CN116645946A - 车辆降噪方法、装置、设备、系统和存储介质 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种车辆降噪方法、装置、设备、系统和存储介质，涉及车辆技术领域，该方法包括：获取矢量传声器阵列中每个麦克风采集的车辆发动机的噪音信号，其中，矢量传声器阵列中包括至少两个麦克风，麦克风部署于车辆发动机的侧方；对每个麦克风各自采集的噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号；对波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号，并在车辆内部输出降噪信号；其中，降噪信号与传播至车辆内部的噪音信号的相位相反。本发明提供的技术方案能够降低车内的发动机噪音。

Description

车辆降噪方法、装置、设备、系统和存储介质

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，尤其涉及一种车辆降噪方法、装置、设备、系统和存储介质。

背景技术

车辆是人们出行的主要交通工具，在人们的生活中占据着重要的地位。随着生活水平的提高，人们在享受车辆带来的便利的同时，也对车辆驾乘舒适性的要求越来越高，比如，车内环境越安静，驾乘舒适度越高。

车辆在运转过程中不可避免地会给车辆内部带来噪音，车辆发动机的噪音便是其中一种。车辆发动机的噪音通常是由气缸内爆炸、排气管噪音以及传动系统等多种因素引起的，这些噪音不仅会影响驾乘的舒适性，而且会对人们的健康造成负面影响。因此，如何降低车内的发动机噪音，对提供一个更加安静和舒适的驾乘环境具有重要的意义。

发明内容

本发明提供一种车辆降噪方法、装置、设备、系统和存储介质，以降低车内的发动机噪音。

本发明提供一种车辆降噪方法，包括：

获取矢量传声器阵列中每个麦克风采集的车辆发动机的噪音信号；所述矢量传声器阵列中包括至少两个所述麦克风，所述麦克风部署于所述车辆发动机的侧方；

对每个所述麦克风各自采集的所述噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号；

对所述波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号，并在车辆内部输出所述降噪信号；所述降噪信号与传播至所述车辆内部的所述噪音信号的相位相反。

根据本发明提供的一种车辆降噪方法，所述对每个所述麦克风各自采集的所述噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号，包括：

提取每个所述麦克风各自采集的所述噪音信号的第一特征数据；

基于所述矢量传声器阵列中所述麦克风的布局和每个所述麦克风对应的所述第一特征数据，确定每个所述麦克风的目标权重；

基于每个所述麦克风的所述目标权重，将每个所述麦克风各自采集的所述噪音信号进行合成，得到所述波束成形信号。

根据本发明提供的一种车辆降噪方法，还包括：

获取噪声检测设备采集的所述车辆发动机的噪声检测信号，并提取所述噪声检测信号的频谱特征；

确定所述噪声检测信号在车辆上的传播路径；

基于所述频谱特征和所述传播路径确定所述麦克风的布局信息；

输出所述布局信息。

根据本发明提供的一种车辆降噪方法，还包括：

确定所述降噪信号与所述噪音信号的信噪比；

基于所述信噪比调整所述矢量传声器阵列的目标参数和/或波束成形算法的参数；所述目标参数包括所述麦克风的增益和/或目标权重。

根据本发明提供的一种车辆降噪方法，还包括：

获取所述车辆发动机的运行状态数据；

在所述运行状态数据发生变化的情况下，基于所述运行状态数据调整波束成形算法的参数和/或降噪处理算法的参数。

根据本发明提供的一种车辆降噪方法，还包括：

获取噪声检测设备采集的所述车辆发动机的噪声检测信号，并提取所述噪声检测信号的第二特征数据；

获取所述车辆发动机的运行状态数据；

基于所述第二特征数据和所述运行状态数据确定进行所述降噪处理时采用的降噪处理算法。

本发明还提供一种车辆降噪装置，包括：

信号获取模块，用于获取矢量传声器阵列中每个麦克风采集的车辆发动机的噪音信号；所述矢量传声器阵列中包括至少两个所述麦克风，所述麦克风部署于所述发动机的侧方；

波束成形模块，用于对每个所述麦克风各自采集的所述噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号；

降噪模块，用于对所述波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号；

信号输出模块，用于在车辆内部输出所述降噪信号；所述降噪信号与传播至所述车辆内部的所述噪音信号的相位相反。

本发明还提供一种车辆降噪系统，包括矢量传声器阵列、声音输出设备和如上所述的车辆降噪设备；

所述矢量传声器阵列包括至少两个麦克风，所述至少两个麦克风部署于车辆发动机的侧方，所述至少两个麦克风与所述车辆降噪设备连接，所述至少两个麦克风用于采集所述车辆发动机的噪音信号；

所述声音输出设备设置于车辆内部且与所述车辆降噪设备连接，所述声音输出设备用于输出所述车辆降噪设备得到的降噪信号。

本发明还提供一种车辆降噪设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述的车辆降噪方法。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的车辆降噪方法。

本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述的车辆降噪方法。

本发明提供的车辆降噪方法、装置、设备、系统和存储介质，通过在车辆发动机的侧方部署包含至少两个麦克风的矢量传声器阵列，可以通过矢量传声器阵列中的麦克风采集车辆发动机的噪音信号；对每个麦克风各自采集的噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号；然后对波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号，并在车辆内部输出降噪信号。其中的降噪信号与传播至车辆内部的噪音信号的相位相反，这样，可以通过降噪信号对传播至车辆内部的车辆发动机的噪音信号进行抵消，减少车辆内部该噪音信号的能量，从而实现了降低车辆内部发动机噪音的目的。而且，利用矢量传声器阵列能够更准确的定位和捕捉车辆发动机各种频率的噪音信号，进而利用波束成形对各麦克风采集的噪音信号进行合成和相位翻转，能够将噪音信号在特定方向上增强，得到能够准确反映发动机噪音的波束成形信号，进而进行降噪处理可进一步提高波束成形信号的信噪比，得到信噪比较好的降噪信号，这样，利用该降噪信号抵消传播至车辆内部的车辆发动机的噪音信号，能够提高发动机噪音的降噪效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的车辆降噪方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的车辆降噪装置的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的车辆降噪设备的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的车辆降噪系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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作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。

需要说明的是，本发明中为描述的对象所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。

在降低发动机噪音的相关技术中，可以通过在车辆上增加隔音材料来降低噪音，但使用隔音材料容易带来环保问题。或者，可以通过改变排气系统的设计来降低噪音，但这种方法以改变排气系统设计为代价，投入成本较高，适用性不高。

主动噪音控制技术可以通过减少低频噪音来达到降低发动机噪音的目的。其可以使用麦克风和音频系统来检测发动机噪音，通过在噪音源附近放置扬声器或振动器来发出用于抵消噪音的声波，从而减少噪音的传播。这种方法不需要使用吸音材料等会带来环境污染的材料，更加环保。

但在相关技术中，主动噪音控制技术存在以下缺点：第一，通过减少低频噪音来实现降噪的效果，对于高频噪音，特别是一些复杂的噪音，效果并不理想；第二，除了使用传感器检测噪音信号外，还需要在噪音源附近放置扬声器或振动器，以发出抵消噪音的声波，结构复杂，且需要使用高精度的传感器和控制系统，技术水平要求高，成本较高，这使得主动噪音控制技术难以在不同类型和等级的车辆上得到普遍应用；第三，需要将用于抵消噪音的声波输出到音频系统中，增加了发动机的负荷和能源消耗。这些缺点使得主动噪音控制技术在各种类型车辆上的应用受到限制，适用性不高，其在不同类型车辆和使用环境下的降噪效果也存在差异。

基于此，本发明实施例提供了一种车辆降噪方法，在车辆发动机的侧方，即车辆发动机的周围，部署包含至少两个麦克风的矢量传声器阵列，通过矢量传声器阵列中的麦克风定位和捕捉车辆发动机各种频率的噪音信号；对每个麦克风各自采集的噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号；然后对波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号，并在车辆内部输出降噪信号。其中的降噪信号与传播至车辆内部的噪音信号的相位相反，这样，可以通过降噪信号对传播至车辆内部的车辆发动机的噪音信号进行抵消，减少车辆内部该噪音信号的能量，从而实现了降低车辆内部发动机噪音的目的。

与相关技术中的主动噪音控制技术相比，波束成形和降噪处理能够通过对麦克风阵列采集的噪音信号进行处理和合成，利用相位差异和幅度调节来实现噪音的抵消和降低，更适用于固定位置的噪音源，且不需要在噪音源附近放置额外的扬声器或振动器，仅需在车辆发动机周围部署矢量传声器阵列即可，实现简单，应用范围更广泛。

下面结合图1对本发明的车辆降噪方法进行描述。

图1示例性示出了本发明实施例提供的车辆降噪方法的流程示意图，参照图1所示，该车辆降噪方法可以包括如下的步骤110～步骤140。

步骤110：获取矢量传声器阵列中每个麦克风采集的车辆发动机的噪音信号。

其中，矢量传声器阵列中包括至少两个麦克风，这些麦克风部署于车辆发动机的侧方。在本发明实施例中，车辆发动机的侧方是指车辆上靠近车辆发动机的位置，也即车辆发动机的周围，可以包括车辆发动机上。比如，部署于发动机舱内壁或发动机盖上等。

矢量传声器阵列是一种麦克风阵列，包括至少两个麦克风，这些麦克风具有方向性和位置感知能力。当发动机运转时，会产生各种频率的噪音信号，这些噪音信号会通过空气传播。矢量传声器阵列中的每个麦克风能够捕获这些噪音信号并将它们转换成电信号，以便于处理器等电子设备处理。

步骤120：对每个麦克风各自采集的噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号。

获取到矢量传声器阵列中每个麦克风采集的车辆发动机的噪音信号之后，可以对这些噪音信号进行波束成形，通过波束成形将这些噪音信号合并成一个合成信号，即得到波束成形信号。波束成形可以根据矢量传声器阵列中麦克风的位置和所采集噪音信号的特征，优化噪音信号的方向和响应，以便更好地定位车辆发动机的噪音信号。通过波束成形得到的波束成形信号具有更高的信噪比，可以准确地反映发动机产生的噪音信号。

在进行波束成形的过程中，可以通过调整矢量传声器阵列中各麦克风的权重和相位，使得合成信号在特定方向上增强，而在其他方向上相互抵消，同时通过相位翻转使得合成信号的相位与车辆发动机产生的噪音信号的相位相反。

示例性的，可以预先为矢量传声器阵列中的每个麦克风配置各自对应的目标权重，在进行波束成形时，基于各麦克风的目标权重，对各麦克风采集的噪音信号进行加权求和，得到波束成形信号。其中，目标权重可以根据麦克风的布局配置，比如，离车辆发动机越近的麦克风的目标权重可以配置的越大。

示例性的，可以在进行波束成形的过程中，根据各麦克风采集的噪音信号的特征数据实时确定每个麦克风的目标权重。其中的特征数据可以包括频谱特征、时域特征和信号强度等其中的至少一项，但不限于此。例如，可以根据各麦克风采集的噪音信号的信号强度的相对大小来确定目标权重，使信号强度较大的麦克风具有较大的目标权重。

示例性的，可以对各麦克风采集的噪音信号分别进行时域和频域的波束成形，形成一个具有指定方向响应的波束，增强指定方向的噪音信号，并抑制其他方向的噪声和干扰信号。

示例性的，进行波束成形时的波束成形算法可以包括最小方差无失真响应(MVDR)算法或最小均方误差(MMSE)算法等，本发明对此不做具体限定。

步骤130：对波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号。

得到波束成形信号之后，可以通过降噪处理算法对波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号。

示例性的，降噪处理时所采用的降噪处理算法可以是预先设置好的降噪处理算法，也可以根据车辆发动机的运行状态和车辆发动机的噪声特点进行确定和动态更新。例如，可以预先建立车辆发动机的运行状态、噪声特征和降噪处理算法之间的对应关系，在进行降噪处理时，可以根据车辆发动机当前的运行状态数据和噪声特征，从建立的该对应关系中匹配所需的降噪处理算法。

示例性的，降噪处理算法可以包括数字滤波算法、自适应滤波算法、小波变换算法或基于信号幅度的降噪算法等。

其中，数字滤波算法可以通过将车辆发动机的噪音信号输入数字滤波器中，滤除不需要的频率成分，从而实现降噪的目的。该数字滤波器可以包括低通滤波器、高通滤波器或带通滤波器等，这些滤波器可以根据车辆发动机的噪音信号的特征，滤除不需要的频率成分，以实现降噪。自适应滤波算法可以根据输入信号和输出信号之间的误差不断更新自身的滤波系数，从而实现对噪声的抑制，其可以根据车辆发动机的噪音信号的特征，通过反馈控制来不断调整滤波器的参数，实现降噪的目的。小波变换算法可以将信号分解成不同的频率成分，以对不同频率的噪声进行处理；小波变换算法可以包括连续小波变换或离散小波变换等。基于信号幅度的降噪算法可以根据信号幅度的大小，来判断信号是否为噪声成分，从而滤除。基于信号幅度的降噪算法可以包括基于短时幅度的降噪算法和基于长时幅度的降噪算法等。

步骤140：在车辆内部输出降噪信号。

其中，降噪信号与传播至车辆内部的噪音信号的相位相反。

得到降噪信号之后，可以通过车辆内部的音响或耳机等声音输出设备输出给车内的驾驶员和乘客，利用该降噪信号能够对传播至车辆内部的车辆发动机的噪音信号进行抵消，有效减少车辆发动机的噪音，提高驾驶舒适度和乘坐体验。

示例性的，为了保证车内驾驶员和乘客的听感效果，可以在降噪信号中引入增益控制，使输出的降噪信号的音量适合人耳的听觉敏感度，然后将增益控制后的降噪信号通过车辆内部的音响系统或耳机等方式输出给驾驶员和乘客。具体的，降噪信号可以通过如下的公式(1)确定：

y(n)＝sum_{k＝0}^{N-1}h(k)x(n-k) (1)

其中，n和k均表示离散时间的时刻，y(n)表示输出的降噪信号，x(n)表示输入的波束成形信号，h(k)表示滤波器的冲激响应，N表示滤波器的长度。

在增益控制中，可以使用以下公式(2)来计算输出的降噪信号的增益：

g(n)＝10^{-\frac{d(n)}{20}} (2)

其中，g(n)表示输出的降噪信号的增益，d(n)表示增益控制器的目标响度和输出的降噪信号的实际响度之间的差异，单位为分贝。

本发明实施例提供的车辆降噪方法，通过在车辆发动机的侧方部署包含至少两个麦克风的矢量传声器阵列，可以通过矢量传声器阵列中的麦克风采集车辆发动机的噪音信号；对每个麦克风各自采集的噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号；然后对波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号，并在车辆内部输出降噪信号。其中的降噪信号与传播至车辆内部的噪音信号的相位相反，这样，可以通过降噪信号对传播至车辆内部的车辆发动机的噪音信号进行抵消，减少车辆内部该噪音信号的能量，从而实现了降低车辆内部发动机噪音的目的。而且，利用矢量传声器阵列能够更准确的定位和捕捉车辆发动机各种频率的噪音信号，进而利用波束成形对各麦克风采集的噪音信号进行合成和相位翻转，能够将噪音信号在特定方向上增强，得到能够准确反映发动机噪音的波束成形信号，进而进行降噪处理可进一步提高波束成形信号的信噪比，得到信噪比较好的降噪信号，这样，利用该降噪信号抵消传播至车辆内部的车辆发动机的噪音信号，能够提高发动机噪音的降噪效果。

基于图1对应实施例的车辆降噪方法，在一种示例实施例中，对每个麦克风各自采集的噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号，可以包括：提取每个麦克风各自采集的噪音信号的第一特征数据；基于矢量传声器阵列中麦克风的布局和每个麦克风对应的第一特征数据，确定每个麦克风的目标权重；基于每个麦克风的目标权重，将每个麦克风各自采集的噪音信号进行合成，得到波束成形信号。

其中，第一特征数据可以包括频谱特征、时域特征和信号强度等其中的至少一项，但不限于此。

矢量传声器阵列中麦克风的布局可以表征各麦克风的排列位置关系，决定所采集的噪音信号的方向性，不同布局会带来不同的波束成形特性。矢量传声器阵列中麦克风的布局可以包括线性布局、矩阵布局或圆形布局等，但不限于此。麦克风的布局确定后，麦克风的数量和每个麦克风在空间上的位置即确定。

示例性的，获得每个麦克风各自采集的噪音信号的第一特征数据之后，可以基于该第一特征数据确定各麦克风的初始权重，比如根据各麦克风采集的噪音信号的信号强度的相对大小，将信号强度较大的麦克风赋予较大的权重，以此确定出各麦克风的初始权重；接着基于该初始权重和麦克风的布局对各麦克风采集的噪音信号进行波束成形，得到初始合成信号；然后将该初始合成信号与预设目标信号进行比对，确定两者之间的误差；以该误差最小为目标对各麦克风的初始权重进行调整，将误差最小时各麦克风对应的权重确定为每个麦克风的目标权重。

示例性的，可以基于每个麦克风的目标权重，将每个麦克风各自采集的噪音信号进行加权合成，得到波束成形信号。其中的目标权重决定了各个麦克风采集的噪音信号在合成的波束成形信号中的相对贡献。

例如，假设矢量传声器阵列中包括5个麦克风，呈线性阵列布局，依次顺序编号为M1、M2、M3、M4和M5。可以根据MVDR或MMSE等波束成形算法计算每个麦克风的目标权重，假设分别为w1、w2、w3、w4和w5，将每个麦克风的噪音信号乘以对应的目标权重，并将它们求和即可得到合成的波束成形信号，即合成的波束成形信号可以表示为：w1*M1+w2*M2+w3*M3+w4*M4+w5*M5。

基于图1对应实施例的车辆降噪方法，在一种示例实施例中，可以预先通过噪声检测来确定矢量传声器阵列中麦克风的布局。具体的，该车辆降噪方法还可以包括：获取噪声检测设备采集的车辆发动机的噪声检测信号，并提取噪声检测信号的频谱特征；确定噪声检测信号在车辆上的传播路径；基于频谱特征和传播路径确定麦克风的布局信息；输出布局信息。

其中，噪声检测设备可以包括麦克风阵列、振动传感器、矢量传声器阵列或其他噪声传感器等。噪声检测设备可以有多个，可以设置在车身构件、车辆内部等位置，从不同位置来检测车辆发动机转动时发出的声音，得到噪声检测信号。布局信息可以包括麦克风的数量、排列方式和各麦克风之间的距离等。

噪声检测信号的频谱特征可以反映噪声检测信号的频率分布范围和特点，可以根据该频谱特征确定噪声检测信号在车辆上的传播路径，比如，可以将包含大于预设幅值阈值的频率幅值的噪声检测信号所对应的噪声检测设备所检测的路径确定为车辆发动机的噪声检测信号在车辆上的一条传播路径。

示例性的，也可以对车辆内部的声学传播进行模拟，通过模拟不同噪声源的位置、车内材料的声学特性、车辆结构的振动传导等因素，进行车辆结构的声学特性、反射、散射和吸收等方面的分析，预测噪声在车内的传播路径和声压级分布。

示例性的，获得噪声检测信号的频谱特征和传播路径之后，可以根据频谱特征和传播路径，确定麦克风的数量，并将麦克风布置在主要噪声源附近和传播路径上，以最大程度捕获噪声信号，以此得到麦克风的布局信息。比如，噪声检测信号的频谱特征反映出车辆发动机的噪音信号的频率主要集中在低频范围20Hz-200Hz，主要传播路径是通过车辆的车身结构1和车身结构2传播，则可以将车身结构1和车身结构2作为麦克风部署的位置信息、将车身结构1和车身结构2分别预设的麦克风数量作为麦克风部署的数量、并将车身结构1和车身结构2分别预设的麦克风排列方式作为可选的排列方式，得到麦克风的布局信息。

示例性的，可以通过查表的方式，从预设布局信息表中查找与噪声检测信号的频谱特征和传播路径相匹配的布局信息，作为麦克风的布局信息。其中，预设布局信息表中可以保存频谱特征、传播路径和麦克风布局信息的对应关系。

示例性的，得到麦克风的布局信息之后，可以根据该布局信息在车辆上布置麦克风，在相应位置安装相应数量的麦克风。然后获取这些麦克风采集的声音信号并进行波束成形，得到合成信号，利用该合成信号评估布局的效果和降噪性能，以此调整麦克风的布局信息，以获得较好的降噪效果。

基于图1对应实施例的车辆降噪方法，在一种示例实施例中，还可以实时监测车辆的降噪效果，根据该降噪效果对矢量传声器阵列的参数进行调整和优化，以提高降噪效果。具体的，该车辆降噪方法还可以包括：确定降噪信号与噪音信号的信噪比；基于信噪比调整矢量传声器阵列的目标参数和/或波束成形算法的参数；其中，目标参数包括麦克风的增益和/或目标权重。

例如，在降噪信号与噪音信号的信噪比小于信噪比阈值的情况下，可以以信噪比大于信噪比阈值为目标，对麦克风的增益、麦克风的目标权重和波束成形算法的参数中的至少一项进行调节。

基于图1对应实施例的车辆降噪方法，在一种示例实施例中，可以根据车辆发动机的运行状态实时调整整波束成形算法的参数和/或降噪处理算法的参数，以适应车辆发动机的不同工况。具体的，该车辆降噪方法还可以包括：获取车辆发动机的运行状态数据；在运行状态数据发生变化的情况下，基于运行状态数据调整波束成形算法的参数和/或降噪处理算法的参数。

例如，可以预先建立第一数据表，在该第一数据表中保存运行状态数据、波束成形算法的参数和降噪处理算法的参数之间的对应关系，在车辆发动机运行过程中，可以实时监测车辆发动机的运行状态数据，在第一数据表中匹配该运行状态数据对应的波束成形算法的参数和降噪处理算法的参数。

例如，可以根据车辆发动机负载的变化调整波束成形算法中各噪音信号分配的目标权重，比如，负载增大时可以以降低负载为目标调整各噪音信号分配的目标权重。或者，可以根据车辆发动机温度的变化调整各噪音信号时变性质。

基于图1对应实施例的车辆降噪方法，在一种示例实施例中，可以根据车辆发动机的噪声特征和运行状态，选择降噪处理时采用的降噪处理算法，并可以根据实时的噪声特征和运行状态对降噪处理算法进行适应性调整。具体的，该车辆降噪方法还可以包括：获取噪声检测设备采集的车辆发动机的噪声检测信号，并提取噪声检测信号的第二特征数据；获取车辆发动机的运行状态数据；基于第二特征数据和运行状态数据确定进行降噪处理时采用的降噪处理算法。

其中，第二特征数据包括频谱特征、时域特征和信号强度等其中的至少一项，但不限于此。

示例性的，基于第二特征数据和运行状态数据确定进行降噪处理时采用的降噪处理算法可以包括：基于第二特征数据和运行状态数据，从第二数据表中匹配该第二特征数据和运行状态数据对应的降噪处理算法，得到进行降噪处理时采用的降噪处理算法。其中，第二数据表中保存特征数据、运行状态数据和降噪处理算法的对应关系。

示例性的，在车辆发动机运转的过程中，可以实时监测车辆发动机的噪音信号和运行状态数据，并提取该噪音信号的特征数据，然后根据噪音信号和运行状态数据实时调整降噪处理算法。这样，可以根据车辆发动机的工况优化降噪处理算法，以适应不同的工况。

例如，可以根据车辆发动机的运行状态数据，调整降噪处理算法中滤波器的参数，以适应不同频率范围内的噪声成分。比如，根据车辆发动机转速的变化调整滤波器的截止频率，或者根据车辆发动机负载的变化调整滤波器的阶数等。

再例如，可以根据车辆发动机的运行状态调整自适应滤波器的自适应步长或者正则化参数，以提高自适应滤波器的收敛速度和性能。

下面对本发明提供的车辆降噪装置进行描述，下文描述的车辆降噪装置与上文描述的车辆降噪方法可相互对应参照。

图2示例性示出了本发明实施例提供的车辆降噪装置的结构示意图，参照图2所示，车辆降噪装置200可以包括：信号获取模块210，用于获取矢量传声器阵列中每个麦克风采集的车辆发动机的噪音信号，其中，矢量传声器阵列中包括至少两个麦克风，麦克风部署于发动机的侧方；波束成形模块220，用于对每个麦克风各自采集的噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号；降噪模块230，用于对波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号；信号输出模块240，用于在车辆内部输出降噪信号；其中，降噪信号与传播至车辆内部的噪音信号的相位相反。

在一种示例实施例中，波束成形模块220可以包括：特征提取单元，用于提取每个麦克风各自采集的噪音信号的第一特征数据；权重确定单元，用于基于矢量传声器阵列中麦克风的布局和每个麦克风对应的第一特征数据，确定每个麦克风的目标权重；合成单元，用于基于每个麦克风的目标权重，将每个麦克风各自采集的噪音信号进行合成，得到波束成形信号。

在一种示例实施例中，车辆降噪装置200还包括布局确定模块，该布局确定模块用于：获取噪声检测设备采集的车辆发动机的噪声检测信号，并提取噪声检测信号的频谱特征；确定噪声检测信号在车辆上的传播路径；基于频谱特征和传播路径确定麦克风的布局信息；输出布局信息。

在一种示例实施例中，车辆降噪装置200还包括第一调整模块，该第一调整模块用于：确定降噪信号与噪音信号的信噪比；基于信噪比调整矢量传声器阵列的目标参数和/或波束成形算法的参数；其中，目标参数包括麦克风的增益和/或目标权重。

在一种示例实施例中，车辆降噪装置200还包括第二调整模块，该第二调整模块用于：获取车辆发动机的运行状态数据；在运行状态数据发生变化的情况下，基于运行状态数据调整波束成形算法的参数和/或降噪处理算法的参数。

在一种示例实施例中，车辆降噪装置200还包括降噪算法确定模块，该降噪算法确定模块用于：获取噪声检测设备采集的车辆发动机的噪声检测信号，并提取噪声检测信号的第二特征数据；获取车辆发动机的运行状态数据；基于第二特征数据和运行状态数据确定进行降噪处理时采用的降噪处理算法。

图3示例了一种车辆降噪设备的结构示意图，如图3所示，该车辆降噪设备可以包括：处理器(processor)310、通信接口(Communication Interface)320、存储器(memory)330和通信总线340，其中，处理器310、通信接口320和存储器330可以通过通信总线340完成相互间的通信。处理器310可以调用存储器330中的逻辑指令，以执行上述任一方法实施例提供的车辆降噪方法，该方法比如可以包括：获取矢量传声器阵列中每个麦克风采集的车辆发动机的噪音信号，其中，矢量传声器阵列中包括至少两个麦克风，麦克风部署于车辆发动机的侧方；对每个麦克风各自采集的噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号；对波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号，并在车辆内部输出降噪信号；其中，降噪信号与传播至车辆内部的噪音信号的相位相反。

此外，上述的存储器330中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

本发明实施例还提供一种车辆降噪系统，图4示例性示出了该车辆降噪系统的结构示意图，参照图4所示，该车辆降噪系统可以包括矢量传声器阵列41、声音输出设备42和车辆降噪设备43。

其中，矢量传声器阵列41可以包括至少两个麦克风，该至少两个麦克风部署于车辆发动机的侧方，即部署于车辆发动机周边靠近车辆发动机的位置，或者部署于车辆发动机上；该至少两个麦克风与车辆降噪设备43连接，该至少两个麦克风用于采集车辆发动机的噪音信号。示例性的，矢量传声器阵列41中的麦克风可以以线性排列、矩阵排列或圆形排列等排列方式布局。

声音输出设备42设置于车辆内部且与车辆降噪设备43连接，该声音输出设备42用于输出车辆降噪设备43得到的降噪信号。示例性的，声音输出设备42可以包括车辆的音响和与车辆通信连接的耳机等其中的至少一个。

示例性的，车辆降噪设备43可以是集成于矢量传声器阵列41中的设备，也可以是与矢量传声器阵列41的麦克风通信连接的独立电子设备。

另一方面，本发明还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，计算机程序可存储在计算机可读存储介质上，所述计算机程序被处理器执行时，计算机能够执行上述各方法实施例所提供的车辆降噪方法，该方法比如可以包括：获取矢量传声器阵列中每个麦克风采集的车辆发动机的噪音信号，其中，矢量传声器阵列中包括至少两个麦克风，麦克风部署于车辆发动机的侧方；对每个麦克风各自采集的噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号；对波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号，并在车辆内部输出降噪信号；其中，降噪信号与传播至车辆内部的噪音信号的相位相反。

又一方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述各方法实施例所提供的车辆降噪方法，该方法比如可以包括：获取矢量传声器阵列中每个麦克风采集的车辆发动机的噪音信号，其中，矢量传声器阵列中包括至少两个麦克风，麦克风部署于车辆发动机的侧方；对每个麦克风各自采集的噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号；对波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号，并在车辆内部输出降噪信号；其中，降噪信号与传播至车辆内部的噪音信号的相位相反。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种车辆降噪方法，其特征在于，包括：

获取矢量传声器阵列中每个麦克风采集的车辆发动机的噪音信号；所述矢量传声器阵列中包括至少两个所述麦克风，所述麦克风部署于所述车辆发动机的侧方；

对每个所述麦克风各自采集的所述噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号；

对所述波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号，并在车辆内部输出所述降噪信号；所述降噪信号与传播至所述车辆内部的所述噪音信号的相位相反。

2.根据权利要求1所述的车辆降噪方法，其特征在于，所述对每个所述麦克风各自采集的所述噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号，包括：

提取每个所述麦克风各自采集的所述噪音信号的第一特征数据；

基于所述矢量传声器阵列中所述麦克风的布局和每个所述麦克风对应的所述第一特征数据，确定每个所述麦克风的目标权重；

基于每个所述麦克风的所述目标权重，将每个所述麦克风各自采集的所述噪音信号进行合成，得到所述波束成形信号。

3.根据权利要求1或2所述的车辆降噪方法，其特征在于，还包括：

获取噪声检测设备采集的所述车辆发动机的噪声检测信号，并提取所述噪声检测信号的频谱特征；

确定所述噪声检测信号在车辆上的传播路径；

基于所述频谱特征和所述传播路径确定所述麦克风的布局信息；

输出所述布局信息。

4.根据权利要求1或2所述的车辆降噪方法，其特征在于，还包括：

确定所述降噪信号与所述噪音信号的信噪比；

基于所述信噪比调整所述矢量传声器阵列的目标参数和/或波束成形算法的参数；所述目标参数包括所述麦克风的增益和/或目标权重。

5.根据权利要求1或2所述的车辆降噪方法，其特征在于，还包括：

获取所述车辆发动机的运行状态数据；

在所述运行状态数据发生变化的情况下，基于所述运行状态数据调整波束成形算法的参数和/或降噪处理算法的参数。

6.根据权利要求1或2所述的车辆降噪方法，其特征在于，还包括：

获取噪声检测设备采集的所述车辆发动机的噪声检测信号，并提取所述噪声检测信号的第二特征数据；

获取所述车辆发动机的运行状态数据；

基于所述第二特征数据和所述运行状态数据确定进行所述降噪处理时采用的降噪处理算法。

7.一种车辆降噪装置，其特征在于，包括：

信号获取模块，用于获取矢量传声器阵列中每个麦克风采集的车辆发动机的噪音信号；所述矢量传声器阵列中包括至少两个所述麦克风，所述麦克风部署于所述发动机的侧方；

波束成形模块，用于对每个所述麦克风各自采集的所述噪音信号进行波束成形，得到波束成形信号；

降噪模块，用于对所述波束成形信号进行降噪处理，得到降噪信号；

信号输出模块，用于在车辆内部输出所述降噪信号；所述降噪信号与传播至所述车辆内部的所述噪音信号的相位相反。

8.一种车辆降噪设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至6任一项所述车辆降噪方法。

9.一种车辆降噪系统，其特征在于，包括矢量传声器阵列、声音输出设备和如权利要求8所述的车辆降噪设备；

所述矢量传声器阵列包括至少两个麦克风，所述至少两个麦克风部署于车辆发动机的侧方，所述至少两个麦克风与所述车辆降噪设备连接，所述至少两个麦克风用于采集所述车辆发动机的噪音信号；

所述声音输出设备设置于车辆内部且与所述车辆降噪设备连接，所述声音输出设备用于输出所述车辆降噪设备得到的降噪信号。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述车辆降噪方法。