一种电动汽车的车内主动发声方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种电动汽车的车内主动发声方法及系统。该车内主动发声方法包括：获取一段发动机纯加速或纯减速的声音作为音源并转换为频谱图；获取所有帧的候选频率点集合及相对应的频谱幅度；分别将所有帧的频率点按照对应同一个j值、不同i值分别连成线，将得到的线分别和对应的频谱幅度值相乘，挑选相乘结果最大的那条线作为基频线，j为某一个频率点在其所属的候选频率点集合中的下标，i为帧数；在频谱图中，根据基频线，分别获取其1,2,

【技术实现步骤摘要】
一种电动汽车的车内主动发声方法及系统


[0001]本专利技术属于电动汽车的主动发声领域，涉及一种电动汽车的车内主动发声方法及系统。

技术介绍

[0002]汽车作为人们生活中的必备交通工具，汽车内的声场环境愈来愈受重视。行业内，随着排放标准的日趋严格，无论是超跑还是普通家用轿车，其发动机排量都在逐步减少，甚至纯电动汽车可能在未来的几十年中完全取代内燃机，同时随着被动隔音技术和主动降噪控制技术的发展，车内声音将愈加安静，但同时也有越来越多的车主希望车内仍能持有象征着活力、低沉有力的内燃机声音，保持驾驶乐趣。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种电动汽车的车内主动发声方法及系统，其能够模拟传统内燃机车型的车内声场环境，具有较好的驾驶乐趣。
[0004]为达到上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0005]一种电动汽车的车内主动发声方法，包括如下步骤：
[0006]S1、获取一段音源的多个频率点处的1,2,
…
,R次谐波的幅值和相位，并存储为频率幅值相位参数表；
[0007]S2、根据所述电动汽车的车身参数转化相应的基频频率f；
[0008]S3、在所述频率幅值相位参数表中查找所述基频频率f的位置；
[0009]S4、根据所述基频频率f的位置，插值获取基频频率点处所有阶次谐波的幅度和相位；
[0010]S5、根据所述基频频率f、各阶次谐波的幅度和相位合成车内主动发声信号；
[0011]其中，所述步骤S1具体包括：
[0012]S11、获取一段发动机纯加速或纯减速的声音作为音源，将所述音源转换为频谱图；
[0013]S12、获取所述频谱图中的一帧数据的候选频率点集合及相对应的频谱幅度；
[0014]S13、依据获取的上一帧数据的候选频率点，挑选下一帧数据的候选频率点集合及相对应的频谱幅度；
[0015]重复步骤S13，直至获取所有帧的候选频率点集合及相对应的频谱幅度；
[0016]S14、分别将所有帧的频率点按照对应同一个j值、不同i值分别连成线，将得到的线分别和对应的频谱幅度值相乘，挑选相乘结果最大的那条线作为基频线，其中j为某一个频率点在其所属的候选频率点集合中的下标，i为帧数；
[0017]S15、在所述频谱图中，根据所述基频线，分别获取其1,2,
…
,R次谐波的幅值和相位。
[0018]优选地，所述步骤S12进一步包括：
[0019]S12-1、截取第一帧数据x(n)，其中n为离散时间下标，满足n＝0,
…
,L
1-1，L1为第一帧数据的预设长度；
[0020]S12-2、按照式(1)求截取数据的自相关函数R(m)，其中m为自相关域中的下标，
[0021][0022]从R(m)中在指定预设搜索区间内挑选最大的N个峰值对应的下标，其中N为预设的候选频率点数目，根据自相关域中的峰值对应的下标换算出相应的频率点，并通过离散傅里叶变换计算这些候选频率点的频谱幅度；
[0023]S12-3、按照式(2)求截取数据的SHC函数，
[0024][0025]其中f为频率，X(f)为x(n)离散傅里叶变换，r＝1,
…
,H，H为预设谐波总个数，f'＝-L
f
,
…
,L
f
，L
f
为预设频率范围；从SHC(f)中在指定预设搜索区间内挑选最大的N个峰值对应的频率，通过离散傅里叶变换获取这些候选频率点对应的频谱幅度；
[0026]S12-4、将第一帧数据x(n)缩短一半，在此基础上，分别根据步骤S12-2和S12-3获取相应的候选频率点以及对应的频谱幅度；
[0027]S12-5、将步骤S12-2至步骤S12-4获取的候选频率点进行合并，如果两个候选频率点之比小于预设值δ，则进行合并，新候选频率点为两频率点的平均值，频谱幅度为两频率点对应幅度的最大值；将合并完以后的候选频率点，按对应频谱幅度值从大到小进行排序，如果合并后的候选频率点个数大于2N，则去除对应频谱幅度值最小的候选频率点，直至合并后的候选频率点个数等于2N，同时为每一个频率点都配备一个计数器，初始值为预设值整数C
max
。
[0028]优选地，所述步骤S13进一步包括：
[0029]S13-1、在上一帧的基础上，移动FRAME_LEN点作为当前帧的开始位置，其中FRAME_LEN为预设参数值，并根据上一帧的候选频率点确定当前帧的长度L
i
＝α*T
max
，其中i为当前帧下标，T
max
为上一帧候选频率点最小频率点对应的周期长度，α为预设倍数；
[0030]S13-2、获取当前帧的频率点集合F
c
以及相对应的频谱幅度。
[0031]S13-3、依次根据上一帧的候选频率点集合F
i-1
中的频率，在F
c
中挑选最接近的点，满足频率点之比小于预设值δ，作为当前帧候选频率点集合F
i
；
[0032]S13-4、如果在F
c
中不存在与F
i-1
中某个频率点f
i-1,j
对应的频率点，其中j为在集合中的下标；则在f
i-1,j
的预设附近区间内对SHC值进行搜索，挑选SHC最大值对应的频率点作为新的频率点f
i,j
，并记录相对应的频谱幅度，同时将其对应的计数器值减1；
[0033]S13-5、检查各个候选频率对应的计数器，如有计数器对应的值为0，则替换此频率，替换完频率以后，将对应的计数器值重置为预设初始值C
max
；
[0034]S13-6、获取当前帧的候选频率点集合F
i
、对应的频谱幅度以及对应的计数器值。
[0035]更优选地，所述步骤S13-5中，替换规则为：如果F
c
中频谱幅度最大的频率点没在步骤S13-3和步骤S13-4中选中，则挑选此频率点；如果上述条件不满足，则在F
c
中选择与当前频率最接近的频率点。
[0036]优选地，所述步骤S11中，通过短时傅里叶变换将所述音源转换为频谱图。
[0037]优选地，所述步骤S2中，将电动汽车的车身参数输入预先训练好的GRU-RNN模型中，预测出转数和声压级，通过转速获得相应的基频频率f。
[0038]优选地，所述步骤S5中，还根据步骤S2获得的声压级调整各阶次谐波的权重系数。
[0039]本专利技术还采用如下技术方案：
[0040]一种电动汽车的车内主动发声系统，包括：
[0041]车身参数获取模块，其用于获取电动汽车的车身参数；
[0042]信号处理芯片，其用于执行如上所述的车内主动发声方法；
[0043]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车的车内主动发声方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、获取一段音源的多个频率点处的1,2,
…
,R次谐波的幅值和相位，并存储为频率幅值相位参数表；S2、根据所述电动汽车的车身参数转化相应的基频频率f；S3、在所述频率幅值相位参数表中查找所述基频频率f的位置；S4、根据所述基频频率f的位置，插值获取基频频率点处所有阶次谐波的幅值和相位；S5、根据所述基频频率f、各阶次谐波的幅度和相位合成车内主动发声信号；其中，所述步骤S1具体包括：S11、获取一段发动机纯加速或纯减速的声音作为音源，将所述音源转换为频谱图；S12、获取所述频谱图中的一帧数据的候选频率点集合及相对应的频谱幅度；S13、依据获取的上一帧数据的候选频率点，挑选下一帧数据的候选频率点集合及相对应的频谱幅度；重复步骤S13，直至获取所有帧的候选频率点集合及相对应的频谱幅度；S14、分别将所有帧的频率点按照对应同一个j值、不同i值分别连成线，将得到的线分别和对应的频谱幅度值相乘，挑选相乘结果最大的那条线作为基频线，其中j为某一个频率点在其所属的候选频率点集合中的下标，i为帧数；S15、在所述频谱图中，根据所述基频线，分别获取其1,2,
…
,R次谐波的幅值和相位。2.根据权利要求1所述的车内主动发声方法，其特征在于，所述步骤S12进一步包括：S12-1、截取第一帧数据x(n)，其中n为离散时间下标，满足n＝0,
…
,L
1-1，L1为第一帧数据的预设长度；S12-2、按照式(1)求截取数据的自相关函数R(m)，其中m为自相关域中的下标，从R(m)中在指定预设搜索区间内挑选最大的N个峰值对应的下标，其中N为预设的候选频率点数目，根据自相关域中的峰值对应的下标换算出相应的频率点，并通过离散傅里叶变换计算这些候选频率点的频谱幅度；S12-3、按照式(2)求截取数据的SHC函数，其中f为频率，X(f)为x(n)离散傅里叶变换，r＝1,
…
,H，H为预设谐波总个数，f'＝-L
f
,
…
,L
f
，L
f
为预设频率范围；从SHC(f)中在指定预设搜索区间内挑选最大的N个峰值对应的频率，通过离散傅里叶变换获取这些候选频率点对应的频谱幅度；S12-4、将第一帧数据x(n)缩短一半，在此基础上，分别根据步骤S12-2和S12-3获取相应的候选频率点以及对应的频谱幅度；S12-5、将步骤S12-2至步骤S12-4获取的候选频率点进行合并，如果两个候选频率点之比小于预设值δ，则进行合并，新候选频率点为两频率点的平均值，频谱幅度为两频率点对应幅度的最大值；将合并完以后的候选频率点，按对应频谱幅度值从大到小进行排序，如果合并后的候选频率点个数大于2N，则去除对应频谱幅度值最小的候选频率点，直至合并后
的候选频率点个数等于2N，同时为每一个频率点都配备一个计数器，初始值为预设值整数C
max
。3.根据权利要求1所述的车内主动发声方法，其特征在于，所述步骤S13进一步包括：S13-1、在上一帧的基础上，移动FRAME_LEN点作为当前帧的开始位置，其中FRAME_LEN为预设参数值，并根据上一帧的候选频率点确定当前帧的长度L
i
...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡野锋，叶超，马登永，沐永生，
申请(专利权)人：中科上声苏州电子有限公司，
类型：发明
国别省市：