[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

本發明涉及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，以原始的發動機階次噪聲作為聲音合成的基礎，以表征車內加速有力感和運動感的轟鳴度指數作為優化目標，通過對多樣本車內聲音進行主觀聲品質評估來修正轟鳴度指數計算模型，考慮到遺傳算法在并行搜索方面的優勢，將階次均衡參數和主客觀轟鳴度指數輸入遺傳算法優化模型，從而得出最優的階次配比參數估計。本發明能夠為主動發聲的設計提供理論指導框架，使得車內聲環境可根據目標群體客戶的需求進行定制化開發，提升車型品牌辨識度，縮短設計周期，達到令人滿意的聲品質效果。

技術領域

本發明屬于噪聲的主動聲品質控制領域，特別涉及一種能夠在汽車乘員艙(座艙)內實現主動發聲的控制方法

背景技術

隨著智能化的蓬勃發展，汽車智能座艙技術方興未艾，消費者對于座艙聲環境的需求日新月異。傳統NVH的被動控制技術難以使車內達到令人滿意的聲品質效果，主動聲品質控制技術應運而生。其中車內主動發聲技術，既能突出汽車品牌的辨識度，又能滿足消費者的主觀聲品質需求，提升駕乘樂趣，受到了越來越多的關注。

1997年，Rudolf?Bisping提出了車內聲品質的試驗分析方法，以發動機的階次噪聲幅值作為分析對象，將愉悅度和有力感作為描述車內聲品質的兩個主要感知因素。2003年，Sang-Kwon?Lee和Dong-Chul?Park將轟鳴度指數用于評估車內聲品質，分析指出響度和尖銳度與轟鳴度指數的主觀評估相關性較高，并用人工神經網絡建立了響度和尖銳度與轟鳴度指數的映射關系。2004年，豐田汽車公司的Noriyoshi?Terazawa和Hiroyuki?Nakagawa分析指出進氣系統噪聲在加速過程中對車內聲品質的影響較大，以加速有力感作為創建車內目標聲品質的參考因素，從進氣系統產品庫中選取出合適的產品型號用以構造目標聲品質特性。

隨后，韓國仁荷大學和現代汽車公司相繼做了一些關于利用車內揚聲器進行主動發聲設計的研究工作，取得了不錯的研究成果。2016年，現代汽車公司融合發動機階次噪聲均衡策略和音樂設計理念，模擬消費者的主觀情感意識，提升品牌辨識度。2017年，韓國仁荷大學和現代汽車公司提出將轟鳴度、調制度和愉悅度作為主動發聲設計的三個相關因素，以某型六缸發動機聲音作為基礎，通過CAN讀取車速、發動機轉速、扭矩等信息，重新設計了該聲音，并運用車內揚聲器進行匹配發聲。

由此可見，主動發聲技術目前已取得了一些卓有成效的研究成果，但聲音設計過程還十分主觀，沒有客觀的理論指導框架。由于設計過程存在著一定的主觀性和盲目性，設計參數要根據主觀評估效果進行反復修改，整個設計周期耗時較長，而且難以達到令人滿意的聲品質效果。

發明內容

本發明的目的是提供一種為實現目標聲品質屬性提供客觀的聲音設計指導依據，縮短主動發聲設計周期的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。

為達到上述目的，本發明采用的技術方案是：

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，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；