CN106910510A - 车载功放设备、车辆及其音频播放处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载功放设备、车辆及其音频播放处理方法，其中，设备包括数字信号处理器、语音处理模块和编解码器；数字信号处理器对中控设备发送的第一音频信号进行音效优化处理，获得第二音频信号并发送给编解码器；以及将编解码器发送的数字语音信号转发给中控设备；编解码器对第二音频信号进行数模转换为模拟音频信号以便通过播放器播放；以及对语音处理模块发送的语音信号模数转换为数字语音信号发送给数字信号处理器；语音处理模块从模拟音频信号获取回声参考信号，利用回声参考信号对声音采集设备发送的混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理，获得混合声音信号中的语音信号并发送给编解码器。本发明实现了对回声的有效抑制和消除。

Description

车载功放设备、车辆及其音频播放处理方法

技术领域

本发明涉及车辆技术，尤其是一种车载功放设备、车辆及其音频播放处理方法。

背景技术

目前，车载音响已成为汽车信息娱乐系统重要组成部分，用户对音质要求提高，需要支持的扬声器的数量越来越多，因而大多厂家在车辆上增加独立的外置功放主机。同时，车载语音识别也成为车辆人机交互的重要应用，例如，通过车载语音识别用户对车载音响的语音控制指令，或者用户通过车载电话发送的语音信号。

如果在用户发出语音信号的同时，车载音响正在进行播放音乐或者语音电话，则由于信号反射途径的存在，使得回声干扰不可避免。基于回声产生的原因，可以将回声区分为声学回声(Acoustic Echo)和线路回声(Line Echo)。其中，声学回声是指由扬声器播出的声音被麦克风拾取所引起的回声。声学回声包括直接回声和间接回声。其中，直接回声是由扬声器播出的声音直接进入麦克风所引起的回声；间接回声是由扬声器播出的声音，经过不同的传播路径(例如车辆内部或车内任何物体)经一次或多次反射后进入麦克风所引起的回声集合。由于麦克风接收到的是语音信号叠加了回声信号后的混合声音信号，回声经信道延迟后传回到扬声器并被讲话者听到，从而对讲话端的音频造成干扰，降低了音频清晰度，影响了音频通信质量。

现有技术的车辆中，设置有车机系统(也称为：中控主机)和功放主机，在中控主机中设置语音处理模块，由语音处理模块从中控主机中的中央控制单元(CPU)发送给功放主机的音频信号中直接提取回声参考信号，基于该回声参考信号对麦克风接收到的混合声音信号进行回声消除(Echo Cancellation,EC)，以获得干净的音频信号并发送给功放主机，由功放主机进行音效优化处理后通过扬声器播放。

在实现本发明的过程中，发明人发现上述现有技术至少存在以下问题：

由于功放主机对中控主机发送的音频信号进行了音效优化处理，会对原音频信号产生了非线性处理结果，麦克风拾取的回声便是原有音频信号经过非线性处理后的声音，则通过语音处理模块从中控主机发送的音频信号中直接提取的回声参考信号，便无法对混合声音信号中经过非线性处理后产生的回声进行有效抑制和消除。

发明内容

本发明实施例所要解决的一个技术问题是：提供一种车载功放设备、车辆及其音频播放处理方法，以有效消除回声。

根据本发明实施例的一个方面，提供的一种车载功放设备，包括数字信号处理器、语音处理模块和编解码器；其中：

所述数字信号处理器，用于接收所在车辆的中控设备发送的第一音频信号，并对所述第一音频信号进行音效优化处理，获得第二音频信号并发送给所述编解码器；以及将所述编解码器发送的数字语音信号转发给所述中控设备；

所述编解码器，用于对所述第二音频信号进行数模转换，将所述第二音频信号转换为模拟音频信号以便通过播放器播放；以及对所述语音处理模块发送的语音信号进行模数转换，将所述语音信号转换为数字语音信号并发送给所述数字信号处理器；

所述语音处理模块，用于从所述模拟音频信号获取回声参考信号；以及接收声音采集设备发送的混合声音信号，所述混合声音信号包括用户发出的语音信号和所述播放器播放所述模拟音频信号产生的声音被所述声音采集设备拾取所引起的回声信号；利用所述回声参考信号对所述混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理，获得所述混合声音信号中的语音信号并发送给所述编解码器。

可选地，上述车载功放设备实施例中，所述数字信号处理器对所述第一音频信号进行音效优化处理时，具体包括对所述第一音频信号进行以下任意一项或多项处理：上混音处理，延时处理，均衡处理，动态范围控制处理。

可选地，上述车载功放设备实施例中，所述语音处理模块从所述模拟音频信号获取回声参考信号时，具体用于：

直接提取所述模拟音频信号为回声参考信号；或者

对所述模拟音频信号进行预设线性处理，获得回声参考信号。

可选地，上述车载功放设备实施例中，所述语音处理模块利用所述回声参考信号对所述混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理时，具体用于：

利用回声传递函数，由所述回声参考信号获取回声消除信号；以及

利用所述回声消除信号对所述混合声音信号进行回声消除处理，获得所述语音信号。

可选地，上述车载功放设备实施例中，所述播放器为多个时，所述语音处理模块，还用于根据多个播放器到所述声音采集设备的空间传输距离，对多个播放器播放所述模拟音频信号产生的声音被所述声音采集设备拾取所引起的多路回声信号分别进行延迟处理，以对齐多个播放器分别引起的多路回声信号。

可选地，上述车载功放设备实施例中，所述语音处理模块，还用于对回声消除后获得的语音信号进行降噪处理；和/或

所述车载功放设备还包括：

功率放大器，用于对所述编解码器输出的模拟音频信号进行功率放大，并将功率放大后的模拟音频信号发送给播放器进行播放。

可选地，上述车载功放设备实施例中，所述第一音频信号包括多媒体播放业务的播放音频信号；所述语音信号包括用于对多媒体播放业务进行播放控制的语音控制指令；或者

所述第一音频信号包括通话业务的音频信号；所述语音信号包括所述通话业务中用户发送的上行语音信号或者用于对所述通话业务进行控制的语音控制指令。

根据本发明实施例的另一个方面，提供的一种车辆，包括：中控设备，声音采集设备，播放器和上述任一实施例所述的车载功放设备。

可选地，上述车辆实施例中，所述中控设备，用于识别当前的业务模式，所述业务处理模式包括多媒体播放业务或者通话业务；以及

若当前的业务模式为多媒体播放业务，识别所述车载功放设备发送的语音控制指令，基于所述语音控制指令生成相应的控制消息并发送给所述车载功放设备中的微处理器，以便所述微处理器基于所述控制消息控制多媒体播放业务的播放；

若当前的业务模式为通信业务，对所述车载功放设备发送的上行语音信号进行上行发送处理。

根据本发明实施例的又一个方面，提供的一种车辆的音频播放处理方法方法，所述车辆包括中控设备和车载功放设备；所述方法包括：

车载功放设备中的数字信号处理器接收中控设备发送的第一音频信号，并对所述第一音频信号进行音效优化处理，获得第二音频信号并发送给所述车载功放设备中的编解码器；

编解码器对所述第二音频信号进行数模转换，将所述第二音频信号转换为模拟音频信号，并通过播放器播放；

车载功放设备中的语音处理模块从所述模拟音频信号获取回声参考信号；

语音处理模块接收声音采集设备发送的混合声音信号，所述混合声音信号包括用户发出的语音信号和所述播放器播放所述模拟音频信号产生的声音被所述声音采集设备拾取所引起的回声信号；

语音处理模块利用所述回声参考信号对所述混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理，获得所述混合声音信号中的语音信号并发送给所述编解码器；

所述编解码器对所述语音处理模块发送的语音信号进行模数转换，将所述语音信号转换为数字语音信号并发送给所述数字信号处理器；

所述数字信号处理器将所述编解码器发送的数字语音信号转发给所述中控设备。

可选地，上述方法实施例中，对所述第一音频信号进行音效优化处理，包括：

对所述第一音频信号进行以下任意一项或多项处理：上混音处理，延时处理，均衡处理，动态范围控制处理。

可选地，上述方法实施例中，从所述模拟音频信号获取回声参考信号，包括：

直接提取所述模拟音频信号为回声参考信号；或者

对所述模拟音频信号进行预设线性处理，获得回声参考信号。

可选地，上述方法实施例中，利用所述回声参考信号对所述混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理，包括：

利用回声传递函数，由所述回声参考信号获取回声消除信号；

利用所述回声消除信号对所述混合声音信号进行回声消除处理，获得所述语音信号。

可选地，上述方法实施例中，所述播放器为多个时，利用所述回声参考信号对所述混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理之前，还包括：

所述语音处理模块根据多个播放器到所述声音采集设备的空间传输距离，对多个播放器播放所述模拟音频信号产生的声音被所述声音采集设备拾取所引起的多路回声信号分别进行延迟处理，以对齐多个播放器分别引起的多路回声信号。

可选地，上述方法实施例中，还包括：所述语音处理模块对回声消除后获得的语音信号进行降噪处理；

和/或

所述通过播放器播放，还包括：

车载功放设备中的功率放大器对所述编解码器输出的模拟音频信号进行功率放大，将功率放大后的模拟音频信号发送给播放器进行播放。

可选地，上述方法实施例中，所述第一音频信号包括多媒体播放业务的播放音频信号；所述语音信号包括用于对多媒体播放业务进行播放控制的语音控制指令；或者

所述第一音频信号包括通话业务的音频信号；所述语音信号包括所述通话业务中用户发送的上行语音信号或者用于对所述通话业务进行控制的语音控制指令。

可选地，上述方法实施例中，将所述编解码器发送的数字语音信号转发给所述中控设备之后，还包括：

所述中控设备识别当前的业务模式，所述业务处理模式包括多媒体播放业务或者通话业务；

若当前的业务模式为多媒体播放业务，识别所述车载功放设备发送的语音控制指令，基于所述语音控制指令生成相应的控制消息并发送给所述车载功放设备中的微处理器，以便所述微处理器基于所述控制消息控制多媒体播放业务的播放；

若当前的业务模式为通信业务，对所述车载功放设备发送的上行语音信号进行上行发送处理。

基于本发明上述实施例提供的车载功放设备、车辆及其音频播放处理方法，在车载功放设备中设置语音处理模块，从经过数字信号处理器进行音效优化处理、编解码器进行模数转换处理得到的模拟音频信号获取回声参考信号，利用该回声参考信号对声音采集设备发送的混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理，获得混合声音信号中的语音信号，将该语音信号转换为数字语音信号转发给中控设备进行处理。本发明实施例中，由于回声参考信号和回声信号均经过数字信号处理器进行相同的音效优化处理，因此，利用该回声参考信号对混合声音信号中回声信号的回声消除处理，将会比较干净和彻底，从而实现了对回声的有效抑制和消除，有效避免了回声对播放音频的干扰，提高了音频播放清晰度和音频通信质量，提高了音乐播放场景的语音识别率，改善了语音通话场景的回声抑制效果，极大提升了用户体验；另外，由于功放设备集成了语音处理模块，使得功放设备成为一个独立的音频系统，优化了车辆上的模块分配，使得语音通话、音乐播放等音频相关模块集中在功放设备实现，使通话业务中的上行音频数据、音乐播放业务中的下行音频数据统一在功放设备完成处理后，再与中控主机之间进行交互，从而实现了音频系统和中控主机间的解耦，便于系统的模块化设计和各模块的独立升级。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

构成说明书的一部分的附图描述了本发明的实施例，并且连同描述一起用于解释本发明的原理。

参照附图，根据下面的详细描述，可以更加清楚地理解本发明，其中：

图1为本发明车载功放设备一个实施例的结构示意图。

图2为本发明车载功放设备另一个实施例的结构示意图。

图3为本发明车辆一个实施例的结构示意图。

图4为本发明车辆一个应用实施例的结构示意图。

图5为本发明车辆的音频播放处理方法一个实施例的流程图。

图6为本发明车辆的音频播放处理方法另一个实施例的流程图。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本发明的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。

同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

本发明实施例可以应用于计算机系统/服务器，其可与众多其它通用或专用计算系统环境或配置一起操作。适于与计算机系统/服务器一起使用的众所周知的计算系统、环境和/或配置的例子包括但不限于：个人计算机系统、服务器计算机系统、瘦客户机、厚客户机、手持或膝上设备、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程消费电子产品、网络个人电脑、小型计算机系统﹑大型计算机系统和包括上述任何系统的分布式云计算技术环境，等等。

计算机系统/服务器可以在由计算机系统执行的计算机系统可执行指令(诸如程序模块)的一般语境下描述。通常，程序模块可以包括例程、程序、目标程序、组件、逻辑、数据结构等等，它们执行特定的任务或者实现特定的抽象数据类型。计算机系统/服务器可以在分布式云计算环境中实施，分布式云计算环境中，任务是由通过通信网络链接的远程处理设备执行的。在分布式云计算环境中，程序模块可以位于包括存储设备的本地或远程计算系统存储介质上。

图1为本发明车载功放设备一个实施例的结构示意图。如图1所示，该实施例的车载功放设备包括数字信号处理器(DSP)、语音处理模块和编解码器(Codec)。其中：

数字信号处理器，用于接收该数字信号处理器所在车辆的中控设备发送的第一音频信号，并对该第一音频信号进行音效优化处理，获得第二音频信号并发送给编解码器；以及将编解码器发送的数字语音信号转发给中控设备。

其中的第一音频信号为数字音频信号。

编解码器，用于对上述第二音频信号进行数模转换，将第二音频信号转换为模拟音频信号以便通过播放器播放；以及对语音处理模块发送的语音信号进行模数转换，将语音信号转换为数字语音信号并发送给数字信号处理器。

其中的播放器例如可以是扬声器，播放器的数量可以是一个，也可以是分别位于车辆上不同位置的多个播放器。

语音处理模块，用于从模拟音频信号获取回声参考信号；以及接收声音采集设备发送的混合声音信号，该混合声音信号包括用户发出的语音信号和播放器播放模拟音频信号产生的声音被声音采集设备拾取所引起的回声信号；以及利用回声参考信号对混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理，获得混合声音信号中的语音信号并发送给编解码器。

本发明各实施例中的声音采集设备例如可以是麦克风。

另外，可选地，语音处理模块还可用于对回声消除后获得的语音信号进行降噪处理，即：对声音采集设备发送的混合声音信号中供电环境噪声进行抑制。

基于本发明上述实施例提供的车载功放设备，在车载功放设备中设置语音处理模块，从经过数字信号处理器进行音效优化处理、编解码器进行模数转换处理得到的模拟音频信号获取回声参考信号，利用该回声参考信号对声音采集设备发送的混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理，获得混合声音信号中的语音信号，将该语音信号转换为数字语音信号转发给中控设备进行处理。本发明实施例中，由于回声参考信号和回声信号均经过数字信号处理器进行相同的音效优化处理，因此，利用该回声参考信号对混合声音信号中回声信号的回声消除处理，将会比较干净和彻底，从而实现了对回声的有效抑制和消除，有效避免了回声对播放音频的干扰，提高了音频播放清晰度和音频通信质量，提高了音乐播放场景的语音识别率，改善了语音通话场景的回声抑制效果，极大提升了用户体验；另外，由于功放设备集成了语音处理模块，使得功放设备成为一个独立的音频系统，优化了车辆上的模块分配，使得语音通话、音乐播放等音频相关模块集中在功放设备实现，使通话业务中的上行音频数据、音乐播放业务中的下行音频数据统一在功放设备完成处理后，再与中控主机之间进行交互，从而实现了音频系统和中控主机间的解耦，便于系统的模块化设计和各模块的独立升级。

作为本发明上述实施例的一个具体示例，数字信号处理器对第一音频信号进行的音效优化处理，具体可以根据实际需求，包括但不限于对第一音频信号进行以下任意一项或多项处理：上混音(Up mix)处理，延时(Delay)处理，均衡(Equalizer)处理，动态范围控制(DRC)处理。

其中：

上混音处理，即：根据车辆上扬声器的数量将第一音频信号分解成多声道音频数据，具体可以通过上混音处理子模块实现。

延时处理，即：根据车辆上各扬声器位置的远近，对每个声道音频数据进行适当的延时处理，以便各声道音频数据可以同时到达对应的扬声器，实现同步播放，具体可以通过延时处理子模块实现。

均衡处理：即：根据车内声场的共振、以及反射的影响，对每个声道音频数据进行均衡处理，通过均衡处理来调整各频段信号的增益值，具体可以通过均衡处理子模块实现。

动态范围控制处理，即：将输入音频信号的动态范围映射到指定的动态范围，具体可以通过动态范围控制处理子模块实现。通常映射后的动态范围小于映射前的动态范围，因此也称为动态范围压缩。音频信号可以进行整体的动态范围控制，也可以划分为若干子带，并对各个子带分别进行动态范围控制。

作为本发明上述各实施例的另一个具体示例，语音处理模块从模拟音频信号获取回声参考信号时，具体可以直接提取编解码器输出的模拟音频信号为回声参考信号；或者，也可以对编解码器输出的模拟音频信号进行预设线性处理，例如放大处理等，获得回声参考信号。本实施例对此不进行特别限定。

在本发明上述实施例的又一个具体示例中，语音处理模块利用回声参考信号对混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理时，具体用于：利用回声传递函数，由回声参考信号获取回声消除信号，例如Echo＝H(Echo ref)，其中H为回声传递函数，Echo ref为回声参考信号，Echo为回声消除信号；以及利用回声消除信号对混合声音信号进行回声消除处理，获得语音信号。

回声传递函数表示播放器播放的声音经过空间(例如播放器播放的声音在车辆内壁、障碍物等表面多次反射)传递到声音采集设备的转移函数，各播放器与声音采集设备在车辆内部的空间位置没有发生变化，则回声传递函数基本固定，可以预先由语音处理模块预先获得，例如，可以通过利用自适应算法、自适应滤波器原理等方法求解获得。通过自适应算法获得回声传递函数，即使各播放器与声音采集设备在车辆内部的空间位置发生微小变动，也可以快速调整回声传递函数。

例如，可以根据播放器到声音采集设备的传递函数H(s)，通过离散化处理获得数字域传递函数H(z)，再由数字域传递函数H(z)获取冲击响应函数h(n)，然后，将冲击响应函数h(n)通过傅里叶变换，获得回声传递函数H。

在具体应用中，在车辆上播放器的数量为多个时，多个播放器播放模拟音频信号产生的声音被声音采集设备拾取会引起多路回声信号，则在本发明车载功放设备的另一实施例中，语音处理模块还可以用于根据多个播放器到声音采集设备的空间传输距离，对多个播放器对应的多路回声信号分别进行延迟处理，以对齐多个播放器分别引起的多路回声信号。

图2为本发明车载功放设备另一个实施例的结构示意图。如图2所示，与图1所示的实施例相比，该实施例的车载功放设备还包括功率放大器(PA)，用于对编解码器输出的模拟音频信号进行功率放大，并将功率放大后的模拟音频信号发送给播放器进行播放。

作为本发明各车载功放设备实施例的一个具体应用，其中的第一音频信号具体可以是多媒体播放业务的播放音频信号；相应的，语音信号为用于对多媒体播放业务进行播放控制的语音控制指令。

另外，在本发明各车载功放设备实施例的另一个具体应用中，第一音频信号具体也可以是通话业务的音频信号；相应的，语音信号包括通话业务中用户发送的上行语音信号或者用于对通话业务进行控制的语音控制指令。

另外，再参见图2，在本发明车载功放设备的又一实施例中，还可以包括微控制器(MCU)和电源(Power)模块。其中，微控制器用于根据中控设备中CPU发送的控制消息对车载功放设备进行相应的控制，例如，对数字信号处理器、语音处理模块、编解码器功率放大器的工作参数进行配置、更新，对模拟音频信号的播放进行控制，如开始播放、停止播放、调高音量、降低音量、快进播放等。电源模块用于对车载功放设备中的各模块进行供电。另外，本发明实施例的车载功放设备还可以根据实际需求设置其他的模块。

图3为本发明车辆一个实施例的结构示意图。如图3所示，本发明实施例的车辆包括：中控设备，声音采集设备，播放器和车载功放设备。其中的车载功放设备具体可以采用本发明上述任一实施例的车载功放设备结构实现。功放设备的详细描述可以参见上述图1～图2任一实施例所提供的车载功放设备的相关内容，此处不再赘述。

基于本发明上述实施例提供的车辆，包括上述各实施例的车载功放设备，对混合声音信号中回声信号的回声消除处理比较干净和彻底，实现了对回声的有效抑制和消除，有效避免了回声对播放音频的干扰，提高了音频播放清晰度和音频通信质量，提高了音乐播放场景的语音识别率，改善了语音通话场景的回声抑制效果，极大提升了用户体验；另外，优化了车辆上的模块分配，使得语音通话、音乐播放等音频相关模块集中在功放设备实现，使通话业务中的上行音频数据、音乐播放业务中的下行音频数据统一在功放设备完成处理后，再与中控主机之间进行交互，实现了音频系统和中控主机间的解耦，便于系统的模块化设计和各模块的独立升级。

另外，上述实施例的车辆中，中控设备用于：识别当前的业务模式，业务处理模式包括多媒体播放业务或者通话业务；以及若当前的业务模式为多媒体播放业务，识别车载功放设备发送的语音控制指令，基于语音控制指令生成相应的控制消息并发送给车载功放设备中的微处理器，以便微处理器基于控制消息控制多媒体播放业务的播放；若当前的业务模式为通信业务，对车载功放设备发送的上行语音信号进行上行发送处理。

图4为本发明车辆一个应用实施例的结构示意图。如图4所示，该车辆可以包括：中控设备、车载功放设备、仪表盘、行车记录仪、HUD(Head Up Display，平视显示器)抬头显示器、智能车载信息娱乐系统、智能驾驶模块。

仪表盘具有12.3寸LCD显示设备，该仪表盘可以采用TI的J6CPU；仪表盘的操作系统可以基于QNX嵌入式系统，仪表盘可以用于显示车辆状态、地图、车辆导航信息、车辆播放音乐等，所述车辆状态信息包括速度、转速、电量、胎压、车辆驻车、档位等。HUD抬头显示器可以显示GPS导航信息、导航路径信息、时间信息等。

在一个实施例中，智能驾驶模块可以用于处理与智能驾驶相关的操作，智能驾驶模块可以包括高级辅助驾驶系统(Advanced Driver Assistance Systems，ADAS)、主动安全系统、注意力辅助系统(Attention Assist System，AAS)、疲劳警告系统(FatigueWarning System，FWS)、车辆智能声学报警系统(Acoustic Vehicle Alerting System，AVAS)等。车辆可以结合ADAS等进行智能驾驶，该智能驾驶可以是完全无人的驾驶，也可以是驾驶员进行驾驶控制的辅助并线、车道偏移等高级辅助驾驶功能。

中控设备可以由多个模块组成，主要可以包括：CPU；主板；SATA(Serial AdvancedTechnology Attachment，串行高级技术附件)模块，连接到如SSD的存储设备，可以用来存储数据信息；WIFI(Wireless-Fidelity，无线保真)/Bluetooth模块，为车辆提供WIFI/Bluetooth的服务；LTE(Long Term Evolution，长期演进)通信模块，为车辆提供与电信运营商的通信功能；电源模块，电源模块为该中控设备提供电源；Switch转接模块，该Switch转接模块可以作为一种可扩展的接口连接多种传感器，例如如果需要添加夜视功能传感器、PM2.5功能传感器，可以通过该Switch转接模块连接到中控设备的主板，以便中控设备的处理器进行数据处理，并将数据传输给中控显示器。

车载功放设备除了本发明上述实施例的构成模块外，还可以包括AM(AmplitudeModulation，调幅)/FM(Frequency Modulation，调频)模块，为车辆提供收音机的功能。

在一个实施例中，该车辆还包括环视摄像头、ADAS摄像头、夜视摄像头、毫米波雷达、超声波雷达、ESR雷达等传感器。车辆硬件在生产后即挂载上述智能驾驶相关硬件，后期可以通过OTA升级使用上述硬件完善自动驾驶相关功能。

图5为本发明车辆的音频播放处理方法一个实施例的流程图。该实施例的音频播放处理方法可以通过本发明上述任一实施例的车载功放设备或者车辆实现，其中的车辆包括中控设备和车载功放设备；车载功放设备包括数字信号处理器、语音处理模块和编解码器，还可以进一步示例性地包括功率放大器。如图5所示，该实施例的音频播放处理方法包括：

100，数字信号处理器接收中控设备发送的第一音频信号，并对该第一音频信号进行音效优化处理，获得第二音频信号并发送给车载功放设备中的编解码器。

其中，对该第一音频信号进行音效优化处理，例如可以是对第一音频信号进行以下任意一项或多项处理：上混音处理，延时处理，均衡处理，动态范围控制处理。

110，编解码器对第二音频信号进行数模转换，将该第二音频信号转换为模拟音频信号，并通过播放器播放。

具体地，编解码器可以直接将模拟音频信号发送给车辆上的播放器，由播放器进行播放，也可以将模拟音频信号发送给车载功放设备中的功率放大器，由功率放大器对编解码器输出的模拟音频信号进行功率放大，然后将功率放大后的模拟音频信号发送给播放器进行播放。

120，语音处理模块从编解码器输出的模拟音频信号获取回声参考信号。

具体地，语音处理模块可以直接提取编解码器输出的模拟音频信号为回声参考信号；或者，也可以对编解码器输出的模拟音频信号进行预设线性处理，例如放大处理等，获得回声参考信号。

130，语音处理模块接收声音采集设备发送的混合声音信号，该混合声音信号包括用户发出的语音信号和播放器播放上述模拟音频信号产生的声音被声音采集设备拾取所引起的回声信号。

140，语音处理模块利用回声参考信号对上述混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理，获得混合声音信号中的语音信号并发送给编解码器。

具体地，语音处理模块可以利用回声传递函数，由回声参考信号获取回声消除信号，然后利用回声消除信号对混合声音信号进行回声消除处理，获得语音信号。

另外，语音处理模块还可以对回声消除后获得的语音信号进行降噪处理，对语音信号中的环境噪声进行抑制。

150，编解码器对语音处理模块发送的语音信号进行模数转换，将语音信号转换为数字语音信号并发送给数字信号处理器。

160，数字信号处理器将编解码器发送的数字语音信号转发给中控设备。

基于本发明上述实施例提供的音频播放处理方法，在车载功放设备中设置语音处理模块，从经过数字信号处理器进行音效优化处理、编解码器进行模数转换处理得到的模拟音频信号获取回声参考信号，利用该回声参考信号对声音采集设备发送的混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理，获得混合声音信号中的语音信号，将该语音信号转换为数字语音信号转发给中控设备进行处理。本发明实施例中，由于回声参考信号和回声信号均经过数字信号处理器进行相同的音效优化处理，因此，利用该回声参考信号对混合声音信号中回声信号的回声消除处理，将会比较干净和彻底，从而实现了对回声的有效抑制和消除，有效避免了回声对播放音频的干扰，提高了音频播放清晰度和音频通信质量，提高了音乐播放场景的语音识别率，改善了语音通话场景的回声抑制效果，极大提升了用户体验；另外，由于功放设备集成了语音处理模块，使得功放设备成为一个独立的音频系统，优化了车辆上的模块分配，使得语音通话、音乐播放等音频相关模块集中在功放设备实现，使通话业务中的上行音频数据、音乐播放业务中的下行音频数据统一在功放设备完成处理后，再与中控主机之间进行交互，从而实现了音频系统和中控主机间的解耦，便于系统的模块化设计和各模块的独立升级。

另外，车辆上的播放器例如可以是扬声器，播放器的数量可以是一个，也可以是分别位于车辆上不同位置的多个播放器。在本发明车辆的音频播放处理方法另一个实施例中，播放器为多个时，在操作140之前，还可以执行如下操作：

语音处理模块根据多个播放器到声音采集设备的空间传输距离，对多个播放器播放模拟音频信号产生的声音被声音采集设备拾取所引起的多路回声信号分别进行延迟处理，以对齐多个播放器分别引起的多路回声信号，以便进行统一的回声信号消除。

作为本发明上述各音频播放处理方法实施例的一个具体应用，第一音频信号具体可以是多媒体播放业务的播放音频信号；相应的，语音信号具体为用于对多媒体播放业务进行播放控制的语音控制指令。

作为本发明上述各音频播放处理方法实施例的另一个具体应用，第一音频信号具体也可以是通话业务的音频信号；相应的，语音信号包括通话业务中用户发送的上行语音信号或者用于对通话业务进行控制的语音控制指令。

图6为本发明车辆的音频播放处理方法另一个实施例的流程图。如图6所示，与图5所示的实施例相比，该实施例在图5所示实施例的流程之后，还可以包括：

200，中控设备识别当前的业务模式，其中业务处理模式例如可以包括但不限于：多媒体播放业务或者通话业务。

210，若当前的业务模式为多媒体播放业务，中控设备识别车载功放设备发送的语音控制指令，基于该语音控制指令生成相应的控制消息并发送给车载功放设备中的微处理器，以便微处理器基于该控制消息控制多媒体播放业务的播放。

之后，不执行本实施例的后续流程。

220，若当前的业务模式为通信业务，对车载功放设备发送的上行语音信号进行上行发送处理。

下面分别本发明实施例在多媒体播放业务和语音通话业务这两个场景中的应用为例，对本发明实施例的技术方案进行进一步说明。

场景一：多媒体播放业务的应用场景

中控设备对多媒体业务的音源文件进行解码，获得数字音频信号(即：上述实施例中的第一音频信号)，进入CPU后，由CPU通过线缆发送给车载功放设备；

车载功放设备接收到数字音频信号后，由数字信号处理器对该数字音频信号进行音频优化处理。具体来说，数字信号处理器可以根据车辆上扬声器的数量对数字音频信号进行上混音处理，以分解成多声道音频数据；然后，根据车辆上各扬声器位置的远近，对每个声道音频数据进行适当的延时处理，以便各声道音频数据可以同时到达对应的扬声器；接着，可以根据车内声场的共振、以及反射的影响，对每个声道音频数据进行均衡处理，调整各频段信号的增益值；最后，再进行动态范围控制处理，将输入音频信号的动态范围映射到指定的动态范围，获得第二音频信号并发送给编解码器；

编解码器对第二音频信号进行数模转换，获得模拟音频信号，该模拟音频信号同时进入功率放大器和语音处理模块，语音处理模块根据该模拟音频信号获得回声参考信号；

功率放大器对模拟音频信号进行功率放大后的输出信号直接驱动扬声器进行播放，此时，能够听到扬声器播放音乐的声音，扬声器所播放音乐的声音也进入声音采集设备如麦克风等；

假设此时用户发出了语音信号，例如对音乐播放的语音控制指令，则扬声器所播放音乐的声音和用户发出的语音信号同时进入声音采集设备，此时，声音采集设备所采集的混合声音信号，其中既包含语音信号，又包含扬声器所播放音乐被声音采集设备拾取所产生的回声信号，语音处理模块利用回声参考信号对声音采集设备所采集的混合声音信号进行回声消除处理，之后对回声消除后获得的语音信号进行降噪处理，将获得语音信号发送给编解码器；

编解码器对语音处理模块发送的语音信号进行模数转换后发送给数字信号处理器，由数字信号处理器直接通过线缆将数字信号处理器转发给中控设备；

中控设备接收到语音信号后，识别当前的业务模式；若当前的业务模式为多媒体播放业务，中控设备识别车载功放设备发送的语音控制指令，基于该语音控制指令生成相应的控制消息并发送给车载功放设备中的微处理器，以便微处理器基于该控制消息控制多媒体播放业务的播放；若当前的业务模式为通信业务，对车载功放设备发送的上行语音信号进行上行发送处理。

场景二：语音通话业务的应用场景

中控设备接收到语音通话业务的下行无线信号之后，通过中控设备中的调制解调器(Modem)对该下行无线信号进行解调处理，获得数字音频信号(即：上述实施例中的第一音频信号)，进入CPU后，由CPU通过线缆发送给车载功放设备；

车载功放设备接收到数字音频信号后，由数字信号处理器进行处理。具体来说，由数字信号处理器对该数字音频信号进行音频优化处理。具体来说，数字信号处理器可以根据车辆上扬声器的数量对数字音频信号进行上混音处理，以分解成多声道音频数据；然后，根据车辆上各扬声器位置的远近，对每个声道音频数据进行适当的延时处理，以便各声道音频数据可以同时到达对应的扬声器；接着，可以根据车内声场的共振、以及反射的影响，对每个声道音频数据进行均衡处理，调整各频段信号的增益值；最后，再进行动态范围控制处理，将输入音频信号的动态范围映射到指定的动态范围，获得第二音频信号并发送给编解码器；

编解码器对第二音频信号进行数模转换，获得模拟音频信号，该模拟音频信号同时进入功率放大器和语音处理模块，语音处理模块根据该模拟音频信号获得回声参考信号；

功率放大器对模拟音频信号进行功率放大后的输出信号直接驱动扬声器进行播放，此时，能够听到扬声器播放的通话业务的下行通话声音(即：通话对端用户说话的声音)，扬声器所播放下行通话声音也进入声音采集设备如麦克风等；

假设此时用户发出了上行通话声音，扬声器所播放的下行通话声音(即：通话对端用户说话的声音)和用户发出的上行通话声音(即：通话本端用户说话的声音)同时进入声音采集设备，此时，声音采集设备所采集的混合声音信号，其中既包含用户发出的上行通话声音的语音信号，又包含扬声器所播放下行通话声音被声音采集设备拾取所产生的回声信号，语音处理模块利用回声参考信号对声音采集设备所采集的混合声音信号进行回声消除处理，之后对回声消除后获得的语音信号进行降噪处理，将获得的语音信号发送给编解码器；

编解码器对接收到的上行语音信号进行模数转换后发送给数字信号处理器，由数字信号处理器直接通过线缆将数字信号处理器转发给中控设备；

中控设备接收到语音信号之后，通过调制解调器进行调制后进行发送处理。

对于回声信号的消除干净与否，很大程度上取决于回声参考信号是否准确，传统语音处理模块使用的回声参考信号没有包含功放主机的各种音效优化处理，因此相对不准确，不能对回声信号进行有效抑制。而在本发明实施例的上述两个场景中，回声参考信号来源于下行语音链路的最末端，即：DSP输出的音频信号，因此回声参考信号相对准确，回声消除效果较好，能够对回声进行有效抑制。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本说明书中各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或相似的部分相互参见即可。对于方法实施例而言，由于其与设备实施例基本对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

可能以许多方式来实现本发明的方法和设备。例如，可通过软件、硬件、固件或者软件、硬件、固件的任何组合来实现本发明的方法和设备。用于所述方法的步骤的上述顺序仅是为了进行说明，本发明的方法的步骤不限于以上具体描述的顺序，除非以其它方式特别说明。此外，在一些实施例中，还可将本发明实施为记录在记录介质中的程序，这些程序包括用于实现根据本发明的方法的机器可读指令。因而，本发明还覆盖存储用于执行根据本发明的方法的程序的记录介质。

本发明的描述是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显然的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。

Claims (17)

1.一种车载功放设备，其特征在于，包括数字信号处理器、语音处理模块和编解码器；其中：

所述数字信号处理器，用于接收所在车辆的中控设备发送的第一音频信号，并对所述第一音频信号进行音效优化处理，获得第二音频信号并发送给所述编解码器；以及将所述编解码器发送的数字语音信号转发给所述中控设备；

所述编解码器，用于对所述第二音频信号进行数模转换，将所述第二音频信号转换为模拟音频信号以便通过播放器播放；以及对所述语音处理模块发送的语音信号进行模数转换，将所述语音信号转换为数字语音信号并发送给所述数字信号处理器；

所述语音处理模块，用于从所述模拟音频信号获取回声参考信号；以及接收声音采集设备发送的混合声音信号，所述混合声音信号包括用户发出的语音信号和所述播放器播放所述模拟音频信号产生的声音被所述声音采集设备拾取所引起的回声信号；利用所述回声参考信号对所述混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理，获得所述混合声音信号中的语音信号并发送给所述编解码器。

2.根据权利要求1所述的车载功放设备，其特征在于，所述数字信号处理器对所述第一音频信号进行音效优化处理时，具体包括对所述第一音频信号进行以下任意一项或多项处理：上混音处理，延时处理，均衡处理，动态范围控制处理。

3.根据权利要求1或2所述的车载功放设备，其特征在于，所述语音处理模块从所述模拟音频信号获取回声参考信号时，具体用于：

直接提取所述模拟音频信号为回声参考信号；或者

对所述模拟音频信号进行预设线性处理，获得回声参考信号。

4.根据权利要求1至3任一所述的车载功放设备，其特征在于，所述语音处理模块利用所述回声参考信号对所述混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理时，具体用于：

利用回声传递函数，由所述回声参考信号获取回声消除信号；以及

利用所述回声消除信号对所述混合声音信号进行回声消除处理，获得所述语音信号。

5.根据权利要求1至4任一所述的车载功放设备，其特征在于，所述播放器为多个时，所述语音处理模块，还用于根据多个播放器到所述声音采集设备的空间传输距离，对多个播放器播放所述模拟音频信号产生的声音被所述声音采集设备拾取所引起的多路回声信号分别进行延迟处理，以对齐多个播放器分别引起的多路回声信号。

6.根据权利要求1至5任一所述的车载功放设备，其特征在于，所述语音处理模块，还用于对回声消除后获得的语音信号进行降噪处理；和/或

所述车载功放设备还包括：

功率放大器，用于对所述编解码器输出的模拟音频信号进行功率放大，并将功率放大后的模拟音频信号发送给播放器进行播放。

7.根据权利要求1至6任一所述的车载功放设备，其特征在于，所述第一音频信号包括多媒体播放业务的播放音频信号；所述语音信号包括用于对多媒体播放业务进行播放控制的语音控制指令；或者

所述第一音频信号包括通话业务的音频信号；所述语音信号包括所述通话业务中用户发送的上行语音信号或者用于对所述通话业务进行控制的语音控制指令。

8.一种车辆，其特征在于，包括：中控设备，声音采集设备，播放器和权利要求1至7任一所述的车载功放设备。

9.根据权利要求8所述的车辆，其特征在于，所述中控设备，用于识别当前的业务模式，所述业务处理模式包括多媒体播放业务或者通话业务；以及

若当前的业务模式为多媒体播放业务，识别所述车载功放设备发送的语音控制指令，基于所述语音控制指令生成相应的控制消息并发送给所述车载功放设备中的微处理器，以便所述微处理器基于所述控制消息控制多媒体播放业务的播放；

若当前的业务模式为通信业务，对所述车载功放设备发送的上行语音信号进行上行发送处理。

10.一种车辆的音频播放处理方法，其特征在于，所述车辆包括中控设备和车载功放设备；所述方法包括：

车载功放设备中的数字信号处理器接收中控设备发送的第一音频信号，并对所述第一音频信号进行音效优化处理，获得第二音频信号并发送给所述车载功放设备中的编解码器；

编解码器对所述第二音频信号进行数模转换，将所述第二音频信号转换为模拟音频信号，并通过播放器播放；

车载功放设备中的语音处理模块从所述模拟音频信号获取回声参考信号；

语音处理模块接收声音采集设备发送的混合声音信号，所述混合声音信号包括用户发出的语音信号和所述播放器播放所述模拟音频信号产生的声音被所述声音采集设备拾取所引起的回声信号；

语音处理模块利用所述回声参考信号对所述混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理，获得所述混合声音信号中的语音信号并发送给所述编解码器；

所述编解码器对所述语音处理模块发送的语音信号进行模数转换，将所述语音信号转换为数字语音信号并发送给所述数字信号处理器；

所述数字信号处理器将所述编解码器发送的数字语音信号转发给所述中控设备。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，对所述第一音频信号进行音效优化处理，包括：

对所述第一音频信号进行以下任意一项或多项处理：上混音处理，延时处理，均衡处理，动态范围控制处理。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，从所述模拟音频信号获取回声参考信号，包括：

直接提取所述模拟音频信号为回声参考信号；或者

对所述模拟音频信号进行预设线性处理，获得回声参考信号。

13.根据权利要求10至12任一所述的方法，其特征在于，利用所述回声参考信号对所述混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理，包括：

利用回声传递函数，由所述回声参考信号获取回声消除信号；

利用所述回声消除信号对所述混合声音信号进行回声消除处理，获得所述语音信号。

14.根据权利要求10至13任一所述的方法，其特征在于，所述播放器为多个时，利用所述回声参考信号对所述混合声音信号中的回声信号进行回声消除处理之前，还包括：

所述语音处理模块根据多个播放器到所述声音采集设备的空间传输距离，对多个播放器播放所述模拟音频信号产生的声音被所述声音采集设备拾取所引起的多路回声信号分别进行延迟处理，以对齐多个播放器分别引起的多路回声信号。

15.根据权利要求10至14任一所述的方法，其特征在于，还包括：所述语音处理模块对回声消除后获得的语音信号进行降噪处理；

和/或

所述通过播放器播放，还包括：

车载功放设备中的功率放大器对所述编解码器输出的模拟音频信号进行功率放大，将功率放大后的模拟音频信号发送给播放器进行播放。

16.根据权利要求10至15任一所述的方法，其特征在于，所述第一音频信号包括多媒体播放业务的播放音频信号；所述语音信号包括用于对多媒体播放业务进行播放控制的语音控制指令；或者

所述第一音频信号包括通话业务的音频信号；所述语音信号包括所述通话业务中用户发送的上行语音信号或者用于对所述通话业务进行控制的语音控制指令。

17.根据权利要求10至16任一所述的方法，其特征在于，将所述编解码器发送的数字语音信号转发给所述中控设备之后，还包括：

所述中控设备识别当前的业务模式，所述业务处理模式包括多媒体播放业务或者通话业务；

若当前的业务模式为多媒体播放业务，识别所述车载功放设备发送的语音控制指令，基于所述语音控制指令生成相应的控制消息并发送给所述车载功放设备中的微处理器，以便所述微处理器基于所述控制消息控制多媒体播放业务的播放；

若当前的业务模式为通信业务，对所述车载功放设备发送的上行语音信号进行上行发送处理。