[发明专利]发动机声音合成

说明书

描述一种用于分析声音的方法。根据本发明的一个实例，所述方法包括：提供将要分析的输入声音信号且从所述输入信号或从至少一个引导信号确定所述输入信号的基频。此外，确定具有所述基频的高次谐波的频率，因此确定谐波模型参数。基于所述谐波模型参数合成谐波信号，且通过从所述输入信号减去所述谐波信号来估计残留信号。基于所述残留信号估计残留模型参数。此外，描述一种用于合成声音信号的对应方法。

技术领域

各种实施方案涉及声音合成的领域，特别地涉及合成内燃发动机的声音。

背景技术

混合动力和电动汽车的日益增长的普及导致城市环境中新的安全问题，因为与（内燃）发动机噪声相关的许多听觉线索可能丢失。解决方案是智能地使车辆更嘈杂。事实上，好几个国家已经建立了要求汽车发出最小级别的声音以便向其它交通参与者警告驶来的汽车的法规。

在该领域中已进行分析且合成声音信号的一些研究（尤其在语音处理的背景中）。然而，已知方法和算法通常需要强大的数字信号处理器，其不适用于如汽车工业中所要求的低成本应用。因此，需要一种用于合成声音（尤其是内燃发动机的声音）的有效方法。

发明内容

描述一种用于分析声音的方法。根据本发明的一个实例，所述方法包括：提供将要分析的输入声音信号且从所述输入信号或从至少一个引导信号确定所述输入信号的基频。此外，确定具有所述基频的高次谐波的频率，因此确定谐波模型参数。基于所述谐波模型参数合成谐波信号，且通过从所述输入信号减去所述谐波信号来估计残留信号。基于所述残留信号估计残留模型参数。

此外，描述一种用于合成声音信号的方法。所述合成是基于可（例如）根据上文描述的分析方法确定的谐波模型参数和残留模型参数的。根据一个实例，所述方法包括：接收至少一个引导信号，且基于所述至少一个引导信号计算多个高次谐波的基频和频率。此外，提供与所计算频率相关的残留模型参数和谐波模型参数。使用用于高次谐波的所计算基频和频率的谐波模型参数来合成谐波信号。另外，使用残留模型参数合成残留信号。通过叠加合成的谐波信号与残留信号来计算总声音信号。

附图说明

参看以下附图和说明书可更好地理解本发明。图中的组件未必按比例绘制，而是将重点放在图示本发明的原理上。此外，在图中，相同标号指定对应零件。在图中：

图1是图示基于正弦曲线信号模型来分析发动机声音的一般实例的框图；

图2是图示基于如下模型来分析发动机声音的一个实例的框图，此模型利用外部引导信号来估计在输入信号中呈现的谐波正弦曲线信号内容；

图3是使用谐波正弦曲线信号内容的自适应引导式估计来分析发动机声音的另一个实例的框图；

图4是图示图3的实例中的谐波正弦曲线信号分量的适配的框图；以及

图5是图示使用信号模型的发动机声音的合成的框图，信号模型是通过根据图1到图3的实例中的一者的信号分析获得的。

具体实施方式

下面在发动机或电机声音合成的背景中描述一个或多个实施方案。然而，本文中呈现的用于分析和合成声音的方法也可应用于汽车领域外的领域，而且可应用于其它目的。如上所述，可能需要电动或混合动力汽车发出最小级别的声音来允许人（尤其是行人和听力减退的人）听到驶来的汽车。在汽车内部，内燃发动机的典型声音也可为所需的，以向司机提供关于汽车的操作状态（关于油门控制或其类似者）的声学反馈。从汽车外部能感知到的声音是由高达30km每小时到40km每小时的行驶速度的发动机声音支配的。因此，尤其在行驶速度较低的城市区域中，发动机声音是向其它交通参与者警告驶来的汽车的主要“报警信号”。