專利名稱：車輛引擎聲音增強(qiáng)的制作方法
車輛引擎聲音增強(qiáng)
背景技術(shù)：
本說明書描述一種車輛引擎聲音增強(qiáng)系統(tǒng)。引擎聲音增強(qiáng)系統(tǒng)提供增強(qiáng)聲音以改變車輛駕駛?cè)藛T、車輛乘客或者在車輛附近的個(gè)人的聲波和/或振動(dòng)體驗(yàn)。例如，一種引擎聲音增強(qiáng)系統(tǒng)可以使相對(duì)安靜的車輛(例如電動(dòng)車輛)向駕駛員提供引擎正在操作的指示，以及提供對(duì)車輛的操作狀況(例如車輛正在行駛的速度)的感官指示。在混合動(dòng)力車輛中，盡管從內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力向電發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力的改變，聲音增強(qiáng)系統(tǒng)仍可以向駕駛員提供穩(wěn)定的聲波體驗(yàn)。引擎聲音增強(qiáng)系統(tǒng)可以允許乘客在響亮刺激的水平體驗(yàn)引擎聲音而不會(huì)令人厭煩地吵鬧車輛以外的個(gè)人。引擎聲音增強(qiáng)系統(tǒng)可以向行人提供移動(dòng)車輛(例如電動(dòng)力車輛)就在附近這樣的聽覺指示。

發(fā)明內(nèi)容
在一個(gè)方面中，一種用于處理車輛引擎泛音增強(qiáng)系統(tǒng)的方法包括提供第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)；以及針對(duì)多個(gè)揚(yáng)聲器中的每個(gè)揚(yáng)聲器分別均衡第一引擎泛音增強(qiáng)音頻 信號(hào)，以提供單獨(dú)均衡的揚(yáng)聲器引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)。針對(duì)多個(gè)揚(yáng)聲器中的每個(gè)揚(yáng)聲器分別均衡引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)可以包括修改引擎增強(qiáng)音頻信號(hào)的相位、幅度和延遲中的至少兩項(xiàng)。該方法可以包括確定泛音基頻，以及提供第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)可以包括提供泛音基頻的泛音；以及分別均衡泛音基頻的泛音中的每個(gè)泛音。針對(duì)多個(gè)揚(yáng)聲器中的每個(gè)揚(yáng)聲器分別均衡引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)可以包括修改引擎增強(qiáng)音頻信號(hào)的相位、幅度和延遲中的至少兩項(xiàng)。該方法還可以包括提供第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)，以及提供第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)可以包括提供泛音基頻的第一組泛音；以及分別均衡泛音基頻的第一組泛音中的每個(gè)泛音，以及提供第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)可以包括提供泛音基頻的第二組泛音；以及分別均衡泛音基頻的第二組泛音中的每個(gè)泛音。均衡第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)可以包括均衡第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)；以及變換第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)，以使得變換的第一聲音增強(qiáng)音頻信號(hào)的視在源是第一車輛位置，以及均衡第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)可以包括均衡第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)；以及變換第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)，以使得變換的第二聲音增強(qiáng)音頻信號(hào)的視在源是第二車輛位置。該方法還可以包括針對(duì)對(duì)應(yīng)揚(yáng)聲器，組合單獨(dú)均衡的揚(yáng)聲器引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)與娛樂音頻信號(hào)。提供第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)可以包括提供引擎泛音增強(qiáng)增益流；平滑引擎泛音增強(qiáng)增益流，以提供平滑的引擎泛音增強(qiáng)增益流；以及將平滑引擎泛音增益流施加至第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)。該方法還可以包括確定引擎負(fù)荷是否正在增加或者減少；以及如果引擎負(fù)荷正在減少，則改變平滑參數(shù)。平滑可以包括進(jìn)行低通濾波。提供第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)可以包括提供引擎泛音增強(qiáng)增益流；確定引擎負(fù)荷是否正在增加或者減少；以及如果引擎負(fù)荷正在減少，則對(duì)引擎泛音增益流的施加來施加延遲。在另一方面中，在包括多個(gè)揚(yáng)聲器、娛樂音頻系統(tǒng)和娛樂泛音增強(qiáng)系統(tǒng)的車輛音頻系統(tǒng)中，一種方法包括均衡娛樂音頻信號(hào)以提供均衡的娛樂音頻信號(hào)；提供引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)；與娛樂音頻信號(hào)分別地均衡引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)，以提供均衡的引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)；以及組合均衡的娛樂音頻信號(hào)與均衡的引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)。提供引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)可以包括確定泛音基頻；提供泛音基頻的泛音；以及分別均衡泛音基頻的泛音中的每個(gè)泛音。均衡引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)可以包括處理引擎增強(qiáng)音頻信號(hào)，以提供各自與多個(gè)揚(yáng)聲器之一對(duì)應(yīng)的多個(gè)引擎增強(qiáng)音頻信號(hào)；以及分別均衡多個(gè)引擎增強(qiáng)音頻信號(hào)中的每個(gè)引擎增強(qiáng)音頻信號(hào)。當(dāng)結(jié)合以下附圖閱讀下文具體描述時(shí)，將從中清楚其它特征、目標(biāo)和優(yōu)勢。


圖I是包括車輛引擎聲音增強(qiáng)系統(tǒng)的車輛的框圖；圖2是引擎泛音音頻信號(hào)源的框圖；圖3是引擎泛音增強(qiáng)(EHE)均衡器和空間處理器的框圖；
圖4是聲音級(jí)處理器和放大器的框圖；圖5是另一 EHE EQ和空間處理器的框圖；圖6是聲音級(jí)處理器的框圖；以及圖7-9是EHE增益和延遲確定器的框圖。
具體實(shí)施例方式雖然在框圖中示出和描述附圖的若干視圖的元件可以為分立元件并且可以稱這些元件為“電路”，但是除非另有明示，可以將這些元件實(shí)施為模擬電路、數(shù)字電路或者執(zhí)行軟件指令的一個(gè)或者多個(gè)微處理器之一或者組合。軟件指令可以包括數(shù)字信號(hào)處理(DSP)指令。操作可以由模擬電路或者由執(zhí)行軟件(該軟件執(zhí)行與模擬運(yùn)算等效的數(shù)學(xué)或者邏輯運(yùn)算)的處理器執(zhí)行。除非另有明示，可以將信號(hào)線實(shí)施為離散模擬或者數(shù)字信號(hào)線、單個(gè)分立數(shù)字信號(hào)線(該信號(hào)線具有用于處理分開的音頻信號(hào)流的適當(dāng)信號(hào)處理)或者無線通信系統(tǒng)的元件?？梢栽诳驁D中描述一些過程。在每個(gè)方框中執(zhí)行的動(dòng)作可以由一個(gè)元件或者由多個(gè)元件執(zhí)行，并且可以在時(shí)間上分離?？梢晕锢砩戏蛛x執(zhí)行方框的動(dòng)作的元件。除非另有明示，可以對(duì)音頻信號(hào)或者視頻信號(hào)或者二者進(jìn)行編碼，并且以數(shù)字或者模擬形式傳輸這些信號(hào)；傳統(tǒng)的數(shù)?；蛘吣?shù)轉(zhuǎn)換器可能未在圖中示出。圖I是包括車輛引擎聲音增強(qiáng)系統(tǒng)的車輛的框圖。引擎泛音音頻信號(hào)源10操作地耦合到引擎泛音增強(qiáng)(EHE)均衡器和空間處理器12，該EHE均衡器和空間處理器繼而耦合到求和器14。娛樂音頻信號(hào)源18也通過娛樂音頻均衡器和空間處理器16耦合到求和器14。求和器14通過多聲道放大器20耦合到定位于車廂各處的多個(gè)揚(yáng)聲器22-1-22-4，并且在一些實(shí)施例中，可以例如定位揚(yáng)聲器24以向車輛的外界輻射聲能。在引擎泛音音頻信號(hào)源與EHE EQ和空間處理器之間的操作耦合由單條線指示。引擎泛音音頻信號(hào)源10與EHE EQ和空間處理器12之間的操作關(guān)系的更完整描述將在后續(xù)圖中示出并且下文更具體描述。在EHE EQ和空間處理器12、娛樂音頻均衡器和空間處理器16、求和器14和放大器20之間的耦合可以是多聲道的，正如多條線所示的那樣。如上文所言，可以將信號(hào)線實(shí)施為分立的模擬或者數(shù)字信號(hào)線、單條分立的數(shù)字信號(hào)線(該信號(hào)線具有用于處理分開的音頻信號(hào)流的適當(dāng)信號(hào)處理)或者無線通信系統(tǒng)的元件。在操作時(shí)，娛樂音頻均衡器18以及娛樂音頻均衡器和空間處理器16可以方便地操作，以向車廂的乘客提供均衡的并且在空間上經(jīng)過處理的音頻娛樂。在一些實(shí)施方式中，增強(qiáng)音頻信號(hào)源可以包括用于導(dǎo)航、警告信號(hào)等的通告音頻信號(hào)。EHE音頻信號(hào)源提供如下信號(hào)，這些信號(hào)代表與通常稱為每分鐘轉(zhuǎn)數(shù)(RPM)的引擎速度有關(guān)的泛音頻率的合成產(chǎn)生或者記錄的引擎聲音。EHE均衡器和空間處理器處理EHE音頻信號(hào)，以使得在由揚(yáng)聲器22-1-22-4再現(xiàn)時(shí)它們提供期望的聲波體驗(yàn)。例如，可能期望與EHE音頻信號(hào)對(duì)應(yīng)的聲音表現(xiàn)為來自前引擎?zhèn)}17或者后排氣管19。處理的EHE音頻信號(hào)和處理的娛樂音頻信號(hào)在求和器14處被求和，由放大器20放大并且由揚(yáng)聲器22-1-22-4以及24變換成聲能。圖2是引擎泛音音頻信號(hào)源10的更具體的框圖。RPM檢測器和基頻計(jì)算器28接收信號(hào)27(該信號(hào)以RPM指示引擎速度)作為輸入。RPM檢測器和基頻計(jì)算器28操作地耦合到RMP改變速率檢測器30、RMP范圍內(nèi)檢測器32和泛音生成器34。引擎負(fù)荷檢測器36接收信號(hào)37 (該信號(hào)指示引擎負(fù)荷)作為輸入，并且操作地耦合到引擎負(fù)荷增益確定器38和引擎負(fù)荷增益改變檢測器39。

圖3是EHE EQ和空間處理器12的更具體框圖。EHE增益和延遲確定器21被操作地耦合成從圖2的引擎泛音音頻信號(hào)源10的RMP改變速率檢測器30、引擎負(fù)荷增益確定器38和RMP范圍內(nèi)檢測器32接收輸入，并且從泛音求和器42接收輸入，且向總增強(qiáng)增益50輸出信號(hào)?？傇鰪?qiáng)增益50耦合到聲音級(jí)處理器52。Hl形狀查找表(LUT) 44-1. . . Hn形狀LUT44-n操作地耦合到圖2的引擎泛音音頻信號(hào)源10的泛音生成器34。求和器46-1. . . 46_n操作地耦合到對(duì)應(yīng)泛音形狀LUT 44-1. . . 44-n、圖2的引擎泛音音頻信號(hào)源10的泛音生成器34，以及對(duì)應(yīng)的泛音增益48-1. . . 48-n。泛音增益48-1. . . 48_n操作地耦合到泛音求和器42?，F(xiàn)在將說明圖2和圖3的單獨(dú)元件的操作。向RPM檢測器和基頻計(jì)算器28輸入的RPM信號(hào)確定引擎泛音的基頻，并且引擎負(fù)荷信號(hào)控制泛音增強(qiáng)的總聲音水平。RPM信號(hào)可以是通過接線的模擬信號(hào)或者通過總線(GMLAN、CAN、MOST等)的數(shù)字信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施方式中，RPM信號(hào)指示引擎每轉(zhuǎn)的已知脈沖數(shù)目。如果RPM信號(hào)來自點(diǎn)火模塊，則每轉(zhuǎn)脈沖數(shù)目(PPR)通常等于激發(fā)每轉(zhuǎn)的引擎汽缸數(shù)目或者活躍引擎汽缸總數(shù)的一半，因?yàn)閮H一半的常規(guī)(四沖程)引擎的汽缸激發(fā)每轉(zhuǎn)。例如，來自8汽缸引擎的基于點(diǎn)火的RPM信號(hào)將具有4個(gè)PPR。如果RPM來自曲柄軸傳感器，則脈沖數(shù)目等于曲柄軸位置輪上的等間距齒(未包括用來指示曲柄位置的特殊齒)的數(shù)目，該等間距齒通常用來指示曲柄軸的上死點(diǎn)(TDC)位置。RPM檢測器和泛音基頻計(jì)算器測量在相繼RPM脈沖之間的時(shí)間，并且計(jì)算倒數(shù)以確定引擎泛音基頻。為了在RPM檢測中抑制TDC脈沖或者錯(cuò)誤，如果新脈沖周期大于先前接受的脈沖周期的預(yù)定容差(例如+/-25% )，則檢測器可以將新脈沖周期替換為例如先前的脈沖周期。圖2的引擎負(fù)荷檢測器36確定固有引擎聲音水平，以恰當(dāng)平衡聲音增強(qiáng)。代表引擎負(fù)荷的信號(hào)出于至少兩個(gè)原因而很好地適合于控制聲音增強(qiáng)水平。首先，總引擎噪聲水平隨著增加的正引擎負(fù)荷而單調(diào)增加。其次，當(dāng)引擎推進(jìn)傳動(dòng)裝置時(shí)，強(qiáng)的增強(qiáng)通常僅是正引擎負(fù)荷所希望的。當(dāng)傳動(dòng)裝置推進(jìn)引擎(也稱為引擎制動(dòng))時(shí)出現(xiàn)負(fù)引擎負(fù)荷。盡管在引擎制動(dòng)期間可能有高的固有引擎噪聲水平，但是對(duì)于這一情形，噪聲消除可能是所期望的，而很少希望顯著的聲音增強(qiáng)。
車輛的引擎控制單元(ECT)將通常具有以下信號(hào)中的可用若干信號(hào)，這些信號(hào)與引擎負(fù)荷很好地相關(guān)并且可以按照模擬或者數(shù)字形式用于EHE系統(tǒng)，例如加速器踏板位置(APP);油門位置傳感器(TPS);質(zhì)量空氣流量(MAF);歧管絕對(duì)壓強(qiáng)(MAP);引擎轉(zhuǎn)矩；和/或計(jì)算的引擎負(fù)荷。如果在該信號(hào)與泛音增強(qiáng)的期望聲音水平之間存在充分接近于一對(duì)一的關(guān)系，則這些信號(hào)中的任何一個(gè)信號(hào)均適合于EHE控制。圖2的RPM改變速率檢測器30檢測RPM改變的速率。引擎應(yīng)當(dāng)僅在駕駛員需要來自它的大量動(dòng)力時(shí)發(fā)出令人愉快、可聽、大功率聲音作為聽覺反饋。這樣的用法通常與明顯增加的引擎負(fù)荷和RPM 二者相聯(lián)系。在其它引擎負(fù)荷條件之下，引擎應(yīng)當(dāng)更安靜。當(dāng)車輛在水平公路上緩行時(shí)，引擎負(fù)荷和RPM二者大致穩(wěn)定。在固定傳動(dòng)齒輪的車輛減速期間，引擎負(fù)荷和RPM 二者均下降。因此，RPM改變速率檢測器30無論何時(shí)RPM改變?yōu)檩^小或者減少都可以減小或者關(guān)掉引擎增強(qiáng)。圖2的RPM范圍內(nèi)檢測器32確定引擎旋轉(zhuǎn)基頻是否在最小頻率閾值以下或者在最大頻率閾值以上，這些頻率閾值確定了所設(shè)計(jì)的EHE操作的RPM范圍。
圖2的泛音生成器34輸出用于每個(gè)增強(qiáng)的引擎泛音(該泛音可以為非整數(shù)泛音)的兩個(gè)參數(shù)。首先，它通過將引擎旋轉(zhuǎn)基頻乘以每個(gè)增強(qiáng)引擎泛音的階數(shù)(order)來計(jì)算用于每個(gè)增強(qiáng)泛音的頻率。接著，它將基頻轉(zhuǎn)換成指向泛音形狀查找表(LUT)的索引。圖2的引擎負(fù)荷增益確定器38包括兩個(gè)部分。第一個(gè)是查找表，該查找表對(duì)代表引擎負(fù)荷的輸入信號(hào)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，并且將它轉(zhuǎn)換成增強(qiáng)增益。這一增益調(diào)整增強(qiáng)水平，以平衡固有引擎噪聲，該噪聲依賴于引擎負(fù)荷。如果根據(jù)代表引擎負(fù)荷的信號(hào)有不同泛音的聲音水平的顯著差異，則可能需要多個(gè)能量水平控制表。第二部分平滑增益值。用于這一模塊的可調(diào)參數(shù)包括上沖、延遲和衰減保持。這些可調(diào)特征適應(yīng)非理想引擎負(fù)荷信號(hào)，這些信號(hào)可能例如在駕駛員釋放油門時(shí)比固有引擎噪聲更加突然地下降。引擎負(fù)荷增益改變檢測器39確定引擎負(fù)荷是否正在增加或者減少，并且可以確定引擎負(fù)荷正在增加或者減少的速率。一般而言，如果引擎負(fù)荷正在增加則EHE信號(hào)的幅度跟蹤引擎負(fù)荷而如果引擎負(fù)荷正在減少則該幅度比引擎負(fù)荷更逐漸減少，那么達(dá)到更逼真的效果。圖3的泛音形狀LUT 44-1-44-n是頻率-增益查找表(LUT)，這些LUT使每個(gè)增強(qiáng)泛音的聲音水平能夠依賴于頻率。這一形狀控制輸出如下增益，該增益調(diào)整泛音增強(qiáng)水平。通過揚(yáng)聲器輸出并且與固有泛音聲音水平在聲學(xué)上求和所得的增強(qiáng)產(chǎn)生了與期望目標(biāo)匹配的聲音水平。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，查找表必須考慮在乘客的耳朵全部理想測量的固有泛音水平、目標(biāo)泛音水平和音頻系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。查找表應(yīng)當(dāng)具有足夠的頻率分辨率，以使得在相鄰頻率索引之間插值的聲音水平值滿足期望的增強(qiáng)要求，并且未由于太粗略的頻率間距而引起引擎增強(qiáng)偽像。為了計(jì)算效率，所有泛音形狀LUT可以使用相同頻率索引，通?；谝鍾PM的一次泛音。如果是這樣，則所有形狀LUT將具有相同數(shù)目的條目。假設(shè)是這種情況，最高階EHE泛音將規(guī)定期望LUT條目數(shù)目，因?yàn)樗鼘⒏采w用于給定RPM范圍的最大頻率范圍。例如，一階泛音將覆蓋用于從600到6000的RPM范圍的90Hz范圍(10到100)，而十階泛音將覆蓋用于相同RPM范圍的900Hz?；趤碜苑阂粜螤頛UT 44-1. . . 44-n的輸入以及泛音生成器34確定的針對(duì)每個(gè)泛音頻率的正弦曲線的瞬時(shí)值，泛音增益48-1. . . 48-n將單獨(dú)泛音具體增益應(yīng)用于每個(gè)泛曰 EHE增益和延遲確定器21確定EHE總增強(qiáng)增益50將應(yīng)用的增益的量。EHE增益確定器可以使用引擎負(fù)荷、引擎負(fù)荷改變、RPM和RPM改變速率來確定EHE增益。此外，EHE增益確定器可以平滑增益值，以使得聲音變化自然并且無失真、與機(jī)械系統(tǒng)在時(shí)間上的聲音變化相同?？傇鰪?qiáng)增益50可以改變單獨(dú)泛音的總聲音水平，而不改變該增強(qiáng)的依賴于頻率的“形狀”。并非在所有情況下絕對(duì)需要這一特征，因?yàn)榉阂粜螤頛UT 44-1... 44-n可以并入這些增益?？傇鰪?qiáng)增益50輸出經(jīng)過單聲道求和且經(jīng)過縮放的EHE音頻信號(hào)。聲音級(jí)處理器52處理經(jīng)過單聲道求和且經(jīng)過縮放的EHE音頻信號(hào)以確定聲音增強(qiáng)系統(tǒng)的聲學(xué)成像。聲音級(jí)處理器通過用于圖I的每個(gè)揚(yáng)聲器22-1-22-4的分開的音頻均衡濾波器，來處理單聲道EHE信號(hào)。音頻均衡濾波器根據(jù)頻率和衰減控制幅值和相位響應(yīng)。除了傳統(tǒng)娛樂音頻均衡和空間成像調(diào)諧技術(shù)之外，聲音級(jí)處理器52也可以在某些頻率范 圍內(nèi)調(diào)整增益并且甚至關(guān)掉某些EHE揚(yáng)聲器，以實(shí)現(xiàn)期望的聲波成像。由于EHE成像需求通常不同于針對(duì)娛樂音頻的要求，所以至少一些EHE均衡部件可以從娛樂音頻均衡分離。聲音級(jí)處理器52對(duì)EHE信號(hào)操作以不僅實(shí)現(xiàn)期望泛音的期望幅度而且實(shí)現(xiàn)引擎泛音的期望視在源(例如圖I的引擎?zhèn)}17或者消聲器19)。在圖4中更具體示出了聲音級(jí)處理器52和放大器22。聲音級(jí)處理器52包括多個(gè)均衡器(EQ) 53-1-53-5,每個(gè)揚(yáng)聲器一個(gè)。放大器20包括多個(gè)求和器54_1_54_5和多個(gè)聲道放大器56-1-56-5每個(gè)相應(yīng)揚(yáng)聲器一個(gè)。在一些例子中，均衡器數(shù)目可以大于或者少于實(shí)際揚(yáng)聲器數(shù)目，并且根據(jù)一組理想揚(yáng)聲器位置來均衡信號(hào)。通過聲音級(jí)處理器52的附加級(jí)或者通過在放大器20內(nèi)進(jìn)行處理來重新混合均衡的輸出，以與實(shí)際揚(yáng)聲器數(shù)目相匹配。在操作中，每個(gè)揚(yáng)聲器EQ 53-1-53-5應(yīng)用均衡，該均衡可以包括幅度(可以包括關(guān)掉揚(yáng)聲器)和相位調(diào)整以及將延遲應(yīng)用于來自總增強(qiáng)增益50的信號(hào)。在放大器中，在求和器54-1-54-5處，將來自揚(yáng)聲器EQ 53_1_53_5的單獨(dú)均衡的信號(hào)與來自增強(qiáng)音頻系統(tǒng)的用于對(duì)應(yīng)揚(yáng)聲器的信號(hào)求和，并且將求和信號(hào)由聲道放大器56-1-56-5放大。然后向揚(yáng)聲器22-1-22-4和24發(fā)送放大的聲道信號(hào)，這些揚(yáng)聲器將音頻信號(hào)變換成聲音。在圖1-4中描述的EHE系統(tǒng)中，存在來自總增強(qiáng)增益50的單個(gè)音頻信號(hào)，或者換而言之，EHE系統(tǒng)具有僅一個(gè)聲道(也就是單聲道)。圖5示出了具有多于一個(gè)聲道的更復(fù)雜EHE EQ和空間處理器12。EHE EQ和空間處理器12分別處理兩組泛音Hl-Hx和Hz-Hn。在一些實(shí)施方式中，泛音可以是低階泛音而泛音Hl-Hx和Hz-Hn可以是更高階泛音。每個(gè)形狀LUT 44-1-44-χ和44y_44n以及泛音增益48-1-48-x和48-y 48-n以上文描述的方式操作，以將增益應(yīng)用于每個(gè)泛音。求和器42A對(duì)泛音增益48-1-48-x的輸出求和，并且總增強(qiáng)增益50A以上文描述的方式操作，以基于組合的泛音增益48-1-48-x預(yù)備用于聲音級(jí)處理器52的EHE音頻信號(hào)。類似地，求和器42B對(duì)泛音增益48-y-48-n的輸出求和，并且總增強(qiáng)增益50B以上文描述的方式操作，以基于組合的泛音增益48-y-48-n預(yù)備用于聲音級(jí)處理器52的EHE音頻信號(hào)。EHE增益和延遲確定器21如上文描述的那樣操作，以基于來自RPM改變速率檢測器30、RPM范圍內(nèi)檢測器32、弓丨擎負(fù)荷增益確定器38和引擎負(fù)荷增益改變檢測器39的輸入來確定施加于總增強(qiáng)增益50A和50B的增益。EHE EQ和空間處理器12可以被擴(kuò)展成包括三個(gè)或者更多聲道。
圖6示出了用于在圖5的EHE EQ和空間處理器12中使用的聲音級(jí)處理器52。圖6的聲音級(jí)處理器52處理來自總增強(qiáng)增益50A和50B的經(jīng)過求和和縮放的EHE信號(hào)，以確定用于每組泛音56-1-46-χ和46-y_46_n的聲學(xué)成像。聲音級(jí)處理器通過用于圖I的每個(gè)揚(yáng)聲器22-1-22-4和24的分開音頻均衡濾波器53_1_53_5，分別處理來自總增強(qiáng)增益50A和50B的每個(gè)EHE信號(hào)。每個(gè)均衡濾波器53-1-53-5可以如經(jīng)過均衡濾波器53_1_53_5的虛線中的分別路徑所代表的那樣，將不同均衡應(yīng)用于來自總增強(qiáng)增益50A和50B的EHE信號(hào)。兩個(gè)均衡路徑在均衡之后被求和，并且提供給放大器20，且如上文在圖4的討論中描述的那樣被處理。音頻均衡濾波器根據(jù)頻率和延遲來控制幅值和相位響應(yīng)。除了傳統(tǒng)娛樂音頻均衡和空間成像調(diào)諧技術(shù)之外，聲音級(jí)處理器52也可以在某些頻率范圍內(nèi)調(diào)整增益并且甚至關(guān)掉某些EHE揚(yáng)聲器以實(shí)現(xiàn)期望聲波成像。由于EHE成像需要通常不同于針對(duì)娛樂音頻的要求，所以至少一些EHE均衡部件可以從娛樂音頻均衡中分離。聲音級(jí)處理器52對(duì)EHE信號(hào)操作，以不僅實(shí)現(xiàn)期望泛音的期望幅度，而且實(shí)現(xiàn)用于每組引擎泛音的期望視在源。例如更高端泛音的源可以是圖I的引擎?zhèn)}17而更低階泛音的源可以是消聲器19。圖5的EHE EQ和空間處理器12以及圖6的聲音級(jí)處理器可以被擴(kuò)展成提供多于兩個(gè)聲道。
圖7示出了可以用于任何元件21、21A或者21B的EHE增益和延遲確定器。圖7的EHE增益和延遲確定器包括增益確定邏輯60，該邏輯從RPM改變速率檢測器30、RPM范圍內(nèi)檢測器32、引擎負(fù)荷增益確定器38接收信號(hào)作為輸入，并且也可以從引擎負(fù)荷增益改變檢測器39接收輸入并且確定和輸出EHE增益流。增益確定邏輯確定的EHE增益流然后可以由增益平滑器62平滑，以減少EHE增益驟然改變的可能性。平滑可以采用回轉(zhuǎn)(slewing)、加窗平均、低通濾波、非線性平滑技術(shù)、時(shí)變平滑技術(shù)或者其它技術(shù)的形式。在一個(gè)實(shí)施方式中，增益平滑器62是低通濾波器，該濾波器可以是單極低通濾波器或者變極低通濾波器。如果引擎負(fù)荷正在減少，則增益平滑器可以改變平滑參數(shù)。例如可以改變低通濾波器的中斷頻率或者可以改變加窗平均系統(tǒng)中的窗口寬度。圖8示出了可以用于任何元件21、21A或者21B的EHE延增益和延遲確定器21。圖8的EHE延增益和延遲確定器包括增益確定邏輯60，該邏輯從RPM改變速率檢測器30、RPM范圍內(nèi)檢測器32和引擎負(fù)荷增益確定器39接收信號(hào)作為輸入，并且確定和輸出EHE增益流。EHE增益流然后由上沖/衰減延遲邏輯66處理。如上文在引擎負(fù)荷增益改變檢測器39的討論中所言，如果引擎負(fù)荷正在增加則EHE信號(hào)的幅度跟蹤引擎負(fù)荷而如果引擎負(fù)荷正在減少則該幅度比引擎負(fù)荷更逐漸減少，那么達(dá)到更逼真效果。上沖/衰減邏輯66確定引擎負(fù)荷是否正在增加或者減少。如果引擎負(fù)荷正在減少，則上沖/衰減邏輯66可以針對(duì)增益的施加而施加延遲。圖9示出了可以用于任何元件21、21A或者21B的EHE增益和延遲確定器。圖9的EHE增益和延遲確定器包括如上文在圖8的討論中描述的那樣操作的增益確定邏輯60，該邏輯耦合到如圖8中描述的那樣操作的上沖/衰減邏輯和如圖7中描述的那樣操作的增
益平滑器。根據(jù)圖1-9的EHE系統(tǒng)提供EHE聲音的更佳聲學(xué)圖像。泛音增益48-1_48_η單獨(dú)地對(duì)單獨(dú)泛音進(jìn)行處理，這提供引擎增強(qiáng)聲音的更令人愉快和逼真的整體再現(xiàn)，并且音頻信號(hào)的幅度、相位和延遲中的兩項(xiàng)的單獨(dú)均衡提供了 EHE音頻再現(xiàn)的更逼真和令人愉快的聲學(xué)圖像。
可以對(duì)這里公開的具體裝置和技術(shù)進(jìn)行的諸多使用和變更，而并未脫離發(fā)明的原 理。因而，本發(fā)明將解釋為涵蓋這里公開的每一個(gè)新穎特征和新穎特征組合，并且僅由所附權(quán)利要求書的精神實(shí)質(zhì)和范圍限制。
權(quán)利要求
1.一種用于處理車輛引擎泛音增強(qiáng)系統(tǒng)的方法，包括 提供第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)；以及 針對(duì)多個(gè)揚(yáng)聲器中的每個(gè)揚(yáng)聲器分別均衡所述第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)，以提供單獨(dú)均衡的揚(yáng)聲器引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述針對(duì)多個(gè)揚(yáng)聲器中的每個(gè)揚(yáng)聲器分別均衡所述引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)包括修改所述引擎增強(qiáng)音頻信號(hào)的相位、幅度和延遲中的至少兩項(xiàng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，所述方法包括確定泛音基頻；以及 其中所述提供所述第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)包括 提供所述泛音基頻的泛音； 分別均衡所述泛音基頻的所述泛音中的每個(gè)泛音。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中所述針對(duì)多個(gè)揚(yáng)聲器中的每個(gè)揚(yáng)聲器分別均衡所述引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)包括修改所述引擎增強(qiáng)音頻信號(hào)的相位、幅度和延遲中的至少兩項(xiàng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，還包括提供第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)， 其中所述提供所述第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)包括 提供所述泛音基頻的第一組泛音；以及 分別均衡所述泛音基頻的所述第一組泛音中的每個(gè)泛音；以及 其中所述提供第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)包括 提供所述泛音基頻的第二組泛音；以及 分別均衡所述泛音基頻的所述第二組泛音中的每個(gè)泛音。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中所述均衡所述第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)包括 均衡所述第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)；以及 變換所述第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)，以使得所述變換的第一聲音增強(qiáng)音頻信號(hào)的視在源是第一車輛位置；以及 其中所述均衡所述第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)包括 均衡所述第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)；以及 變換所述第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)，以使得所述變換的第二聲音增強(qiáng)音頻信號(hào)的視在源是第二車輛位置。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述提供所述第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)包括 提供引擎泛音增強(qiáng)增益流； 平滑所述引擎泛音增強(qiáng)增益流，以提供平滑的引擎泛音增強(qiáng)增益流；以及 將所述平滑引擎泛音增益流施加于所述第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，還包括 確定引擎負(fù)荷是否正在增加或者減少；以及 如果所述引擎負(fù)荷正在減少，則改變平滑參數(shù)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中所述平滑包括進(jìn)行低通濾波。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述提供所述第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)包括 提供引擎泛音增強(qiáng)增益流；確定引擎負(fù)荷是否正在增加或者減少；以及 如果所述引擎負(fù)荷正在減少，則將對(duì)于所述引擎泛音增益流的施加而施加延遲。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中的任一權(quán)利要求所述的方法，還包括 均衡娛樂音頻信號(hào)，以提供均衡的娛樂音頻信號(hào)； 與所述娛樂音頻信號(hào)分別地均衡所述引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)，以提供均衡的引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)；以及 針對(duì)對(duì)應(yīng)揚(yáng)聲器，組合所述均衡的娛樂音頻信號(hào)與所述均衡的引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)。
12.—種車輛引擎泛音增強(qiáng)系統(tǒng)，包括 用于確定第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)的電路；以及 用于針對(duì)多個(gè)揚(yáng)聲器中的每個(gè)揚(yáng)聲器分別均衡所述第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)以提供單獨(dú)均衡的第一揚(yáng)聲器引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)的電路。
13.根據(jù)權(quán)利要求15所述的車輛引擎泛音增強(qiáng)系統(tǒng)，其中所述用于針對(duì)多個(gè)揚(yáng)聲器中的每個(gè)揚(yáng)聲器分別均衡所述引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)的電路修改所述第一引擎增強(qiáng)音頻信號(hào)的相位、幅度和延遲中的至少兩項(xiàng)。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的車輛引擎泛音增強(qiáng)系統(tǒng)，還包括泛音基頻源；以及其中 所述用于確定第一引擎增強(qiáng)音頻信號(hào)的電路提供所述泛音基頻的泛音；以及 所述用于分別均衡所述第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)的電路均衡所述泛音基頻的所述泛音中的每個(gè)泛音。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的車輛引擎泛音增強(qiáng)系統(tǒng)，還包括 用于確定第二組泛音基頻的電路；以及 用于處理所述第二組泛音基頻以提供第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)的電路； 用于針對(duì)所述多個(gè)揚(yáng)聲器中的每個(gè)揚(yáng)聲器分別均衡所述第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)以提供單獨(dú)均衡的揚(yáng)聲器第二引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)的電路。
全文摘要
一種車輛引擎泛音增強(qiáng)系統(tǒng)。一種用于操作該系統(tǒng)的方法包括提供第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)；以及針對(duì)多個(gè)揚(yáng)聲器中的每個(gè)揚(yáng)聲器分別均衡第一引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)，以提供單獨(dú)均衡的揚(yáng)聲器引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)。一種車輛音頻系統(tǒng)包括多個(gè)揚(yáng)聲器、娛樂音頻系統(tǒng)和引擎泛音增強(qiáng)系統(tǒng)。一種方法包括均衡娛樂音頻信號(hào)以提供均衡的娛樂音頻信號(hào)；提供引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)；與娛樂音頻信號(hào)分別地均衡引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)，以提供均衡的引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)；以及組合均衡的娛樂音頻信號(hào)與均衡的引擎泛音增強(qiáng)音頻信號(hào)。
文檔編號(hào)G10K15/02GK102792368SQ201180011962
公開日2012年11月21日 申請日期2011年2月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月3日
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