CN109857360B - 车内音频设备音量控制系统及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种车内音频设备音量控制系统及控制方法。该控制系统包括扬声器，以及对所述扬声器音量进行调节的控制器，还包括：声音获取模块，第一阈值存储模块，以及第一计算单元。本发明通过设置第一阈值存储模块及第一计算单元，实现控制器控制过程中，依据人员声音信号的频率变化率进行相应的扬声器音量幅度调节，以建立单位时间内的车内声音情况和扬声器控制之间的关系，避免了扬声器声音忽大忽小现象的发生。

Description

车内音频设备音量控制系统及控制方法

技术领域

本发明涉及车辆音频控制技术领域，尤其涉及一种车内音频设备音量控制系统；同时，本发明还涉及一种基于该系统下的车内音频设备音量控制方法。

背景技术

在车辆音频设备的使用过程中，由于车内的声音主要包括音频设备扬声器的声音，也包括车内噪声及人员声音，因此，在不同环境下，如何协调好如上各种声音，提高车内乘员乘车/驾车时的综合感官性，成为各研发人员及机构的研发热门。

传统技术中，为了适应车内乘员的需求，以确保音频设备能够满足乘员当前的使用环境，多采用音频设备手动调节的形式。另一些技术中，增强了音频设备音量调节的智能性，如根据车速信号，对车内音频设备的音量进行适应性的变大、变小调节；又如一些技术中，根据车内噪音的音量，进行音频设备的适应性的调节，以降低车内乘员对车内噪音的感受。此外，还有一些技术中，对车内声音进行捕获后，将捕获的声音进行区分，以在剔除音频设备声音后，得到人员声音及车内噪声，当车内有人员声音时，自动调节车内音频设备的音量，如降低音量；在捕获的声音没有人员声音，而只有噪音时，提高音频设备的音量。此种技术，由于车内噪声及人员声音的可变性，导致音频设备音量调节过程不够协调，造成车内音频设备的音量不是过大就是过小，影响车内氛围，整体使用效果较差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车内音频设备音量控制系统，以提高车内音频设备控制效果的协调性，提高使用效果。

为实现上述目的，本发明的车内音频设备音量控制系统，包括扬声器，以及对所述扬声器音量进行调节的控制器，该控制系统还包括：

声音获取模块，与所述控制器相连；所述声音获取模块用于捕获车内声音信号，并对捕获的车内声音信号进行识别，并根据车内声音信号的频率，滤除所述扬声器声音信号，并得到车内人员声音信号和/或车内噪音信号；

第一阈值存储模块，与所述控制器控制相连；所述第一阈值存储模块中存储有至少一个人声频率阈值变化率值，以及该所述人声频率阈值变化率值对应的所述扬声器的音量调节幅度值；

第一计算单元，与所述控制器控制相连，所述第一计算单元在所述控制器的控制下，计算单位时间内的人员声音信号的频率变化率；

基于所述第一计算单元计算的人员声音信号的频率变化率，所述控制器根据该频率变化率对应的所述第一阈值存储模块中的音量调节幅度值，调节所述扬声器的音量。

进一步的，该控制系统还包括：

第二阈值存储模块，与所述控制器控制相连；所述第二阈值存储模块中存储有至少一个噪音频率阈值变化率值，以及该所述噪音频率阈值变化率值对应的所述扬声器的音量调节幅度值；

第二计算单元，与所述控制器控制相连，所述第二计算单元在所述控制器的控制下，计算单位时间内噪音信号的频率变化率。

基于所述第二计算单元计算的噪音信号的频率变化率，所述控制器根据该频率变化率对应的所述第二阈值存储模块中的音量调节幅度值，预先调节所述扬声器的音量，并基于调整后的音量，依据所述第一计算单元计算的人员声音信号的频率变化率对应的所述扬声器的音量调节幅度值，再次调节所述扬声器的音量。

进一步的，所述声音获取模块包括设置在车内的麦克风。

相对于现有技术，本发明具有以下优势：

本发明通过设置第一阈值存储模块及第一计算单元，实现控制器控制过程中，依据人员声音信号的频率变化率进行相应的扬声器音量幅度调节，以建立单位时间内的车内声音情况和扬声器控制之间的关系，避免了扬声器声音忽大忽小现象的发生。

进一步的，通过增设第二阈值存储模块及第二计算单元，引入单位时间内车内噪音变化率以及该变化率对应的扬声器音量调节幅度值，确保在根据人员声音调节前的音量基础环境的舒适协调性，进一步提高了整体使用效果。

本发明同时提供了一种车内音频设备音量控制方法，该控制方法包括如下步骤：

步骤a、捕获车内声音信号，并对捕获的车内声音信号进行识别，并根据车内声音信号的频率，滤除所述扬声器声音信号，并得到车内人员声音信号和/或车内噪音信号；

步骤b、计算单位时间内的人员声音信号的频率变化率；

步骤c、基于计算的人员声音信号的频率变化率，根据该频率变化率对应的音量调节幅度值，调节扬声器的音量。

进一步的，所述步骤c中，人员声音信号的所述频率变化率越大，对应的所述音量调节幅度值越小。

进一步的，在步骤a和步骤b之间，设有如下步骤：

步骤a1,第二计算单元在所述控制器的控制下，计算单位时间内噪音信号的频率变化率；

步骤a2,基于所述第二计算单元计算的噪音信号的频率变化率，所述控制器根据该频率变化率对应的所述第二阈值存储模块中的音量调节幅度值，预先调节所述扬声器的音量；

步骤a3,基于步骤a2调整后的音量，执行步骤b。

进一步的，所述步骤a1中，单位时间内噪音信号的频率变化率为正值时，对应的所述第二阈值存储模块中的音量调节幅度值为增大设置；反之，则减小设置。

本发明涉及的车内音频设备音量控制方法与如上的车内音频设备音量控制系统，具有相同的技术效果，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一的系统结构框图；

附图标记说明：

1-扬声器，2-控制器，3-声音获取模块，4-第一阈值存储模块，5-第一计算单元，6-第二阈值存储模块，7-第二计算单元。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

本实施例涉及一种车内音频设备音量控制系统，图1示出了该控制系统的系统框图，由图1所示，该控制系统主要包括扬声器1，对扬声器1的音量进行调节的控制器2。

其中，控制器2作为整个控制系统的控制中心，其可以采用车辆现有的ECU，以实现对整个控制系统其他构件的控制。

在控制器2的信号输入端，设有声音获取模块3，控制器2和声音获取模块3构成控制连接。声音获取模块3包括设置在车内的声音感测模块，如设置在车内的麦克风，以对捕获车内的声音信号。此外，由于车内的声音信号大都包括扬声器1发出的音频设备的声音，车内的噪声以及车内人员声音，因此，声音获取模块3对捕获的车内声音信号进行识别。在对车内声音信号识别上，可依据车内声音信号的频率进行，如依据车内人员的声音信号频率、车内音频设备播出的频率，进行频谱分析，以得到扬声器的声音信号，以便将扬声器的声音信号滤除。

本系统机构，基于如上获得的车内人员的声音信号频率以及车内噪声信号频率进行了如下的结构设置：

第一阈值存储模块4，与控制器2控制相连；第一阈值存储模块4为一个存储器，其内存储有至少一个人声频率阈值变化率值，以及该人声频率阈值变化率值对应的扬声器1的音量调节幅度值。人声频率阈值变化率值和其对应的音量调节幅度值构成一组数值，而在第一阈值存储模块4中可以存储多组数值。

人声频率阈值变化率值，也可以是一个变化率范围值，对应不同的变化率范围值，设置一个音量调节幅度值。

而音量调节幅度值，是一个音量变大或变小的幅度，如可以将扬声器的音量范围划分为多个调节等级，而音量调节幅度值，则为对应着几个调节等级。为了进一步的提高整个使用效果，在人声频率阈值变化率值和音量调节幅度值的设置上，人声频率阈值变化率值，其对应的音量调节幅度值越小，这样设置，可以进一步提高整个系统对音量的调节效果。

第一计算单元5与控制器2控制相连，第一计算单元5在控制器2的控制下，计算单位时间内的人员声音信号的频率变化率；在该设置上，具体的单位时间可以为5s，10s等，由于对声音获取中，对人员声音信号的频率变化率进行计算，可以较好的获得车内人员的状况，如可以根据变化率来预估车内人员是在持续的讲话，预估是一个人还是多人说话，以此来稳定车内音频设备的声音调节效果，避免声音忽大忽小现象的发生。

为了进一步提高整个系统的控制及使用效果，该控制系统还包括与控制器2相连的第二阈值存储模块6和第二计算单元7。

第二阈值存储模块6同样为一个存储器，其内存储有至少一个噪音频率阈值变化率值，以及该噪音频率阈值变化率值对应的扬声器的音量值。同理，噪音频率阈值变化率值和其对应的扬声器的音量调节幅度值，构成一组数据；而在第二阈值存储模块6内可以存储有多组数据。噪音频率阈值变化率值同样可以采用一个范围值，而其对应的音量调节幅度值的设置原理同第一阈值存储模块，在此不再赘述。

第二计算单元7，用于计算单位时间内噪音信号的频率变化率。在该设置上，具体的单位时间可以与第一计算单元中的单位时间同步，如为5s，10s等，由于对声音获取中，对噪声信号的频率变化率进行计算，可以给基于第一计算单元下的音量调节，提供一个比较舒适的声音环境基础，以更好的提高整体的使用效果。

为了进一步的提高整体使用效果，在噪声信号的频率变化率计算上，若噪声在单位时间内，呈现变大情况，则噪声的频率变化率为正值，其对应的音量调节幅度为正值，即此时要加大音量；若噪声在单位时间内，呈现变小情况，则对应的频率变化率为负值，即此时减小音量。

基于所述第二计算单元7计算的噪音信号的频率变化率，控制器2根据该频率变化率对应的所述第二阈值存储模块6中的音量调节幅度值，预先调节扬声器1的音量，并基于调整后的音量，依据第一计算单元5计算的人员声音信号的频率变化率对应的扬声器的音量调节幅度值，再次调节所述扬声器的音量。

实施例二

本实施例涉及一种车内音频设备音量控制方法，是基于实施例一的系统结构下的控制方法，该控制方法包括如下步骤：

步骤a、通过声音获取模块3捕获车内声音信号，并对捕获的车内声音信号进行识别，并根据车内声音信号的频率，滤除扬声器1的声音信号，并得到车内人员声音信号和车内噪音信号；

步骤b、通过第一计算单元5计算单位时间内的人员声音信号的频率变化率；

步骤c、基于步骤b计算的人员声音信号的频率变化率，根据第一阈值存储模块中存储的该频率变化率对应的音量调节幅度值，调节扬声器1的音量。在该频率变化率以及其对应的音量调节幅度值得设置上，若该频率变化率为正值，则代表人员声音信号增强，此时的音量调节幅度值为负值，即此时需要将扬声器1的声音调小；反之，则扬声器1的声音调大。

为了使步骤c中的调节效果更优，在本实施例中，在步骤a和步骤b之间，设有如下步骤：

步骤a1,第二计算单元7在控制器2的控制下，计算单位时间内噪音信号的频率变化率；

步骤a2,基于第二计算单元7计算的噪音信号的频率变化率，控制器2根据该频率变化率对应的第二阈值存储模块6中的音量调节幅度值，先调节扬声器1的音量，以为步骤c中的调节提供一个较好的声音环境基础。

步骤a3,基于步骤a2调整后的音量，执行步骤b。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种车内音频设备音量控制系统，包括扬声器(1)，以及对所述扬声器(1)音量进行调节的控制器(2)，其特征在于该控制系统还包括：

声音获取模块(3)，与所述控制器(2)相连；所述声音获取模块(3)用于捕获车内声音信号，并对捕获的车内声音信号进行识别，并根据车内声音信号的频率，滤除所述扬声器(1)的声音信号，并得到车内人员声音信号；

第一阈值存储模块(4)，与所述控制器(2)相连；所述第一阈值存储模块(4)中存储有至少一个人声频率阈值变化率值，以及所述人声频率阈值变化率值对应的所述扬声器(1)的音量调节幅度值；

第一计算单元(5)，与所述控制器(2)相连，所述第一计算单元(5)在所述控制器(2)的控制下，计算单位时间内的人员声音信号的频率变化率；

基于所述第一计算单元(5)计算的人员声音信号的频率变化率，所述控制器(2)根据该频率变化率对应的所述第一阈值存储模块(4)中的音量调节幅度值，调节所述扬声器(1)的音量。

2.根据权利要求1所述的车内音频设备音量控制系统，其特征在于：所述声音获取模块(3)能够根据车内声音信号的频率，滤除所述扬声器(1)声音信号，并获得车内噪音信号；

所述车内音频设备音量控制系统还包括：

第二阈值存储模块(6)，与所述控制器(2)相连；所述第二阈值存储模块(6)中存储有至少一个噪音频率阈值变化率值，以及所述噪音频率阈值变化率值对应的所述扬声器(1)的音量调节幅度值；

第二计算单元(7)，与所述控制器(2)相连，所述第二计算单元(7)在所述控制器(2)的控制下，计算单位时间内噪音信号的频率变化率；

基于所述第二计算单元(7)计算的噪音信号的频率变化率，所述控制器(2)根据该频率变化率对应的所述第二阈值存储模块(6)中的音量调节幅度值，预先调节所述扬声器(1)的音量，并基于调整后的音量，依据所述第一计算单元(5)计算的人员声音信号的频率变化率对应的所述扬声器(1)的音量调节幅度值，再次调节所述扬声器(1)的音量。

3.根据权利要求1或2所述的车内音频设备音量控制系统，其特征在于：所述声音获取模块(3)包括设置在车内的麦克风。

4.一种车内音频设备音量控制方法，其特征在于该控制方法包括如下步骤：

步骤a、捕获车内声音信号，并对捕获的车内声音信号进行识别，并根据车内声音信号的频率，滤除扬声器(1)声音信号，并得到车内人员声音信号；

步骤b、计算单位时间内的人员声音信号的频率变化率；

步骤c、基于计算的人员声音信号的频率变化率，根据该频率变化率对应的音量调节幅度值，调节扬声器(1)的音量。

5.根据权利要求4所述的车内音频设备音量控制方法，其特征在于:所述步骤c中，人员声音信号的所述频率变化率越大，对应的所述音量调节幅度值越小。

6.根据权利要求4或5所述的车内音频设备音量控制方法，其特征在于：

步骤a中，根据车内声音信号的频率，滤除所述扬声器(1)声音信号，并获得车内噪音信号；

且在步骤a和步骤b之间，设有如下步骤：

步骤a1,第二计算单元(7)在控制器(2)的控制下，计算单位时间内噪音信号的频率变化率；

步骤a2,基于所述第二计算单元(7)计算的噪音信号的频率变化率，所述控制器(2)根据该频率变化率对应的第二阈值存储模块(6)中的音量调节幅度值，预先调节所述扬声器(1)的音量；

步骤a3,基于步骤a2调整后的音量，执行步骤b。

7.根据权利要求6所述的车内音频设备音量控制方法，其特征在于：所述步骤a1中，单位时间内噪音信号的频率变化率为正值时，对应的所述第二阈值存储模块(6)中的音量调节幅度值为增大设置；反之，则减小设置。

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