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聲音偵測的原理

App 聆聽什麼、如何判斷,以及那些數字代表什麼。

本頁內容

Snore Timeline 把一夜的原始音訊化為你可以信賴的已標記事件,而當你知道它們是怎麼產生的,信賴它們就更容易了。本頁說明這套分類流程:App 聆聽哪些聲音、它如何決定什麼會落在你的時間軸上、那些分貝數字與橙色波形色彩代表什麼,以及為什麼吵雜的房間會改變結果。

App 分類的各種聲音

App 並不會把每一個噪音都當成打鼾,而是把聽到的聲音歸入六大類別:

  • 打鼾,主要事件。每次偵測都會帶著它的音量等級落在時間軸上。
  • 喘息,常在呼吸停頓之後出現的突然吸氣。
  • 咳嗽,以自成一類的方式追蹤,而非併入打鼾。
  • 夢話:說話、低語與含糊的喃喃自語。
  • 笑聲,因為睡著的人確實會笑。
  • 大音量聲響,超過你所設定門檻的突發噪音(詳見下文)。

打鼾、喘息與咳嗽構成呼吸類別。App 也會整夜監測呼吸型態;當一段約 10 秒以上的靜默之後,接著出現明顯比先前靜默更大聲的恢復聲響,就會被標記為一次呼吸中斷。呼吸中斷對此有深入說明。

它怎麼分辨打鼾與咳嗽呢?每一種聲音類型都有可辨識的聲學特徵。打鼾的能量大多集中在中低頻範圍,約 50 Hz 到 3 kHz,這使它有別於說話、咳嗽與環境噪音。分類器在指派標籤之前,會同時權衡每個音訊片段的聲音型態與頻率特性。大多數環境噪音都會被忽略。

沒有任何偵測系統是完美的。當兩個聲音重疊,或被被褥蓋住其中一個時,事件可能落入錯誤的類別。如果某個標籤看起來不對,回放那一刻的音訊,聽聽看發生了什麼。這裡的一切都是供個人洞察用的音訊分析;App 並不診斷睡眠呼吸中止症或任何其他病症。

即時分析,不取樣

僅留在你的裝置上 麥克風 整夜聆聽 裝置端 AI 即時 打鼾 喘息 咳嗽 夢話 呼吸 已偵測的事件
音訊在發生的當下就被分類,完全在你的手機上進行。每個聲音都即時處理並標記;沒有任何內容被取樣或對外傳送。

有些 App 靠取樣來省電:它們週期性地喚醒、聆聽片刻,然後再次休眠,這代表它們可能會錯過這之間發生的一切。Snore Timeline 運用在你手機上執行的 Apple Sound Analysis 框架,持續不間斷地分析你的音訊。每個聲音都在發生的當下被處理。沒有任何內容被略過、取樣或上傳。

持續分析帶來你會注意到的兩項結果:

  • 偵測立即開始。沒有校準或設定步驟;當夜的第一次打鼾和第一百次打鼾同樣重要。
  • 時間軸是完整的。因為 App 從不停止聆聽,你時間軸上的一段安靜空白就代表房間當時是安靜的,而這些空白本身也成為呼吸與睡眠階段分析的資料。

這一切都在裝置上執行。你的音訊絕不會離開你的手機,隱私權政策說明了這在實務上代表什麼。

靈敏度與誤判

並非每個聲音都會被收錄。只有當某個聲音與其某一類別足夠吻合時,App 才會把它記為一個事件,這正是它如何避免一台嘎吱作響的暖氣機把你的整夜填滿幽靈打鼾。

你可以透過靈敏度設定來控制那道門檻有多嚴格,它共有五個層級:極低、低、平衡、高與最高。「平衡」為預設值。

  • 極低只擷取清晰、響亮的打鼾,幾乎忽略其他所有聲音。當房間吵雜,或伴侶的打鼾不斷觸發偵測時,可選擇它。
  • 最高能捕捉非常微弱的打鼾,但也會收進更多背景噪音,並記下更多誤判。
提示

讓你的時間軸告訴你該往哪個方向調整。回放起來什麼都沒有的雜散事件太多?把靈敏度調低。錄音裡聽得到、App 卻漏掉的打鼾?把它調高。對大多數人來說,「平衡」是個很不錯的起點。

分貝與頻率色彩

音量會以 dB SPL 顯示在 App 各處,刻度從約 28 dB(近乎靜默的參考值)一路到 105 dB(極為響亮的聲音)。把它當作音量計來看:數字愈高,聲音愈大。以下是你打鼾的粗略對照:

  • 低於約 40 dB:微弱打鼾
  • 40 至 48 dB:輕微打鼾
  • 48 至 56 dB:可聽見的打鼾
  • 56 dB 以上:嚴重打鼾

App 會追蹤每個段落的峰值與平均分貝等級。這些數字僅供個人參考,並非臨床測量。

App 會偵測正在使用哪支麥克風,並在你的手機播放音訊(例如音樂或 podcast)時調整讀數。

每個聲音都是頻率的混合,而頻率就是空氣振動的快慢,以赫茲(Hz)為單位。低音振動得慢;高音振動得快。按下播放並拖曳,就能聽見它,並看著波形收緊:

160 Hz
拖曳滑桿 — 音高愈高,振動愈快
這正是下方各頻帶所依據的同一套刻度:慢速振動屬於低頻帶,快速振動屬於高頻帶。打鼾位於低頻;吐氣那輕微的嘶聲則位於高頻。需要耳機或喇叭才聽得到。

把波形放到最大,長條就會分裂成層層堆疊的橙色深淺,顯示每個聲音的能量在各頻率上的分布位置:

  • 深橙色:低頻,約 50 至 250 Hz,打鼾深沉的隆隆聲。
  • 中橙色:中頻,約 250 至 1,500 Hz,泛音與母音。
  • 亮橙色:高頻,約 1,500 至 8,000 Hz,像「sss」中的「s」這類齒擦音。
0:00
真實的錄音,依 App 描繪波形的方式上色:每根長條都分為低、中、高頻能量。按下播放並跟隨那條線。聽呼吸時,注意每一次吐氣時亮起的高頻帶向上跳動,而聲音本身仍然輕柔。聽打鼾時,深色的低頻帶占主導。這個高頻帶節奏中的一道斷裂,正是指向可能的呼吸中斷的線索。

明亮的高頻帶正是對呼吸最關鍵的那一個。每一次吐氣都會發出輕微的嘶聲,像柔和的「sss」,而這道嘶聲就位於高頻帶。Snore Timeline 整夜聆聽它,藉以追蹤你的呼吸,這正是呼吸中斷偵測睡眠階段推估的動力來源。這也是為什麼手機放得太遠或房間吵雜會削弱這些功能:嘶聲很微弱,而它正是最先消失的東西。

頻率細節只會出現在放到最大的檢視中;在更寬的縮放層級下,長條會顯示為單一純色。時間軸與回放會帶你整體解讀波形。

動手試試

把你某段安靜的夜晚放到最大,找找看那些下方幾乎沒有色彩、卻有短促亮橙色爆發的地方。那就是你的呼吸,僅憑聲音看見的呼吸。

App 完整畫面
放大檢視 放大的波形,在一次打鼾段落中帶有層層堆疊的橙色頻帶
放到最大的檢視中的頻率色彩。

大音量偵測

分類器會自行處理打鼾與夢話。大音量偵測則存在於其餘的一切:每當某個聲音超過你所選的音量門檻,無論那是什麼聲音,它都會建立一個段落。這能捕捉分類器無法命名的噪音,例如輕到不足以被辨識為說話的低語夢話、磨牙、你移動時發出的聲音,或其他無法辨識的夜間噪音。

預設門檻為 55 dB。要挑一個適合你房間的門檻:

  1. 開始錄音並保持安靜。
  2. 觀察時間軸針對你房間背景噪音所顯示的 dB 等級。
  3. 把門檻設在剛好高於那個等級的位置。

較安靜的房間能讓你使用較低的門檻,捕捉到更多聲音。

你也可能看到某些原本以為是打鼾的聲音落入大音量類別。這發生於背景噪音蓋過打鼾分類器所聆聽的呼吸型態時;分類器需要清晰的訊號才能辨識打鼾,而當房間的基準音量超過約 45 dB 時,更多聲音往往會被記為大音量訊號,而非打鼾段落。下一節會說明該如何處理。

背景噪音如何影響偵測

持續的背景噪音,例如冷氣、電風扇、車流、音樂、雨聲或海浪聲,會被分開追蹤,不會在你的時間軸上建立打鼾事件。App 會把這些辨識為連續的環境噪音,而非個別的打鼾,因此一台嗡嗡作響的冷氣本身並不會把你的整夜填滿假打鼾。

持續噪音真正的代價是遮蔽。偏高的噪音底會淹沒安靜的呼吸與微弱的打鼾,讓分類器能運用的訊號變少。隨之會有兩項後果:

  • 微弱的聲音根本變得更難偵測。
  • 在基準噪音超過約 45 dB 的房間裡,原本會被歸類為打鼾的聲音會轉入大音量類別。

為了得到更乾淨的分類,盡可能讓房間安靜。常見的元兇是電風扇與白噪音機、暖通空調與空氣清淨機、面向車流的開窗,以及持續播放的電視或音訊。較安靜的房間能讓整體偵測更準確。

當你無法控制噪音時,例如在旅館房間裡,就善用你手邊現有的條件:

  • 把手機移近你的頭部,讓呼吸聲在嗡嗡聲之上仍清晰可聞。開始使用詳細說明擺放方式。
  • 調高靈敏度,讓 App 在背景噪音之上仍能擷取較柔和的聲音。
App 完整畫面
放大檢視 偵測到的大音量聲響段落,帶有峰值與平均分貝以及大音量訊號標章
在 45 dB 噪音底之上錄製的一夜。