处理声音段的方法及助听器的制造方法
【专利摘要】一种处理声音段的方法及助听器，处理声音段的方法包括以下步骤：检查一声音段是否为一母音段，若该声音段不是母音段，则进行检查该声音段为一高频子音段还是低频子音段，若声音段为高频子音段时，则对该声音段进行一低频化处理。
【专利说明】处理声音段的方法及助听器
【技术领域】
[0001]本发明涉及处理语音的方法，尤其是针对听障者，老人等。
【背景技术】
[0002]助听器的发展由来已久，主要概念为将声音放大，以帮助听障者听见原本听不到的声音，将声音放大的处理几乎不会产生延迟。另外助听器若针对频率进行处理，通常是将声音频率降低，譬如现有技术美国专利第6，577，739号“Apparatus and methods forproport1nal aud1 compress1n and frequency shifting，，嘗声音信号以某 t匕{列压缩后，提供给对某特定范围有听力损失的听障者，然此技术是对全体声音做压缩，虽然可即时输出，但会使得声音失真严重。
[0003]现有技术美国专利第4，454，609 号 “Speech intelligibility enhancement” 针对高频的子音声音做增强，当中高频声音的比例越高，则越多高频内容被增强。此发明针对高频的子音来做增强，然而对于何时有子音出现对于即时语音处理的场合是非常困难的，因此不适合用于助听器。
[0004]现有技术美国专利第6，577，739 号 “Apparatus and methods for proport1nalaud1 compress1n and frequency shifting”将声音信号以某比例压缩后，提供给对某特定范围有听力损失的听障者，然此技术是对全体声音做压缩，会使得声音失真严重。
[0005]现有技术美国专利公开第2007/0127748 号 “Sound enhancement forhearing-1mpaired listeners”有揭露将高频声音段处理为较低频的声音段(soundsegment)，然而并无提出低频声音段如何处理，也无区分母音及子音是否应该做一区隔以进行处理声音。
[0006]因此要发展一能即时处理语音，譬如应用于助听器上，能简化运算以及增加听障者听到声音正确性的方法是需要的。
【发明内容】
[0007]本发明的主要目的在于提供一种增加听障者听到声音正确性的方法及助听器。
[0008]为达成上述的目的，本发明处理声音段的方法包括以下步骤:
[0009]检查一声音段是否为一母音段，若该声音段不是母音段，则进行之后的步骤。
[0010]检查该声音段为一高频子音段还是低频子音段:
[0011]当该声音段为高频子音段时，则对该声音段进行一低频化处理，以及
[0012]针对子音段(高频子音段或低频子音段)进行能量放大处理或声音拉长处理。
[0013]以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1本发明的助听器的整体架构图；
[0015]图2本发明的声音处理模块的步骤流程图；
[0016]图3输入声音切为多个声音段的不意图；
[0017]图4具有低频子首及母首的输入声首的频率不意图；
[0018]图5具有闻频子首及母首的输入声首的频率不意图；
[0019]图6本发明关于将高频子音进行一低频化处理的示意图；
[0020]图7具有子首及母首的输入声首的振幅不意图；
[0021]图8本发明将子音声音段的能量放大的示意图；
[0022]图9本发明将子音声音段时间拉长的示意图。
[0023]其中，附图标记
[0024]助听器10收音器11
[0025]声音处理模块12扬声器13
[0026]输入声音20，20a, 20b
[0027]声音段21，21a, 21b, 21c
[0028]听障者8I
【具体实施方式】
[0029]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。
[0030]以下请先参考图1本发明的助听器的整体架构图。
[0031]本发明的助听器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播出给听障者81。收音器11可为麦克风等任何可收音的器材，扬声器13 (亦可有放大器)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；亦可为处理器、记忆体搭配控制电路、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可用现有的硬件搭配新的固件或软件，因此声音处理模块12的硬件架构不再赘述。本发明的助听器10基本上可以为将硬件特制化的专用机，亦可为小型计算机如PDA、PDA手机，或智能型手机以及个人计算机。
[0032]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至图9以了解本发明。
[0033]步骤201:接收输入声音20，此步骤由收音器11完成。
[0034]步骤202:将输入声音20切割为多个声音段21。每一声音段的时间长度建议为0.0001?0.1秒之间，以1-Phone4做为助听器的实验中(根据本发明所制作的软件于
1-Phone4中执行)，声音段的时间长度约在0.0001?0.1秒之间效果不错。
[0035]步骤203:检查声音段是否为一母音段。多个声音段依序进行检查。如果目前所检查的声音段为母音，则进行检查下一个声音段。若非母音，则进行步骤204。请参考图4，输入声音20a是具有低频子音及母音，譬如中文的『夕么(Pao)』或英文的『Pin』，前面一段为子音，后面一段为母音。图4显示的网状黑点代表在某一频率的能量，网状黑点越密集代表能量越高，黑线条部分代表能量集中在某一频率。
[0036]当在进行检查声音段21a时，因为声音段21a非母音，因此进行步骤204。当在进行检查声音段21b时，因为声音段21b为母音,则不处理而进行检查下一个声音段。
[0037]关于如何判断声音段是否为一母音段，请见图4的母音，母音的特性是通常有2?100 (会根据母音,及每个人发音的音色有所不同)段谐波现象(harmonic phenomenon),能量集中在2?100段的频率，关于母音的特性由于为已知的知识，在此不再赘述。
[0038]步骤204:检查该声音段是否为一高频子音段。若是高频子音段则进行步骤205，若非高频子音段则进行步骤206。需注意的是，步骤204当然亦可改为『检查该声音段是否为一低频子音段』，只是对调『是』，『否』的路径。
[0039]检查一声音段是否为高频子音段重点在于此子音段的能量分布是否在高频区，判断一声音段是否为高频子音段或低频子音段有许多方式，当某一声音段于2500赫兹以上的能量至少占该声音段总能量的50%时，建议被认为是高频子音段。
[0040]譬如进行检查声音段21a于2500赫兹以上的能量小于总能量的50%，因此不被认为是高频子音段。请参见图5，输入声音20b是具有高频子音及母音，譬如中文的『卩幺(Zao)』或英文的『see』，其中声音段21c于2500赫兹以上的能量大于总能量的50%，所以被认为是高频子音。
[0041]步骤205:对该声音段进行一低频化处理。低频化处理譬如常用的压频处理或移频处理，或者压频处理及移频处理两者共用，建议先针对高频段(譬如4000赫兹至10000赫兹的区域)进行压频，再进行移频，譬如以声音段21c为例，将声音段21c的4000赫兹至10000赫兹的区域进行压频处理，压频至5000?4000赫兹，再将5000?4000赫兹往下移1000赫兹(移频)，然而O?4000赫兹的部分不做处理。
[0042]步骤206:将该声音段进行能量放大处理或声音拉长处理。子音的特性常常是短音，譬如在中文的发音常常是如此，所以可以针对高频子音或低频子音进行能量的放大，如图7显示子音的能量，而子音经过能量放大之后，如图8显示，这能让听障者更能清楚听到子音。需注意的是，在步骤206中，将子音段放大，不代表不将母音段的能量放大，通常听障者是需要放大音量的，譬如放大三倍，步骤206指的是先特别针对子音能量放大，尤其是侦测到子音段的能量较低时(如中文的C及厂，英文的F及H)，之后譬如在扬声器13直接再放大三倍，因此某些子音段的能量放大倍率是高过母音。另外也非所有子音都需特别放大能量，以中文为例，高频子音(许多高频音是气音)比低频子音更需要能量放大，因此高频子音比较需要步骤206的处理。另外对于轻度听障者而言，步骤206也可以不需要。
[0043]除了让子音声音段进行能量放大处理之外，也可将声音段进行拉长处理，尤其是对于较严重的听障者而言需要拉长(特别是短子音如中文的亡，与英文的T)。当然在步骤206中，可让子音声音段进行拉长处理即可但不放大能量亦可，也可只放大能量，或是同时放大能量并进行拉长处理(如图9)。当然如果子音声音段进行拉长处理，则于助听器这种需要即时声音处理的情况下会造成延迟的现象，这需要进行补偿，关于补偿的技术并非本发明的重点，可参考同一 申请人:申请的案件(美国专利申请号13/833，009)。
[0044]当然，本发明还可有其他多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.一种处理声音段的方法，其特征在于，包括: 检查一声音段是否为一母音段，若该声音段不是母音段，则进行: 检查该声音段为一高频子音段还是低频子音段: 当该声音段为高频子音段时，则对该声音段进行一低频化处理。
2.根据权利要求1所述的处理声音段的方法，其特征在于，该低频化处理包括一压频处理或一移频处理。
3.根据权利要求2所述的处理声音段的方法，其特征在于，该低频化处理包括针对该声音段的一高频段进行该压频处理并进行该移频处理。
4.根据权利要求3所述的处理声音段的方法，其特征在于，该高频段至少包括4000赫兹至10000赫兹的区域。
5.根据权利要求4所述的处理声音段的方法，其特征在于，于当该声音段被判断为高频子音段时是当该声音段于2500赫兹以上的能量至少占该声音段总能量的50%。
6.根据权利要求5所述的处理声音段的方法，其特征在于，判断该声音段是否为母音段是检查该声音段是否具有谐波现象。
7.根据权利要求6所述的处理声音段的方法，其特征在于，当该声音段为高频子音段时，更将该声音段进行能量放大处理或声音拉长处理。
8.根据权利要求7所述的处理声音段的方法，其特征在于，当该声音段为低频子音段时，更将该声音段进行能量放大处理或声音拉长处理。
9.根据权利要求2所述的处理声音段的方法，其特征在于，当该声音段为高频子音段时，更将该声音段进行能量放大处理或声音拉长处理。
10.根据权利要求9所述的处理声音段的方法，其特征在于，当该声音段为低频子音段时，更将该声音段进行能量放大处理或声音拉长处理。
11.一种助听器，其特征在于，包括: 一收音器，用以接收一输入声音； 一声音处理模块，与该收音器电性连接，用以: 将该输入声音切割为多个声音段； 检查各声音段是否为一母音段，若该声音段不是母音段，则进行: 检查该声音段为一高频子音段还是低频子音段: 当该声音段为高频子音段时，则对该声音段进行一低频化处理；以及一扬声器，用以将上述经处理或未处理的该多个声音段输出。
12.根据权利要求12所述的助听器，其特征在于，该低频化处理包括针对该声音段的一高频段进行该压频处理并进行该移频处理。
13.根据权利要求12所述的助听器，其特征在于，判断该声音段是否为母音段是检查该声音段是否具有谐波现象。
14.根据权利要求所述的助听器，其特征在于，当该声音段为子音段时，更将该声音段进行能量放大处理或声音拉长处理。
【文档编号】G10L21/02GK104244155SQ201310225287
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年6月7日 优先权日:2013年6月7日
【发明者】杨治勇, 赵冠力, 廖玄同, 谢盷达, 童宝娟, 杨国屏, 郭舒华 申请人:杨国屏