涵盖70Hz的两个波峰(或两个波谷)，当取样率为44100Hz，每个声音段有64个取样点，则η = 9 ;当取样率为192000Hz，每个声音段有16个取样点，则η =171);当η为O时，该最大能量参考数值为该目前声音段的最大能量。
[0007]根据本发明的一实施例，其中该目前参考比率是还根据包括一前一参考比率所算出，其中该前一参考比率是用于调整该前一个声音段的能量，该前一参考比率小于等于I且大于等于0，该前一个声音段为该目前声音段之前一个声音段。
[0008]根据本发明的一实施例，其中该目前参考比率是还根据包括一限制系数所算出，该限制系数为小于I且大于0，其中声音能量上升与下降时限制系数可以不一致，譬如声音能量上升时(目前参考比率大于前一参考比率)限制系数会介于0.01?1，而声音能量下降(目前参考比率小于前一参考比率)时限制系数会介于0.0004?0.1，会有此差别的原因在于声音能量在上升时不需过于限制参考比率的变化(有正常声音就尽快正常输出(让参考比率成为I)，故限制系数会较大)；而声音能量在下降时，正常声音的尾音(振幅较小)易被误认为噪音而调整，为了不让尾音过度调整而消音，故针对参考比率的调整上会较慢，也就是说限制系数会较小。
[0009]根据本发明的一实施例，其中在该最大能量参考数值以及设定能量数值所述的该能量是指一声音振幅。
[0010]根据本发明的一实施例，其中该设定能量数值在30dB至90dB之间。
【附图说明】
[0011]图1是本发明的助听器的整体架构图。
[0012]图2是本发明的声音处理模块的步骤流程图。
[0013]图3是输入声音切为多个声音段的示意图。
[0014]图4是本发明一实施例的多个声音段比率的图表。
[0015]图5是本发明另一实施例的多个声音段比率的图表。
[0016]图6是本发明再一实施例的多个声音段比率的图表。
[0017]其中附图标记为:
[0018]声音电子装置10收音器11
[0019]声音处理模块12扬声器13
[0020]输入声音20声音段21
[0021]使用者81
【具体实施方式】
[0022]为能更了解本发明的技术内容，特举较佳具体实施例说明如下。
[0023]以下请先参考图1是本发明的助听器的整体架构图。
[0024]本发明的声音电子装置10包括收音器11、声音处理模块12及扬声器13。收音器11用于接收输入声音20，交由声音处理模块12处理后，由扬声器13播出给使用者81。收音器11可为麦克风等任何可收音的器材，扬声器13(也可有放大器)可为耳机等任何可播音的器材，但本发明不以上述列举的装置为限。声音处理模块12 —般为音效处理芯片搭配控制电路、放大电路所组成；也可为处理器、内存搭配控制电路、放大电路所组成的解决技术。声音处理模块12的重点为声音信号的放大处理、滤除噪音、改变声音频率组成以及为了达成本发明目的而需要的处理，由于声音处理模块12可用熟知的硬件搭配新的韧体(固件)或软件，因此声音处理模块12的硬件架构不再赘述。本发明所谓的声音电子装置10譬如可以为将硬件特制化的专用机，也可为小型计算机如PDA、手机，助听耳机(如蓝牙耳机，具有处理音频的芯片或处理器)，或智能型手机以及个人计算机以软件程序实现本发明。本发明的声音电子装置10可以设计为听障者使用的，因此在声音处理模块12以可处理变频，压频或移频等功能，不过由于本发明的重点不在于频率的处理，因此不再赘述。
[0025]接着请参考图2，是关于本发明声音处理模块的步骤流程图。另请一并参考图3以及图4以了解本发明。
[0026]本发明的目的在于将噪音能量对整体声音能量的影响降低，根据本实施例，能量的定义为声音振幅。判定噪音的方式为设定一设定能量数值作为基准值，譬如为40dB，超过40dB的声音会被判定为一般声音，而低于40dB的声音会被判定为噪音，被判定为噪音的声音会乘以一定比率来降低其能量，减少噪音的影响。根据较佳实施例，设定能量数值介于30dB至90dB之间，设定能量数值甚至会高达90dB的原因在于，如果使用者是搭乘交通工具时使用搭载此降噪方法的装置，势必不会只将设定能量数值设于30dB，而是要调高以处理更大的噪音，譬如80dB。
[0027]步骤201:将输入声音20分割为多个声音段21。
[0028]每一声音段的时间长度建议为0.0000833?0.1秒(当取样率为192000Hz，每个声音段有16个取样点，建议为0.0000833秒)之间，以某手机做为助听器的实验中(根据本发明的电脑程序产品在该手机中执行)，声音段的时间长度约在0.0001?0.1秒之间效果不错，也就是说每秒约有10?10，000个声音段，为方便说明，本实施例显示15段声音段。
[0029]步骤202:取得一目前声音段的一最大能量参考数值，其中最大能量参考数值是还根据该目前声音段之前的η个声音段的能量而决定，其中η为O?180 (基本上每一声音段的时间长度越小，η可以较大)。
[0030]最大能量数值是为声音段中振幅最大的数值，如图3中譬如Α0、Α1、Α5、Α6、Α7、Α8、Α9、AlO分别为Τ0、Tl、Τ5、Τ6、Τ7、Τ8、T9、TlO声音段中的最大能量数值。在本实施例中找出最大能量数值是透过找出在某一段声音段的最大『振幅』，因此设定能量数值即是一设定『振幅』数值。η代表的是参考声音段的数量，当η为O时，声音处理模块12是以该段目前声音段的最大能量作为最大能量参考数值；当η为3时，声音处理模块12是以该段目前声音段以及目前声音段前三段声音段中的最大能量作为最大能量参考数值。关于最大能量参考数值的取样方式会在稍后说明书的范例中作更详细地解说。
[0031]步骤203:根据一目前参考比率调整目前声音段的能量，其中目前参考比率是根据包括最大能量参考数值，一设定能量数值，一前一参考比率以及一限制系数所算出，目前参考比率小于等于I且大于等于O。
[0032]最大能量参考数值被找出后，会由声音处理模块12将『最大能量参考数值』除以『设定能量数值』计算出一目前参考比率，当最大能量参考数值大于等于设定能量数值时，目前参考比率大于等于1，其表示具有最大能量参考数值的声音段为一正常声音，目前参考比率会一律修正为1，需注意的是，目前参考比率会考虑到前一参考比率以及限制系数，故还会再进一步作修正；当最大能量参考数值小于设定能量数值时，目前的此声音段会被声音处理模块12判定为噪音而处理目前参考比率。
[0033]对于处理噪音的方式是将『当段声音段能量』与『修正后比率』进行乘积以成为当段声音段能量，然而，为了防止声音处理模块12将噪音声音段过度处理而造成不自然的声音，故本发明还包括一限制系数，其是用于限制参考比率的修正幅度，为了方便说明限制系数对于参考比率的调整方式以及η于参考比率修正时的作用，在图4至图5说明时，限制系数根据本实施例一律为0.1，但实际上的实验结果，声音能量上升与下降时限制系数不为一致(如图6所示)，譬如声音能量上升时(目前参考比率大于前一参考比率)限制系数会介于0.01?1，而声音能量下降(目前参考比率小于前一参考比率)时限制系数会介于0.0004?0.1，会有此差别的原因在于声音能量在上升时不需过于限制参考比率的变化(有正常声音就尽快输出(让参考比率成为1)，故限制系数会较大)；而声音能量在下降时，正常声音的尾音(振幅较小)易被误认为噪音而调整，为了不让尾音过度调整而消音，故针对参考比率的调整上会较慢，也就是说限制系数会较小。基本上声音能量下降的状况的限制系数会小于声音能量上升的限制系数。限制系数的数值基本上跟声音段的长度有关，声音段时间越短，限制系数可以越小。限制系数也可与其他声音的特性有关，例如还可以参考一个以上限制公式来作修正，或者将比率值为0.5?I的声音段向I靠拢以防过度处理等，因此限制系数不一定是固定值。
[0034]为明了本发明上述的步骤，以及限制系数的用法，以下请一并参考图2?5，以两个实施例一步步说明Rl?R15如何被计算出。
[0035]如图4所示为本发明一实施例的计算图表，在输入声音20被分割为多个声音段之后会进行最大能量参考数值的取样，当η = O时，代表此时声音处理模块12仅会取样当段声音段的最大能量作为其声音段的最大能量参考数值，譬如现在判定的目前声音段为TO的声音段，振幅AO即为TO声音段的最大能量参考数值。以AO计算出的目前参考比率(=最大能量参考数值/设定能量数值)大于1，判定结果为一正常声音，其目前参考比率R0’会因此修正为I。同理，Tl?Τ4的目前参考比率R1’?R4’皆修正