车辆音频增强系统技术方案

本公开提供了“车辆音频增强系统”。本发明专利技术是一种用于将车辆外部的声音发送到车辆内部的与声音的外部位置相对应的位置的设备。所述设备对在车辆外部接收的音频信号按频率调整增益并移频，以生成经修改的音频信号。所述调整包括对听力损失的补偿、对车辆内部的音频的补偿以及对不想要的外部噪声的衰减调整。通过从所述外部音频滤除不想要的音频、根据听力缺陷来按频率调整增益并移频/压缩频率、以及根据所述车辆内部中的音频来按频率调整增益而生成经修改的音频信号。所述经修改的音频信号可以被限制到最大增益，然后在所述车辆内部放大。大。大。

【技术实现步骤摘要】
车辆音频增强系统


[0001]本专利技术总体上涉及助听，并且更具体地涉及可以由车辆音频系统提供的助听。

技术介绍

[0002]汽车制造商的一个重要目标是制造一种保护内部免受外部噪声影响的车辆。车辆的感知质量可以取决于隔音水平。然而，确实存在车辆乘员(例如，驾驶员)想要听到车辆外部发生的情况的时候。例如，驾驶员可能想要在餐厅免下车区直接与人沟通或使用外部对讲机，听到外面的自然或背景声音。在试驾期间诊断车辆性能时，可以通过在车辆运动时从外部听到由车辆产生的声音的某些方面来辅助机械师。由于各种原因，包括相对位置、天气、外部声音的安静度或乘员可能拥有的听力损失，仅打开车窗可能是不够的。许多这些原因可能很容易同时存在。
[0003]在车辆的内部和外部之间使用简单的声音再现(例如，对讲机)可能无法实现令人满意的结果。取决于车辆的状态和周围环境的性质，不期望的噪声(例如，风)可能会淹没期望的声音。此外，车辆的一些乘员可能具有听力损失，这会影响他们感知正在再现的声音的能力。

技术实现思路

[0004]本专利技术总体上涉及助听，并且更具体地涉及可以由车辆音频系统提供的助听。音频系统可以提高收听者听力有缺陷的频率下的再现的声级。车辆的内部被设计成将外部声音阻挡在车厢之外，但是在许多情况下，乘员想要听到外部声音。本专利技术消除了阻止乘员听到外部声音的若干因素。
[0005]在本专利技术的一个方面，一种将声音从车辆的外部传递到内部的设备。它使用外部换能器阵列和内部换能器阵列来将声音从车辆的外部再现到内部。该设备可以包括控制电路，所述控制电路对在车辆外部接收的音频信号按频率调整声级(例如，增益)以生成经修改的音频信号。按频率调整增益可以包括对听力损失的补偿、对车辆内部的竞争声音的补偿以及对不想要的外部噪声的衰减调整(即，滤波)。可以通过车辆速度和外部换能器位置来估计不想要的外部噪声(例如，风噪声)。放大器将经修改的音频信号从控制电路传递到内部换能器阵列。
[0006]在本专利技术的另一个方面，一种设备接收所述车辆的外部上的音频，并且通过从所述外部音频滤除不想要的音频、根据听力缺陷来按频率调整增益、以及根据所述车辆的内部中的背景音频来按频率调整增益而生成经修改的音频信号。该设备通过根据滤波器的组合放大音频来在车辆的内部中再现声音并根据声音的频率进行增益。可以使用限制器来将经修改的音频信号限制为最大增益。将多个音频通道用于外部声音和内部声音两者，在车辆内部以与外部音频的原始方向相对应的声场再现音频。
附图说明
[0007]图1是车辆的内部和外部的俯视图，其包括内部和外部换能器以及乘员的无线换能器和注视方向。
[0008]图2A和图2B分别是描绘外部噪声和用于抑制音频信号中的噪声的对应调整的曲线图。
[0009]图3A和图3B分别是描绘乘员的听力损失和用于补偿乘员的听力损失的增益调整的曲线图。
[0010]图4A和图4B是描绘由HVAC(暖通空调)鼓风机产生的声音和基于三个鼓风机设置中的每一个的增益调整的曲线图。
[0011]图5是控制电路的功能框图。
[0012]图6是示出控制电路的输入和输出的框图。
[0013]图7是示出用于将车辆外部的音频再现到车辆内部的方法的一个示例性实施例的流程图。
具体实施方式
[0014]本专利技术的实施例涉及通过使用将外部声音传递到车辆的内部的设备来将车辆用作专用助听器。为了辅助听力，使用增益和衰减配置文件并且在一些情况下将声音从一个频率范围转移到另一个频率范围而将原始外部音频信号改变为修改的音频信号。通过调整信号以考虑降低乘员充分听到外部音频的能力的因素来完成这种有益的修改。可以抑制准确听到外部声音的因素是个人听力缺陷、外部噪声源和其他内部噪声源。在车辆外部使用换能器阵列(例如，传声器)来捕获原始外部音频信号，并且在车辆内部使用换能器阵列(例如，扬声器)来以重新创建外部声音来自的表观位置(即，复制外部声场)的方式再现多通道经修改的音频信号。多通道音频放大器使用经修改的音频信号驱动内部换能器。
[0015]图1示出了具有内部车厢11的车辆10。在车辆的车厢内部是驾驶员座椅12和乘客座椅13。驾驶员座椅被乘员14占用。控制电路15耦接到人机界面(HMI)16和放大器17。控制电路从外部换能器24
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27的阵列接收信号。换能器24
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27可以包括传声器和/或其他声音拾取装置(例如，使用附接到平坦表面的激励器的基于车窗玻璃的传声器或车身金属板传声器)。放大器17将经调整的音频信号传递到内部换能器20
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23的阵列。阵列可以由其他数量的换能器组成，并且内部阵列和外部阵列不需要具有相同数量的换能器。外部换能器24
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27的阵列收集多通道环绕立体声音频场，其中通道数量由传声器换能器的数量确定。内部换能器20
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23的阵列再现多通道环绕立体声音频场，其中通道数量由扬声器换能器的数量确定。当输出多通道经修改的音频信号时，可以采用已知的信号混合和转向方法来近似外部声场。
[0016]移动车辆外部的外部传声器24
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27的阵列受到显著的风噪声的影响。该噪声取决于车辆的速度和传声器在车辆上的位置。在对音频进行任何进一步处理之前减轻风噪声对传声器信号的影响是有利的。图2A示出了可以由外部换能器拾取的风噪声(或其他噪声，包括发动机噪声或任何表面上的轮胎噪声)的曲线图。迹线30示出了当车辆在特定类型的路面上以特定挡位并以一个特定速度行驶时正由右前换能器拾取的随频率变化的外部车辆噪声(以分贝(dB)为单位)。如曲线图中所见，包含大部分声音的频率范围为约100Hz至约
1000Hz。本专利技术可以利用覆盖一定范围的条件(例如，速度、挡位、路面)的数据库(例如，查找表)来估计在任何驾驶情况期间在任何特定传声器处存在的噪声。期望通过在可能的情况下将其滤除来减轻这种风噪声。图2B示出了具有迹线31的曲线图，该迹线示出了随频率变化的传声器信号的衰减调整。因为大部分不想要的声音在100Hz至1000Hz范围之间，所以衰减调整包括对该范围内的声音的更重的滤除。其他已知技术也可以用于消除来自传声器信号的风噪声。
[0017]在清除了来自传声器阵列的音频信号的外部风噪声之后，仍然存在限制乘员听到外部声音的能力的其他因素，其中一个因素是听力损失。图3A示出了作为车辆乘员的听力能力的示例的听力图32。迹线32表示随频率变化的听力阈值。所示的听力缺陷对于相应的乘员来说是独特的。在一些实施例中，特定乘员的数据可以保存在存储器中以供对应的乘员使用。当该乘员在车辆中时，该设备以最佳地补偿乘员的听力缺陷的方式对音频信号按频率调整增益和/或调整频移。包括按频率进行的增益提升的调整由图3B中的迹线33a示出。同样地，调整可以包括将存在于用户听力受损的频率范围处的声音移位到用户听力更好的不同(例如，较低)频率范围，如通过将图3B中的音频信号33b的一部分从较高频率范围移位到较低频率范围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车辆设备，其包括：具有内部和外部的车辆结构，外部声音换能器阵列；内部声音换能器阵列；控制电路，所述控制电路被配置为按频率调整由所述外部换能器阵列接收的信号的振幅的增益以生成经修改的音频信号，所述经修改的音频信号包括补偿个人的听力损失的调整和基于车辆速度和外部换能器位置衰减不想要的外部噪声的调整；以及放大器，所述放大器将信号从所述控制电路传递到所述内部换能器阵列。2.如权利要求1所述的车辆设备，其中所述控制电路还被配置为使所述外部换能器阵列接收的所述信号的至少一部分向下频移以进一步补偿所述听力损失。3.如权利要求1所述的车辆设备，其中所述控制电路根据所述车辆的所述内部中存在的噪声来提供按频率的附加增益。4.如权利要求3所述的车辆设备，其中所述控制电路接收与所述车辆的所述内部中存在的噪声相关的HVAC鼓风机速度、车辆速度和车龄的逻辑输入，并且提供按频率的附加增益。5.如权利要求1所述的车辆设备，其中所述不想要的外部噪声包括风噪声、发动机噪声或任何表面上的轮胎噪声。6.如权利要求1所述的车辆设备，其中所述控制电路对由所述外部换能器接收的信号进行滤波。7.如权利要求1所述的车辆设备，其中所述控制电路内的存储器单元保存用于表征听力损失的乘员数据。8.如权利要求7所述的车辆设备，其中所述乘员数据用于识别乘员并检索包括存在障碍的特定频率的个人听力障碍，从而触发个性化增益配置文件。9.如权利要求8所述的车辆设备，其中所述个人听力障碍进一步触发由所述外部换能器阵列接收的所述信号的至少一...

【专利技术属性】
技术研发人员：斯图尔特，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：