CN113973254B - 一种汽车音频功率放大器的降噪*** - Google Patents

一种汽车音频功率放大器的降噪*** Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种汽车音频功率放大器的降噪***，包括收录单元、初降处理单元、截取单元、次降单元、数据实采单元、集散处理单元、数据收集单元、MCU、管理单元和执行单元；所述收录单元为车内麦克风，用于收录车主的实时音频，并将实时音频传输到初降处理单元，所述初降处理单元接收收录单元传输的实时音频；本发明通过收录单元收录车主的实时音频，并将实时音频传输到初降处理单元，之后利用截取单元截取车内播放源的源头音频；初降处理单元会对源头音频进行初步消噪处理，得到初降音频；借此完成汽车内音频采集时候车内播放音频对人声的干扰。

Description

一种汽车音频功率放大器的降噪***
技术领域
本发明属于汽车音频降噪领域，涉及降噪技术，具体是一种汽车音频功率放大器的降噪***。
背景技术
公开号为CN107481730A的专利公开了一种汽车拾音***的降噪方法及***，汽车拾音***包括用于拾取人机交互语音的主拾音器和用于采集噪音的副拾音器，方法包括：读取主拾音器及副拾音器拾取的音频信号；滤除副拾音器拾取的音频信号的频谱中包含的背景噪音频谱，以更新副拾音器拾取的音频信号的频谱；判断主拾音器拾取的音频信号与副拾音器拾取的音频信号的音频强度差是否大于或等于预设值；如果是，则从主拾音器拾取的音频信号的频谱中滤除更新后的副拾音器拾取的音频信号的频谱，并进一步进行预设频段的带通滤波，以更新主拾音器拾取的音频信号的频谱。本发明的方法能够对汽车的实时语音噪声和固有噪声进行降噪，提升了汽车拾音***的降噪效果。
但是，针对汽车行驶过程中，在需要跟汽车进行交互发出指令时，常常会存在诸多的噪音或者其他汽车内在播放音源影响到交互音频的效果；为了解决这一问题，现提供一种解决方案。
发明内容
本发明的目的在于提供一种汽车音频功率放大器的降噪***。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种汽车音频功率放大器的降噪***，包括收录单元、初降处理单元、截取单元、次降单元、数据实采单元、集散处理单元、数据收集单元、MCU、管理单元和执行单元；
其中，所述收录单元为车内麦克风，用于收录车主的实时音频，并将实时音频传输到初降处理单元，所述初降处理单元接收收录单元传输的实时音频；
截取单元用于截取车内播放源的源头音频；截取单元用于将车内播放源的源头音频传输到初降处理单元，所述初降处理单元用于对源头音频进行初步消噪处理，得到初降音频；
初降处理单元用于将初降音频传输到次降单元，所述次降单元接收初降处理单元传输的初降音频；
所述数据收集单元包括设置在汽车内的速度同步模块、噪声监测模块和雨量监测模块；数据收集单元用于结合集散处理单元建立杂散噪音模型；
所述数据实采单元用于获取到汽车在产生初降音频时的实时速度和实时雨量，将实时速度和实时雨量传输到次降单元，所述次降单元用于结合集散处理单元对初降音频进行二降处理，得到核定音频；
所述次降单元用于将核定音频传输到MCU，所述MCU接收次降单元传输的核定音频并将其传输到执行单元，所述执行单元接收MCU传输的核定音频，并根据核定音频内的操作指令给出反馈；
所述管理单元用于录入所有的预设数值，所述管理单元与MCU通信连接。
进一步地，初步消噪处理具体步骤为：
步骤一：获取到实时音频；
步骤二：之后提取到源头音频，将源头音频作为背景音；
步骤三：从实时音频中去除背景音，得到的音频标记为初降音频；
步骤四：此处的源头音频为实时播放的音频，包括从第三方设备接入和汽车本身所带音源；第三方设备具体为接入汽车的手机。
进一步地，杂散噪音模型具体建立方式如下：
S1：借助噪声监测模块获取到汽车的实时噪声；
S2：获取到实时噪声的波普图，并对波普图进行区别划分，得到一个选取阶段；
S3：持续进行步骤S2的处理步骤，对选取阶段后剩余的实时噪声进行阶段划取，实时噪声为连续观察汽车行车半年得到的全部实时噪声；处理完后得到若干个选取阶段；
S4：对若干个选取阶段进行数据获取，获取到其对应的汽车行驶时的实时速度范值和雨量信息范值；实时速度获取方式为：
S401：获取到对应选取阶段时的汽车最高的实时速度和最低的实时速度，将其标记为实时速度范值；
S402：获取到对应选取阶段时的汽车最高的雨量信息和最低的雨量信息，将其标记为雨量信息范值；
步骤S5：之后将所有的选取阶段与速度信息范值、雨量信息范值一一对应；
步骤S6：建立选取阶段与速度信息范值、雨量信息范值的对应模型，得到杂散噪音模型；
步骤S7：将杂散噪音模型存储在集散处理单元。
进一步地，步骤S2中的对波普图进行区别划分的具体划分步骤为：
S201：获取到所有的波峰和波谷，将其按照顺序依次标记为F i，i＝1...n，Gj，j＝1...m；
S202：之后令i＝1，选择对应的波峰，将其标记为初始峰值；
S203：之后依次令i＝i+1；获取到对应的波峰，当二者差值小于X1时，纳入选中波段；
S204：重复步骤S203-S204，直到不满足取得的波峰与初始波峰差值小于X1；将该波峰的前一个波峰标记为峰结束点；
S205：对选定的该选中波段，进行去尾处理，具体为获取到第一个波谷，将其标记为初始波谷；
S206：之后依次选取后续的波谷当后续的波谷与初始波谷的差值超过X2时，将超过的波谷的前一个节点所在的波谷标记为结束节点；
S207：若结束节点位于峰结束点前端时，将初始节点到结束节点标记为一个选取阶段；
若结束节点位于峰结束点后端时，将初始节点到峰结束点标记为一个选取阶段。
进一步地，二降处理的具体处理步骤为：
SS1：根据实时速度和实时雨量，在杂散噪音模型匹配到对应的选取阶段，将其标记为目标阶段；
SS2：得到目标阶段；
SS3：将目标阶段作为背景音，从初降音频中去除背景音，得到核定音频。
进一步地，步骤SS1中的具体匹配方式为：
SS11：若实时速度和实时雨量不属于速度信息范值、雨量信息范值内时，则按照下述步骤进行选取：
SS12：取距离实时速度最近的速度信息范值的端点值，将实时速度减去端点值，得到的差值标记为认定差值一；
SS13：之后选取对应速度信息范值相匹配的雨量信息范值，获取到其距离实时雨量最近的端点，并求取二者差值，将差值标记为认定差值二；
SS14：之后计算核定差值，具体计算公式为：
SS15：核定差值＝0.49*认定差值一+0.51*认定差值二；
SS16：之后再获取距离实时雨量最近的雨量信息范值的端点值，计算二者差值，将其标记为认定差值一；再将雨量信息范值对应的速度信息范值，获取到其距离实时速度最近的端点，并求取二者差值，将其标记为认定差值二；代入步骤SS15内计算，得到第二个核定差值；
SS17：根据两个核定差值的大小，将小的核定差值对应的雨量信息范值和速度信息范值，二者对应的选取阶段标记为目标阶段；
SS18：当实时速度和实时雨量任一值属于速度信息范值、雨量信息范值内时，直接将对应的选取阶段标记为目标阶段。
进一步地，车内播放源指代所有能够与汽车音响连接，使其发生的设备，源头音频指代为对应车内播放源向汽车音响发送的实时播放内容。
本发明的有益效果：
本发明通过收录单元收录车主的实时音频，并将实时音频传输到初降处理单元，之后利用截取单元截取车内播放源的源头音频；初降处理单元会对源头音频进行初步消噪处理，得到初降音频；借此完成汽车内音频采集时候车内播放音频对人声的干扰；
之后利用数据收集单元结合集散处理单元建立杂散噪音模型；根据数据实采单元实时获取到汽车在产生初降音频时的实时速度和实时雨量，将实时速度和实时雨量传输到次降单元，借助次降单元结合集散处理单元内的杂散噪音模型对初降音频进行二降处理，得到核定音频；排除掉除汽车播放声音外其他声音对其的干扰；本发明简单有效，且易于实用。
附图说明
为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。
图1为本发明的***框图。
具体实施方式
如图1所示，一种汽车音频功率放大器的降噪***，
包括收录单元、初降处理单元、截取单元、次降单元、数据实采单元、集散处理单元、数据收集单元、MCU、管理单元和执行单元；
其中，所述收录单元为车内麦克风，用于收录车主的实时音频，并将实时音频传输到初降处理单元，所述初降处理单元接收收录单元传输的实时音频；截取单元用于截取车内播放源的源头音频，车内播放源指代所有能够与汽车音响连接，使其发生的设备，源头音频指代为对应车内播放源向汽车音响发送的实时播放内容；截取单元用于将车内播放源的源头音频传输到初降处理单元，所述初降处理单元接收截取单元传输的源头音频，并对其进行初步消噪处理，初步消噪处理具体步骤为：
步骤一：获取到实时音频；
步骤二：之后提取到源头音频，将源头音频作为背景音；
步骤三：从实时音频中去除背景音，得到的音频标记为初降音频；
步骤四：此处的源头音频为实时播放的音频，包括从第三方设备接入和汽车本身所带音源；第三方设备具体为接入汽车的手机；
初降处理单元用于将初降音频传输到次降单元，所述次降单元接收初降处理单元传输的初降音频；
所述数据收集单元包括设置在汽车内的速度同步模块、噪声监测模块和雨量监测模块；数据收集单元用于结合集散处理单元建立杂散噪音模型，杂散噪音模型具体建立方式如下：
S1：借助噪声监测模块获取到汽车的实时噪声；
S2：获取到实时噪声的波普图，并对波普图进行区别划分，具体区别划分步骤为：
S201：获取到所有的波峰和波谷，将其按照顺序依次标记为F i，i＝1...n，Gj，j＝1...m；
S202：之后令i＝1，选择对应的波峰，将其标记为初始峰值；
S203：之后依次令i＝i+1；获取到对应的波峰，当二者差值小于X1时，纳入选中波段；
S204：重复步骤S203-S204，直到不满足取得的波峰与初始波峰差值小于X1；将该波峰的前一个波峰标记为峰结束点；
S205：对选定的该选中波段，进行去尾处理，具体为获取到第一个波谷，将其标记为初始波谷；
S206：之后依次选取后续的波谷当后续的波谷与初始波谷的差值超过X2时，将超过的波谷的前一个节点所在的波谷标记为结束节点；
S207：若结束节点位于峰结束点前端时，将初始节点到结束节点标记为一个选取阶段；
若结束节点位于峰结束点后端时，将初始节点到峰结束点标记为一个选取阶段；
S3：持续进行步骤S2的处理步骤，对选取阶段后剩余的实时噪声进行阶段划取，实时噪声为连续观察汽车行车半年得到的全部实时噪声；处理完后得到若干个选取阶段；
S4：对若干个选取阶段进行数据获取，获取到其对应的汽车行驶时的实时速度范值和雨量信息范值；实时速度获取方式为：
S401：获取到对应选取阶段时的汽车最高的实时速度和最低的实时速度，将其标记为实时速度范值；
S402：获取到对应选取阶段时的汽车最高的雨量信息和最低的雨量信息，将其标记为雨量信息范值；
步骤S5：之后将所有的选取阶段与速度信息范值、雨量信息范值一一对应；
步骤S6：建立选取阶段与速度信息范值、雨量信息范值的对应模型，得到杂散噪音模型；
步骤S7：将杂散噪音模型存储在集散处理单元；
所述数据实采单元用于获取到汽车在产生初降音频时的实时速度和实时雨量，将实时速度和实时雨量传输到次降单元，所述次降单元用于结合集散处理单元对初降音频进行二降处理，具体处理步骤为：
SS1：根据实时速度和实时雨量，在杂散噪音模型匹配到对应的选取阶段，将其标记为目标阶段，具体匹配方式为：
SS11：若实时速度和实时雨量不属于速度信息范值、雨量信息范值内时，则按照下述步骤进行选取：
SS12：取距离实时速度最近的速度信息范值的端点值，将实时速度减去端点值，得到的差值标记为认定差值一；
SS13：之后选取对应速度信息范值相匹配的雨量信息范值，获取到其距离实时雨量最近的端点，并求取二者差值，将差值标记为认定差值二；
SS14：之后计算核定差值，具体计算公式为：
SS15：核定差值＝0.49*认定差值一+0.51*认定差值二；
SS16：之后再获取距离实时雨量最近的雨量信息范值的端点值，计算二者差值，将其标记为认定差值一；再将雨量信息范值对应的速度信息范值，获取到其距离实时速度最近的端点，并求取二者差值，将其标记为认定差值二；代入步骤SS15内计算，得到第二个核定差值；
SS17：根据两个核定差值的大小，将小的核定差值对应的雨量信息范值和速度信息范值，二者对应的选取阶段标记为目标阶段；
SS18：当实时速度和实时雨量任一值属于速度信息范值、雨量信息范值内时，直接将对应的选取阶段标记为目标阶段；
SS2：得到目标阶段；
SS3：将目标阶段作为背景音，从初降音频中去除背景音，得到核定音频；
所述次降单元用于将核定音频传输到MCU，所述MCU接收次降单元传输的核定音频并将其传输到执行单元，所述执行单元接收MCU传输的核定音频，用于对核定音频进行识别，是否涉及操作指令，并根据操作指令给出反馈；
所述管理单元用于录入所有的预设数值，所述管理单元与MCU通信连接。
一种汽车音频功率放大器的降噪***，通过收录单元收录车主的实时音频，并将实时音频传输到初降处理单元，之后利用截取单元截取车内播放源的源头音频；初降处理单元会对源头音频进行初步消噪处理，得到初降音频；借此完成汽车内音频采集时候车内播放音频对人声的干扰；
之后利用数据收集单元结合集散处理单元建立杂散噪音模型；根据数据实采单元实时获取到汽车在产生初降音频时的实时速度和实时雨量，将实时速度和实时雨量传输到次降单元，借助次降单元结合集散处理单元内的杂散噪音模型对初降音频进行二降处理，得到核定音频；排除掉除汽车播放声音外其他声音对其的干扰；本发明简单有效，且易于实用。
以上内容仅仅是对本发明结构所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车音频功率放大器的降噪***，其特征在于，包括：
收录单元，其通过麦克风收录车主实时音频并传输到初降处理单元；
截取单元，其用于截取车内播放源的源头音频；所述初降处理单元对源头音频进行初步消噪处理，得到初降音频，并将初降音频传输到次降单元；
数据收集单元，其用于结合集散处理单元建立杂散噪音模型；
数据实采单元，其用于获取到汽车在产生初降音频时的实时速度和实时雨量信息并传输到次降单元；所述次降单元结合集散处理单元对初降音频进行二降处理，得到核定音频并传输到MCU；
执行单元，其接收MCU传输的核定音频，并根据核定音频内的操作指令给出反馈；
初步消噪处理具体步骤为：
步骤一：获取到实时音频；
步骤二：之后提取到源头音频，将源头音频作为背景音；
步骤三：从实时音频中去除背景音，得到的音频标记为初降音频；
步骤四：此处的源头音频为实时播放的音频，包括从第三方设备接入和汽车本身所带音源；第三方设备具体为接入汽车的手机；
所述数据收集单元包括设置在汽车内的速度同步模块、噪声监测模块和雨量监测模块；杂散噪音模型具体建立方式如下：
步骤S1：借助噪声监测模块获取到汽车的实时噪声；
步骤S2：获取到实时噪声的波普图，并对波普图进行区别划分，得到一个选取阶段；
步骤S3：持续进行步骤S2的处理步骤，对选取阶段后剩余的实时噪声进行阶段划取，实时噪声为连续观察汽车行车半年得到的全部实时噪声；处理完后得到若干个选取阶段；
步骤S4：对若干个选取阶段进行数据获取，获取到其对应的汽车行驶时的实时速度范值和雨量信息范值：
步骤S5：之后将所有的选取阶段与速度信息范值、雨量信息范值一一对应；
步骤S6：建立选取阶段与速度信息范值、雨量信息范值的对应模型，得到杂散噪音模型；
步骤S7：将杂散噪音模型存储在集散处理单元；
步骤S2中的对波普图进行区别划分的具体划分步骤为：
步骤S201：获取到所有的波峰和波谷，将其按照顺序依次标记为Fi，i＝1...n，Gj，j＝1...m；
步骤S202：之后令i＝1，选择对应的波峰，将其标记为初始峰值；
步骤S203：之后依次令i＝i+1；获取到对应的波峰，当二者差值小于X1时，纳入选中波段；
步骤S204：重复步骤S203-S204，直到不满足取得的波峰与初始波峰差值小于X1；将该波峰的前一个波峰标记为峰结束点；
步骤S205：对选定的该选中波段，进行去尾处理，具体为获取到第一个波谷，将其标记为初始波谷；
步骤S206：之后依次选取后续的波谷当后续的波谷与初始波谷的差值超过X2时，将超过的波谷的前一个节点所在的波谷标记为结束节点；
步骤S207：若结束节点位于峰结束点前端时，将初始节点到结束节点标记为一个选取阶段；
若结束节点位于峰结束点后端时，将初始节点到峰结束点标记为一个选取阶段。
2.根据权利要求1所述的一种汽车音频功率放大器的降噪***，其特征在于，二降处理的具体处理步骤为：
步骤SS1：根据实时速度和实时雨量，在杂散噪音模型匹配到对应的选取阶段，将其标记为目标阶段；
步骤SS2：得到目标阶段；
步骤SS3：将目标阶段作为背景音，从初降音频中去除背景音，得到核定音频。
3.根据权利要求2所述的一种汽车音频功率放大器的降噪***，其特征在于，步骤SS1中的具体匹配方式为：
SS11：若实时速度和实时雨量不属于速度信息范值、雨量信息范值内时，则按照下述步骤进行选取：
SS12：取距离实时速度最近的速度信息范值的端点值，将实时速度减去端点值，得到的差值标记为认定差值一；
SS13：之后选取对应速度信息范值相匹配的雨量信息范值，获取到其距离实时雨量最近的端点，并求取二者差值，将差值标记为认定差值二；
SS14：之后计算核定差值，具体计算公式为：
SS15：核定差值＝0.49*认定差值一+0.51*认定差值二；
SS16：之后再获取距离实时雨量最近的雨量信息范值的端点值，计算二者差值，将其标记为认定差值一；再将雨量信息范值对应的速度信息范值，获取到其距离实时速度最近的端点，并求取二者差值，将其标记为认定差值二；代入步骤SS15内计算，得到第二个核定差值；
SS17：根据两个核定差值的大小，将小的核定差值对应的雨量信息范值和速度信息范值，二者对应的选取阶段标记为目标阶段；
SS18：当实时速度和实时雨量任一值属于速度信息范值、雨量信息范值内时，直接将对应的选取阶段标记为目标阶段。
4.根据权利要求1所述的一种汽车音频功率放大器的降噪***，其特征在于，车内播放源指代所有能够与汽车音响连接，使其发生的设备，源头音频指代为对应车内播放源向汽车音响发送的实时播放内容。
5.根据权利要求1所述的一种汽车音频功率放大器的降噪***，其特征在于，还包括管理单元，所述管理单元用于录入所有的预设数值，所述管理单元与MCU通信连接。
6.根据权利要求1所述的一种汽车音频功率放大器的降噪***，其特征在于，所述步骤S4获取汽车行驶时的实时速度范值和雨量信息范值的步骤为：
S401：获取到对应选取阶段时的汽车最高的实时速度和最低的实时速度，将其标记为实时速度范值；
S402：获取到对应选取阶段时的汽车最高的雨量信息和最低的雨量信息，将其标记为雨量信息范值。
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