CN113066468A - 一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车内降噪技术领域,且公开了一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化方法,包括以下步骤:步骤S1:声音采集,采集车内的噪音;步骤S2:声音叠加,座位处的噪声采集后,与副驾多媒体屏输出端采集的噪音叠加;步骤S3:一级降噪;本发明还提出了一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化装置,包括多个置入的传感器,所述传感器包括麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端。本发明把车内的空间精准分区,从而按照各个区域进行精确计算消除,提高了噪音消除的精准性,通过精准的计算进行反向声学降噪,能够精确到座位,同时兼顾去除非噪音,提高了降噪效果,保护乘客隐私,而且防止噪音影响驾驶员心情。
Description
技术领域
本发明涉及车内降噪技术领域,具体为一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化装置及方法。
背景技术
目前在驾驶车辆过程中,通常存在几种无关声音,如,车辆NVH噪音,智能座舱多屏条件下的副屏娱乐屏,其他乘客的交流沟通。
汽车NVH研究以提高顾客的听觉、触觉、视觉等感官舒适度、改善汽车乘坐舒适性为目的,以提高车辆结构动态响应性能为手段,实现汽车的舒适性设计,噪声是指引起人烦躁、音量过强而危害人体健康的声音,汽车噪音不但增加驾驶员和乘员的疲劳,而且影响汽车的行驶安全,汽车噪声主要包括车身壁板产生的噪声、空气冲击摩擦车身形成的噪声以及外界噪声源(如发动机、制动器等)传入的噪声。
目前车内降噪技术以车内作为音频整体进行降噪,提升多以优化车声结构和提高车辆隔音填充材料等作为手段,少有部分车辆采用主动降噪方案,方案为处理外部噪音,如胎噪,风噪等进行正反向声波抵,但是外部整体降噪无法降低内部噪音,车内的声音会干扰驾驶员进行正常驾驶,影响驾驶安全和乘客隐私。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足,本发明提供了一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化装置及方法,主要为解决现有的汽车外部整体降噪无法降低内部噪音,车内的声音会干扰驾驶员进行正常驾驶,影响驾驶安全和乘客隐私的问题。
(二)技术方案
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化方法,包括以下步骤:
步骤S1:声音采集,采集车内的噪音,车内的噪音采集包括副驾多媒体屏输出端采集、副驾声音采集、主驾后声音采集、副驾后声音采集、主驾声音采集;
步骤S2:声音叠加,座位处的噪声采集后,与副驾多媒体屏输出端采集的噪音叠加;
步骤S3:一级降噪,依据S2中采集到的叠加噪音,通过降噪算法计算反向声学信号,然后通过扬声器发出信号,进行一级降噪;
步骤S4:二次采集,在最终传入降噪点耳边的位置,进行二次采集噪音,并叠加一级降噪声波;
步骤S5:二次降噪,采用S3中的降噪算法计算,然后进行二次反向声学降噪。
作为本发明再进一步的方案,所述S1中包括声音采集模块,声音采集模块包括多个置入传感器,传感器包括麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端。
进一步的,所述S2中座位处的噪声采集时采集需要降噪点以外的噪音。
在前述方案的基础上,所述S3中降噪算法针对音频时域信号做短时傅里叶变换,得到了信号的频域表现形式,对幅度谱平方得到信号能量,计算出的功率谱和估计出的噪声谱来计算先验信噪比,进一步计算出去噪滤波器,其中:
带噪语音的时域信号模型为:
y(t)=x(t)+n(t)
y(t)=x(t)*n(t)
带噪语音的频域信号模型为:
Y(t,d)= X(t,d)+N(t,d)
Y²(t,d)=X²(t,d)+N²(t,d)+2|X(t,d)|N(t,d)| cos (θ),cos (θ)表示噪声信号与语音信号间的余弦夹角值
噪声信号与语音信号独立假设:
Y²(t,d)≈X²(t,d)+N²(t,d)
λ估计去噪滤波器:
X(t,d)=G(t,d)Y(t,d)
G(t,d) =ξ(t,d)/[1+ξ(t,d)]
ξ(t,d)=λx(t,d)/λn(t,d)。
本发明再进一步的方案,所述S4中采集降噪点耳边位置处的噪音采集时通过麦克风进行采集。
本发明还提出了一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化装置,包括多个置入的传感器,所述传感器包括麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端,麦克风和扬声器均内置在车辆内部的座椅靠枕内,麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端通过车内音频通路相连接,且车内音频通路连接有算法处理器。
(三)有益效果
与现有技术相比,本发明提供了一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化方法,具备以下有益效果:
1、本发明车内的噪音采集包括副驾多媒体屏输出端采集、副驾声音采集、主驾后声音采集、副驾后声音采集、主驾声音采集,把车内的空间精准分区,从而按照各个区域进行精确计算消除,提高了噪音消除的精准性。
2、本发明把副驾多媒体屏输出端的噪音也考虑到噪音消除的范围内,针对目前智能座舱的发展方向,多声源情况,降低内部噪音,提高了噪音消除效果。
3、本发明通过精准的计算进行反向声学降噪,能够精确到座位,同时兼顾去除非噪音,提高了降噪效果,保护乘客隐私,而且防止噪音影响驾驶员心情,提高驾驶和乘客的体验。
4、本发明通过二次计算降噪,车内多次精准声学消除,提高车内噪音消除效果。
附图说明
图1为本发明一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化方法的步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明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发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。
实施例1
参照图1,一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化方法,包括以下步骤:
步骤S1:声音采集,采集车内的噪音,车内的噪音采集包括副驾多媒体屏输出端采集、副驾声音采集、主驾后声音采集、副驾后声音采集,把车内的空间精准分区,从而按照各个区域进行精确计算消除,提高了噪音消除的精准性;
步骤S2:声音叠加,把采集的副驾声音、主驾后声音集、副驾后声音,与副驾多媒体屏输出端采集的噪音叠加,把副驾多媒体屏输出端的噪音也考虑到噪音消除的范围内,针对目前智能座舱的发展方向,多声源情况,降低内部噪音,提高了噪音消除效果;
步骤S3:一级降噪,依据S2中采集到的叠加噪音,通过降噪算法计算反向声学信号,然后通过扬声器发出信号,进行一级降噪,通过精准的计算进行反向声学降噪,能够精确到座位,同时兼顾去除非噪音,提高了降噪效果,保护乘客隐私,而且防止噪音影响驾驶员心情,提高驾驶和乘客的体验;
步骤S4:二次采集,在主驾耳边的位置,进行二次采集噪音,并叠加一级降噪声波;
步骤S5:二次降噪,采用S3中的降噪算法计算,然后配合扬声器进行二次反向声学降噪,通过二次计算降噪,车内多次精准声学消除,提高车内噪音消除效果。
本发明S1中包括声音采集模块,声音采集模块包括多个置入传感器,传感器包括麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端,S2中座位处的噪声采集时采集主驾以外的噪音,S3中降噪算法针对音频时域信号做短时傅里叶变换,得到了信号的频域表现形式,对幅度谱平方得到信号能量,计算出的功率谱和估计出的噪声谱来计算先验信噪比,进一步计算出去噪滤波器,其中:
带噪语音的时域信号模型为:
y(t)=x(t)+n(t)
y(t)=x(t)*n(t)
带噪语音的频域信号模型为:
Y(t,d)= X(t,d)+N(t,d)
Y²(t,d)=X²(t,d)+N²(t,d)+2|X(t,d)|N(t,d)| cos (θ),cos (θ)表示噪声信号与语音信号间的余弦夹角值
噪声信号与语音信号独立假设:
Y²(t,d)≈X²(t,d)+N²(t,d)
λ估计去噪滤波器:
X(t,d)=G(t,d)Y(t,d)
G(t,d) =ξ(t,d)/[1+ξ(t,d)]
ξ(t,d)=λx(t,d)/λn(t,d)。
S4中采集主驾耳边位置处的噪音采集时通过麦克风进行采集。
本发明还提出了一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化装置,包括多个置入的传感器,传感器包括麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端,麦克风和扬声器均内置在车辆内部的座椅靠枕内,麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端通过车内音频通路相连接,且车内音频通路连接有算法处理器。
实施例2
参照图1,一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化方法,包括以下步骤:
步骤S1:声音采集,采集车内的噪音,车内的噪音采集包括副驾多媒体屏输出端采集、主驾后声音采集、副驾后声音采集、主驾声音采集,把车内的空间精准分区,从而按照各个区域进行精确计算消除,提高了噪音消除的精准性;
步骤S2:声音叠加,把采集的主驾后声音、副驾后声音、主驾声音,与副驾多媒体屏输出端采集的噪音叠加,把副驾多媒体屏输出端的噪音也考虑到噪音消除的范围内,针对目前智能座舱的发展方向,多声源情况,降低内部噪音,提高了噪音消除效果;
步骤S3:一级降噪,依据S2中采集到的叠加噪音,通过降噪算法计算反向声学信号,然后通过扬声器发出信号,进行一级降噪,通过精准的计算进行反向声学降噪,能够精确到座位,同时兼顾去除非噪音,提高了降噪效果,保护乘客隐私,而且防止噪音影响驾驶员心情,提高驾驶和乘客的体验;
步骤S4:二次采集,在最终传入副驾耳边的位置,进行二次采集噪音,并叠加一级降噪声波;
步骤S5:二次降噪,采用S3中的降噪算法计算,然后进行二次反向声学降噪,通过二次计算降噪,车内多次精准声学消除,提高车内噪音消除效果。
本发明S1中包括声音采集模块,声音采集模块包括多个置入传感器,传感器包括麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端,S2中座位处的噪声采集时采集副驾以外的噪音,S3中降噪算法针对音频时域信号做短时傅里叶变换,得到了信号的频域表现形式,对幅度谱平方得到信号能量,计算出的功率谱和估计出的噪声谱来计算先验信噪比,进一步计算出去噪滤波器,其中:
带噪语音的时域信号模型为:
y(t)=x(t)+n(t)
y(t)=x(t)*n(t)
带噪语音的频域信号模型为:
Y(t,d)= X(t,d)+N(t,d)
Y²(t,d)=X²(t,d)+N²(t,d)+2|X(t,d)|N(t,d)| cos (θ),cos (θ)表示噪声信号与语音信号间的余弦夹角值
噪声信号与语音信号独立假设:
Y²(t,d)≈X²(t,d)+N²(t,d)
λ估计去噪滤波器:
X(t,d)=G(t,d)Y(t,d)
G(t,d) =ξ(t,d)/[1+ξ(t,d)]
ξ(t,d)=λx(t,d)/λn(t,d)。
S4中采集副驾耳边位置处的噪音采集时通过麦克风进行采集。
本发明还提出了一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化装置,包括多个置入的传感器,传感器包括麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端,麦克风和扬声器均内置在车辆内部的座椅靠枕内,麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端通过车内音频通路相连接,且车内音频通路连接有算法处理器。
实施例3
参照图1,一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化方法,包括以下步骤:
步骤S1:声音采集,采集车内的噪音,车内的噪音采集包括副驾多媒体屏输出端采集、副驾声音采集、副驾后声音采集、主驾声音采集,把车内的空间精准分区,从而按照各个区域进行精确计算消除,提高了噪音消除的精准性;
步骤S2:声音叠加,把采集的副驾声音、副驾后声音、主驾声音,与副驾多媒体屏输出端采集的噪音叠加,把副驾多媒体屏输出端的噪音也考虑到噪音消除的范围内,针对目前智能座舱的发展方向,多声源情况,降低内部噪音,提高了噪音消除效果;
步骤S3:一级降噪,依据S2中采集到的叠加噪音,通过降噪算法计算反向声学信号,然后通过扬声器发出信号,进行一级降噪,通过精准的计算进行反向声学降噪,能够精确到座位,同时兼顾去除非噪音,提高了降噪效果,保护乘客隐私,而且防止噪音影响驾驶员心情,提高驾驶和乘客的体验;
步骤S4:二次采集,在最终传入主驾后乘客耳边的位置,进行二次采集噪音,并叠加一级降噪声波;
步骤S5:二次降噪,采用S3中的降噪算法计算,然后进行二次反向声学降噪,通过二次计算降噪,车内多次精准声学消除,提高车内噪音消除效果。
本发明S1中包括声音采集模块,声音采集模块包括多个置入传感器,传感器包括麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端,S2中座位处的噪声采集时采集主驾后位置以外的噪音,S3中降噪算法针对音频时域信号做短时傅里叶变换,得到了信号的频域表现形式,对幅度谱平方得到信号能量,计算出的功率谱和估计出的噪声谱来计算先验信噪比,进一步计算出去噪滤波器,其中:
带噪语音的时域信号模型为:
y(t)=x(t)+n(t)
y(t)=x(t)*n(t)
带噪语音的频域信号模型为:
Y(t,d)= X(t,d)+N(t,d)
Y²(t,d)=X²(t,d)+N²(t,d)+2|X(t,d)|N(t,d)| cos (θ),cos (θ)表示噪声信号与语音信号间的余弦夹角值
噪声信号与语音信号独立假设:
Y²(t,d)≈X²(t,d)+N²(t,d)
λ估计去噪滤波器:
X(t,d)=G(t,d)Y(t,d)
G(t,d) =ξ(t,d)/[1+ξ(t,d)]
ξ(t,d)=λx(t,d)/λn(t,d)。
S4中采集主驾后乘客耳边位置处的噪音采集时通过麦克风进行采集。
本发明还提出了一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化装置,包括多个置入的传感器,传感器包括麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端,麦克风和扬声器均内置在车辆内部的座椅靠枕内,麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端通过车内音频通路相连接,且车内音频通路连接有算法处理器。
在该文中的描述中,需要说明的是,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤S1:声音采集,采集车内的噪音,车内的噪音采集包括副驾多媒体屏输出端采集、副驾声音采集、主驾后声音采集、副驾后声音采集、主驾声音采集;
步骤S2:声音叠加,座位处的噪声采集后,与副驾多媒体屏输出端采集的噪音叠加;
步骤S3:一级降噪,依据S2中采集到的叠加噪音,通过降噪算法计算反向声学信号,然后通过扬声器发出信号,进行一级降噪;
步骤S4:二次采集,在最终传入降噪点耳边的位置,进行二次采集噪音,并叠加一级降噪声波;
步骤S5:二次降噪,采用S3中的降噪算法计算,然后进行二次反向声学降噪。
2.根据权利要求1所述的一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化方法,其特征在于,所述S1中包括声音采集模块,声音采集模块包括多个置入传感器,传感器包括麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端。
3.根据权利要求1所述的一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化方法,其特征在于,所述S2中座位处的噪声采集时采集需要降噪点以外的噪音。
4.根据权利要求1所述的一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化方法,其特征在于,所述S3中降噪算法针对音频时域信号做短时傅里叶变换,得到了信号的频域表现形式,对幅度谱平方得到信号能量,计算出的功率谱和估计出的噪声谱来计算先验信噪比,进一步计算出去噪滤波器,其中:
带噪语音的时域信号模型为:
y(t)=x(t)+n(t)
y(t)=x(t)*n(t)
带噪语音的频域信号模型为:
Y(t,d)= X(t,d)+N(t,d)
Y²(t,d)=X²(t,d)+N²(t,d)+2|X(t,d)|N(t,d)| cos (θ),cos (θ)表示噪声信号与语音信号间的余弦夹角值
噪声信号与语音信号独立假设:
Y²(t,d)≈X²(t,d)+N²(t,d)
λ估计去噪滤波器:
X(t,d)=G(t,d)Y(t,d)
G(t,d) =ξ(t,d)/[1+ξ(t,d)]
ξ(t,d)=λx(t,d)/λn(t,d)。
5.根据权利要求4所述的一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化方法,其特征在于,所述S4中采集降噪点耳边位置处的噪音采集时通过麦克风进行采集。
6.一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化装置,包括多个置入的传感器,其特征在于,所述传感器包括麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端,麦克风和扬声器均内置在车辆内部的座椅靠枕内,麦克风、扬声器和副驾内部音频信号传输端通过车内音频通路相连接,且车内音频通路连接有算法处理器。
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CN202110292390.4A CN113066468A (zh) | 2021-03-18 | 2021-03-18 | 一种基于车内环境主动噪音干扰消除优化装置及方法 |
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