一种车内噪声控制方法、系统、计算机设备及存储介质与流程

本发明涉及车内降噪，特别是涉及一种基于主动降噪与主观舒适度的车内噪声控制方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术：

1、汽车内部的噪音来源主要包括发动机噪音、车门传导噪音、轮胎噪音以及空气噪音等四个方面，同时，汽车在不同车况下车内噪声主要来源方位也不相同，比如，在高速行驶时发动机声音太大，车外的声音能清晰听见，而当时速高于80km时，轮胎发出的声音就会格外明显。随着汽车的普及，乘车舒适性逐渐引起人们的广泛关注，使得汽车噪声控制就成为汽车技术研发的一个重要研究方向。

2、汽车的噪声环境较为复杂，其噪声组成主要以低频噪声为主，且混有部分中频噪声。现有噪声控制方法主要分为被动噪声控制和主动降噪两种，且被动噪声控制，如材料法等，仅对高频噪声具有良好的阻音效果，对于以低频为主要噪声的汽车降噪场景应用效果较差，而现有的主动降噪虽然能有效降低路噪、风噪及发动机噪声，但其应用时均使用声压级、声功率级等客观指标进行噪声评价，而这些指标的制定并未考虑降噪后的声压等级等是否满足驾驶员与乘客的心理承受需求，即并不能真正反映人耳复杂的主观感受，导致降噪后的环境使得人们感觉不适，比如心烦等。因此，现有汽车降噪方法无法为车内人员提供舒适的驾车或乘车降噪环境，并不能真正满足汽车声品质的控制需求。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种车内噪声控制方法，通过基于主动降噪与主观舒适度的自适应声品质调控，以声品质最大主观舒适度为目标，对车内噪声子频带频谱特征进行优化，解决现有车内降噪方法的应用缺陷，有效消除降噪环境带来的主观不适，提升汽车内部的声品质，为车内人员提供更加舒适的用车环境。

2、为了实现上述目的，有必要针对上述技术问题，提供一种车内噪声控制方法、系统、计算机设备及存储介质。

3、第一方面，本发明实施例提供了一种车内噪声控制方法，所述方法包括以下步骤：

4、通过参考麦克风获取车内噪声参考信号，并通过预设的双通道主控滤波器对所述车内噪声参考信号进行滤波处理，得到对应的第一滤波信号和第二滤波信号；

5、获取待播放的补充音频信号，对所述补充音频信号进行预设信号处理，得到第一补充信号和第二补充信号；

6、根据所述第一补充信号对所述第一滤波信号进行增益补偿，得到对应于第一扬声器的第一噪声对冲信号，并根据所述第二补充信号对所述第二滤波信号进行增益补偿，得到对应于第二扬声器的第二噪声对冲信号；

7、通过第一误差麦克风和第二误差麦克风，获取对应的第一误差信号和第二误差信号，并分别对所述第一误差信号和所述第二误差信号进行误差修正，得到对应的第一真实误差信号和第二真实误差信号；

8、根据所述第一真实误差信号和所述第二真实误差信号，对所述双通道主控滤波器进行反馈更新。

9、进一步地，所述获取待播放的补充音频信号，对所述补充音频信号进行预设信号处理，得到第一补充信号和第二补充信号的步骤包括：

10、将所述补充音频信号通过预设的头相关传输函数处理，得到对应的左声道目标信号和右声道目标信号；

11、将所述左声道目标信号和所述右声道目标信号分别通过预设均衡器进行频率调整，得到对应的所述第一补充信号和所述第二补充信号。

12、进一步地，所述分别对所述第一误差信号和所述第二误差信号进行误差修正，得到对应的第一真实误差信号和第二真实误差信号的步骤包括：

13、根据所述第一补充信号和与所述第一误差麦克风对应的次级通道传递函数，对所述第一误差信号进行误差修正，得到所述第一真实误差信号；所述第一真实误差信号表示为：

14、e′1(z)＝f(e1(z)-h1(z)*s′11(z)-h2(z)*s′21(z))

15、式中，

16、

17、其中，e1(z)和e′1(z)分别表示第一误差信号和对应修正后的第一真实误差信号；h1(z)和h2(z)表示第一补充信号和第二补充信号；s′11(z)和s′21(z)分别表示第一扬声器和第二扬声器与第一误差麦克风对应的次级通道传递函数；err表示能量阈值；f(·)表示误差修正函数；

18、根据所述第二补充信号和与所述第二误差麦克风对应的次级通道传递函数，对所述第二误差信号进行误差修正，得到所述第二真实误差信号；所述第二真实误差信号表示为：

19、e′2(z)＝f(e2(z)-h2(z)*s′22(z)-h1(z)*s′12(z))

20、其中，e2(z)和e′2(z)分别表示第二误差信号和对应修正后的第二真实误差信号；s′12(z)和s′22(z)分别表示第一扬声器和第二扬声器与第二误差麦克风对应的次级通道传递函数。

21、进一步地，所述根据所述第一真实误差信号和所述第二真实误差信号，对所述双通道主控滤波器进行反馈更新的步骤包括：

22、获取所述车内噪声参考信号经过各个次级通道滤波器处理得到的次级滤波信号；

23、根据各个次级滤波信号、所述第一真实误差信号和所述第二真实误差信号对所述双通道主控滤波器进行自适应系数更新；所述自适应系数的更新公式为：

24、

25、式中，

26、

27、其中，wi(n+1)表示双通道主控滤波器中第i个主控滤波器的自适应系数；x(n)表示n时刻车内噪声参考信号；r′ij(n)表示n时刻车内噪声参考信号经过次级通道滤波器处理输出的次级滤波信号；e′j(n)表示第j个真实误差信号；μ表示收敛因子。

28、进一步地，所述方法还包括：

29、分别对所述第一误差信号和所述第二误差信号进行噪声分析，得到对应的空间声效合成模式和音频增益控制幅度，并根据所述空间声效合成模式和所述音频增益控制幅度，对所述补充音频信号进行处理；所述空间声效合成模式和所述音频增益控制幅度分别用于对所述补充音频信号进行对应的空间声效合成处理和音频调整处理。

30、进一步地，所述分别对所述第一误差信号和所述第二误差信号进行噪声分析，得到对应的空间声效合成模式和音频增益控制幅度的步骤包括：

31、分别对所述第一误差信号和所述第二误差信号进行频谱计算，得到对应的第一真实频谱和第二真实频谱；

32、根据所述第一真实频谱、所述第二真实频谱和预设目标频谱进行误差计算，得到对应的第一频谱误差信号和第二频谱误差信号，并根据所述第一频谱误差信号和所述第二频谱误差信号，得到对所述预设均衡滤波器进行调控的第一音频增益控制幅度和第二音频增益控制幅度；所述第一音频增益控制幅度和所述第二音频增益控制幅度分别用于所述左声道目标信号和所述右声道目标信号进行频率调整；

33、通过预设神经网络模型对所述第一真实频谱和所述第二真实频谱进行噪声分类识别，得到对应的噪声类型，并根据所述噪声类型，得到对应的空间声效合成模式；所述空间声效合成模式与所述头相关传输函数对应。

34、进一步地，所述预设目标频谱的设置步骤包括：

35、根据试用人员的舒适度反馈，对候选目标频谱进行筛选，得到待使用频谱；

36、将所述待使用频谱按照频率高低进行划分，得到低频段频谱、中频段频谱和高频段频谱；

37、根据预设声品质评估指标，分别对所述低频段频谱、所述中频段频谱和所述高频段频谱进行调整，得到所述预设目标频谱；所述预设声品质评估指标包括尖锐度和响度。

38、第二方面，本发明实施例提供了一种车内噪声控制系统，所述系统包括：

39、初级信号处理模块，用于通过参考麦克风获取车内噪声参考信号，并通过预设的双通道主控滤波器对所述车内噪声参考信号进行滤波处理，得到对应的第一滤波信号和第二滤波信号；

40、补充信号生成模块，用于获取待播放的补充音频信号，对所述补充音频信号进行预设信号处理，得到第一补充信号和第二补充信号；

41、对冲信号生成模块，用于根据所述第一补充信号对所述第一滤波信号进行增益补偿，得到对应于第一扬声器的第一噪声对冲信号，并根据所述第二补充信号对所述第二滤波信号进行增益补偿，得到对应于第二扬声器的第二噪声对冲信号；

42、误差信号修正模块，用于通过第一误差麦克风和第二误差麦克风，获取对应的第一误差信号和第二误差信号，并分别对所述第一误差信号和所述第二误差信号进行误差修正，得到对应的第一真实误差信号和第二真实误差信号；

43、滤波器更新模块，用于根据所述第一真实误差信号和所述第二真实误差信号，对所述双通道主控滤波器进行反馈更新。

44、第三方面，本发明实施例还提供了一种计算机设备，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上述方法的步骤。

45、第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

46、上述本技术提供了一种车内噪声控制方法、系统、计算机设备及存储介质，通过所述方法，实现了通过参考麦克风获取车内噪声参考信号，并通过预设的双通道主控滤波器对车内噪声参考信号进行滤波处理，得到对应的第一滤波信号和第二滤波信号的同时，获取待播放的补充音频信号，对补充音频信号进行预设信号处理，得到第一补充信号和第二补充信号，并根据第一补充信号对第一滤波信号进行增益补偿，得到对应于第一扬声器的第一噪声对冲信号，且根据第二补充信号对第二滤波信号进行增益补偿，得到对应于第二扬声器的第二噪声对冲信号，以及在通过第一误差麦克风和第二误差麦克风，获取对应的第一误差信号和第二误差信号，并分别对第一误差信号和第二误差信号进行误差修正，得到对应的第一真实误差信号和第二真实误差信号后，根据第一真实误差信号和第二真实误差信号，对双通道主控滤波器进行反馈更新的技术方案。与现有技术相比，该车内噪声控制方法，基于主动降噪与主观舒适度的自适应声品质调控，以声品质最大主观舒适度为目标，对车内噪声子频带频谱特征进行优化，有效消除降噪环境带来的主观不适，提升汽车内部的声品质，为车内人员提供更加舒适的用车环境。