一种车载音响系统的响度补偿方法及车载音响系统与流程-尊龙凯时官方app下载

文档序号:36405381发布日期:2023-12-16 11:32阅读:8来源:国知局
一种车载音响系统的响度补偿方法及车载音响系统与流程

1.本发明属于车载设备领域,具体涉及一种车载音响系统的响度补偿方法及车载音响系统



背景技术:

2.当前的汽车娱乐系统通常具备了提供良好的音频质量的能力,在静态情况下,可以给用户提供较好的听音体验

但在动态的环境中,用户的听音体验将被各种因素干扰,如行车过程中的引擎噪声,胎噪,路噪等

此外,在汽车行驶过程中,打开车窗会对车载音频娱乐系统播放的音效产生显著影响,这是因为打开车窗会改变车内的气流和环境噪声水平,从而影响音乐的响度和质量

3.现有的部分车载音响系统虽然能够根据车窗的开启程度自动调节喇叭的音量输出,然而,这类车载音响系统无法综合车上所有车窗的开合情况对扬声器有针对性地进行调整,导致用户使用体验较差



技术实现要素:

4.针对上述技术问题,本发明的目的是提供一种改进的车载音响系统的响度补偿方法及车载音响系统

5.为达到上述目的,本发明采用的技术方案是:一种车载音响系统的响度补偿方法,包括:步骤
a、
获取车辆的多个实际开窗面积,对多个所述实际开窗面积进行处理,得到多个加权开窗面积;步骤
b、
根据多个所述加权开窗面积得到多个响度补偿量,多个所述响度补偿量分别和多个扬声器一一对应,基于多个所述响度补偿量对多个所述扬声器进行响度补偿

6.优选地,所述车载音响系统的响度补偿方法还包括位于步骤a之前的步骤
a0
:用户选取响度补偿模式,所述响度补偿模式包括声场优先模式和信噪比优先模式

7.进一步地,步骤a包括步骤
a1
和步骤
a2
,若步骤
a0
中的响度补偿模式为声场优先模式,则跳转至步骤
a1
:获取车辆的多个实际开窗面积,对多个所述实际开窗面积进行处理,得到多个第一加权开窗面积;若步骤
a0
中的响度补偿模式为信噪比优先模式,则跳转至步骤
a2 :获取车辆的多个实际开窗面积,对多个所述实际开窗面积进行处理,得到多个第二加权开窗面积

8.更进一步地,步骤
a2
具体包括:步骤
a21、
基于下述公式(1)计算得到多个第二加权开窗面积,
9.其中,s为第二加权开窗面积,w为权重系数,a为实际开窗面积,m为座位号,n为车窗总数,n是
1~n
中的任意一个取值,m和n均为正整数

10.更进一步地,所述权重系数w根据每个座位到每个车窗的距离分别设定

11.更进一步地,步骤
a1
具体包括:步骤
a11、
基于下述公式(2)计算得到多个第一加权开窗面积,
12.其中,s为第一加权开窗面积,a为实际开窗面积,m为座位总数,m为座位号且m是
1~m
中的任意一个取值;n为车窗总数,n是
1~n
中的任意一个取值,m和n均为正整数

13.更进一步地,步骤b包括步骤
b1
和步骤
b2
,若步骤
a0
中的响度补偿模式为声场优先模式,则步骤
a1
跳转至步骤
b1
:根据多个所述第一加权开窗面积得到多个第一响度补偿量,多个所述第一响度补偿量分别和多个扬声器一一对应,根据多个所述第一响度补偿量对多个扬声器进行响度补偿;若步骤
a0
中的响度补偿模式为信噪比优先模式,则步骤
a2
跳转至步骤
b2
:基于多个所述第二加权开窗面积得到多个第二响度补偿量,多个所述第二响度补偿量分别和多个扬声器一一对应,根据多个所述第二响度补偿量分别对对应的多个扬声器进行响度补偿

14.更进一步地,步骤
b1
包括:步骤
b11、
将多个所述第一加权开窗面积和预置的第一响度补偿表进行对比,得到多个第一响度补偿量;步骤
b12、
根据多个所述第一响度补偿量控制多个扬声器的输出音量增大,且每个扬声器的输出音量增大的值相等

15.更进一步地,步骤
b2
包括:步骤
b21、
将多个所述第二加权开窗面积分别和预置的第二响度补偿表进行对比,得到多个第二响度补偿量;步骤
b22、
根据多个所述第二响度补偿量,分别控制对应的扬声器的输出音量增大

16.进一步地,在步骤
a0
之前,所述车载音响系统的响度补偿方法还包括:步骤
s1、
获取车辆的车窗开启程度信息,判断所述车窗开启程度信息中每一个车窗的开启程度是否相同,若否,则跳转至步骤
a0。
17.更进一步地,若所述车窗开启程度信息中每一个车窗的开启程度相同,则跳转至步骤
s2
,步骤
s2
包括:基于所述车窗开启程度信息对扬声器的输出音量进行响度补偿

18.一种车载音响系统,包括车载娱乐模块

车载功放模块和车载网关模块;所述车载音响系统还包括车窗位置检测器,所述车窗位置检测器用于检测车窗开启程度,得到车窗开启程度信息;所述车载娱乐模块用于通过车载总线将数字音频信号流传输至所述车载功放模块;所述车载网关模块用于接收所述车窗位置检测器发送的所述车窗开启程度信息,并通过所述车载总线将所述车窗开启程度信息传输至所述车载功放模块;所述车载功放模块用于对所述车窗开启程度信息进行处理,得到车辆的加权开窗面积,并根据所述加权开窗面积得到响度补偿量,基于所述响度补偿量对多个扬声器进行响度补偿

19.优选地,所述车窗开启程度信息包括车窗的实际开窗面积

20.优选地,所述车载音响系统包括声场优先模式和信噪比优先模式

21.进一步地,所述车载音响系统处于所述声场优先模式时,所述车载功放模块配置为基于所述车窗开启程度信息得到多个第一加权开窗面积,根据多个所述第一加权开窗面积得到多个第一响度补偿量,根据多个所述第一响度补偿量对多个扬声器进行响度补偿

22.进一步地,所述车载音响系统处于所述信噪比优先模式时,所述车载功放模块配置为基于所述车窗开启程度信息得到多个第二加权开窗面积,基于多个所述第二加权开窗面积得到多个第二响度补偿量,根据多个所述第二响度补偿量分别对对应的多个扬声器进行响度补偿

23.由于上述技术方案运用,本发明与现有技术相比具有下列优点:本发明中的车载音响系统,通过车窗位置检测器得到车窗开启程度信息,并发送至车载网关模块,并通过车载网关模块将车窗开启程度信息发送至车载功放模块,车载功放模块处理后得到车辆的多个加权开窗面积,并根据多个加权开窗面积得到多个响度补偿量,基于多个响度补偿量分别对多个扬声器进行响度补偿,由此实现了综合车上所有车窗的开合情况对每一个扬声器有针对性地进行调整,能够有效提升用户的使用体验

24.在进一步优选的方案中,用户可以选取声场优先模式和信噪比优先模式两种不同的模式,因此可以根据自己的听音喜好选择不同的模式,在开窗后有针对性地对响度进行补偿,进一步提升用户的使用体验

附图说明
25.为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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

26.图1为本发明实施例中的响度补偿流程图;图2为本发明实施例中的另一种响度补偿流程图;图3为本发明实施例中的又一种响度补偿流程图;图4为本发明实施例中的再一种响度补偿流程图;图5为本发明实施例中车载音响系统处于声场优先模式的响度补偿示意图;图6为本发明实施例中车载音响系统的示意图;其中,
1、
车载音响系统;
2、
车载娱乐模块;
3、
车载功放模块;
4、
车载网关模块;
5、
车窗位置检测器

具体实施方式
27.下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域的技术人员理解

在此需要说明的是,对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明,但并不构成对本发明的限定

此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合

28.如图1至图5所示,本实施例中的车载音响系统及响度补偿方法包括:步骤
s1、
获取车辆的车窗开启程度信息,判断车窗开启程度信息中每一个车窗的开启程度是否相同,若否,则跳转至步骤
a0
,若是,则跳转至步骤
s2

步骤
s2、
基于车窗开启程度信息对扬声器的输出音量进行响度补偿;步骤
a0、
用户选取响度补偿模式,响度补偿模式包括声场优先模式和信噪比优先模式;步骤
a、
获取车辆的多个实际开窗面积,对多个实际开窗面积进行处理,得到多个加权开窗面积;步骤
b、
根据多个加权开窗面积得到多个响度补偿量,多个响度补偿量分别和多个扬声器一一对应,基于多个响度补偿量对多个扬声器进行响度补偿

29.响度补偿的一般原则是开窗面积越大,更多的外部噪音容易传入车内,则扬声器所需的补偿量越多

获取车辆的车窗开启程度信息后,判断车窗开启程度信息中每一个车窗的开启程度是否相同,如果每一个车窗的开启程度相同,则直接根据车窗开启程度信息对扬声器的输出音量进行响度补偿

以两排共四个车窗的汽车为例,当四个车窗同时关闭时,不需要进行响度补偿,则补偿量为
0db。
如果四个车窗同时打开,则扬声器的补偿量最大,例如可以为
5db。
如果四个车窗部分打开,例如打开面积占车窗总面积的
30%
,则补偿量介于
0db
和补偿量最大值之间,例如,可以为
2db。
需要说明的是,不同车窗开合度对应的补偿量可以预先通过测试得到,且补偿量可以根据实际测试或用户喜好情况进行调整,具体此处不做限定

本实施例中的车窗开启程度信息具体指车窗实际开窗面积,在其它一些实施例中,也可以测量车窗下降的高度或其它参数以推算车窗开启的面积,具体此处不做限定

考虑到车辆的车窗可能为不规则情况,如果仅测量车窗下降的高度进而推测响度补偿量可能会具有一定的误差,车窗开启的面积能更加直观地反映车内气流和环境噪声对音乐响度的影响,使得响度补偿的效果更佳

当每一个车窗的开启程度相同时,使各个方向扬声器的补偿值相等,有效保证了车辆调音的声场

30.如果每一个车窗的开启程度不相同,用户可以选取声场优先模式和信噪比优先模式两种响度补偿模式中的任意一个,若响度补偿模式为声场优先模式,则步骤a具体包括:步骤
a1、
获取车辆的多个实际开窗面积,对多个实际开窗面积进行处理,得到多个第一加权开窗面积;步骤
a1
具体包括:步骤
a11、
基于下述公式(2)计算得到多个第一加权开窗面积,
31.其中,s为第一加权开窗面积,a为实际开窗面积,m为座位总数,m为座位号且m是
1~m
中的任意一个取值;n为车窗总数,n是
1~n
中的任意一个取值,m和n均为正整数

32.如图5所示,声场优先模式下,每一个扬声器的补偿值依然相等,四个车窗的面积将累计计算,据此决定补偿值的大小

具体地,当四个车窗同时关闭时,不需要进行响度补偿,则补偿量为
0db。
如果四个车窗同时打开,则扬声器的补偿量最大

当部分车窗打开时,补偿量介于
0db
和补偿量最大值之间,开窗面积越大补偿量越大,开窗面积越小补偿量越小

例如,四个车窗的开窗面积分别为
a1、a2、a3

a4
,则第一加权开窗面积
s=

1/m

×

a1 a2 a3 a4

=

1/4

×

a1 a2 a3 a4


33.声场优先模式下,步骤b具体包括:步骤
b1、
根据多个第一加权开窗面积得到多个第一响度补偿量,多个第一响度补
偿量分别和多个扬声器一一对应,根据多个第一响度补偿量对多个扬声器进行响度补偿

34.步骤
b1
具体包括:步骤
b11、
将多个第一加权开窗面积和预置的第一响度补偿表进行对比,得到多个第一响度补偿量;步骤
b12、
根据多个第一响度补偿量控制多个扬声器的输出音量增大,且每个扬声器的输出音量增大的值相等

35.第一响度补偿表由预先的主客观测试得到,在实际应用过程中可以根据实际测试或用户喜好情况进行调整,具体此处不做限定

36.若响度补偿模式为信噪比优先模式,则步骤a具体包括:步骤
a2、
获取车辆的多个实际开窗面积,对多个实际开窗面积进行处理,得到多个第二加权开窗面积

37.步骤
a2
具体包括:步骤
a21、
基于下述公式(1)计算得到多个第二加权开窗面积,
38.其中,s为第二加权开窗面积,w为权重系数,a为实际开窗面积,m为座位号,n为车窗总数,n是
1~n
中的任意一个取值,m和n均为正整数

39.权重系数wmn
的命名方式以1号座位(
m=1
)到1号车窗(
n=1
)为例,则权重系数为m11

权重系数w根据每个座位到四个车窗的不同距离来调整,距离越远取值越小,距离越近取值越大

例如,四个车窗的开窗面积分别为
a1、a2、a3

a4
,当
m=1
时,1号座位旁边的车窗对应的第二加权开窗面积
s1=w
11
×
a1 w
12
×
a2 w
13
×
a3 w
14
×
a4。
需要说明的是,在实际应用过程中,每个座位附近设置的扬声器数量可以为一个,也可以为多个

具体到本实施例中,在信噪比优先模式下,假定车内有四个座位,预先根据四个座位划分四个区域,假定每个座位区域范围内均设有5个扬声器,则同一个座位区域范围内的5个扬声器的补偿量相等,位于不同座位区域范围内的扬声器的补偿量可以相等也可以不相等

40.信噪比优先模式下,步骤b具体包括:步骤
b2、
基于多个第二加权开窗面积得到多个第二响度补偿量,多个第二响度补偿量分别和多个扬声器一一对应,根据多个第二响度补偿量分别对对应的多个扬声器进行响度补偿

41.步骤
b2
具体包括:步骤
b21、
将多个第二加权开窗面积分别和预置的第二响度补偿表进行对比,得到多个第二响度补偿量;步骤
b22、
根据多个第二响度补偿量,分别控制对应的扬声器的输出音量增大

42.第二响度补偿表参考下文表1所示:
43.例如,计算出1号座位旁边的车窗对应的第二加权开窗面积
s1占1号车窗总面积的百分比大致为
30%
,则1号座位区域范围内的扬声器的输出音量增大
2db。
第二响度补偿表由预先的主客观测试得到,在实际应用过程中可以根据实际测试或用户喜好情况进行调整或进一步细化,具体此处不做限定

44.本实施例还包括一种车载音响系统1,如图6所示,包括车载娱乐模块
2、
车载功放模块3和车载网关模块
4。
该车载音响系统1还包括车窗位置检测器5,车窗位置检测器5用于检测车窗开启程度,得到车窗开启程度信息,车窗开启程度信息具体包括车窗实际开窗面积

45.具体地,车载娱乐模块2用于通过车载总线将数字音频信号流传输至车载功放模块
3。
车载网关模块4用于接收车窗位置检测器5发送的车窗开启程度信息,并通过车载总线将车窗开启程度信息传输至车载功放模块
3。
车载功放模块3用于对车窗开启程度信息进行处理,得到车辆的加权开窗面积,并根据加权开窗面积得到响度补偿量,基于响度补偿量对多个扬声器进行响度补偿

该车载音响系统包括声场优先模式和信噪比优先模式,当车载音响系统处于声场优先模式时,车载功放模块3配置为基于车窗开启程度信息得到多个第一加权开窗面积,根据多个第一加权开窗面积得到多个第一响度补偿量,根据多个第一响度补偿量对多个扬声器进行响度补偿

当车载音响系统处于信噪比优先模式时,车载功放模块3配置为基于车窗开启程度信息得到多个第二加权开窗面积,基于多个第二加权开窗面积得到多个第二响度补偿量,根据多个第二响度补偿量分别对对应的多个扬声器进行响度补偿

具体的两种模式如上文,此处不再赘述

46.车载功放模块3具体包括用于汽车音响系统的放大器,主要用于放大音频信号以提高音频的响度和质量

车载功放模块3具体由多个放大器组成,每个放大器负责放大不同频率范围的音频信号,具体包括功率

通道数

类型

品质等不同参数

车载功放模块3还包括控制器,控制器用于对车窗开启程度信息进行分析后计算加权开窗面积,并得到响度补偿量,进而对多个扬声器进行控制

47.车载总线(
controller area network

can
)是一种在汽车和工业应用中使用的通信协议

它是一种双线总线,允许多个电子控制单元(
electronic control unit

ecu
)之间进行通信,而无需中央计算机

车载总线用于在不同的
ecu
之间传输数据,例如发动机控制单元,变速器控制单元和车身控制模块

车载总线是一种强大而可靠的通信协议,广泛应用于汽车行业

它设计用于在恶劣环境中运行,并且可以承受高电噪声和干扰

本实施例中车载功放模块3和车载总线之间的交互是通过
can
总线上的数据传输实现的

当车载娱乐模块2播放音频信号时,数字音频信号将被传输至车载功放模块3,同时,车载娱乐模块2可以通
过发送
can
信号给车载功放模块3进行控制,来调整播放的音量和音质等

48.车载网关模块4主要用于通讯,将不同功能域网或子网络的信号(如
can
信号
、lin
信号等)进行转发

具体到本实施例中,车载网关模块4把车身域网或子网的车窗开启程度信息转发至车载功放模块3的子网络

车窗开启程度信息将体现在车载
can
总线信号
winposnsts_perc
中,比如以
100ms
的周期刷新实时状态,
winposnsts_perc
全称为
windowpositionstatus_percentage
,即车窗状态百分比,代表了一个车窗的开启程度信号

49.综上所述,本实施例中的车载音响系统及响度补偿方法具有如下优点:
1、
通过车窗位置检测器得到车窗开启程度信息,并发送至车载网关模块,并通过车载网关模块将车窗开启程度信息发送至车载功放模块,车载功放模块处理后得到车辆的多个加权开窗面积,并根据多个加权开窗面积得到多个响度补偿量,基于多个响度补偿量分别对多个扬声器进行响度补偿,由此实现了综合车上所有车窗的开合情况对每一个扬声器有针对性地进行调整,能够有效提升用户的使用体验;
2、
用户可以选取声场优先模式和信噪比优先模式两种不同的模式,因此可以根据自己的听音喜好选择不同的模式,在开窗后有针对性地对响度进行补偿,进一步提升用户的使用体验;
3、
通过测量车窗的实际开窗面积进而得到加权开窗面积,能更加直观地反映车内气流和环境噪声对音乐响度的影响,使得响度补偿的效果更佳

50.如本说明书和权利要求书中所示,术语“包括”与“包含”仅提示包括已明确标识的步骤和元素,而这些步骤和元素不构成一个排它性的罗列,方法或者设备也可能包含其他的步骤或元素

本文所使用的术语“和
/
或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合

51.需要说明的是,如无特殊说明,当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征,它可以直接固定

连接在另一个特征上,也可以间接地固定

连接在另一个特征上

此外,本发明中所使用的上





右等描述仅仅是相对于附图中本发明各组成部分的相互位置关系来说的

52.上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点,是一种优选的实施例,其目的在于熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施,并不能以此限定本发明的保护范围

凡根据本发明的原理所作的等效变换或修饰,都应涵盖在本发明的保护范围之内

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