CN110040086A - 用于车辆噪声掩蔽的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

公开了用于在车辆(诸如至少部分电动车辆)中生成掩蔽声音的实施例。一种车辆中的示例性声音生成系统包括：扬声器；处理器；和保存指令的存储装置，所述指令可由所述处理器执行以调制合成声音的第一频率范围的声音特性以生成调制后的合成声音部分，同时保持所述合成声音的低于所述第一频率范围的第二频率范围的所述声音特性以生成未调制的合成声音部分。所述指令还可执行以输出包括所述调制后的合成声音部分和所述未调制的合成声音部分这两者的组合的合成声音。可以根据车辆运转参数来调制所述第一频率范围的所述声音特性。

Description

用于车辆噪声掩蔽的系统和方法
技术领域
本公开涉及通过增强合成声音来掩蔽来自车辆(诸如不包括内燃发动机的电动车辆)的声音。
背景技术
电动车辆的自然声音与具有内燃发动机的车辆的自然声音不同。虽然驾驶员可能习惯于听到关于来自内燃发动机的车辆操作的提示(例如，低频隆隆声和随着车辆或发动机速度的增加而增加声级和音高)，但是在大多数情况下电动马达具有相对安静的低频呜呜声。然而，驾驶员可能能够感知到在内燃发动机驱动车辆的正常操作期间不可察觉的电动车辆的其他噪声。例如，在大多数驾驶状态下，从轮胎、悬架发出的声音、一般的车辆噪声、振动和粗糙性(NVH)、甚至来自电动车辆的电动马达的一些噪声(例如，电动马达呜呜声)都是明显的。
发明内容
电动车辆声音特征可以是主要令人不愉快的噪声的组合，包括具有相对较少谐波的电动马达呜呜声。掩蔽这些噪声的一种方法包括经由车辆车厢中的一个或多个扬声器播放声音。然而，如果经由扬声器播放相对静止的声音，则这些声音不提供关于车辆操作的反馈(例如，与内燃发动机相比，其声音特性随着不同的车速和/或响应于不同的加速请求而变化)。因此，掩蔽这些噪声的另一种方法可以包括将所播放音频进行音高移位以模拟车速的增加和减少。然而，这种方法可能降低输出声音的掩蔽能力，因为所有频率都随着车速(或其他运转参数)的变化而变化。例如，电动车辆的声音特征(例如，轮胎噪声、NVH、电动马达呜呜声等)可以通过低于阈值的频率的模拟声音输出来掩蔽。然而，当模拟的车辆声音向上进行音高移位时，模拟的声音可能不再掩蔽令人不愉快的自然电动车辆噪声。
公开了用于生成合成声音的实施例，该合成声音模拟变化的车辆运转参数，同时仍然掩蔽车辆噪声(例如，主要在低频)。一种车辆中的示例性声音生成系统包括：扬声器；处理器；和保存指令的存储装置，该指令可由处理器执行以：调制合成声音的第一频率范围的声音特性以生成调制后的合成声音部分，同时保持合成声音的低于第一频率范围的第二频率范围的声音特性以生成未调制的合成声音部分；以及经由扬声器输出组合的合成声音，其包括在第一频率范围的调制后的合成声音部分和在第二频率范围的未调制的合成声音部分。在第一示例中，声音特性是低通滤波器的转角频率。在第二示例中，声音特性是峰值滤波器的中心频率。在第三示例中，调制后的合成声音部分包括各自基于第一车辆运转参数而调制的一个或多个第一合成声音信号，并且未调制的合成声音部分包括一个或多个第一合成声音信号中独立于第一车辆运转参数保持未调制的选定声音信号。在第三示例中，声音特性是一个或多个第一合成声音信号的播放速率或音高。该指令还可以执行以生成(或处理然后重放)表示合成声音的合成声音信号，从第一车辆传感器接收感测到的数据，并使用来自第一车辆传感器的感测到的数据来确定第一车辆运转参数。
一种在车辆中生成合成声音的示例性方法包括：生成表示用于掩蔽车辆噪声的合成声音的合成声音信号；从第一车辆传感器接收感测到的数据；使用来自第一车辆传感器的感测到的数据来确定第一车辆运转参数；根据第一车辆运转参数来调制低通滤波器的转角频率并利用低通滤波器对合成声音信号进行滤波以生成表示组合的合成声音的组合的合成声音信号，该组合的合成声音在第一频率范围内具有调制后的合成声音部分，同时在低于第一频率范围的第二频率范围内保持未调制的合成声音部分。例如，该方法可以包括利用低通滤波器对宽带声音进行滤波，利用调制后的第一部分和未调制的第二部分生成新声音，该第一部分的频率高于该第二部分。该示例性方法还包括输出组合的合成声音，其包括在第一频率范围的调制后的合成声音部分和在第二频率范围的未调制的合成声音部分。
一种车辆中的示例性声音生成系统包括：扬声器；处理器；和保持指令的存储装置，该指令可由处理器执行以生成表示用于掩蔽车辆噪声的合成声音的合成声音信号，从第一车辆传感器接收感测到的数据，并使用来自第一车辆传感器的感测到的数据来确定第一车辆运转参数。该指令还可执行以根据第一车辆运转参数来调制峰值滤波器的中心频率；利用峰值滤波器对合成声音信号进行滤波以生成表示组合的合成声音的组合的合成声音信号，该组合的合成声音在第一频率范围内具有调制后的合成声音部分，同时在低于第一频率范围的第二频率范围内保持未调制的合成声音部分；以及经由扬声器输出组合的合成声音，其包括在第一频率范围的调制后的合成声音部分和在第二频率范围的未调制的合成声音部分这两者。
附图说明
通过参考附图阅读下文对非限制性实施例的描述，可以更好地理解本公开，其中在下文：
图1示出了根据本公开的一个或多个实施例的包括模拟车辆声音生成器系统的示例性车辆。
图2示出了根据本公开的一个或多个实施例的示例性声音生成系统的框图。
图3示出了根据本公开的一个或多个实施例的在车辆中生成合成声音的示例性方法。
图4A示出了根据本公开的一个或多个实施例的用于在不同车速下生成部分调制后的声音的示例性滑动低通滤波器。
图4B示出了根据本公开的一个或多个实施例的用于在不同车速下生成部分调制后的声音的示例性滑动峰值滤波器。
图5示出了根据本公开的一个或多个实施例的用于使用可变转角频率低通滤波器来调制声音的第一示例性过程。
图6A和图6B示出了根据本公开的一个或多个实施例的当使用第一示例性过程时的示例性低通滤波器和相关声音调制。
图7示出了根据本公开的一个或多个实施例的用于使用可变中心频率峰值滤波器调制声音的第二示例性过程。
图8A、图8B和图8C示出了根据本公开的一个或多个实施例的当使用第二示例性过程时的示例性峰值滤波器和相关声音调制。
图9示出了根据本公开的一个或多个实施例的用于使用多个音频文件来调制声音的第三示例性过程。
图10示出了根据本公开的一个或多个实施例的车载计算系统的示例性框图。
具体实施方式
如上面所讨论，电动车辆声音可能包括令人不快的噪声，诸如电动马达呜呜声和车辆噪声、振动和粗糙性(NVH)特性。本公开提供了用于掩蔽令人不快的噪声同时提供关于车辆操作变化(例如，车速或加速请求的变化)的反馈、模拟在内燃发动机驱动车辆中体验到的类似声音的方法。本公开还提供了用于通过替换在典型车辆中听到的那些声音的全新声音来掩蔽令人不快的噪声的方法。
图1示出了包括模拟车辆声音生成器(SVSG)系统102的车辆100。车辆可以包括音频系统(AS)104，其在图1中被示为可选地位于车辆100的仪表板106中。音频系统104可以包括与车辆音频系统相关联的各种部件，诸如AM/FM/XM/短波无线电设备、CD播放器、盒式录音座(cassette deck)、个人音乐播放器输入连接器(例如，辅助电缆输入、通用串行总线输入等)、均衡器、放大器、蜂窝电话接口、导航系统和/或与车辆音频系统相关联的任何其他部件。音频系统104可以是双声道立体声或多声道(诸如四声道、五声道、八声道或十二声道)环绕声系统。音频系统104可以包括用于处理被提供给整个车辆100中的多个扬声器105的音频信号的软件模块、硬件模块或者它们的组合。音频系统104可以包括适于支持、控制SVSG系统102、与其对接和/或由其控制的处理器和存储器，如下面更详细描述的。可选地，SVSG系统102可以具有专用本地处理器。
在一个示例中，车辆100可以是全电动或部分电动车辆、氢燃料电池车辆，或其中发动机提供不期望声音的不充分掩蔽并由电动马达110驱动或在电动马达的辅助下驱动的任何车辆。在附加或可选示例中，车辆100可以包括内燃发动机。车辆的马达110可以生成与其他车辆类型(诸如具有内燃发动机(或仅内燃发动机)的车辆)中的车辆乘员可能听到的声音不同的声音。电动车辆的乘员可能希望体验到与内燃发动机相关联的声音或其他声音效果(例如，具有任何类型的特性的其他模拟发动机声音)。此外，乘员可能希望体验到掩蔽车辆/电动马达的NVH(噪声、振动、粗糙性)声音和/或环境噪声(例如，来自邻近车辆的噪声、风噪声、道路噪声、来自车辆的其他乘员的噪声等)中的任何一种或多种的声音，否则通常会被持续运行的内燃发动机所掩蔽。SVSG系统102可以被配置为模拟与由内燃发动机驱动的车辆(诸如喷气式飞机、摩托艇、火箭或其他车辆类型)相关联的声音。SVSG系统102另外地或可选地可以被配置为也模拟其他声音，诸如具有适于掩蔽上述NVH或其他车辆和/或环境噪声的声音特性的声音。在一个示例中，SVSG系统102可以基于车辆100的一个或多个工况(诸如道路/车速、扭矩、踏板位置、节气门位置、传动系状态/模式、变速器类型(例如，自动与手动)、变速器换档、车辆位置等)生成模拟发动机声音或其他声音。例如，SVSG系统102可以被配置为生成与具有内燃发动机的多档位车辆相关联的模拟声音。在其中车辆100包括内燃发动机的示例中(例如，在包括内燃发动机和电动马达的混合动力车辆的情况下)，SVSG系统102可以被配置为生成模拟声音以增强内燃发动机的声音，由此通过模拟声音增强了听众所体验到的内燃发动机的声音。
本文讨论的声音可以通过整个车辆100中存在的一个或多个扬声器105而产生。如图1中所示，扬声器105可以包括车厢扬声器，诸如中央(CTR)扬声器、右前(RF)和左前(LF)扬声器、右侧(RS)和左侧(LS)扬声器，以及右后(RR)和左后(LR)扬声器。可以驱动车厢扬声器以产生针对车辆的乘员(例如，针对车辆内部)优化的声音。在一个示例中，车辆100还可以包括右外部(R EXT)和左外部(L EXT)扬声器，它们位于车辆100的马达隔室中或者以其他方式定位以将声音引出车辆。可以驱动每个扬声器105以基于由SVSG系统102生成的音频信号来产生声波。可以驱动右外部扬声器和左外部扬声器以产生模拟车辆声音，该模拟车辆声音在车辆100外侧/外部以及对于车辆100内部的乘员是可听见的。例如，外部扬声器可以为外部听众掩蔽车辆的悬架和其他噪声和/或提供高质量的声音印象。外部扬声器输出的声音也可以用作行人警报系统。在一些示例中，每个单独的扬声器105可以被单独驱动(例如，利用彼此不同的音频信号驱动)，而在其他示例中，被指定为提供模拟声音的所有扬声器都可以利用彼此相同的音频信号来驱动。在其他示例中，可以单独驱动一些单独的扬声器，而其他扬声器利用彼此相同的音频信号来驱动。
SVSG系统102可以基于车辆100的各种工况而生成声音。例如，SVSG系统102可以基于车辆100的节气门(T)108和/或车辆100的车速或道路速度(例如，车辆在道路、非道路或其他表面上行驶时的车速，其中当车辆不移动时速度为零)来接收输入信号。在其他示例中，SVSG系统102可以基于其他数据(诸如全球定位系统(GPS)导出的速度、发动机扭矩、轴每分钟转速(RPM)的变化、车轮RPM的变化、轮毂RPM等)来接收输入信号。
节气门108的位置水平(例如，踏板位置)可以如图1中所示直接提供给SVSG系统102，或者可以由SVSG系统102通过受控局域网(CAN)(未示出)或其他合适的车载通信总线系统(例如，媒体导向系统传输[MOST]、音频-视频桥接[AVB]、汽车用外围传感器接口[PSI5]等)间接地获得。可以在仪表模块109处确定车辆100的车速，该仪表模块可以生成指示车辆100的车速的车速信号。SVSG系统102可以接收节气门108的节气门水平和/或踏板位置(例如，指示节气门水平)和车速信号。SVSG系统102可以基于节气门水平(例如，踏板位置)和/或车速信号来生成模拟发动机声音，如下面将更详细描述的。在其他示例中，作为节气门位置和车速的补充或替代，可以利用一个或多个其他输入信号，诸如马达负载、扭矩、功率、车灯状态、车辆位置(例如，基于全球定位系统信号)、传动系操作、变速器模式、各种轴的RPM变化、记录的环境、车厢和/或车辆噪声水平/特性、用户输入、乘员数量(例如，基于座椅压力传感器和/或其他车辆占用检测器，诸如座椅安全带传感器)、巡航控制操作和/或其他动态状态输入。
车辆100还可以包括输入装置(ID)114。输入装置114可以包括手动变速杆(gearshifter)，其可由车辆乘员操作以手动地向SVSG系统102提供输入，该输入指示何时需要模拟升档或降档。输入装置113可以与自动模拟多档位功能结合使用，从而使SVSG系统102以半自主方式操作。在一个示例中，输入装置114可以是安装在车辆100的转向柱、仪表板106中和/或车辆100内的另一合适区域中的控制杆。在其他示例中，输入装置114可以包括多个控制杆或被配置为接收手动输入、设置在车辆100内的其他机构，诸如单独的专用升档或降档控制杆。控制杆或其他输入装置可以是多位置的，从而使得特定模拟齿轮能够具有特定位置(例如，输入装置的不同位置各自映射到查找表或可由SVSG系统102访问的其他存储机构中的相关模拟齿轮)。在其他示例中，控制杆可以是“拨片(flappy paddle)”配置，从而使得控制杆能够从初始位置偏置以用于模拟降档/升档并返回到初始位置以用于随后的模拟换档。
SVSG系统102如图1中所示可以在音频系统104内实施，或者可以被实施为与音频系统104分离的独立系统。SVSG系统102可以通过一个或多个扬声器105产生可听声音。在一些示例中，SVSG系统102和音频系统104可以共享所有、一些或一个扬声器105(例如，来自SVSG系统102和音频系统104中的每一个的音频信号驱动一个或多个共享扬声器105)。在此类示例中，共享扬声器可以通过默认到SVSG系统102、通过使用当前运转参数进行即时协商或者通过将来自SVSG系统102和音频系统104中的每一个的音频信号进行混频以输出组合声音信号来缓解冲突指令(例如，来自SVSG系统102和音频系统104的指令)。在其他示例中，一个、一些或每个扬声器105可以专用于SVSG系统102或音频系统104中的仅一个(例如，仅基于来自SVSG系统102或音频系统104中的相关系统的指令而输出声音)。在一些示例中，外部放大器(未示出)可以可选地将来自SVSG系统102和音频系统104的信号进行混频以通过一些或所有扬声器105播放组合信号。
在一些示例中，SVSG系统102可以基于来自当前车辆乘员的输入或基于预定标准来选择可用扬声器105的子集生成选定的模拟发动机声音。例如，车辆100的第一驾驶员可以选择左外部扬声器和右外部扬声器以及用于从SVSG系统102产生声音的中央扬声器。车辆100的第二后续驾驶员可以仅选择要用于从SVSG系统102产生声音的中央扬声器。SVSG系统102可以包括用户界面(诸如车辆上的图形用户界面(GUI)112)和/或与其进行通信以使得车辆100的乘员能够选择特定的扬声器选择、声音效果等。GUI 112可以被集成以控制车辆100的各个方面，诸如音频系统104、环境控制(例如，气候控制)、SVSG系统102等。
图2示出了用于在车辆200中生成合成声音的示例性系统的框图。车辆200可以是图1的车辆100的示例。车辆200包括声音生成系统(SGS)202，其可以是SVSG系统的示例，诸如图1的SVSG系统102的示例。声音生成系统202包括车辆传感器接口204以用于从一个或多个传感器或用于控制车辆中合成声音的生成(例如，调制)的其他输入装置接收输入。车辆传感器接口204可以是包括一个或多个端口、总线和/或用于在输入与声音生成系统202之间接收和传播数据的其他硬件元件的硬件接口。示例性输入包括车速传感器206、加速踏板(或节气门位置)传感器208、驱动轴传感器210(或其他旋转轴)、全球定位系统(GPS)212和/或一个或多个其他输入214。在包括少量输入传感器的某些示例性配置中可以省略车辆传感器接口。
SGS 202包括存储装置216和合成声音调制模块220，该存储装置可以存储一种或多种合成声音218等数据。合成声音218可以包括声音信号的数据库，该声音信号表示用于掩蔽车辆噪声的合成声音和/或上面讨论的一个或多个合成声音示例(例如，模仿内燃发动机的声音等)。虽然被示为本地驻留在图2中的存储装置216上，但是应当理解的是，在一些示例中，一种或多种合成声音218也可以存储在存储装置216的外部(例如，在位于车辆200外部和/或与车辆分开定位/间隔开的远程服务器上)并且被检索以供合成声音调制模块220使用。
SGS 202还包括处理器222，其被配置为执行来自合成声音调制模块220的指令。例如，合成声音调制模块220可以包括在由处理器222执行时根据从车辆传感器接口204接收的一个或多个输入(例如，来自输入206至214)来调制来自合成声音218的合成声音信号的至少一部分的指令。虽然其他系统可以同等地调制合成声音的所有频率，但是合成声音调制模块220可以包括用于仅调制选定的合成声音信号的第一部分(例如，第一频率范围)同时保持选定的合成声音信号的第二部分未调制(例如，在低于第一范围的第二频率范围中)的指令。因为较低频率可以掩蔽来自车辆/环境的不期望的噪声，所以保持合成声音信号的低频未调制或基本上较少调制同时调制合成声音信号的高频可以确保保持掩蔽不期望的噪声，即使该声音适于反映车辆的不断变化的运转状态。声音调制模块220还可以包括当由处理器222执行时使放大器223驱动一个或多个扬声器224(例如，图1的扬声器105的示例)以输出组合的合成声音的指令，该组合的合成声音包括调制后部分和未调制部分。应当理解的是，其他示例可以对两个频率范围(例如，高和低)中的每一个施加相等或不相等的增益。
图3示出了用于在车辆中生成合成声音的示例性方法300。例如，方法300可以由图1的SVSG系统102和/或图2的声音生成系统202执行。在302处，该方法包括生成表示合成声音的合成声音信号。例如，生成合成声音信号可以包括从本地或远程数据库中检索声音信号和/或将检索到的声音信号传递到指令模块以进行处理。合成声音信号可以响应于用户输入从多个可用合成声音信号中选择合成声音信号来检索，基于关于要使用的合成声音信号的预定义用户偏好(例如，普遍地或针对给定的用户/车辆/变速器模式/环境状态)来自动选择，和/或以其他方式选择。在其他示例中，可以使用来自一个或多个输入源(例如，用户输入、指示车辆操作状态的输入等)的信息来动态地生成合成信号以定义声音信号的性质。
在304处，该方法包括从第一车辆传感器接收感测到的数据。在306处，该方法包括使用感测到的数据来确定第一车辆运转参数。例如，感测到的数据可以包括来自传感器(例如，输出车速的车速传感器)的指示(例如，直接指示)第一车辆运转参数的数据和/或来自传感器的可以用于根据一个或多个传感器输出((例如，来自车轮或基于驱动轴的传感器的原始输出，其用于使用感测到的数据与其他参数(诸如车轮直径)之间的已知关系来计算车速的原始输出))来计算第一车辆运转参数的一个或多个传感器的数据。
在308处，该方法包括根据第一车辆运转参数来调制合成声音的第一频率范围的声音特性，同时保持合成声音的第二频率范围的声音特性。如上面所讨论，通过不同地调制合成声音信号的不同频率范围，(例如，利用合成声音的未调制的低频部分)可以继续掩蔽不想要的车辆噪声，同时车辆乘员感知随车辆运转参数(例如，车速)变化的合成声音，该合成声音与具有内燃发动机的车辆中的声音类似。可以用于控制第一频率范围的声音特性的车辆运转参数的其他示例包括发动机转速/RPM、加速踏板输入、轴速度、车速、发动机扭矩、环境噪声和/或其他参数。
在一个示例中，被调制的声音特性可以对应于低通滤波器的转角频率，由此对转角(或截止)频率以上的频率进行调制(例如，逐渐衰减)，而低于转角频率的频率未调制(例如，未衰减)。简要地转向图4A，曲线400a示出了针对不同车速的滑动低通滤波器的表示，其中示出了CFL(低速)、CFM(中速)和CFH(高速)下的近似的相应转角频率。如所示，低通滤波器衰减高于转角频率的频率，并通过低于转角频率的频率。随着车速的增加，越来越多(更高)的频率通过且很少或没有衰减/调制(随着转角频率增加)，由此模拟在内燃发动机驱动车辆中增加车速时所体验到的发动机响应。该示例的更详细描述在图5和图6A/图6B中示出。
在另一示例中，被调制的声音特性可以对应于峰值滤波器的中心频率。作为非限制性示例，具有高达15dB或更高振幅的峰值滤波器可以在200Hz的中心频率与超过2kHz之间移动以模拟车速的增加。示例性滑动峰值滤波器在图4B的曲线400b中示出，其中示出了CtFL(低速)、CtFM(中速)、CtFH(高速)和CtFEH(超高速)下的近似的相应中心频率。该示例的更详细描述在图7、图8A和图8B中示出。
在又一示例中，基于车辆运转参数调制的声音特性可以是至少第一声音信号的全部或部分频率，其中调制后的第一声音信号与未调制的声音信号(例如，调制之前的第一声音信号)进行混频以生成组合的合成声音。具有基于车辆运转参数的调制变化的声音信号部分可以模拟车速的增加(或车辆运转参数的其他变化)，同时保持未调制的声音部分的较低频率的噪声掩蔽特性。该示例的更详细描述在图9中示出。
现在返回图3，如在310处指示，该方法包括输出包括调制后的声音部分和未调制的声音部分的组合的合成声音。在312处，该方法包括确定第一车辆运转参数是否已经改变。如果没有发生变化(或者如果发生了与运转参数的可感知变化相关联的阈值以下的变化，例如在312处为“否”)，则该方法包括保持组合的合成声音的输出(例如，如在314处指示，不改变声音的调制量或类型)。如在316处指示，如果发生了变化(或者如果发生了超过上述阈值的变化，例如在312处为“是”)，则该方法包括更新第一频率范围的声音特性的调制，同时保持第二频率范围的声音特性。通过更新声音特性的调制，组合的合成声音可以继续模拟在内燃发动机驱动车辆的相关变化期间体验到的声音，同时保持低频噪声掩蔽特性。方法300可以继续更新声音特性的调制，直到声音生成系统被中断(例如，声音生成的参数改变，发起方法的重启)或关闭(例如，在车辆停止时和/或响应于用户输入)。
图5示出了用于使用可变转角频率低通滤波器来调制声音的第一示例性过程500。过程500包括将合成声音信号502(例如，音频文件，诸如.wav文件或一组振荡器)输入到低通滤波器504，其中低通滤波器接受车速(或另一车辆运转参数，诸如上面讨论的那些参数，包括轴RPM、GPS等)输入506以调整滤波器的转角频率。例如，转角频率可以随着车速的增加而增加。作为更详细的示例，车速的线性增加可以映射到低通滤波器的转角频率的对数增加。然而，应当理解的是，车速与转角频率调整之间的任何合适的关系可以用于模拟响应于车速变化的声音变化。
在一些示例中，可以在滤波器504处直接从车速传感器(或其他车辆运转参数传感器)接收车速输入506。在其他示例中，可以由参数确定模块使用来自一个或多个传感器的输入来间接计算车速(或其他车辆运转参数)。在此类示例中，可以在滤波器504处从参数确定模块和/或相关处理装置接收车速输入。
经由低通滤波器对合成声音信号进行滤波包括调制和/或衰减合成声音信号的第一频率范围(例如，部分)(例如，包括低通滤波器的转角频率以上的频率的高频范围)，但不调制和/或不衰减合成声音信号的第二频率范围(例如，部分)(例如，包括低通滤波器的转角频率以下的频率的低频范围)。低通滤波器可以包括硬件滤波器和/或可以使用处理装置(例如，图2的处理器222)来执行以执行用于根据低通滤波器的参数来调制声音的指令(例如，图2的合成声音调制模块220)。
在图5的示例中可以另外地或可选地使用模拟或数字滤波器来通过增加信号的越来越高的频率分量的振幅的印象来传达增加速度的感觉。这些滤波器包括但不限于：
a)搁架滤波器(shelf filter)，其中拐点频率(knee frequency)不断增加；
b)带阻滤波器，其中Q不断增加和/或中心频率不断增加；
c)一系列负增益峰值滤波器，其中心频率增加和/或其最低频率成员随着速度的增加而被简单地省略；
d)一系列带阻滤波器或陷波滤波器，其中心频率增加和/或其最低频率成员随着速度的增加而被简单地省略；
e)可调阶低通滤波器(adjustable order low pass filter)
f)在第一和第二频率范围内有不相等增益，该第一频率范围与该第二频率范围之间的过渡频率增加，和/或
g)上述的组合，或者实现上述目标的备选滤波器类型。
由低通滤波器504进行滤波的合成声音信号(例如，滤波后的合成声音信号和/或至少部分调制后的合成声音信号，其包括合成声音信号的调制后部分和未调制部分)然后可选地被传递到可调增益模块508。可调增益模块508接收指示驾驶员请求的加速度或发动机输出的扭矩和/或踏板输入510，以控制施加到滤波后的合成声音信号的增益量。例如，施加到滤波后的合成声音信号的增益可以随扭矩/踏板输入的增加而增加。作为更详细的示例，施加到滤波后的合成声音信号的增益可以随扭矩/踏板输入的线性增加而线性增加。可以直接从传感器(诸如加速踏板传感器、节气门位置传感器和/或能够测量指示发动机输出的数据的任何传感器)接收扭矩/踏板输入510。在其他示例中，可以从处理装置或模块接收扭矩/踏板输入510，该处理装置或模块使用来自一个或多个传感器的信息来计算驾驶员请求的加速度或发动机输出。
可调增益模块508可以将组合的合成声音信号(例如，通过衰减声音的一部分而形成)输出到扬声器512。扬声器512可以表示车辆中的任何一个或多个扬声器，包括集成车辆扬声器、外部车辆扬声器和/或与车辆进行通信的扬声器(例如，无线扬声器、集成在位于车辆的车厢中的移动装置中的扬声器等)。输出组合的合成声音信号可以包括合成声音信号502的调制后部分(例如，低通滤波器504的转角频率以上的频率)和合成声音信号502的未调制部分(例如，低通滤波器504的转角频率以下的频率)，其中根据可调增益模块508对调制后部分和未调制部分中的每一个进行增益调整。
图6A示出了当使用图5的第一示例性过程500时在不同的车辆运转参数(例如，车速)下的示例性低通滤波器和相关声音调制。例如，曲线602a示出了在低车速下使用的示例性低通滤波器。可以施加曲线602a的低通滤波器时的低速的非限制性示例是每小时25英里(mph)。曲线604a示出了由曲线602a的低通滤波器输出的低带宽声音信号。如所示，在低车速下使用低通滤波器仅输出(例如，强调)小范围的频率。曲线602b示出了在中等车速(例如，高于低车速但低于高车速)下使用的示例性低通滤波器。可以施加曲线602b的低通滤波器时的中速的非限制性示例是45mph。曲线604b示出了由曲线602b的低通滤波器输出的中等带宽声音信号。如所示，与使用与低车速相关联的低通滤波器输出的频率相比，使用与中等车速相关联的低通滤波器输出更大范围的频率。曲线602c示出了在高车速(例如，高于低车速和中等车速)下使用的示例性低通滤波器。可以施加曲线602c的低通滤波器的高车速的非限制性示例是65mph。曲线604c示出了由曲线602c的低通滤波器输出的高带宽声音信号。如所示，与使用与低车速和中等车速相关联的低通滤波器输出的频率相比，使用与高车速相关联的低通滤波器输出更大范围的频率。出于说明目的，曲线602a、602b和602c可以具有彼此大致相同的比例，并且曲线604a、604b和604c可以具有彼此大致相同的比例。
图6B示出了当使用图5的第一示例性过程500时在不同的车辆运转参数(例如，车速)下的另一示例性低通滤波器和相关声音调制。在图6B的示例中，通过施加宽带增益来调制高频和低频范围。例如，曲线602d示出了在低车速下使用的宽带增益为6dB的示例性低通滤波器。曲线604d示出了由曲线602d的低通滤波器输出的低带宽声音信号。曲线602e示出了在中等车速(例如，高于低车速但低于高车速)下使用的带宽增益为6dB的示例性低通滤波器。曲线604e示出了由曲线602e的低通滤波器输出的中等带宽声音信号。曲线602f示出了在高车速(例如，高于低车速和中等车速)下使用的宽带增益为6dB的示例性低通滤波器。曲线604f示出了由曲线602f的低通滤波器输出的高带宽声音信号。
图7示出了用于使用可变中心频率峰值滤波器来调制声音的第二示例性过程700。过程700包括将合成声音信号702(例如，音频文件，诸如.wav文件或一组振荡器)输入到峰值滤波器704，其中峰值滤波器接受车速(或另一车辆运转参数)输入706以调整滤波器的中心频率。例如，中心频率可以随着车速的增加而增加。作为更详细的示例，车速的线性增加可以映射到峰值滤波器的中心频率的对数增加。然而，应当理解的是，车速与中心频率调整之间的任何合适的关系可以用于模拟响应于车速变化的内燃发动机声音变化。
在一些示例中，可以在滤波器704处直接从车速传感器(或其他车辆运转参数传感器)接收车速输入706。在其他示例中，可以通过参数确定模块使用来自一个或多个传感器的输入来间接地计算车速(或其他车辆运转参数，诸如上面描述的那些参数，包括踏板位置、扭矩、RPM变化、GPS信号的变化率等)。在此类示例中，可以在滤波器704处从参数确定模块和/或相关处理装置接收车速输入。
经由峰值滤波器对合成声音信号进行滤波包括调制和/或加重合成声音信号的第一频率范围(例如，部分)(例如，峰值滤波器的中心频率附近的中间频率范围)，但不调制和/或不衰减合成声音信号的至少第二频率范围(例如，部分)(例如，包括在峰值滤波器的中心频率之外的频率的低频范围)。峰值滤波器可以包括硬件滤波器或可编程模拟滤波器(例如，其不使用处理器)和/或可以使用处理装置(例如，图2的处理器222)来执行以执行用于根据峰值滤波器的参数来调制声音的指令(例如，图2的合成声音调制模块220)。
可以另外地或可选地在图7的示例中使用而并非通过使峰值滤波器在频率上向上滑动来传达增加速度的感觉的模拟或数字滤波器包括：
a)使用高频和低频搁架滤波器的组合来强调频率范围；
b)使用窄带通滤波器而不是峰值滤波器；
c)使用一系列负增益峰值滤波器来解除对除了要强调的频率范围之外的所有范围内的频率的强调；
d)使用高通和低通滤波器来形成强调后的频率范围，并将该信号与具有原始信号版本的可选增益相加；和/或
e)上述的组合，或者实现上述目标的备选滤波器类型。
由峰值滤波器704进行滤波的合成声音信号(例如，滤波后的合成声音信号和/或至少部分调制后的合成声音信号，其包括合成声音信号的调制后部分和未调制部分)然后可选地被传递到可调增益模块708。可调增益模块708接收指示驾驶员请求的加速度或发动机输出的扭矩和/或踏板输入710，以控制施加到滤波后的合成声音信号的增益量。例如，施加到滤波后的合成声音信号的增益可以随扭矩/踏板输入的增加而增加。作为更详细的示例，施加到滤波后的合成声音信号的增益可以随扭矩/踏板输入的线性增加而线性增加。可以直接从传感器(诸如加速踏板传感器、节气门位置传感器和/或能够测量指示发动机输出的数据的任何传感器)接收扭矩/踏板输入710(或指示加速/减速的其他信号)。在其他示例中，可以从处理装置或模块接收扭矩/踏板输入710，该处理装置或模块使用来自一个或多个传感器的信息来计算驾驶员请求的加速度或发动机输出。
在可选阶段中，可调增益模块708可以将组合的合成声音信号输出到扬声器712。扬声器712可以表示车辆中的任何一个或多个扬声器，包括集成车辆扬声器、外部车辆扬声器和/或与车辆进行通信的扬声器(例如，无线扬声器、集成在位于车辆的车厢中的移动装置中的扬声器等)。输出组合的合成声音信号可以包括合成声音信号702的调制后部分(例如，峰值滤波器704的中心频率附近的频率)和合成声音信号702的未调制部分(例如，峰值滤波器704的中心频率范围之外的频率)，其中根据可调增益模块708来对调制后部分和未调制部分中的每一个进行增益调整。
图8A和图8B示出了当使用图7的第一示例性过程700时在不同的车辆运转参数(例如，车速)下的示例性峰值滤波器和相关声音调制。例如，图8A的曲线802a示出了在低车速下使用的示例性峰值滤波器，该低车速叠加在由该峰值滤波器输出的声音信号上。如所示，在低车速下使用的峰值滤波器具有低峰值中心频率，其强调声音输出的相关较低频带(例如，160Hz频带)。图8A的曲线802b示出了在中等车速(例如，高于低车速)下使用的示例性峰值滤波器，该中等车速叠加在由该峰值滤波器输出的声音信号上。如所示，在中等车速下使用的峰值滤波器具有中等中心频率(高于用于低车速的峰值滤波器的中心频率)，其强调声音输出的相关相对中等频带(例如，250Hz频带)。
图8B的曲线802c示出了在高车速(例如，高于低车速和中等车速)下使用的示例性峰值滤波器，该中等车速叠加在由该峰值滤波器输出的声音信号上。如所示，在高车速下使用的峰值滤波器具有高中心频率(高于用于低车速和中等车速的峰值滤波器的中心频率)，其强调声音输出的相关相对较高频带(例如，500Hz频带)。图8B的曲线802d示出了在超高车速(例如，高于低车速、中等车速和高车速)下使用的示例性峰值滤波器，该中等车速叠加在由该峰值滤波器输出的声音信号上。使用曲线802d的峰值滤波器时的超高车速的非限制性示例可以是75mph。如所示，在超高车速下使用的峰值滤波器具有超高中心频率(高于用于低车速、中等车速和高车速的峰值滤波器的中心频率)，其强调声音的相关超高频带输出(例如，1kHz频带)。在一个示例中，曲线802a到802d的每个峰值滤波器在相关中心频率处可以具有大约15dB的振幅。出于说明目的，曲线802a、802b、802c和802d可以具有彼此大致相同的比例。
图8C示出了当使用图7的第一示例性过程700时在不同的车辆运转参数(例如，车速)下的另一示例性峰值滤波器和相关声音调制。在图8C的示例中，通过施加全频带或宽带增益来调制高频和低频范围这两者。例如，曲线802e可以对应于图8B的曲线802c的工况，其中施加了也具有-6dB宽带增益的峰值滤波器。如所示，低于0dB的滤波器曲线的区域表示被调制的音频信号的高频和低频的区域。类似地，曲线802f可以对应于图8B的曲线802d的工况，其中施加了也具有-6dB宽带增益的峰值滤波器。
图9示出了用于使用混频在一起的多个音频文件和/或多个版本的音频文件来调制声音的第三示例性过程900。过程900包括将第一合成声音信号902a输入到第一可变播放速率和/或音高控制模块904a，其中播放速率和/或音高控制模块接受车速(或另一车辆运转参数)输入906以调整施加于合成声音信号的速率和/或音高控制。例如，输入合成声音信号的播放速率和/或音高可以随着车速的增加而增加。作为更详细的示例，车速的线性增加可以映射到施加于合成声音信号的播放速率和/或音高调整的对数或线性增加。然而，应当理解的是，车速与播放速率/音高调整之间的任何合适的关系可以用于模拟响应于车速变化的内燃发动机声音(或其他模拟声音，诸如其他类型发动机的模拟声音)的变化。
在一些示例中，可以将一个或多个附加的合成声音信号(例如，用于合成声音的附加音频文件)输入到一个或多个附加的可变播放速率/音高控制模块。例如，图9示出了输入到第二播放速率/音高控制调制904b的第二合成声音信号902b。第二合成声音信号902b可以与第一合成声音信号902a不同(例如，第二合成声音信号可以表示不同类型的声音)。例如，第一合成声音信号可以表示模拟的内燃发动机，而第二合成声音信号可以表示白噪声声音。作为另一示例，第一合成声音信号可以表示对道路车辆的发动机的模拟，而第二合成声音信号可以表示对火箭或航天飞机的声音的模拟。在其他示例中，可以从第一合成声音信号902a中导出第二合成声音信号902b。例如，第二合成声音信号可以是第一合成声音信号的失真版本。在一些示例中，可变播放速率/音高控制模块904a和904b可以彼此相同。在其他示例中，播放速率/音高控制模块对于每个合成声音信号输入可以是不同的。通过这种方式，可以为每个合成声音信号定制对播放速率和/或音高的调整。
车速输入906可以在播放速率/音高控件904a和904b处直接从相关传感器以接收，或者间接地计算并从如上面参考图5和图7所讨论的处理装置/模块接收。播放速率/音高调整模块可以包括硬件元件和/或可以使用处理装置(例如，图2的处理器222)来实施以执行用于根据播放速率/音高控制模块的参数来调制声音信号的指令(例如，图2的合成声音调制模块220)。
由播放速率/音高控制模块904a和904b调整的合成声音信号(例如，对应于每个声音输入的调制后的合成声音信号)然后被传递到相应的可调增益模块908a和908b。可选的可调增益模块908a和908b接收指示驾驶员请求的加速度或发动机输出的扭矩和/或踏板输入910，以控制施加到滤波后的合成声音信号的增益量。例如，施加到调制后的声音信号的增益可以随扭矩/踏板输入的增加而增加。作为更详细的示例，施加到调制后的合成声音信号的增益可以随扭矩/踏板输入的线性增加而线性增加。扭矩/踏板输入910可以直接从传感器和/或从处理装置或模块接收，如上面参考图5和图7所描述。
如所示，未调制的合成声音信号也输入到可调增益模块908c中。未调制的合成声音信号可以对应于第一合成声音信号902a(在经由播放速率/音高控制模块904a进行调制之前)，第二合成声音信号902b(在经由播放速率/音高控制模块904b进行调制之前)或另一(未调制的)合成声音信号902c，其与第一合成声音信号902a和第二合成声音信号902b不同。因此，未调制的合成声音信号902c独立于车速(或其他车辆运转参数)保持未调制。
在一些示例中，可选的可调增益模块908a、908b和908c可以彼此不同(例如，扭矩/踏板输入对所施加的增益量的映射不同)。在其他示例中，可调增益模块可以彼此相同(例如，扭矩/踏板输入对所施加的增益量的映射相同)。可调增益模块908a、908b和908c的输出可以在混频器或求和模块912中组合以产生组合的合成声音信号。在一些示例中，每个可调增益模块的输出可以在组合的合成声音信号中等同地表示(例如，信号可以被均匀地混频)，而在其他示例中，一个或多个输出可以相对于一个或多个其他输出进行强调。组合的合成声音信号可以直接输出到扬声器914。扬声器914可以表示车辆中的任何一个或多个扬声器，包括集成车辆扬声器、外部车辆扬声器和/或与车辆进行通信的扬声器(例如，无线扬声器、集成在位于车辆的车厢中的移动装置中的扬声器等)。输出组合的合成声音可以包括合成声音信号902a和902b的调制后部分以及合成声音信号902c的未调制部分，其中根据可调增益模块908a至908c对调制后部分和未调制部分中的每一个进行增益调整。可选地，可以省略来自声音信号902b的合成声音，并且可以仅组合声音信号902a和902c。
可以任何合适的方式组合任何上述示例性调制过程。例如，关于图5和图7描述的调制可以使用混频器/求和模块912的组合的合成信号输出作为输入(例如，分别替换图5和图7的合成声音信号502和/或702)来执行。在图5和图7的两个调制都与图9的调制一起使用的情况下，调制可以任何顺序发生(例如，混频器/求和模块912的输出通过图5的低通滤波器，然后通过图7的峰值滤波器，或者通过图7的峰值滤波器，然后通过图5的低通滤波器)。此外，可选的增益调整可以在信号通过每个滤波器之后、在执行两次滤波操作之后(例如，在利用图5的低通滤波器和图7的峰值滤波器进行滤波之后)执行，或者被省略(因为利用模块908a至908c调整增益)。
作为另一示例，可以在图9的过程900中的不同时间执行上述图5和/或图7的调制。例如，可变播放速率和/或音高控制调制904a和904b的输出可以(以任何顺序)施加于图5和/或图7的滤波器，然后使用模块908a和908b进行增益调整，并与模块908c的增益调整后的未调制信号输出组合以生成组合的合成声音信号以供扬声器914输出。在其他示例中，图5和图7的任一个或两个调制可以向过程900提供任何一个或多个输入。例如，第一合成信号902a、第二合成信号902b和/或第三合成信号902c中的任何一个或多个可以对应于由图5和图7的过程500和/或700输出的组合的合成声音信号中的任何一个或两个。此外，由图5和图7的过程500和700输出的组合的合成声音信号可以进行混频并用作图9的合成声音输入902a、902b和/或902c中的一个或多个。在其他示例中，上面关于图5和图7描述的调制可以组合使用(例如，以任何顺序，诸如上述示例)以生成组合的合成声音信号以供一个或多个相关扬声器输出，而不执行图9的过程900。在调制过程的每个示例性组合中，声音信号的至少一部分可以保持为基本上未调制的，以便继续大部分掩蔽车辆的低频噪声，即使声音信号的其他部分被调制以提供车辆运转参数(例如，车速、扭矩/踏板输入等)的变化。
在不脱离本公开的范围的情况下，可以对一个或多个上述示例进行一些修改和/或添加。例如，代替上面提供的播放音频的各种示例，所描述的一种或多种方法可以包括使用实时音频合成，包括使用加速度计或传声器来感测自然地以车速调制的实际车辆声音。在此类示例中，可以放大信号的最低频率部分以提供掩蔽信号。另外地或可选地，可以检测声音的谐波含量，并且可以合成更低的谐波阶数(半阶、四分之一阶等)以提供低频率的声学掩蔽信号。
作为另一示例，主动掩蔽水平计算模块可以包括在上述任何一个或多个系统中。使用关于掩蔽阈值和水平的已知信息，可以生成算法，该算法自动确定足以掩蔽瞬态和其他不期望的车辆噪声、振动和粗糙度的低频内容的合适水平。
此外，虽然上述示例涉及低频噪声的掩蔽，但是一些车辆可能表现出可能被掩蔽的不期望的高频噪声，诸如电动马达呜呜声。在此类情况下，可以使用本文公开的任何一种方法或本文公开的方法的任何组合以掩蔽不希望的高频噪声来强调在该高频范围内(例如，高于在上述示例中掩蔽的低频)的附加声学声音。在此类示例中，可以同时掩蔽低频和高频噪声这两者。可选地，在上述示例中可以将调制后和未调制的频率范围进行互换以便实现高频噪声掩蔽。
本文描述的技术和方法可以与其他噪声消除技术(诸如道路噪声消除(RNC))结合使用。RNC系统的目标是减少由于车辆轮胎与路面的相互作用而产生的噪声。这种噪声具有通往车辆乘员耳朵的空中和结构传导路径。RNC系统通常将频带中的可听噪声从30降低多达400Hz或更高。在该频率范围的至少一部分中的声音可以掩蔽其他不期望的稳态和瞬态NVH声音。因此，在一些示例中，附加的NVH掩蔽声音来自RNC系统在其工作频率范围的一部分中的性能降低。在某些情况下，实施负消除可能是有用的，负消除是在小的频率范围中的实际道路噪声增加以便提供对不想要的车辆NVH的附加掩蔽。
图10示出了被配置和/或集成在车辆1001内部的车载计算系统1000的示例性框图。车载计算系统1000可以是图1的音频系统104和/或SVSG系统102的示例和/或在一些实施例中可以执行本文描述的一种或多种方法。在一些示例中，车载计算系统可以为车辆信息娱乐系统，其被配置来将基于信息的媒体内容(音频和/或可视媒体内容，包括娱乐内容、导航服务等)提供到车辆用户以提高驾驶员的车内体验。车辆信息娱乐系统可以包括或耦合到各种车辆系统、子系统、硬件部件、以及软件应用程序和系统，该软件应用程序和系统被集成在或可集成到车辆1001中以便提高驾驶员和/或乘客的车内体验。
车载计算系统1000可以包括一个或多个处理器，其包括操作系统处理器1014和接口处理器1020。操作系统处理器1014可以执行车载计算系统上的操作系统，并控制车载计算系统的输入/输出、显示、播放和其他操作。接口处理器1020可以经由车内通信模块1022与车辆控制系统1030进行对接。系统1000可以远离车辆，或者可以在无线地或以有线方式连接到车辆的附件装置上运行。
在其他示例中，处理器可以不用于实施本文描述的方法和系统。例如，音频文件可以存储在模拟磁带上，并仅使用电磁式传感器以由来自轴RPM或其他速度传感器的控制电压控制的各种速度播放。此外，模拟电路可以用于基于速度传感器输出电压来将滤波器的转角或中心频率移位。在其他示例中，数字电位计可以由微控制器控制以将滤波器的转角或中心频率移位。
车内通信模块1022可以将数据输出到其他车辆系统1031和车辆控制元件1061，同时还例如通过车辆控制系统1030从其他车辆部件和系统1031、1061接收数据输入。当输出数据时，车内通信模块1022可以经由总线提供信号，该信号对应于车辆的任何状态、车辆周围环境(例如，由安装在车辆上的一个或多个传声器或摄像头测量的)或连接到车辆的任何其他信息源的输出。车辆数据输出可以包括例如模拟信号(诸如当前速度)、由单独的信息源(诸如时钟、温度计、位置传感器(诸如全球定位系统[GPS]传感器)等)提供的数字信号，和通过车辆数据网络(诸如发动机控制器局域网[CAN]总线，可以通过该总线来传达发动机相关信息；和/或音频-视频桥接[AVB]网络，可以通过该网络来传达车辆信息)传播的数字信号。例如，车载计算系统可以从发动机CAN总线中检索由车轮传感器估计的车辆的当前速度、由GPS传感器提供的车辆的当前位置和由一个或多个惯性测量传感器提供的车辆的当前轨迹，以便确定车辆的状态(例如，用于调整由车辆扬声器输出的声音信号的调制以掩蔽车辆噪声和/或模拟内燃发动机对车辆状态的响应)。另外地，在不背离本公开的范围的情况下，也可以使用诸如以太网或蓝牙等其他对接协议/硬件。
非易失性存储装置1008可以包括在车载计算系统1000中来以非易失形式存储诸如可由处理器1014和1020执行的指令的数据。存储装置1008可以存储应用程序数据以使得车载计算系统1000能够执行上述任何一种方法和/或运行应用程序以用于连接到基于云的服务器和/或收集信息以便传输给基于云的服务器(例如，检索合成声音信号以供调制)。与基于云的服务器的连接可以经由车外通信模块1024进行介导。应用程序可以检索由车辆系统/传感器、输入装置(例如，用户界面1018)、与车载计算系统进行通信的装置(例如，经由蓝牙链路连接的移动装置)等收集的信息。车载计算系统1000还可以包括易失性存储器1016。易失性存储器1016可以是随机存取存储器(RAM)。非暂时性存储装置(诸如非易失性存储装置1008和/或易失性存储器1016)可以存储在由处理器(例如，操作系统处理器1014和/或界面处理器1020)执行时控制车载计算系统1000以执行本公开中描述的一个或多个动作的指令和/或代码。
传声器1002可以包括在车载计算系统1000中以测量车辆中的环境噪声，测量车辆外部的环境噪声等。传声器1002和/或任何其他连接的传声器也可以用于测量该领域的其他声学性质。一个或多个附加的传感器可以包括在车载计算系统1000的传感器子系统1010中和/或通信地耦合到该传感器子系统。例如，传感器子系统1010可以包括摄像头和/或通信地耦合到该摄像头(诸如用于辅助用户停靠车辆的后视摄像头、用于识别用户的车厢摄像头和/或用以评估前方路线段的质量的前视摄像头)。与传感器子系统1010进行通信的一个或多个摄像头可以是控制本公开中描述的任何声音调整的一个或多个参数的一个输入源。例如，经由车厢摄像头识别用户可以用于为与所识别的用户相关联的声音调整选择用户偏好。车载计算系统1000的传感器子系统1010可以与各种车辆传感器进行通信并从其中接收输入，并且还可以接收用户输入。虽然某些车辆系统传感器可以单独地与传感器子系统1010进行通信，但是其他传感器也可以与传感器子系统1010和车辆控制系统1030这两者进行通信，或者可以经由车辆控制系统1030间接地与传感器子系统1010进行通信。传感器子系统1010可以用作用于从本公开中描述的一个或多个传感器接收信号和/或处理接收到的信号的接口(例如，硬件接口)和/或处理单元。
车载计算系统1000的导航子系统1011可以生成和/或接收导航信息，诸如位置信息(例如，经由GPS传感器和/或其他来自传感器子系统1010的传感器)、路线引导、交通信息，和/或为驾驶员提供其他导航服务。导航子系统1011可以包括惯性导航系统，该惯性导航系统还可以经由运动和旋转传感器输入来确定车辆的位置、取向和速度。运动传感器的示例包括加速度计，而旋转传感器的示例包括陀螺仪。导航子系统1011可以与传感器子系统1010中所包括的运动和旋转传感器进行通信。可选地，导航子系统1011可以包括运动和旋转传感器，并基于这些传感器的输出来确定移动和旋转。导航子系统1011可以经由车外通信模块1024将数据传输到基于云的服务器和/或外部导航服务，并从基于云的服务器和/或外部导航服务接收数据。
车载计算系统1000的外部装置接口1012可以耦合到车辆1001外部的一个或多个外部装置1040和/或与其进行通信。虽然外部装置被示为定位在车辆1001的外部，但是应当理解的是，它们可以暂时容纳在车辆1001中，诸如当用户操作外部装置同时操作车辆1001时。换句话说，外部装置1040不是车辆1001的组成部分。外部装置1040可以包括移动装置1042(例如，经由蓝牙、NFC、WIFI直连或其他无线连接进行连接)或备选的支持蓝牙的装置1052。移动装置1042可以为移动电话、智能电话、可以经由有线和/或无线通信与车载计算系统进行通信的可穿戴装置和/或传感器、或一个或多个其他便携式电子装置。其他外部装置包括外部服务1046。例如，外部装置可以包括与车辆分开并位于车辆外部的车外装置。其他外部装置包括外部存储装置1054，诸如固态驱动器、随身碟、USB驱动器等。在不脱离本公开的范围的情况下，外部装置1040可以无线地或经由连接器与车载计算系统1000进行通信。例如，外部装置1040可以通过外部装置接口1012经由网络1060、通用串行总线(USB)连接、直接有线连接、直接无线连接和/或其他通信链路与车载计算系统1000进行通信。
一个或多个应用程序1044可以在移动装置1042上操作。作为示例，移动装置应用程序1044可以操作来监测车辆环境(例如，收集车辆环境的音频和/或可视数据)，和/或处理从车辆传感器接收的音频和/或可视数据。可以将收集后/处理后的数据通过网络1060由应用程序1044传送给外部装置接口1012。同样地，一个或多个应用程序1048可以在外部服务1046上操作。作为示例，外部服务应用程序1048可以操作以聚合和/或分析来自多个数据源的数据。例如，外部服务应用程序1048可以聚合来自车载计算系统的数据(例如，传感器数据、日志文件、用户输入等)等。收集后的数据可以经由蓝牙连接传输到另一配对装置。
车辆控制系统1030可以包括用于控制不同车载功能中所涉及的各种车辆系统1031的各方面的控件。这些可以包括例如控制车辆音频系统1032的各方面以用于向车辆乘员提供音频输出。音频系统1032可以包括一个或多个声学再现装置，其包括诸如扬声器(例如，图1中的一个或多个扬声器105)等电磁式传感器。在一些示例中，车载计算系统1000可以是声学再生装置的唯一音频源，或者可能存在连接到音频再生系统上的其他音频源(例如，诸如移动电话等外部装置)以产生音频输出，诸如上述一个或多个可听警报。任何此类外部装置与音频再生装置的连接可以是模拟的、数字的或模拟技术与数字技术的任何组合。
车辆控制系统1030还可以包括用于调整与车辆的车厢内的发动机和/或辅助元件相关的各种车辆控件1061(或车辆系统控制元件)的设置的控件，诸如转向控件1062、制动控件1063、照明控件1064(例如，车厢照明、外部车辆照明、光信号)和速度控件1065(例如，加速踏板、扭矩控件等)。车辆控件1061还可以包括内部发动机和车辆操作控件(例如，发动机控制器模块、致动器、阀门等)，其被配置为经由车辆的CAN总线接收指令以改变发动机、排气系统、变速器和/或其他车辆系统中的一个或多个的操作。控制信号还可以控制车辆的音频系统1032的一个或多个扬声器处的音频输出。例如，控制信号可以调整音频输出特性，诸如音量、均衡、音频图像(例如，用于配对装置)、多个扬声器之间的音频分配、低通滤波器的参数(例如，如关于图5所述)、峰值滤波器的参数(例如，如关于图7所述)、播放速率/音高调整模块的参数(例如，如关于图9所述)、增益调整模块的参数(例如，如关于图5、图7和图9所述)等。
车载计算系统1000还可以包括一个或多个天线1006，该天线可以通信地耦接到外部装置接口1012和/或车外通信模块1024。车载计算系统可以通过适当的接收装置经由一个或多个天线1006或经由红外线或其他机构来接收定位信号(诸如GPS信号和/或无线命令)。
用户可以经由用户界面1018控制车载计算系统1000的一个或多个元件。用户界面1018可以包括呈现在触摸屏上的图形用户界面，和/或用户致动的按钮、开关、旋钮、拨号盘、滑块等。例如，用户致动的元件可以包括方向盘控件、门和/或窗控件、仪表板控件、音频系统设置、气候控制系统设置、路线/路线段质量偏好、路线/路线段避开偏好等。用户还可以经由用户界面1018与车载计算系统1000和移动装置1042的一个或多个应用程序进行交互。
已经出于说明和描述的目的而呈现了对实施例的描述。可以鉴于以上描述执行或可以通过实践方法获得实施例的合适的修改和变化。例如，除非另有说明，否则所描述的一种或多种方法可以由合适的装置和/或装置组合(诸如图1的SVSG系统102和/或音频系统104、图2的声音生成系统202和/或图10的车载计算系统1000)来执行。该方法可以通过利用一个或多个逻辑装置(例如，处理器)与一个或多个附加的硬件元件(诸如存储装置、存储器、硬件网络接口/天线、开关、致动器、时钟电路、传感器等)相结合执行所存储的指令来执行。所描述的方法和相关联动作还可以按照除了本申请中所描述的顺序之外的各种顺序并行地和/或同时执行。所述系统本质上是示例性的，并可以包括附加元件和/或省略元件。本公开的主题包括所公开的各种系统和配置以及其他特征、功能和/或性质的全部新颖的且非显而易见的组合和子组合。
如本申请中所使用的，以单数形式列举并且前面带有单词“一/一个”的元件或步骤应当被理解为并不排除多个所述元件或步骤，除非指出这种排除情况。此外，对本公开的“一个实施例”或“一个示例”的参考并非意图解释为排除也包含所列举特征的附加实施例的存在。术语“第一”、“第二”和“第三”等只用作标签，而不意图对其宾语施加数字要求或特定位置顺序。以下权利要求特别指出来自上述公开内容的并被认为是新颖的且非显而易见的主题。

Claims (20)

1.一种车辆中的声音生成系统，所述声音生成系统包括：
扬声器；
处理器；和
保存指令的存储装置，所述指令能够由所述处理器执行以：
调制合成声音的第一频率范围的声音特性以生成调制后的合成声音部分，同时保持所述合成声音的低于所述第一频率范围的第二频率范围的所述声音特性以生成未调制的合成声音部分；以及
经由所述扬声器输出组合的合成声音，所述组合的合成声音包括在所述第一频率范围的所述调制后的合成声音部分和在所述第二频率范围的所述未调制的合成声音部分。
2.如权利要求1所述的声音生成系统，其中所述指令还能够由所述处理器执行以从第一车辆传感器接收感测到的数据，并使用所述感测到的数据来确定第一车辆运转参数，其中根据所述第一车辆运转参数来调制所述合成声音的所述第一频率范围的所述声音特性。
3.如权利要求2所述的声音生成系统，其中所述指令还能够由所述处理器执行以从第二车辆传感器接收指示第二车辆运转参数的输入，并根据所述第二车辆运转参数来调整所述组合的合成声音的增益。
4.如权利要求3所述的声音生成系统，其中所述第一车辆运转参数是车速，并且其中所述第二车辆运转参数是所述车辆的加速请求。
5.如权利要求1所述的声音生成系统，其中所述声音特性是低通滤波器的转角频率。
6.如权利要求2所述的声音生成系统，其中所述声音特性是峰值滤波器的中心频率。
7.如权利要求6所述的声音生成系统，其中所述第一车辆运转参数是车速，并且其中随着所述车速增加，所述峰值滤波器的所述中心频率移位以增加频率。
8.如权利要求2所述的声音生成系统，其中所述调制后的合成声音部分包括各自基于所述第一车辆运转参数而调制的一个或多个第一合成声音信号，并且其中所述未调制的合成声音部分包括所述一个或多个第一合成声音信号中独立于所述第一车辆运转参数保持未调制的选定声音信号。
9.如权利要求8所述的声音生成系统，其中所述声音特性是所述一个或多个第一合成声音信号的播放速率或音高。
10.如权利要求8所述的声音生成系统，其中基于第二车辆运转参数来调整所述一个或多个调制后的第一合成声音信号和所述选定声音信号中的每一个的相应增益。
11.如权利要求10所述的声音生成系统，其中所述第一车辆运转参数是车速，并且其中所述第二车辆运转参数是加速踏板位置。
12.如权利要求8所述的声音生成系统，其中所述一个或多个调制后的第一合成声音信号和所述选定声音信号进行混频以生成第一组合信号，并且其中利用具有基于所述第一车辆运转参数而调整的转角频率的低通滤波器对所述第一组合信号进行滤波以生成所述组合的合成声音。
13.如权利要求8所述的声音生成系统，其中所述一个或多个调制后的第一合成声音信号和所述选定声音信号进行混频以生成第一组合信号，并且其中利用具有基于所述第一车辆运转参数而调整的中心频率的峰值滤波器对所述第一组合信号进行滤波。
14.如权利要求8所述的声音生成系统，其中所述一个或多个调制后的第一合成声音信号包括两个或更多个不同的合成声音信号。
15.一种在车辆中生成合成声音的方法，所述方法包括：
生成表示用于掩蔽车辆噪声的合成声音的合成声音信号；
从第一车辆传感器接收感测到的数据；
使用来自所述第一车辆传感器的所述感测到的数据来确定第一车辆运转参数；
根据所述第一车辆运转参数来调制低通滤波器的转角频率；
利用所述低通滤波器对所述合成声音信号进行滤波以生成表示组合的合成声音的组合的合成声音信号，所述组合的合成声音在第一频率范围内具有调制后的合成声音部分，同时在低于所述第一频率范围的第二频率范围内保持未调制的合成声音部分；以及
输出所述组合的合成声音，所述组合的合成声音包括在所述第一频率范围的所述调制后的合成声音部分和在所述第二频率范围的所述未调制的合成声音部分。
16.如权利要求15所述的方法，其还包括从第二车辆传感器接收输入，基于来自所述第二车辆传感器的所述输入来确定第二车辆运转参数，以及根据所述第二车辆运转参数来调整所述组合的合成声音的增益。
17.如权利要求16所述的方法，其中所述第二车辆运转参数是所请求的加速度，并且其中所述增益随着加速请求的增加而增加。
18.如权利要求15所述的方法，其中所述第一车辆运转参数是车速，并且其中随着车速根据线性车速比例增加，根据对数频率比例增加所述转角频率。
19.一种车辆中的声音生成系统，所述声音生成系统包括：
扬声器；
处理器；和
保存指令的存储装置，所述指令能够由所述处理器执行以：
生成表示用于掩蔽车辆噪声的合成声音的合成声音信号；
从第一车辆传感器接收感测到的数据；
使用来自所述第一车辆传感器的所述感测到的数据来确定第一车辆运转参数；
根据所述第一车辆运转参数来调制峰值滤波器的中心频率；
利用所述峰值滤波器对所述合成声音信号进行滤波以生成表示组合的合成声音的组合的合成声音信号，所述组合的合成声音在第一频率范围内具有调制后的合成声音部分，同时在低于所述第一频率范围的第二频率范围内保持未调制的合成声音部分；以及
经由所述扬声器输出所述组合的合成声音，所述组合的合成声音包括在所述第一频率范围的所述调制后的合成声音部分和在所述第二频率范围的所述未调制的合成声音部分这两者。
20.如权利要求19所述的声音生成系统，其中所述指令还能够由所述处理器执行以从第二车辆传感器接收指示第二车辆运转参数的输入，并根据所述第二车辆运转参数来调整所述合成声音的增益。
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