用于车内声场分区控制的扬声器阵列结构优化方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种用于车内声场分区控制的扬声器阵列结构优化方法和装置，包括以下步骤：在车内划分明区和暗区两个声场控制区域；获取候选扬声器阵列到明区和暗区控制点的

【技术实现步骤摘要】
用于车内声场分区控制的扬声器阵列结构优化方法和装置


[0001]本专利技术属于车内声场控制
，尤其涉及一种用于车内声场分区的扬声器阵列结构优化方法和装置
。

技术介绍

[0002]随着新能源汽车的发展，人们对汽车的性能需求逐步转变为对智能座舱的需求，驾乘人员对个性化个人音频的需求越来越大
。
为此，车内声场分区控制技术应运而生，声场分区控制是根据不同的听音需求，将声场分为不同区域，以实现不同声区的互不干扰
。
这种背景下，对扬声器阵列的要求也越来越大
。
然而，车内声场分区控制仍然有以下两个问题需要解决：第一，现有技术虽然能够产生不错的声能量对比度，但是聚焦的频率范围太小，甚至是单一频率；第二，对于声场分区控制来说，扬声器阵列结构是非常重要的，目前的技术大多在车内布放额外扬声器来实现，但是这种方式没有考虑到车内其他部件的安放，并且成本非常高，不符合实际情况，很难落地
。

技术实现思路

[0003]本专利技术要解决的技术问题是，提供一种用于车内声场分区的扬声器阵列结构优化方法和装置，以解决针对现有的扬声器阵列优化方法在控制频率范围小和需要额外布置扬声器的问题
。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下的技术方案：
[0005]一种用于车内声场分区控制的扬声器阵列结构优化方法，包括以下步骤：
[0006]步骤
S1、
在车内划分明区和暗区两个声场控制区域；
[0007]步骤
S2、
获取候选扬声器阵列到明区和暗区控制点的
ATF
矩阵；
[0008]步骤
S3、
根据
ATF
矩阵和优化目标函数，选择扬声器阵列最优位置和数量；
[0009]步骤
S4、
驱动选择的扬声器阵列产生个人声场，实现基于最优扬声器阵列的声场分区控制
。
[0010]作为优选，所述目标优化函数为：
[0011]AM
＝
AC
‑
BMSE
[0012]其中，
AC
为声能量对比度，
BMSE
为明区均方误差，
[0013][0014][0015]其中，是指向量2范数的平方，
P
B
为明区声压和
P
D
为暗区声压
。
[0016]作为优选，步骤
S3
中，利用
BA
‑
MelOSA
算法选择扬声器阵列最优位置和数量
。
[0017]作为优选，步骤
S4
包括：
[0018]在选出以当前明区和暗区的最优扬声器个数后，在初始扬声器阵列中删除已选的阵列，设置不同的明暗区位置，重复以上步骤，选出另一种明暗区位置的最优扬声器阵列；
[0019]当需求听取导航或者其他个人音频时，驱动
BA
‑
MelOSA
算法选择的扬声器阵列产生个人声场，实现基于最优扬声器阵列的声场分区控制
。
[0020]本专利技术提供一种用于车内声场分区控制的扬声器阵列结构优化装置，包括：
[0021]划分模块，用于在车内划分明区和暗区两个声场控制区域；
[0022]获取模块，用于获取候选扬声器阵列到明区和暗区控制点的
ATF
矩阵；
[0023]选择模块，用于根据
ATF
矩阵和优化目标函数，选择扬声器阵列最优位置和数量；
[0024]控制模块，用于驱动选择的扬声器阵列产生个人声场，实现基于最优扬声器阵列的声场分区控制
。
[0025]作为优选，所述目标优化函数为：
[0026]AM
＝
AC
‑
BMSE
[0027]其中，
AC
为声能量对比度，
BMSE
为明区均方误差，
[0028][0029][0030]其中，是指向量2范数的平方，
P
B
为明区声压和
P
D
为暗区声压
。
[0031]作为优选，选择模块利用
BA
‑
MelOSA
算法选择扬声器阵列最优位置和数量
。
[0032]作为优选，控制模块包括：
[0033]选择单元，用于在选出以当前明区和暗区的最优扬声器个数后，在初始扬声器阵列中删除已选的阵列，设置不同的明暗区位置，重复以上步骤，选出另一种明暗区位置的最优扬声器阵列；
[0034]控制单元，用于当需求听取导航或者其他个人音频时，驱动
BA
‑
MelOSA
算法选择的扬声器阵列产生个人声场，实现基于最优扬声器阵列的声场分区控制
。
[0035]与现有技术相比，本专利技术具有以下技术效果：
[0036]1、
本专利技术能够在任意设定频率范围内得出当前声学环境下最优的扬声器阵列结构；能够保证此扬声器阵列能够在设定频率范围内，实现当前最优声能量对比度的同时与明区再现误差性能平衡
。
[0037]2、
本专利技术引入梅尔
(Mel)
域的扬声器阵列结构优化方法，其优化得出的扬声器阵列的最优控制范围接近人耳系统的听觉感受，最大化满足车内座舱人员的听音需求；
[0038]3、
本专利技术能够通过设定不同明暗区位置，实现不同区域的个人音区
。
附图说明
[0039]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图
。
[0040]图1为本专利技术实施例扬声器阵列结构优化方法的流程图；
[0041]图2为本专利技术实施例扬声器阵列结构优化方法的物理模型示意图；
[0042]图3为本专利技术实施例
BA
‑
MelOSA
优化算法流程图；
[0043]图4为本专利技术实施例中以驾驶员位置为明区
、
后排右边位置为暗区的控制效果图，其中，图
4(a)
为声能量对比度
AC
，图
4(b)
为明区均方误差
BMSE。
具体实施方式
[0044]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚
、
完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例
。
基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于车内声场分区控制的扬声器阵列结构优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤
S1、
在车内划分明区和暗区两个声场控制区域；步骤
S2、
获取候选扬声器阵列到明区和暗区控制点的
ATF
矩阵；步骤
S3、
根据
ATF
矩阵和优化目标函数，选择扬声器阵列最优位置和数量；步骤
S4、
驱动选择的扬声器阵列产生个人声场，实现基于最优扬声器阵列的声场分区控制
。2.
如权利要求1所述的用于车内声场分区控制的扬声器阵列结构优化方法，其特征在于，所述目标优化函数为：
AM
＝
AC
‑
BMSE
其中，
AC
为声能量对比度，
BMSE
为明区均方误差，为明区均方误差，其中，是指向量2范数的平方，
P
B
为明区声压和
P
D
为暗区声压
。3.
如权利要求2所述的用于车内声场分区控制的扬声器阵列结构优化方法，其特征在于，步骤
S3
中，利用
BA
‑
MelOSA
算法选择扬声器阵列最优位置和数量
。4.
如权利要求3所述的用于车内声场分区控制的扬声器阵列结构优化方法，其特征在于，步骤
S4
包括：在选出以当前明区和暗区的最优扬声器个数后，在初始扬声器阵列中删除已选的阵列，设置不同的明暗区位置，重复以上步骤，选出另一种明暗区位置的最优扬声器阵列；当需求听取导航或者其他个人音频时，驱动
BA
‑
MelOSA
算法选择的扬声器阵列产生...

【专利技术属性】
技术研发人员：安俊杰，黄双，郭辉，袁涛，刘宁宁，孙裴，曾志鹏，
申请(专利权)人：上海工程技术大学，
类型：发明
国别省市：