一种发动机声音合成方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种发动机声音合成方法及系统。该方法包括：对每个发动机声音段进行低通滤波，得到低频谐波信号；对每个发动机声音段进行高通窄带滤波，得到高频窄带合成信号；采用希尔伯特变换方法，对每个发动机声音段的高频窄带信号进行分解，得到对应的包络信号和载波信号；将所有发动机声音段的低频谐波信号进行拼接，得到低频谐波拼接信号；将所有发动机声音段的载波信号进行拼接，得到载波拼接信号；将所有发动机声音段的包络信号进行拼接，得到包络拼接信号；将包络拼接信号和载波拼接信号相乘，得到高频窄带合成信号；将低频谐波拼接信号和高频窄带合成信号相加，合成发动机声音。本发明专利技术可以提高发动机声音合成的真实度。

A method and system of engine sound synthesis

The invention relates to an engine sound synthesis method and system. The method includes: low-pass filtering for each engine sound segment to obtain low-frequency harmonic signal; high-pass narrow-band filtering for each engine sound segment to obtain high-frequency narrow-band composite signal; using Hilbert transform method to decompose the high-frequency narrow-band signal of each engine sound segment to obtain the corresponding envelope signal and carrier signal; all the engine sound segments are decomposed to obtain the corresponding envelope signal and carrier signal The low-frequency harmonic signal is spliced to obtain the low-frequency harmonic splicing signal; the carrier signal of all engine sound segments is spliced to obtain the carrier splicing signal; the envelope signal of all engine sound segments is spliced to obtain the envelope splicing signal; the envelope splicing signal and the carrier splicing signal are multiplied to obtain the high-frequency narrow-band composite signal; and the low-frequency harmonic splicing signal is spliced And high-frequency narrow-band synthetic signal is added to synthesize engine sound. The invention can improve the authenticity of engine sound synthesis.

【技术实现步骤摘要】
一种发动机声音合成方法及系统
本专利技术涉及声音合成领域，特别是涉及一种发动机声音合成方法及系统。
技术介绍
人们已经习惯于各种汽车声音的存在，而且能够分辨出各种发动机声音的品质。电动汽车行驶在道路上，安静的汽车在降低了道路噪声的同时，也为行人带来了潜在危险。因此，发动机声音的合成在多个领域有应用价值，例如，在电动汽车领域，合成的发动机声音可以作为警示音提醒行人；在虚拟驾驶领域，播放合成的发动机声音可以增加驾驶的真实感。现有技术中，有的文献中公开发动机声音合成技术是将声音视为谐波与随机噪声组成。在频谱处理和恢复过程中，一些细节必然会丢失，而这些细节对于发动机声音的自然度往往非常重要。在频谱建模中，为降低计算复杂度，人们不得不使用简化模型。一般方法将发动机声音视为基于发动机转速的一系列低频谐波和高频随机噪声组成。这类方法能够有效的模拟发动机的低频声音，但对于高频声音来说，采用随机噪声处理，与真实的发动机声差异明显，合成的效果较差。还有相关文献中公开发动机声音合成技术是基于样本的合成。该方法能够最大程度的保留原始噪声特征，根本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种发动机声音合成方法，其特征在于，包括：/n获取发动机声音样本；所述发动机声音样本包括多个发动机声音段；/n对每个所述发动机声音段进行低通滤波，得到每个所述发动机声音段的低频谐波信号；/n对每个所述发动机声音段进行高通窄带滤波，得到每个所述发动机声音段的高频窄带信号；/n采用希尔伯特变换方法，对每个所述发动机声音段的高频窄带信号进行分解，得到每个所述发动机声音段的对应的包络信号和载波信号；/n将所有发动机声音段的低频谐波信号进行拼接，得到低频谐波拼接信号；/n将所有发动机声音段的载波信号进行拼接，得到载波拼接信号；/n将所有发动机声音段的包络信号进行拼接，得到包络拼接信号；/n将所述包络...

【技术特征摘要】
1.一种发动机声音合成方法，其特征在于，包括：
获取发动机声音样本；所述发动机声音样本包括多个发动机声音段；
对每个所述发动机声音段进行低通滤波，得到每个所述发动机声音段的低频谐波信号；
对每个所述发动机声音段进行高通窄带滤波，得到每个所述发动机声音段的高频窄带信号；
采用希尔伯特变换方法，对每个所述发动机声音段的高频窄带信号进行分解，得到每个所述发动机声音段的对应的包络信号和载波信号；
将所有发动机声音段的低频谐波信号进行拼接，得到低频谐波拼接信号；
将所有发动机声音段的载波信号进行拼接，得到载波拼接信号；
将所有发动机声音段的包络信号进行拼接，得到包络拼接信号；
将所述包络拼接信号和所述载波拼接信号相乘，得到高频窄带合成信号；
将所述低频谐波拼接信号和所述高频窄带合成信号相加，合成发动机声音。


2.根据权利要求1所述的发动机声音合成方法，其特征在于，所述对每个所述发动机声音段进行低通滤波，得到每个所述发动机声音段的低频谐波信号，具体包括：
根据每个所述发动机声音段的基频，确定每个所述发动机声音段的三次谐波频率；
基于所述三次谐波频率，根据1/3倍频程的频带划分，确定每个所述发动机声音段对应的低通滤波器的频率上限；
采用所述低通滤波器对对应的所述发动机声音段进行低通滤波，得到每个所述发动机声音段对应的低频谐波信号；每个所述发动机声音段对应的低频谐波信号包括发动机基频的12阶次谐波信号、1阶次谐波信号、2阶次谐波信号和3阶次谐波信号。


3.根据权利要求1所述的发动机声音合成方法，其特征在于，所述对每个所述发动机声音段进行高通窄带滤波，得到每个所述发动机声音段的高频窄带信号，具体包括：
对每个所述发动机声音段，按1/3倍频程进行高通窄带滤波，得到每个所述发动机声音段对应的多组高频窄带信号。


4.根据权利要求3所述的发动机声音合成方法，其特征在于，所述采用希尔伯特变换方法，对每个所述发动机声音段的高频窄带信号进行分解，得到每个所述发动机声音段的对应的包络信号和载波信号，具体包括：
采用希尔伯特变换方法，对每个所述发动机声音段的每组高频窄带信号进行分解，得到每个所述发动机声音段中每组高频窄带信号对应的包络信号和载波信号；每组高频窄带信号对应的包络信号均包括发动机基频的1/4阶次信号、1/2阶次信号、1阶次信号、2阶次信号和3阶次信号。


5.根据权利要求1所述的发动机声音合成方法，其特征在于，所述将所有发动机声音段的低频谐波信号进行拼接，得到低频谐波拼接信号，具体包括：
获取当前发动机声音段的低频谐波信号相位；
通过基音同步技术确定下一发动机声音段的低频谐波信号初始相位；
采用过零点对齐的方法使所述下一发动机声音段的低频谐波信号初始相位与所述当前发动机声音段的低频谐波信号相位对齐，在低频谐波信号拼接段对当前发动机声音段的低频谐波信号和下一发动机声音段的低频谐波信号进行拼接；低频谐波信号段拼接段的长度为基频波长的1/2；
依次对所有发动机声音段的低频谐波信号进行拼接，得到低频谐波拼接信号。


6.根据权利要求4所述的发动机声音合成方法，其特征在于，所述将所有发动机声音段的载波信号进行拼接，得到载波拼接信号，具体包括：
对于第i组高频窄带信号，获取当前发动机声音段中第i组载波信号的末端相位；第i组载波信号为第i组高频窄带信号对应的载波信号；
根据所述当前发动机声音段中第i组载波信号的末端相位，确定下一发动机声音段中第i组载波信号的起始点；所述下一发动机声音段中第i组载波信号的起始点的相位与所述当前发动机声音段中第i组载波信号的末端相位相同；
将所述当前发动机声音段中第i组载波信...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈凡，张晓宇，方镕城，许文靖，林澜春，张存明，
申请(专利权)人：江门职业技术学院，
类型：发明
国别省市：广东;44