汽车声音合成方法、声音粒子表构建方法及其装置与流程

本公开涉及音频信号处理，尤其涉及一种汽车声音合成方法、声音粒子表构建方法及其装置。

背景技术：

1、近年来，由于nvh(noise,vibration and harshness，汽车噪声、振动和声振粗糙度)技术的不断进步，相比于燃油发动机，电动汽车的驱动电机静谧性更优。电动汽车行驶过程中，车内声音主要是风噪和路噪，不同品牌车内声音感知趋于同质化。随着汽车品牌个性由外观特征延续至声音特征，对电动汽车声音品质优化的研究逐渐成为电动汽车领域的关注焦点。

技术实现思路

1、为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种汽车声音合成方法、声音粒子表构建方法及其装置。

2、根据本公开实施例的第一方面，提供一种汽车声音合成方法，包括：

3、获取汽车的工况信息；

4、根据所述工况信息在预设的声音粒子表中获取对应的声音粒子信号；其中，所述声音粒子表用于表示工况信息和声音粒子信号的对应关系，其中，所述声音粒子信号为从变频音频中提取定长的声音粒子信号得到；

5、根据所述工况信息在预设的增益表中获取对应的增益信息；

6、基于所述增益信息对所述声音粒子信号进行增益控制，并采用重叠相加法将经过增益控制的声音粒子信号进行拼接合成，得到汽车声音信号。

7、在本公开一些实施例中，所述方法还包括：基于所述汽车的车内扬声器播放所述汽车声音信号。

8、在本公开一些实施例中，所述增益表中增益信息与工况信息之间的映射关系表示如下：

9、r_gain＝0.5+0.5*(w-w_min)/(w_max-w_min)

10、其中，r_gain为所述增益信息，w为所述工况信息，w_min为所述汽车的最小工况信息，w_max为所述汽车的最大工况信息。

11、在本公开一些实施例中，所述声音粒子表通过以下方式预先构建得到的：获取样本音频，并基于变速音频合成参数对所述样本音频进行变速音频合成处理，以生成变速音频；其中，所述变速音频合成参数至少包括变移频比例表；根据所述变速音频，确定所述变速音频的基频最低值；根据所述基频最低值对所述变速音频进行带通滤波以得到滤波信号，并基于所述滤波信号确定粒子提取位置；基于所述粒子提取位置和预设的声音粒子信号的长度，从所述变速音频中提取定长的声音粒子信号；基于所述提取的声音粒子信号和工况信息，构建所述声音粒子表。

12、在本公开一些实施例中，所述变速音频合成参数还包括帧移、帧重叠和帧长；所述基于变速音频合成参数对所述样本音频进行变速音频合成处理，以生成变速音频，包括：根据所述帧移、所述帧重叠和所述帧长，从所述中提取数据输入至预设的移频算法中，并根据所述变移频比例表之中各变移频比例生成对应移频幅度的音频片段；基于重叠相加法对生成的音频片段进行拼接合成，以得到所述变速音频。

13、在本公开一些实施例中，所述变速音频为加速音频，则所述变移频比例表中各变移频比例呈数值上升趋势；所述变速音频为减速音频，则所述变移频比例表中各变移频比例呈数值下降趋势。

14、在本公开一些实施例中，所述基于所述滤波信号确定粒子提取位置，包括：根据所述滤波信号，确定时域信号过零点；其中，所述时域信号过零点为信号由正转负或由负转正的位置；从所述时域信号过零点中确定出粒子提取位置。

15、在本公开一些实施例中，所述从所述时域信号过零点中确定出粒子提取位置的计算公式表示如下：

16、e_pos(i)＝_pos(βi*+),0≤i≤ne-1

17、其中，βi为第i个粒子提取位置标记加权系数，ne为粒子提取位置的长度，e_pos为粒子提取位置，z_pos为时域信号过零点。

18、在本公开一些实施例中，所述从所述变速音频中提取定长的声音粒子信号的计算公式表示如下：

19、samples(i,n)＝(n)·(e_pos(i)+),0≤n≤ls-1

20、其中，为所述声音粒子表，ls为声音粒子信号的长度，ms为声音粒子信号的总数，为所述变速音频，e_pos为粒子提取位置。

21、在本公开一些实施例中，所述声音粒子表中的声音粒子信号索引与工况信息之间的映射关系表示如下：

22、s_idx＝floor((w-w_min)/(w_max-w_min))

23、其中，s_idx为工况信息为w对应的声音粒子信号索引，w_min为所述汽车的最小工况信息，w_max为所述汽车的最大工况信息。

24、在本公开一些实施例中，所述工况信息包括以下信息中的任意一种：气缸的转速信息，油门踏板深度信息，电机扭矩信息。

25、根据本公开实施例的第二方面，提供一种用于汽车声音合成的声音粒子表构建方法，包括：

26、获取样本音频，并基于变速音频合成参数对所述样本音频进行变速音频合成处理，以生成变速音频；其中，所述变速音频合成参数至少包括变移频比例表；

27、根据所述变速音频，确定所述变速音频的基频最低值；

28、根据所述基频最低值对所述变速音频进行带通滤波以得到滤波信号，并基于所述滤波信号确定粒子提取位置；

29、基于所述粒子提取位置和预设的声音粒子信号的长度，从所述变速音频中提取定长的声音粒子信号；

30、基于所述提取的声音粒子信号和工况信息，构建所述声音粒子表。

31、在本公开一些实施例中，所述变速音频合成参数还包括帧移、帧重叠和帧长；所述基于变速音频合成参数对所述样本音频进行变速音频合成处理，以生成变速音频，包括：根据所述帧移、所述帧重叠和所述帧长，从所述中提取数据输入至预设的移频算法中，并根据所述变移频比例表之中各变移频比例生成对应移频幅度的音频片段；基于重叠相加法对生成的音频片段进行拼接合成，以得到所述变速音频。

32、在本公开一些实施例中，所述变速音频为加速音频，则所述变移频比例表中各变移频比例呈数值上升趋势；所述变速音频为减速音频，则所述变移频比例表中各变移频比例呈数值下降趋势。

33、在本公开一些实施例中，所述基于所述滤波信号确定粒子提取位置，包括：根据所述滤波信号，确定时域信号过零点；其中，所述时域信号过零点为信号由正转负或由负转正的位置；从所述时域信号过零点中确定出粒子提取位置。

34、在本公开一些实施例中，所述从所述时域信号过零点中确定出粒子提取位置的计算公式表示如下：

35、e_pos(i)＝_pos(βi*+),0≤i≤ne-1

36、其中，βi为第i个粒子提取位置标记加权系数，ne为粒子提取位置的长度，e_pos为粒子提取位置，z_pos为时域信号过零点。

37、在本公开一些实施例中，所述从所述变速音频中提取定长的声音粒子信号的计算公式表示如下：

38、samples(i,n)＝(n)·(e_pos(i)+),0≤n≤ls-1

39、其中，为所述声音粒子表，ls为声音粒子信号的长度，ms为声音粒子信号的总数，为所述变速音频，e_pos为粒子提取位置。

40、在本公开一些实施例中，所述声音粒子表中的声音粒子信号索引与工况信息之间的映射关系表示如下：

41、s_idx＝floor((w-w_min)/(w_max-w_min))

42、其中，s_idx为工况信息为w对应的声音粒子信号索引，w_min为所述汽车的最小工况信息，w_max为所述汽车的最大工况信息。

43、根据本公开实施例的第三方面，提供一种汽车声音合成装置，包括：

44、第一获取模块，用于获取汽车的工况信息；

45、第二获取模块，用于根据所述工况信息在预设的声音粒子表中获取对应的声音粒子信号；其中，所述声音粒子表用于表示工况信息和声音粒子信号的对应关系，其中，所述声音粒子信号为从变频音频中提取定长的声音粒子信号得到；

46、第三获取模块，用于根据所述工况信息在预设的增益表中获取对应的增益信息；

47、合成模块，用于基于所述增益信息对所述声音粒子信号进行增益控制，并采用重叠相加法将经过增益控制的声音粒子信号进行拼接合成，得到汽车声音信号。

48、根据本公开实施例的第四方面，提供一种用于汽车声音合成的声音粒子表构建装置，包括：

49、获取模块，用于获取样本音频，并基于变速音频合成参数对所述样本音频进行变速音频合成处理，以生成变速音频；其中，所述变速音频合成参数至少包括变移频比例表；

50、确定模块，用于根据所述变速音频，确定所述变速音频的基频最低值；

51、滤波模块，用于根据所述基频最低值对所述变速音频进行带通滤波以得到滤波信号，并基于所述滤波信号确定粒子提取位置；

52、提取模块，用于基于所述粒子提取位置和预设的声音粒子信号的长度，从所述变速音频中提取定长的声音粒子信号；

53、构建模块，用于基于所述提取的声音粒子信号和工况信息，构建所述声音粒子表。

54、根据本公开实施例的第五方面，提供一种车辆，包括：

55、处理器；

56、用于存储处理器可执行指令的存储器；其中，所述指令被所述处理器执行，以使所述处理器能够执行前述第一方面所述的方法，或者执行前述第二方面所述的方法。

57、根据本公开实施例的第六方面，提供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前述第一方面所述的方法，或者实现前述第二方面所述的方法。

58、根据本公开实施例的汽车声音合成方法，基于汽车的工况信息，在声音粒子表中获取对应声音粒子信号，并对其进行增益控制以及拼接合成，以获取汽车声音信号。本公开结合电动汽车的工况信息生成汽车声音，给用户带来及时的听觉反馈，可优化汽车声音效果，提升用户驾驶体验。

59、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。