[發明專利]基于遺傳算法的聲品質階次均衡優化及主動發聲設計方法

有效

• 申請號: 201910721796.2
• 申請日: 2019-08-06
• 公開（公告）號: CN110427709B
• 公開（公告）日: 2023-07-11
• 發明（設計）人: 范佳亮;彭博;韓強;鄭四發
• 申請（專利權）人: 華研慧聲（蘇州）電子科技有限公司;清華大學蘇州汽車研究院（相城）
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06N3/126
• 代理公司: 蘇州創元專利商標事務所有限公司 32103
• 代理人: 孫仿衛

1.一種基于遺傳算法的聲品質階次均衡優化及主動發聲設計方法，用于針對汽車的乘員艙設計其主動發聲系統的發聲，其特征在于：所述基于遺傳算法的聲品質階次均衡優化及主動發聲設計方法為：

采集所述汽車的乘員艙內由所述汽車的發動機帶來的原始聲音信息，提取所述原始聲音信息中的階次成分，并初步選取所需階次的信息；在所述汽車的發動機的全轉速區間范圍內選取I個不同的轉速；然后分別選定各個轉速，每選定一個轉速時，針對當前所選定的第i個轉速，i∈[1,I]，執行步驟1至步驟3；

步驟1：基于選取出的所需階次的信息，計算第i個轉速對應的客觀轟鳴度指數B_oi；

步驟2：步驟2包括以下步驟2-1至步驟2-3；

步驟2-1：主觀設定第i個轉速對應的目標轟鳴度指數B_si，并設立對應第i個轉速的用于修改初始階次幅值向量[d_oi]_M×1而使其達到修改后的階次幅值向量[d_ni]_M×1的備選階次均衡參數矩陣[θ_i]_M×M，其中，所述初始階次幅值向量[d_oi]_M×1為第i個轉速所對應的M個階次的初始聲音幅值向量，所述備選階次均衡參數矩陣[θ_i]_M×M中的元素為備選階次均衡參數；

步驟2-2：構建遺傳算法的初代染色體種群，并利用第i個轉速對應的客觀轟鳴度指數B_oi和目標轟鳴度指數B_si建立第i個轉速對應的適應度函數F_i；

步驟2-3：基于對應第i個轉速的備選階次均衡參數矩陣[θ_i]_M×N和第i個轉速對應的適應度函數F_i，確定第i個轉速對應的遺傳算法中涉及的參數；

步驟3：利用確定了參數的第i個轉速對應的遺傳算法進行搜索而得到全局最優解，將所述全局最優解作為第i個轉速對應的最優階次均衡參數并導入所述備選階次均衡參數矩陣[θ_i]_M×M中，從而得到對應第i個轉速的階次均衡參數矩陣[θ'_i]_M×M，進而依據階次均衡參數矩陣[θ'_i]_M×M得到階次均衡參數尋優后的第i個轉速對應的M個階次的新聲音幅值向量計算公式；

從而，對應于第i個轉速，利用所述主動發聲系統發出階次均衡參數尋優后的M個階次的新聲音幅值所對應的聲音；

所述步驟1中，利用

計算第i個轉速對應的客觀轟鳴度指數B_oi，其中，Δp_i為針對第i個轉速選取出的所需階次的信息中，主階次及其半階次的相對差值，f為頻率成分，α、β、λ均為基于主觀聲品質評估結果確定的權重因子；

所述步驟2-2中，建立的第i個轉速對應的適應度函數為：

F_i＝|B_oi-B_si|；

所述步驟2-3中，第i個轉速對應的遺傳算法中涉及的參數包括選擇/交叉/變異的操作方式、交叉概率p_c、變異概率p_m以及遺傳算法搜索的中止條件；

根據所述備選階次均衡參數的數據種群結構和所述適應度函數F_i的特性，確立所述遺傳算法中選擇/交叉/變異的操作方式和交叉概率p_c、變異概率p_m；利用所述適應度函數設立遺傳算法搜索的中止條件為

F_i≤C_i

其中，C_i為第i個轉速對應的中止條件限值，C_i為常數；

所述步驟3中，由第i個轉速對應的最優階次均衡參數得到的階次均衡參數矩陣[θ'_i]_M×M為則階次均衡參數尋優后的第i個轉速對應的M個階次的新聲音幅值向量計算公式為：

其中，d_ni1,d_ni2,…,d_niM為階次均衡參數尋優后的第i個轉速對應的M個階次的新聲音幅值，d_oi1,d_oi2,…,d_oiM為第i個轉速所對應的M個階次的初始聲音幅值。