阅读说明：本技术 产生用于通过机动车辆的扬声器输出的声音数据集的方法 (Method for generating a sound data set for output by a loudspeaker of a motor vehicle ) 是由 马克西米利安·恩格尔克 于 2019-06-25 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种产生用于通过机动车辆的扬声器(18)输出的声音数据集(GS)的方法,具有以下步骤：选择表示重复音调序列的第一部分声音数据集(TGS1),选择表示没有重复的音调序列的第二部分声音数据集(TGS2),改变第二部分声音数据集(TGS2),以及组合第一部分声音数据集(TGS1)和第二部分声音数据集(TGS2)以获得所述声音数据集(GS)。(The invention relates to a method for generating a sound data set (GS) for output by a loudspeaker (18) of a motor vehicle, comprising the following steps: -selecting a first partial sound data set (TGS1) representing a repeating sequence of tones, -selecting a second partial sound data set (TGS2) representing a sequence of tones which is not repeated, -altering the second partial sound data set (TGS2), and-combining the first partial sound data set (TGS1) and the second partial sound data set (TGS2) to obtain the sound data set (GS).)

产生用于通过机动车辆的扬声器输出的声音数据集的方法

技术领域

本发明涉及一种产生用于通过机动车辆的扬声器输出的声音数据集的方法。

背景技术

机动车辆的内部声音和从机动车辆发射到周围环境中的声音对于机动车辆的质量的印象起着重要作用。

机动车辆发出的声音可以具有常规/机械声源，例如门的砰砰声，或者具有合成声源，例如当按下按钮时通过扬声器播放的音频样本。

常规声源的大多数声音不时听起来有点不同。例如，车门的缓慢或快速关闭会导致不同的声音。这是可以理解的，因为一系列复杂的因素，例如机械力、温度、NVH(噪声、振动和粗糙性)特性等会影响声音的产生。人们无意识地感知到这些重复的声音，每次都会略微改变，就像是自然的一样。

然而，具有合成声源的机动车辆的声音通常仅通过机动车辆的扬声器播放，并且每次都听起来完全相同。结果是这些声音被认为是不自然的或合成的。在少数情况下可能需要合成声音，例如HMI(人机界面)警告或信息音，但在大多数情况下，机动车辆内部和周围的自然声音环境被认为质量更高。

最重要的是，在电动机动车辆的情况下，电动马达作为牵引马达几乎不会产生发动机声音，合成声音对于其他交通参与者(例如行人或骑车者)的感知比对于具有内燃发动机作为牵引马达的机动车辆的情况所起的作用更大。

然而，合成声音通常听起来不自然或人造的，并且由于声音或音色不随每次重复/重放而变化，因此看起来单调。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种方法，利用该方法可以使合成声音具有自然变化的特征。

该目的通过一种产生用于通过机动车辆的扬声器输出的声音数据集的方法来实现，其步骤如下：

选择表示重复的音调序列的第一部分声音数据集，

选择表示没有重复的音调序列的第二部分声音数据集，

改变第二部分声音数据集，以及

组合第一部分声音数据集和第二部分声音数据集以便获得声音数据集。

这里的音调序列指的是特征有序的时间音调序列，音调序列可以包括旋律。音调序列的音调可以是单独的音调或由不同频率的音调组成的混合音调。可以通过诸如音调值、音调持续时间、音量或音调强度以及声音或音色之类的参数来描述音调。音色(在其他方面由部分音调幅度与彼此的比率确定)在这里指的是基音、泛音和噪声分量的混合，以及该频谱和音量的时间分布。

因此，第一部分声音数据集表示具有预定持续时间的固定音调序列，之后音调序列自身重复。相反，第二部分声音数据集包括随机音调序列，因此没有重复。

声音数据集然后充当产生声音的基础，例如定向声音，其不传达任何特定消息但具有使得它们可被人识别并且值得关注的属性，例如，诸如客车或卡车之类的机动车辆的上升声音。

因此，解决方案在于使用动态地且部分地随机生成的并且是复杂且非重复的声音。由此实现了对机动车辆中的合成噪声的改进的接受，并且提高了机动车辆的质量印象。

根据一个实施例，第一部分声音数据集基于自然音调序列，并且第二部分声音数据集基于合成音调序列。自然音调序列可以是传统的音频样本。在此基础上输出的音调序列每次都像传统的音频播放一样发出声音。另一方面，合成音调序列是声音合成的结果。这里的声音合成是指用于产生人造声音或修改自然声音的方法。因此，通过与合成声音组合，可以特别容易地改变看似自然的声音，并且不再具有单调的效果。

根据另一实施例，利用随机发生器改变声音合成的至少一个参数，以改变第二部分声音数据集。因此，通过使用随机发生器提供的随机数，合成音调序列直接用人工角色改变。因此，可以以特别简单的方式获得不具有单调效果的声音。

根据另一实施例，至少一个参数表示振荡器的波形、混频器的因素、滤波器的因素、放大器的因素、调制器的因素、调制包络曲线的因素和/或包络曲线的因素。因此可以以特别简单的方式改变音调的音量和/或音色的轮廓。

用于执行这种方法的计算机程序产品、用于产生用于通过机动车辆的扬声器输出的声音数据集的装置、以及具有这种设备的机动车辆还属于本发明。

附图说明

现在将参考附图解释本发明，这里：

图1示意性地示出了产生用于通过机动车辆的扬声器输出的声音数据集的装置。

图2示意性地示出了图1中表示的装置的进一步细节。

具体实施方式

首先参考图1。

示出了产生用于通过机动车辆的扬声器18输出的声音数据集GS的装置2。

机动车辆可以是客车，其具有作为牵引马达的电动马达并且因此在运行时发出特别小的操作噪音。

换句话说，声音数据集GS用作产生所谓的定向声音的基础。定向声音指的是特征声音，其不传达任何特定消息，但具有使其可被人识别并且值得注意的特性，例如诸如客车或卡车的机动车辆的上升声音。

装置2包括多个声音设备6a、6b、6c，随机发生器8a和输出混合器34。在本示例性实施例中，装置2包括三个声音设备6a、6b、6c。

在本示例性实施例中，每个声音设备6a、6b、6c分别包括播放器设备10a、10b、10c、声音发生器12a、12b、12c和随机发生器14a、14b、14c。

装置2连接到数据库4以进行数据传输，从而装置2可以从数据库4中读出声音数据GD，这将在后面更详细地说明。

在开始操作装置2之前，驾驶员36可以通过机动车辆的HMI38将输入数据ED输入到数据库4中，输入数据ED例如代表他的个人偏好。

在操作开始之后，数据库4的模块40检查声音信号产生请求GSA是否存在。如果存在声音信号产生请求GSA，则选择对应于预定声音S的声音数据GD。

在本示例性实施例中，声音数据GD包括用于例如自然起源的音调序列的预定值VW、加权函数GF和阈值GW以及起始信号SS。加权函数GF和阈值GW是随机发生器14b的操作参数，并指定随机发生器14b提供的随机值ZW的阈值。

在本示例性实施例中，在三个声音设备6a、6b、6c中，仅声音设备6a和第二声音设备6b是活跃的，每个分别提供第一部分声音数据集TGS1和第二部分声音数据集TGS2，它们在输出混合器34中混合在一起以形成声音数据集GS。

在本示例性实施例中，由第一声音设备6a提供的第一部分声音数据集TGS1基于自然音调序列。自然音调序列可以是通过活跃的播放器设备10a播放的传统音频样本，例如传统的音频播放器，而声音发生器12a和随机发生器14a是不活跃的。这个部分声音数据集TGS1或者基于其输出的音调序列的声音或者音色每次听起来都像传统的音频回放。

相反，由第二声音设备6b播放的第二部分声音数据集TGS2在本示例性实施例中基于合成的音调序列。为了产生第二部分声音数据集TGS2，本示例性实施例中的声音发生器12b和随机发生器14b是活跃的，而第二声音设备6b的播放器设备10b是不活跃的。

当预定值VW直接传送到声音发生器12b时，加权函数GF和阈值GW被传送到随机发生器14b。加权函数GF和阈值GW是随机发生器14b的操作参数，并指定随机发生器14b提供的随机值ZW的阈值。

然后将随机值ZW传送到声音发生器12b，然后声音发生器12b基于预定值VW和随机值ZW提供第二部分声音数据集TGS2。

输出混合器34具有可调节的混合参数MP，例如，两个部分声音数据集TGS1、TGS2的信号电平比。输出混合器34的可调节的混合参数MP的值由随机发生器8a提供。因此，可以以随机方式改变两个部分声音数据集TGS1、TGS2的混合。

声音数据集GS然后由功率放大器16放大并由扬声器18输出。然后，扬声器18将声音辐射到机动车辆的周围环境中，以便警告其他交通参与者(例如行人或骑车人)机动车辆的接近。

现在还参考图2。

该图示出预定值VW被馈送到振荡器20、混频器22、具有调制包络曲线模块30的调制器28和包络曲线模块32，而随机值ZW被馈送到声音设备6b的滤波器24和放大器26。

在本示例性实施例中，调制包络曲线模块30包括分别针对声音或音调的简化调制包络曲线的不同相位的可调节参数，例如，攻击PA、衰减PD、维持PS和释放PR。

本示例性实施例中的包络曲线模块32还包括分别用于声音或音调的简化包络曲线的不同相位的可调节参数，例如，攻击PA、衰减PD、维持PS和释放PR。

与本示例性实施例不同，也可以使用其他形式的声音合成，例如波形合成、粒子合成或减法合成。

波形合成在这里指的是产生声学音调的经济形式，其在技术上相对容易实现，例如利用合成器或声卡。

为此目的，记录稍后要产生的声音或音色的波形，例如由麦克风电测量的特定音调的单个音调的振荡曲线，即参考音调。通常这是中间的C(c')。然后可以通过扬声器轻松地将测量的波形转回到记录的音调中。这里可以在适当的情况下改变重放速度，从而不仅可以播放原始录制的音调的音高，而且可以从音阶进行任何所需的音调。

粒子合成是在一些合成器和程序中用于生成人造声音的方法。这里模拟了包含许多单独部分的连续声音。这些单独的部分，即颗粒，是非常短的数字声音碎片，其长度通常小于50毫秒。如果超出此限制，则侦听器可将片段识别为独立声音事件。

在减法合成中，振荡器(例如VCO，电压控制振荡器)生成原始声音材料，然后通过声音修改模块(滤波器、包络曲线发生器、放大器模块等)进一步处理。实现所需的声音或音色，因为不需要的频率分量从振荡器的频谱中滤除或降低(减法)，振荡器的频谱通常富含泛音。

总之，因此可以获得复杂且不重复的动态和部分随机生成的声音，这导致机动车辆中合成声音的改进接受并且提高了机动车辆的质量印象。

附图标记列表：

2 装置

4 数据库

6a 声音设备

6b 声音设备

6c 声音设备

8a 随机发生器

10a 播放器设备

10b 播放器设备

10c 播放器设备

12a 声音发生器

12b 声音发生器

12c 声音发生器

14a 随机发生器

14b 随机发生器

14c 随机发生器

16 功率放大器

18 扬声器

20 振荡器

22 混频器

24 滤波器

26 放大器

28 调制器

30 调制包络曲线模块

32 包络曲线模块

34 输出混合器

36 驾驶员

38 HMI

40 模块

ED 输入数据

GD 声音数据

GF 加权函数

GS 声音数据集

GW 阈值

MP 混合参数

PA 攻击

PA’ 攻击

PD 衰减

PD’ 衰减

PS 维持

PS’ 维持

PR 释放

PR’ 释放

S 声音

SS 起始信号

TGS1 部分声音数据集

TGS2 部分声音数据集

VW 预定值

ZW 随机值