音频信号的生成方法技术

本发明专利技术提供一种音频信号的生成方法

【技术实现步骤摘要】
音频信号的生成方法、装置、电子设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及声学
，尤其涉及一种音频信号的生成方法
、
装置
、
电子设备及存储介质
。

技术介绍

[0002]随着座舱智能化水平不断飙升，驱动用户追求更精致和舒适的座舱环境和沉浸式交互体验
。
在驾驶场景中，由于封闭环境的特殊性，收听音频内容是驾驶者获取情感慰藉的主要途径
。
可以理解的是，汽车的座舱空间很小，音频信号都局促在驾乘座位很小的范围内，很容易导致音频失真和音频信号平衡问题
。
为解决该问题，目前主要结合座舱多扬声器，使用采样或数字算法实现音乐厅
、
歌剧院
、KTV
等真实空间的效果，弥补车内自然效果的不足以扩展声场感知空间
。
[0003]因为音乐风格，混音方法和歌手的唱腔特性，录制音源的初始时间不同，当系统模拟的声场环境的过长，会导致时间长的音源出现音频信号模糊的车现象；再者，车载扬声器的性能和安装的位置（如低音炮
、
中音扬声器和高音喇叭等）也决定了驾乘位置获得的低音
、
中音和高音平衡和声场表现
。
例如，低频时间一般比较中高频的时间长，再加上低音扬声器安装位置较低易产生共振，就会导致音频音色模糊，影响声场的感知效果
。
[0004]目前座舱空间效果主要实现的技术，首先在声场模式即驾乘位置声处布置传感器阵列，然后采集车内各扬声器到达该位置的声场传递函数，最后调音师基于模拟的空间大小，结合测量的空间声学特性预设各扬声器的时间等参数
。
但是，该类技术方案未考虑音源特性的差异，且鲁棒性较低，车机系统无法根据车内声学环境以及音源特性等因素对各扬声器的参数值进行实时调整，导致在驾乘人员无法获得模拟的空间音效
。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种音频信号的生成方法
、
装置
、
电子设备及存储介质
。
[0006]为了实现上述专利技术目的之一，本专利技术一实施方式提供了一种用于汽车的音频信号的生成方法，所述汽车的座舱内设置有车机功放系统和
Num
个扬声器，不同的扬声器位于不同的位置，所述车机功放系统能够控制每个扬声器发声，其中，
Num
为自然数且
Num≥2
；包括以下步骤：生成所述
Num
个扬声器所对应的
Schroeder
模型，在所述
Schroeder
模型中，最佳时间为；获取音源，以及扬声器一一对应的
Num
个传递函数，将所述音源与
Num
个传递函数均进行卷积计算，从而生成的音频信号，其中，
n
为自然数；获取扬声器所一一对应的
Num
个时间阈值，基于过指数衰减模型生成预估的扬声器所一一对应的目标音频信号
；基于最佳时间生成脉冲响应序列，将音频信号与脉冲响应序列进行卷积计算，从而生成信号；残差信号；持续执行以下操作，直至残差信号的绝对值
≤
预设阈值，所述预设阈值
≥0
；所述操作包括：生成权重系数，权重系数所一一对应的衰减系数
、
，，
j=1
，2，
...
，
Num。
[0007]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述基于过指数衰减模型生成预估的扬声器所一一对应的目标音频信号具体包括：基于过指数衰减模型生成扬声器所一一对应的目标衰减系数，扬声器的目标音频信号
。
[0008]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，采用
Newton
‑
Raphson
求解公式，得到
Num
个扬声器所一一对应的
Num
最佳参数，权重系数的衰减系数
。
[0009]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述
Schroeder
模型由四个并联
IIR
梳妆滤波器以及两个串联的全通滤波器组成
。
[0010]本专利技术实施例还提供了一种用于汽车的音频信号的生成装置，所述汽车的座舱内设置有车机功放系统和
Num
个扬声器，不同的扬声器位于不同的位置，所述车机功放系统能够控制每个扬声器发声，其中，
Num
为自然数且
Num≥2
；包括以下模块：初始化模块，用于生成所述
Num
个扬声器所对应的
Schroeder
模型，在所述
Schroeder
模型中，最佳时间为；第一处理模块，用于获取音源，以及扬声器一一对应的
Num
个传递函数，将所述音源与
Num
个传递函数均进行卷积计算，从而生成的音频信号，其中，
n
为自然数；第二处理模块，用于获取扬声器所一一对应的
Num
个时间阈值，基于过指数衰减模型生成预估的扬声器所一一对应的目标音频信号；第三处理模块，用于基于最佳时间生成脉冲响应序列，将音频信号与脉冲响应序列进行卷积计算，从而生成信号；残差信号；第四处理模块，用于持续执行以下操作，直至残差信号的绝对值
≤
预设阈值，所述预设阈值
≥0
；所述操作包括：生成权重系数，权重系数所一一对应的衰减系数
、
，，
j=1
，2，
...
，
Num。
[0011]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述第二处理模块还用于：基于过指数衰减模型生成扬声器所一一对应的目标衰减系数，扬声器的目标音频信号
。
[0012]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，还包括以下模块：第五处理模块，用于采用
Newton
‑
Raphson
求解公式，得到
Num
个扬声器所一一对应的
Num
最佳参数，权重系数的衰减系数
。
[0013]作为本专利技术一实施方式的进一步改进，所述
Schroeder
模型由四个并联
IIR
梳妆滤波器以及两个串联的全通滤波器组成
。
[0014]本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括：存储器，用于存储可执行指令；处理器，用于执行所述存储器中存储的可执行指令时，实现上述的音频信号的生成方法
。
[0015]本专利技术实施例还提供了一种存储介质，存储有可执行指令，用于引起处理器执行时，实现上述的音频信号的生成方法
。
[0016]相对于现有技术，本专利技术的技术效果在于：本专利技术实施例提供一种音频信号的生成方法
、
装置
、
电子设备及存储介本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种用于汽车的音频信号的生成方法，所述汽车的座舱内设置有车机功放系统和
Num
个扬声器，不同的扬声器位于不同的位置，所述车机功放系统能够控制每个扬声器发声，其中，
Num
为自然数且
Num≥2
；其特征在于，包括以下步骤：生成所述
Num
个扬声器所对应的
Schroeder
模型，在所述
Schroeder
模型中，最佳时间为；获取音源，以及扬声器一一对应的
Num
个传递函数，将所述音源与
Num
个传递函数均进行卷积计算，从而生成的音频信号，其中，
n
为自然数；获取扬声器所一一对应的
Num
个时间阈值，基于过指数衰减模型生成预估的扬声器所一一对应的目标音频信号；基于最佳时间生成脉冲响应序列，将音频信号与脉冲响应序列进行卷积计算，从而生成信号；残差信号；持续执行以下操作，直至残差信号的绝对值
≤
预设阈值，所述预设阈值
≥0
；所述操作包括：生成权重系数，权重系数所一一对应的衰减系数
、
，，
j=1
，2，
...
，
Num。2.
根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于，所述基于过指数衰减模型生成预估的扬声器所一一对应的目标音频信号具体包括：基于过指数衰减模型生成扬声器所一一对应的目标衰减系数，扬声器的目标音频信号
。3.
根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于：采用
Newton
‑
Raphson
求解公式，得到
Num
个扬声器所一一对应的
Num
最佳参数，权重系数的衰减系数
。4.
根据权利要求1所述的生成方法，其特征在于：所述
Schroeder
模型由四个并联
IIR
梳妆滤波器以及两个串联的全通滤波器组成
。5.
一种用于汽车的音频信号的生成装置，所述汽车的座舱内设置有车机功放系统和
Num
个扬声器，不同的扬声器位于不同的位置，所述车机功放系统能够控制每个扬声器发声，其中，
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈敏，苏航，郑四发，
申请(专利权)人：清华大学苏州汽车研究院相城，
类型：发明
国别省市：