СИСТЕМЫ И СПОСОБЫ ДЛЯ НАСТРОЙКИ ЭЛЕКТРОННОГО УЛУЧШЕНИЯ ЗВУКА Российский патент 2020 года по МПК H04R3/00 

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение в целом относится к акустическим системам транспортного средства, а конкретнее, к системам и способам для настройки электронного улучшения звука.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Электронное улучшение звука (ESE) встроено в транспортные средства для компенсации недостатка шума двигателя и выхлопа внутри кабины. По мере того, как звуконепроницаемость кабины улучшается, чтобы задерживать шум ветра и дороги, шум двигателя также блокируется. Однако шумы двигателя и выхлопа дают водителю ощущение приятного возбуждения. Звуковые платы включены в акустические системы для моделирования шумов двигателя и выхлопа.

Сущность изобретения

Прилагаемая формула изобретения определяет объем этой заявки. Настоящее изобретение обобщает аспекты вариантов осуществления и не должно использоваться для ограничения формулы изобретения. Другие реализации предполагаются в соответствии с технологиями, описанными в материалах настоящей заявки, как будет очевидно рядовому специалисту в данной области техники по изучению нижеследующих чертежей и подробного описания, и подразумевается, что эти реализации должны подпадать под объем этой заявки.

Раскрыты примерные варианты осуществления систем и способов для процесса настройки электронного улучшения звука. Примерный раскрытый способ включает в себя дискретизацию, с помощью микрофона, профиля звукового сигнала шумов двигателя в кабине транспортного средства. Примерный способ также включает в себя сравнение дискретизированного профиля звукового сигнала с модельным профилем звукового сигнала. Дополнительно, примерные способы включают в себя, когда дискретизированный профиль звукового сигнала не удовлетворяет пороговому значению подобия, применение функции сближения к дискретизированному профилю звукового сигнала для формирования калиброванного профиля звукового сигнала для целевого транспортного средства.

Примерное раскрытое устройство включает в себя блок захвата звукового сигнала, выполненный с возможностью дискретизации, с помощью микрофона, профиля звукового сигнала шумов двигателя в кабине транспортного средства. Примерное устройство также включает в себя блок настройки звукового сигнала, выполненный с возможностью сравнивать дискретизированный профиль звукового сигнала с модельным профилем звукового сигнала, и когда дискретизированный профиль звукового сигнала не удовлетворяет пороговому значению подобия, применять, с помощью процессора, функцию сближения к дискретизированному профилю звукового сигнала для формирования калиброванного профиля звукового сигнала.

Примерный материальный машиночитаемый носитель включает в себя команды, которые, когда выполняются, побуждают машину осуществлять дискретизацию, с помощью микрофона, профиля звукового сигнала шумов двигателя в кабине транспортного средства. Примерные команды также побуждают машину сравнивать дискретизированный профиль звукового сигнала с модельным профилем звукового сигнала. Дополнительно, примерные команды также побуждают машину, когда дискретизированный профиль звукового сигнала не удовлетворяет пороговому значению подобия, применять функцию сближения к дискретизированному профилю звукового сигнала для формирования калиброванного профиля звукового сигнала.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Ради лучшего понимания изобретения, может быть сделана ссылка на варианты осуществления, показанные на нижеследующих чертежах. Компоненты на чертежах не обязательно находятся в масштабе, и связанные элементы могут быть опущены или, в некоторых случаях, могли быть преувеличены пропорции, с тем чтобы подчеркнуть и ясно проиллюстрировать обладающие новизной признаки, описанные в материалах настоящей заявки. В дополнение, компоненты системы могут быть скомпонованы по-разному, как известно в данной области техники. Кроме того, на чертежах, одинаковые номера ссылок обозначают соответствующие части на всем протяжении нескольких видов.

Фиг. 1 иллюстрирует примерную систему для настройки электронного улучшения звука в соответствии с концепциями настоящего изобретения.

Фиг. 2 - структурная схема блока настройки профиля звукового сигнала по фиг. 1.

Фиг. 3 изображает графики примерных функций сближения, используемых блоком настройки профиля звукового сигнала по фиг. 1 и 2.

Фиг. 4 иллюстрирует электронные компоненты, используемые для реализации блока настройки профиля звукового сигнала по фиг. 1 и 2.

Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций способа, изображающая примерный способ для настройки системы электронного улучшения звука, который может быть реализован электронными компонентами по фиг. 4.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ПРИМЕРНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Несмотря на то, что изобретение может быть воплощено в различных формах, на чертежах показаны и будут описаны в дальнейшем некоторые примерные и неограничивающие варианты осуществления с пониманием, что настоящее раскрытие должно считаться иллюстративным примером изобретения и не подразумевается, что должно ограничивать изобретение проиллюстрированными конкретными вариантами осуществления.

Как правило, водители получают удовольствие от шумов двигателя и выхлопа, которые являются результатом их входного сигнала для вождения. Это особенно справедливо для спортивных транспортных средств (хотя впечатление от неспортивных транспортных средств также может быть улучшено). Для компенсации блокированного шума двигателя и выхлопа, настраивающий звук объект (такой как производитель транспортных средств, производитель звуковых систем или установщик нестандартных деталей транспортного средства, и т. д.) формирует профиль звукового сигнала, который загружается в звуковую плату, присоединенную к звуковой системе транспортного средства.

Профиль звукового сигнала определяет форму сигнала, который должен воспроизводиться звуковой системой на основании числа оборотов в минуту (RPM) двигателя, с помощью некоторых вспомогательных параметров двигателя. Профили звукового сигнала делятся на диапазоны RPM (например, 0-50 RPM, 51-100 RPM, и т. д.) и соответствующие порядки частоты. В качестве используемой в материалах настоящей заявки, порядок является частотой, которая соответствует кратному числу RPM. Например, первым порядком является RPM двигателя, а вторым порядком является удвоенное значение RPM двигателя, и т. д. Часто, измеренное RPM преобразуется в число оборотов в секунду, которое измеряется в герцах (Гц, Hz) (один Гц равняется шестидесяти RPM). Форма сигнала, воспроизводимая звуковой системой для моделирования шума двигателя, является комбинацией набора порядков и амплитуд (например, в децибелах по шкале A) (дБА, dB(A))), соответствующих порядкам, которые определены в профиле звукового сигнала. Некоторые из выбранных порядков являются полными порядками. Например, если RPM двигателя имеет значение 2100 RPM, звук, воспроизводимый звуковой системой, может включать в себя частоту 105 Гц (третий порядок) на 15 дБА, частоту 140 Гц (четвертый порядок) на 20 дБА и частоту 175 Гц (пятый порядок) на 23 дБА, и т. д. Некоторые из выбранных порядков являются половинными порядками. Например, если RPM двигателя имеет значение 2100 RPM, звук, воспроизводимый звуковой системой, может включать в себя частоту 88 Гц (порядок 2,5) на 17 дБА, частоту 123 Гц (порядок 3,5) на 25 дБА и частоту 263 Гц (порядок 7,5) на 26 дБА, и т. д.

Как раскрыто ниже в материалах настоящей заявки, настраивающий звуковой сигнал объект формирует калиброванные профили звукового сигнала для настраиваемого транспортного средства (иногда указываемого как «целевое транспортное средство») на основании модельного профиля звукового сигнала. Модельный профиль звукового сигнала может выбираться из транспортного средства с требуемым звуком (например, один модельный профиль звукового сигнала для модификаций Ford® GT, другой модельный профиль звукового сигнала для модификаций Ford® Mustang, и т. д.) или синтезироваться в лаборатории для создания желательного тона двигателя. Настраивающий звуковой сигнал объект формирует начальный файл калибровки звукового сигнала для целевого транспортного средства и загружает такой файл в целевое транспортное средство. Настраивающий звуковой сигнал объект измеряет результирующий профиль звукового сигнала, созданный посредством калибровки, и сравнивает с модельным профилем звукового сигнала. Настраивающий звуковой сигнал объект применяет функцию сближения, основанную на разностях, для формирования нового калиброванного профиля звукового сигнала. Настраивающий звуковой сигнал объект загружает модифицированный профиль звукового сигнала в целевое транспортное средство и повторно захватывает профиль звукового сигнала целевого транспортного средства. Эта последовательность операций повторяется до тех пор, пока профиль звукового сигнала целевого транспортного средства не удовлетворяет пороговое значение подобия по сравнению с модельным профилем звукового сигнала.

Фиг. 1 иллюстрирует примерную систему 100 для настройки электронного улучшения звука в соответствии с концепциями настоящего изобретения. Система 100 по фиг. 1 включает в себя целевое транспортное средство 102, настраивающий звуковой сигнал объект 104 и модельное транспортное средство 106. Система 100 настраивает целевой профиль 108 звукового сигнала целевого транспортного средства 102 на основании модельного профиля звукового сигнала и захваченного профиля 110 звукового сигнала целевого транспортного средства 102.

Целевое транспортное средство 102 может быть обычным транспортным средством с бензиновым силовым приводом, транспортным средством с гибридным приводом, транспортным средством с электрическим приводом, транспортным средством на топливных элементах или любым другим типом транспортного средства. Целевое транспортное средство 102 может быть неавтономным, полуавтономным или автономным. Целевое транспортное средство 102 включает в себя части, связанные с подвижностью, такие как силовая передача с двигателем, трансмиссия, подвеска, ведущий вал и/или колеса, и т. д. В проиллюстрированном примере, целевое транспортное средство 102 включает в себя шину 112 данных транспортного средства, порт 114 шины данных транспортного средства, блок 116 управления двигателем, звуковую систему 118, громкоговорители 120 и звуковую плату 122 ESE.

Шина 112 данных транспортного средства соединяет с возможностью обмена информацией (например, блок 116 управления двигателем, и т. д.) электронные блоки управления и подсистемы (например, звуковую систему 118, звуковую плату 122 ESE, и т. д.). В проиллюстрированном примере, шина 112 данных транспортного средства содействует поддержанию связи блока 116 управления двигателем со звуковой системой 118 и/или звуковой платой 122 ESE. В некоторых примерах, шина 112 данных транспортного средства является шиной локальной сети контроллеров (CAN) с протоколом, как определенный Международной организацией по стандартизации (ISO) 11898-1. В качестве альтернативы, в некоторых примерах, шина 112 данных транспортного средства может быть шиной транспортировки данных мультимедийных систем (MOST), шиной Ethernet или многофункциональной шиной данных локальной сети контроллеров (CAN-FD) (ISO 11898-7). Шина 112 данных транспортного средства с возможностью связи присоединена к порту 114 шины данных транспортного средства. В некоторых примерах, порт 114 шины данных транспортного средства способствует загрузке (иногда указываемой как «флешинг») настраивающим звуковой сигнал объектом 104 целевого профиля 108 звукового сигнала в звуковую плату 122 ESE. В некоторых дополнительных примерах, порт 114 шины данных транспортного средства является портом бортовой диагностики (OBD).

Блок 116 управления двигателем управляет работой (например, установкой фаз газораспределения, временными характеристиками впрыска топлива, и т. д.) двигателя целевого транспортного средства 102. Тахометр в блоке 116 управления двигателем измеряет число оборотов в минуту (RPM) коленчатого вала двигателя целевого транспортного средства 102. Блок 116 управления двигателем передает RPM двигателя через шину 112 данных транспортного средства.

Звуковая система 118 присоединена к громкоговорителям 120. Звуковая система 118, в качестве части информационно-развлекательного головного блока, принимает входные данные из разных источников (например, тюнера радиоприемника, мобильного устройства, присоединенного с возможностью обмена информацией к информационно-развлекательному головному блоку, приложений, и т. д.) и формирует сигнал для формирования воспроизведения на громкоговорителях 120. Звуковая плата 122 ESE с возможностью обмена информацией присоединена к звуковой системе 118. В некоторых примерах, звуковая плата 122 ESE встроена в звуковую систему 118. Звуковая плата 122 ESE хранит целевой профиль 108 звукового сигнала для целевого транспортного средства 102. Звуковая плата 122 ESE контролирует RPM двигателя, принятое из блока 116 управления двигателем через шину 112 данных транспортного средства. На основании RPM двигателя (и других требуемых параметров двигателя) и целевого профиля108 звукового сигнала, звуковая плата 122 ESE формирует сигнал, который должен воспроизводиться звуковой системой 118 через громкоговорители 120. Когда целевой профиль 108 звукового сигнала сформирован настраивающим звуковой сигнал объектом 104, целевой профиль 108 звукового сигнала загружается в звуковую плату 122 ESE через шину 112 данных транспортного средства.

Настраивающий звуковой сигнал объект 104 является любым подходящим объектом, который настраивает профили электронного улучшения звука (ESE) транспортных средств (например, целевого транспортного средства 102), таким как производитель транспортных средств, производитель звуковых систем или установщик нестандартных деталей транспортного средства, и т. д. Настраивающий звуковой сигнал объект 104 формирует целевой профиль 108 калибровки звукового сигнала на основании модельного звукового профиля для целевого транспортного средства 102 и захваченного профиля(ей) 110 звукового сигнала из целевого транспортного средства 102. Настраивающий звуковой сигнал объект 104 итерационно настраивает целевой профиль 108 звукового сигнала до тех пор, пока целевой профиль 108 звукового сигнала и модельный профиль звукового сигнала не станут по существу аналогичными (как определено в связи с фиг. 2, приведенной ниже). В проиллюстрированном примере, настраивающий звуковой сигнал объект включает в себя генератор 124 профилей, базу 126 данных профилей звукового сигнала и блок 128 настройки профиля звукового сигнала.

Генератор 124 профилей формирует калибровочные профили. Вообще, транспортное средство имеет производителя (например, Ford, Toyota, BMW, Kia, и т. д.), модель (например, Mustang, FR-S, i8, GT4, и т. д.) и модификацию (например, Mustang V6, Mustang EcoBoost, Mustang GT, и т. д.). Модификации одной и той же модели могут иметь разные размеры двигателя (например, шестицилиндровый двигатель, восьмицилиндровый двигатель, и т. д.), разные размеры и/или конфигурации кабины, и/или разные колесные базы, и т. д. Эти различия вносят вклад в разные немодифицированные профили звукового сигнала транспортных средств одной и той же модели. В некоторых примерах, генератор 124 профилей основывает модельный профиль для целевого транспортного средства 102 на профиле звукового сигнала, захваченном с модельного транспортного средства 106. В таких некоторых примерах, модельное транспортное средство 106 является модификацией целевого транспортного средства 102. Таким образом, впечатление от звука двигателя и выхлопа может быть идентичным или аналогичным для модификаций одной и той же модели транспортного средства. Когда используется модельное транспортное средство 106, устройство захвата звукового сигнала (например, микрофон) размещено в кабине модельного транспортного средства 106, в то время как модельное транспортное средство 106 приводится в движение, так что устройство захвата звукового сигнала захватывает звуковой сигнал в кабине от двигателя и выхлопа, циклически проходя через диапазон RPM (например, от 0 RPM до 7000 RPM) двигателя (в материалах настоящей заявки иногда указывается как «сеанс»). Многочисленные сеансы могут регистрироваться и усредняться для выработки модельного профиля звукового сигнала.

В качестве альтернативы или дополнительно, в некоторых примерах, модельный профиль создается и/или модифицируется посредством звухотехники. Например, уровни звукового сигнала на некоторых порядках частоты могут модифицироваться (например, мощность (дБА) порядка частоты повышаться или понижаться) для усиления впечатления от вождения транспортного средства. Например, некоторый набор порядков частоты может быть связан с созданием повышенного уровня удовлетворенности водителя, когда транспортное средство разгоняется. Как только создан, генератор 124 профилей сохраняет модельные профили в базе 126 данных профилей звукового сигнала. База 126 данных профилей звукового сигнала может содержать в себе модельные профили, связанные с разными целевыми транспортными средствами 102, на основании производителя, модели и/или модификации.

Как подробнее раскрыто в связи с фиг. 2, приведенной ниже, блок 128 настройки профиля звукового сигнала формирует целевой профиль 108 звукового сигнала для целевого транспортного средства 102. Блок 128 настройки профиля звукового сигнала соединен с возможностью обмена информацией с устройством 130 захвата звукового сигнала (например, микрофоном), расположенным в кабине целевого транспортного средства. В некоторых примерах, устройство 130 захвата звукового сигнала расположено, чтобы находиться там, где водитель воспринимал бы акустический сигнал (например, вырабатываемый двигателем, выхлопом и звуковой платой 122 ESE). Звуковой сигнал, захваченный устройством 130 захвата звукового сигнала, включает в себя реальный шум двигателя и выхлопа целевого транспортного средства 102 (который может быть частично заглушен вследствие ослабления звука в кабине для уменьшения шума дороги) и звуки, воспроизведенные звуковой системой 118, которые вырабатываются звуковой платой 122 ESE. Так как звуковой сигнал находится под влиянием реверберации и поглощения звуковых волн, расположения громкоговорителей 120 и/или пути звуковых волн до устройства 130 захвата звукового сигнала, и т. д., целевой профиль 108 звукового сигнала, сформированный для одной модификации модели, может не обладать теми же качествами, когда он используется в другой модификации модели. Устройство 130 захвата звукового сигнала регистрирует один или более сеансов. В некоторых примерах, целевое транспортное средство 102 приводится в действие на динамометрах, когда устройство 130 захвата звукового сигнала регистрирует сеанс(ы). В качестве альтернативы, целевое транспортное средство приводится в движение на треке, когда устройство 130 захвата звукового сигнала регистрирует сеанс(ы). Захваченный профиль 110 звукового сигнала может содержать в себе два или более сеансов, которые должны быть усреднены блоком 128 настройки профиля звукового сигнала.

Блок 128 настройки звукового сигнала обрабатывает захваченный профиль 110 звукового сигнала и сравнивает его с одним из модельных профилей звукового сигнала, хранимых в базе 126 данных профилей звукового сигнала. Блок 128 настройки профиля звукового сигнала определяет, является ли обработанный захваченный профиль 110 звукового сигнала по существу аналогичным (как описано в связи с фиг. 2, приведенной ниже) модельному профилю звукового сигнала. Если обработанный захваченный профиль 110 звукового сигнала не является по существу аналогичным, блок 128 настройки профиля звукового сигнала применяет функцию сближения к обработанному захваченному профилю 110 звукового сигнала для увеличения подобия между обработанным захваченным профилем 110 звукового сигнала и модельным профилем звукового сигнала. Таким образом, блок 128 настройки профиля звукового сигнала формирует целевой профиль 108 звукового сигнала. Блок 128 настройки профиля звукового сигнала загружает целевой профиль 108 звукового сигнала в звуковую плату 122 ESE целевого транспортного средства 102. Блок 128 настройки звукового сигнала итерационно повторяет эту последовательность операций (например, регистрируя захваченный профиль 110 звукового сигнала и формируя целевой профиль 108 звукового сигнала) до тех пор, пока обработанный захваченный профиль 110 звукового сигнала не является по существу аналогичным модельному профилю звукового сигнала.

Фиг. 2 - структурная схема блока 128 настройки профиля звукового сигнала по фиг. 1. Блок 128 настройки профиля звукового сигнала формирует окончательный целевой профиль 108 звукового сигнала на основании модельного профиля звукового сигнала, хранимого в базе 126 данных профилей звукового сигнала, и захваченных профилей 110 звукового сигнала целевого транспортного средства 102. В проиллюстрированном примере, блок 128 настройки профиля звукового сигнала включает в себя блок 202 захвата звукового сигнала, анализатор 204 звукового сигнала, блок 206 настройки звукового сигнала и блок 208 аудио флешинга.

Блок 202 захвата звукового сигнала принимает и/или иным образом извлекает такой захваченный профиль 108 звукового сигнала из устройства 130 захвата звукового сигнала в целевом транспортном средстве 102. В некоторых примерах, когда захваченный профиль 108 звукового сигнала включает в себя больше, чем один захваченный сеанс, блок 202 захвата звукового сигнала комбинирует звуковой сигнал из сеансов воедино для формирования комбинированного захваченного профиля 210 звукового сигнала. В некоторых примерах, для комбинирования сеансов друг с другом, блок 202 захвата звукового сигнала усредняет звуковой сигнал сеансов. В качестве альтернативы, в некоторых примерах, блок 202 захвата звукового сигнала выбирает минимальные значения между сеансами или максимальные значения между сеансами.

Анализатор 204 звукового сигнала принимает или иным образом извлекает комбинированный захваченный профиль 210 звукового сигнала из блока 202 захвата звукового сигнала. Анализатор 204 звукового сигнала преобразует комбинированный захваченный профиль 210 звукового сигнала в частотной области. Анализатор 204 звукового сигнала разделяет комбинированный захваченный профиль 210 звукового сигнала на диапазоны RPM и порядки. Например, анализатор 204 звукового сигнала может разделять комбинированный захваченный профиль 210 звукового сигнала на порядки (например, порядок 2,5, порядок 3, порядок 3,5, и т. д.). В таком примере, анализатор 204 звукового сигнала также может разделять комбинированный захваченный профиль 210 звукового сигнала на диапазоны RPM, которые покрывают 40 RPM, от 600 RPM до 7000 RPM (например, 600 RPM, 640 RPM, 680 RPM, и т. д.), так что каждый порядок имеет определенные диапазоны RPM. Анализатор 204 звукового сигнала определяет мощность (например, в дБА) комбинированного захваченного профиля 210 звукового сигнала для порядков в каждом из диапазонов RPM. Например, порядок 3,5 на 1840 RPM может иметь мощность -51 дБА. В некоторых примерах, анализатор 204 звукового сигнала может включать в себя комплект программ Artemis^TM, разработанный в компании HEAD Acoustics. Анализатор 204 звукового сигнала компилирует информацию об RPM-порядке-мощности в анализируемый профиль 212 звукового сигнала.

Блок 206 настройки звукового сигнала принимает или иным образом извлекает анализируемый профиль 212 звукового сигнала из анализатора 204 звукового сигнала. Блок 206 настройки звукового сигнала также извлекает модельный профиль звукового сигнала из базы 126 данных профилей звукового сигнала. Блок 206 настройки звукового сигнала сравнивает анализируемый профиль 212 звукового сигнала и модельный профиль звукового сигнала. Для сравнения анализируемого профиля 212 звукового сигнала и модельного профиля звукового сигнала, блок 206 настройки звукового сигнала определяет разности между мощностью на каждых порядке и RPM анализируемого профиля 212 звукового сигнала по отношению к соответствующим порядку и RPM модельного профиля звукового сигнала.

Чтобы определять, являются ли анализируемый профиль 212 звукового сигнала и модельный профиль звукового сигнала по существу аналогичными, блок 206 настройки звукового сигнала определяет значение допуска и пороговое значение подобия. Значение допуска является уровнем мощности (в дБА), который задает абсолютную разность между парами RPM-порядка анализируемого профиля 212 звукового сигнала и модельного профиля звукового сигнала, чтобы блок 206 настройки звукового сигнала считал пару RPM-порядка соответствующей. Например, если значением допуска являются 3 дБА, значением мощности 1800 RPM-порядка 3,5 для анализируемого профиля 212 звукового сигнала является -32 дБА, и значением мощности 1800 RPM-порядка 3,5 для модельного профиля звукового сигнала является -34 дБА, пара 1800 RPM-порядка 3,5 считается соответствующей. Пороговое значение подобия задает процентное отношение пар RPM-порядка на порядке частоты, которые должны соответствовать, чтобы блок 206 настройки звукового сигнала определял, что порядок в анализируемом профиле 212 звукового сигнала соответствует соответствующему порядку в модельном профиле звукового сигнала. Например, если пороговым значением подобия является 80%, и 82% уровней мощности порядка 3,5 анализируемого профиля 212 звукового сигнала находятся в пределах порогового значения допуска, блок 206 настройки звукового сигнала определяет, что порядок 3,5 анализируемого профиля 212 звукового сигнала соответствует порядку 3,5 модельного профиля звукового сигнала. Блок 206 настройки звукового сигнала определяет, что анализируемый профиль 212 звукового сигнала по существу аналогичен модельному профилю звукового сигнала, когда все порядки анализируемого профиля 212 звукового сигнала удовлетворяют пороговому значению подобия. Если анализируемый профиль 212 звукового сигнала по существу аналогичен модельному профилю звукового сигнала, блок 206 настройки звукового сигнала не применяет функцию сближения. Скорее, блок 206 настройки звукового сигнала формирует окончательный профиль 214 звукового сигнала, не изменяя анализируемый профиль 212 звукового сигнала.

Для порядков в анализируемом профиле 212 звукового сигнала, которые не удовлетворяют пороговому значению подобия, блок 206 настройки звукового сигнала применяет функцию сближения к парам RPM-порядка анализируемого профиля 212 звукового сигнала. Функция сближения формирует значение для модификации уровня мощности пар RPM-порядка анализируемого профиля 212 звукового сигнала на основании разности между парами RPM-порядка анализируемого профиля 212 звукового сигнала и соответствующими парами RPM-порядка модельного профиля звукового сигнала. Например, если значением мощности 1800 RPM-порядка 3,5 для анализируемого профиля 212 звукового сигнала является -27 дБА, а значением мощности 1800 RPM-порядка 3,5 для модельного профиля звукового сигнала является -34 дБА, функция сближения формирует значение для применения к значению мощности 1800 RPM-порядка 3,5 для анализируемого профиля 212 звукового сигнала на основании -7 (-34 дБА - -27 дБА).

Фиг. 3 изображает графики примерных функций 302 и 304 сближения. Линейная функция 302 сближения формирует значение, равное разности между уровнем мощности пары RPM-порядка анализируемого профиля 212 звукового сигнала (A_дБА) и соответствующим уровнем мощности пары RPM-порядка модельного профиля звукового сигнала (T_дБА). Например, если разность между значением мощности 1800 RPM-порядка 3,5 для анализируемого профиля 212 звукового сигнала и значением мощности 1800 RPM-порядка 3,5 для модельного профиля звукового сигнала имеет значение -7 дБА, линейная функции 302 сближения формирует значение -7 дБА для прибавления к значению мощности 1800 RPM-порядка 3,5 анализируемого профиля 212 звукового сигнала. Переменная функция 304 сближения формирует значение, которое зависит от абсолютного значения разности между уровнями мощности пары RPM-порядка анализируемого профиля 212 звукового сигнала (A_дБА) и соответствующим уровнем мощности пары RPM-порядка модельного профиля звукового сигнала (T_дБА). Переменная функция 304 сближения является нелинейным приближением, которое в некоторых случаях формирует большее значение, чем измеренные данные, а в других случаях, применяет меньшее значение, чем измеренные данные. Например, если разность между значением мощности 1800 RPM-порядка 3,5 для анализируемого профиля 212 звукового сигнала и значение мощности 1800 RPM-порядка 3,5 для модельного профиля звукового сигнала имеет значение -7 дБА, переменная функции 304 сближения может формировать значение -5 дБА для прибавления к значению мощности 1800 RPM-порядка 3,5 анализируемого профиля 212 звукового сигнала. В качестве еще одного примера, если разность между значением мощности 1800 RPM-порядка 3,5 для анализируемого профиля 212 звукового сигнала и значением мощности 1800 RPM-порядка 3,5 для модельного профиля звукового сигнала имеет значение -15 дБА, переменная функции 304 сближения может формировать значение -20 дБА для прибавления к значению мощности 1800 RPM-порядка 3,5 анализируемого профиля 212 звукового сигнала. Фактические крутизна и форма переменной функции 304 сближения могут определяться пользователем и наиболее эффективны, когда основаны на допуске, установленном для целевого транспортного средства 102. Например, может быть полезно иметь выходную настройку дБА, чтобы была меньшей, чем или равной измеренным дБА, когда измеренные дБА находятся в пределах разумной меры (например, ≤ 1,5-кратного значения) допуска, и результат, больший, чем измеренные дБА, когда измеренные дБА являются большими, чем разумная мера (например, > 1,5-кратного значения) от допуска целевого транспортного средства. Возвращаясь на фиг. 2, блок 206 настройки звукового сигнала формирует сближенный профиль 216 звукового сигнала, применяя функцию сближения к значениям мощности порядков в анализируемом профиле 212 звукового сигнала, которые не удовлетворяют пороговому значению подобия.

Блок 208 аудио флешинга звукового сигнала принимает или иным образом извлекает окончательный профиль 214 звукового сигнала или сближенный профиль 216 звукового сигнала из блока 206 настройки звукового сигнала. Блок 208 аудио флешинга преобразует окончательный профиль 214 звукового сигнала или сближенный профиль 216 звукового сигнала в целевой профиль 108 звукового сигнала. Преобразование изменяет окончательный профиль 214 звукового сигнала или сближенный профиль 216 звукового сигнала в формат, который должен загружаться в звуковую плату 122 ESE целевого транспортного средства 102. В некоторых примерах, блок 208 аудио флешинга с возможностью обмена информацией присоединен к транспортному средству (например, через порт 114 шины данных транспортного средства) для загрузки целевого профиля 108 звукового сигнала в звуковую плату 122 ESE.

Фиг. 4 иллюстрирует электронные компоненты 400, которые могут использоваться для реализации блока 128 настройки профиля звукового сигнала по фиг. 1 и 2. В проиллюстрированном примере, электронные компоненты 400 включают в себя процессор или контроллер 402, память 404, хранилище 406, устройства 408 ввода, устройства 410 вывода и шину 412 данных.

Процессор или контроллер 402 может быть любым пригодным устройством обработки или набором устройств обработки, таким как, но не в качестве ограничения: микропроцессор, основанная на микроконтроллерах платформа, пригодная интегральная схема или одна или более специализированных интегральных схем (ASIC). В проиллюстрированном примере, процессор или контроллер 402 сконструирован, чтобы включать в себя блок 202 захвата звукового сигнала, анализатор 204 звукового сигнала, блок 206 настройки звукового сигнала и блок 208 аудио флешинга. Памятью 404 может быть энергозависимая память (например, ОЗУ (оперативное запоминающее устройство, RAM), которое может включать в себя энергонезависимое ОЗУ, магнитное ОЗУ, ферроэлектрическое ОЗУ и любые другие пригодные формы); энергонезависимая память (например, дисковая память, флэш-память (FLASH), СППЗУ (стираемые программируемые постоянные запоминающие устройства, EPROM) ЭСППЗУ (электрически стираемые программируемые постоянные запоминающие устройства, EEPROM), основанная на мемристорах энергонезависимая твердотельная память, и т. д.), немодифицируемая память (например, СППЗУ), и постоянное запоминающее устройство. В некоторых примерах, память 404 включает в себя многочисленные модификации памяти, в частности, энергозависимую память и энергозависимую память. Хранилище 406 может включать в себя любое запоминающее устройство большой емкости, такое как накопитель на жестком диске и/или твердотельный накопитель. В проиллюстрированном примере, база 126 данных профиля звукового сигнала хранится в хранилище 406.

Память 404 и хранилище 406 являются машинно-читаемым носителем, на котором могут быть воплощены один или более наборов команд, таких как программное обеспечение для приведения в действие способов по настоящему изобретению. Команды 926 могут воплощать один или более способов или логику, как описанные в материалах настоящей заявки. В конкретном варианте осуществления, команды могут находиться полностью или по меньшей мере частично в пределах любых одной или более из памяти 404, машинно-читаемого носителя и/или в пределах процессора 402 во время выполнения команд.

Термины «постоянный машинно-читаемый носитель» и «машинно-читаемый носитель» включают в себя одиночный носитель или множественные носители, такие как централизованная или распределенная база данных и/или связанные устройства кэш-памяти и серверы, которые хранят один или более наборов команд. Термины «постоянный машинно-читаемый носитель» и «машинно-читаемый носитель» также включают в себя любой материальный носитель, который способен хранить, кодировать или переносить набор команд для выполнения процессором, или который побуждает систему выполнять любой один или более из способов или операций, раскрытых в материалах настоящей заявки. В качестве используемого в материалах настоящей заявки, термин «машинно-читаемый носитель» ясно определен включающим в себя любой тип машинно-читаемого запоминающего устройства и/или запоминающего диска для исключения распространяющихся сигналов.

Устройство(а) 408 ввода способствует взаимодействию пользователя с электронными компонентами 400. Дополнительно, одно или более устройств 408 ввода присоединены с возможностью обмена информацией к устройству 130 захвата звукового сигнала в целевом транспортном средстве 102. Устройство(а) 408 ввода, например, могут быть реализованы последовательным портом, портом универсальной последовательной шины (USB), портом IEEE 1339, клавиатурой, кнопкой, мышью, сенсорным экраном, сенсорной площадкой и/или системой распознавания голоса.

Устройство(а) 410 вывода способствует предоставлению электронными компонентами 400 информации пользователю. Дополнительно, одно или более из устройств 410 вывода присоединены с возможностью обмена информацией к звуковой плате 122 ESE целевого транспортного средства 102. Устройства 410 вывода, например, могут быть реализованы устройствами отображения (например, светоизлучающим диодом (СИД, LED), органическим светоизлучающим диодом (органическим СИД, OLED), жидкокристаллическим дисплеем, электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ, CRT), сенсорным экраном, и т. д.) и/или устройствами связи (последовательным портом, портом USB, портом 1339, и т. д.).

Шина 412 данных с возможностью обмена информацией соединяет процессор 402, память 404, хранилище 406, устройства 408 ввода и устройства 410 вывода. Шина 412 данных может быть реализована одним или более стандартов на интерфейс, таким как интерфейс сети Ethernet, интерфейс USB, интерфейс шины PCI Express и/или интерфейс спецификации Serial ATA, и т. д.

Фиг. 5 - блок-схема последовательности операций способа, изображающая примерный способ для настройки системы электронного улучшения звука целевого транспортного средства 102, которая может быть реализована электронными компонентами 400 по фиг. 4. В начале, блок 202 захвата звукового сигнала получает начальный захваченный профиль 110 звукового сигнала из целевого транспортного средства 102 (вершина 502 блок-схемы). В некоторых примерах, блок 202 захвата звукового сигнала получает захваченный профиль 110 звукового сигнала с использованием устройства 130 захвата звукового сигнала, расположенного в целевом транспортном средстве 102, для захвата звукового сигнала с ракурса водителя. Анализатор 204 звукового сигнала анализирует захваченный профиль 110 звукового сигнала для идентификации значений мощности, связанных с парами значения RPM-порядка частоты, и формирует анализируемый профиль 212 звукового сигнала по фиг. 2 (вершина 504 блок-схемы). Блок 206 настройки звукового сигнала извлекает модельный профиль звукового сигнала из базы 122 данных профилей звукового сигнала (вершина 506 блок-схемы). Блок 206 настройки звукового сигнала сравнивает значения мощности, связанные с парами значения RPM-порядка частоты анализируемого профиля 212 звукового сигнала, с соответствующими значениями мощности, связанными с парами значения RPM-порядка частоты модельного профиля звукового сигнала (вершина 508 блок-схемы).

Блок 206 настройки звукового сигнала определяет, удовлетворяет ли анализируемый профиль 212 звукового сигнала пороговому значению подобия (вершина 510 блок-схемы). Анализируемый профиль 212 звукового сигнала удовлетворяет пороговому значению подобия, когда процентное отношение уровней мощности в каждом из порядков частоты удовлетворяет значению допуска по сравнению с соответствующими уровнями мощности в модельном профиле звукового сигнала. Если анализируемый профиль 212 звукового сигнала удовлетворяет пороговому значению подобия, блок 206 настройки звукового сигнала придает окончательную форму целевому профилю 108 звукового сигнала для целевого транспортного средства 102 (вершина 512 блок-схемы). Способ по фиг. 5 затем заканчивается.

Если анализируемый профиль 212 звукового сигнала не удовлетворяет пороговому значению подобия, блок 206 настройки звукового сигнала применяет функцию сближения (например, одну из функций 302 и 304 сближения по фиг. 3) к анализируемому профилю 212 звукового сигнала для формирования сближенного профиля 216 звукового сигнала (вершина 514 блок-схемы). Блок 208 аудио флешинга формирует целевой профиль 108 звукового сигнала на основании сближенного профиля 216 звукового сигнала и применяет (например, загружает) целевой профиль 108 звукового сигнала в звуковую плату 122 ESE целевого транспортного средства 102 (вершина 516 блок-схемы). Блок 202 захвата звукового сигнала затем повторно получает захваченный профиль 110 звукового сигнала из целевого транспортного средства 102 (вершина 518 блок-схемы).

Блок-схема последовательности операций способа по фиг. 5 является представляющей машинно-читаемые команды, которые содержат одну или более программ, которые, когда приводятся в исполнение процессором (таким как процессор 402 по фиг. 4), реализуют блок 128 настройки профиля звукового сигнала по фиг. 1 и/или 2. Кроме того, хотя примерные программы описаны со ссылкой на блок-схему операций способа, проиллюстрированную на фиг. 5, в качестве альтернативы, могут использоваться многие другие способы реализации примерного устройства 202 захвата звукового сигнала, примерного анализатора 204 звукового сигнала, примерного блока 206 настройки звукового сигнала, примерного блока 208 аудио флешинга и/или, в более общем смысле, примерного блока 128 настройки профиля звукового сигнала. Например, порядок приведения в исполнение вершин блок-схемы может быть изменен, и/или некоторые из описанных вершин блок-схемы могут быть изменены, исключены или объединены.

В этой заявке подразумевается, что использование дизъюнктивных суждений должно включать в себя конъюнктивное суждение. Использование единственного числа не подразумевает ограничения в количестве. В частности, подразумевается, что ссылка на некоторый объект или конкретный объект также должна обозначать один из возможного множества таких объектов. Кроме того, союз «или» может использоваться для выражения признаков, которые присутствуют одновременно, вместо взаимоисключающих альтернатив. Другими словами, союз «или» следует понимать включающим в себя «и/или». Термины «включает в себя», «включающий в себя» и «включают в себя» являются инклюзивными и имеют тот же самый объем, что и «содержит», «содержащий» и «содержат», соответственно.

Описанные выше варианты осуществления и, в частности, любые «предпочтительные» варианты осуществления, являются возможными примерами реализаций и изложены всего лишь для ясного понимания принципов изобретения. Многие варианты и модификации могут быть произведены в отношении описанных выше вариантов(а) осуществления, по существу не отходя от сущности и принципов концепций, описанных в материалах настоящей заявки. Все модификации подразумеваются включенными в материалы настоящей заявки в объеме данного изобретения и защищенными нижеследующей формулой изобретения.

Раскрыты примерные системы и способы для настройки электронного улучшения звука. Примерный раскрытый способ включает в себя осуществление дискретизации с помощью микрофона, профиля звукового сигнала шумов двигателя в кабине транспортного средства. Примерный способ также включает в себя сравнение дискретизированного профиля звукового сигнала с модельным профилем звукового сигнала. Дополнительно, примерные способы включают в себя, когда дискретизированный профиль звукового сигнала не удовлетворяет пороговому значению подобия, применение функции сближения к дискретизированному профилю звукового сигнала для формирования целевого профиля звукового сигнала и выполнение итераций до тех пор, пока целевой профиль звукового сигнала не удовлетворяет пороговому значению подобия. 3 н. и 14 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ улучшения звука в транспортном средстве, содержащий этапы, на которых:

осуществляют дискретизацию, с помощью микрофона, профиля звукового сигнала шумов двигателя в кабине транспортного средства;

сравнивают, с помощью процессора, дискретизированный профиль звукового сигнала с модельным профилем звукового сигнала; и

когда дискретизированный профиль звукового сигнала не удовлетворяет пороговому значению подобия, применяют, с помощью процессора, функцию сближения к дискретизированному профилю звукового сигнала для формирования целевого профиля звукового сигнала.

2. Способ по п. 1, в котором профиль звукового сигнала является первым профилем звукового сигнала, и способ содержит этап, на котором, когда дискретизированный профиль звукового сигнала не удовлетворяет пороговому значению подобия:

загружают целевой профиль звукового сигнала в транспортное средство; и

осуществляют дискретизацию, с помощью микрофона, второго профиля звукового сигнала шумов двигателя в кабине транспортного средства, причем транспортное средство использует целевой профиль звукового сигнала для улучшения шумов двигателя.

3. Способ по п. 1, в котором целевой профиль звукового сигнала задает акустический сигнал для воспроизведения на громкоговорителях транспортного средства на основании числа оборотов в минуту двигателя транспортного средства.

4. Способ по п. 1, в котором осуществление дискретизации профиля звукового сигнала шумов двигателя в кабине транспортного средства содержит этап, на котором приводят в движение транспортное средство, так чтобы двигатель транспортного средства циклически переходил с минимального числа оборотов в минуту на максимальное число оборотов в минуту.

5. Способ по п. 1, в котором функция сближения основана на разностях между дискретизированным профилем звукового сигнала и модельным профилем звукового сигнала.

6. Способ по п. 5, в котором функция сближения корректирует дискретизированный профиль звукового сигнала значениями, большими, чем разности между дискретизированным профилем звукового сигнала и модельным профилем звукового сигнала.

7. Устройство для улучшения звука в транспортном средстве, устройство содержит:

блок захвата звукового сигнала, выполненный с возможностью дискретизации, с помощью микрофона, профиля звукового сигнала шумов двигателя в кабине транспортного средства; и

блок настройки звукового сигнала, выполненный с возможностью:

сравнивать дискретизированный профиль звукового сигнала с модельным профилем звукового сигнала; и

когда дискретизированный профиль звукового сигнала не удовлетворяет пороговому значению подобия, применять, с помощью процессора, функцию сближения к дискретизированному профилю звукового сигнала для формирования целевого профиля звукового сигнала.

8. Устройство по п. 7, в котором профиль звукового сигнала является первым профилем звукового сигнала, при этом, устройство включает в себя блок аудио флешинга, и при этом, когда дискретизированный профиль звукового сигнала не удовлетворяет пороговому значению подобия:

блок аудио флешинга выполнен с возможностью загружать целевой профиль звукового сигнала в транспортное средство; и

блок захвата звукового сигнала выполнен с возможностью дискретизации, с помощью микрофона, второго профиля звукового сигнала шумов двигателя в кабине транспортного средства, транспортное средство использует целевой профиль звукового сигнала для улучшения шумов двигателя.

9. Устройство по п. 7, в котором целевой профиль звукового сигнала задает акустический сигнал для воспроизведения на громкоговорителях транспортного средства на основании числа оборотов в минуту двигателя транспортного средства.

10. Устройство по п. 7, в котором, чтобы осуществлять дискретизацию профиля звукового сигнала шумов двигателя в кабине транспортного средства, транспортное средство выполнено с возможностью ехать так, чтобы двигатель транспортного средства циклически переходил с минимального числа оборотов в минуту на максимальное число оборотов в минуту.

11. Устройство по п. 7, в котором функция сближения основана на разностях между дискретизированным профилем звукового сигнала и модельным профилем звукового сигнала.

12. Устройство по п. 11, в котором функция сближения корректирует дискретизированный профиль звукового сигнала значениями, большими, чем разности между дискретизированным профилем звукового сигнала и модельным профилем звукового сигнала.

13. Материальный машиночитаемый носитель, содержащий команды, которые, когда приводятся в исполнение, побуждают машину:

осуществлять дискретизацию, с помощью микрофона, профиля звукового сигнала шумов двигателя в кабине транспортного средства;

сравнивать дискретизированный профиль звукового сигнала с модельным профилем звукового сигнала; и

когда дискретизированный профиль звукового сигнала не удовлетворяет пороговому значению подобия, применять функцию сближения к дискретизированному профилю звукового сигнала для формирования целевого профиля звукового сигнала.

14. Материальный машиночитаемый носитель по п. 13, в котором профиль звукового сигнала является первым профилем звукового сигнала, и при этом, команды побуждают машину, когда дискретизированный профиль звукового сигнала не удовлетворяет пороговому значению подобия:

загружать целевой профиль звукового сигнала в транспортное средство; и

осуществлять дискретизацию, с помощью микрофона, второго профиля звукового сигнала шумов двигателя в кабине транспортного средства, транспортное средство использует целевой профиль звукового сигнала для улучшения шумов двигателя.

15. Материальный машиночитаемый носитель по п. 13, в котором целевой профиль звукового сигнала задает акустический сигнал для воспроизведения на громкоговорителях транспортного средства на основании числа оборотов в минуту двигателя транспортного средства.

16. Материальный машиночитаемый носитель по п. 13, в котором функция сближения основана на разностях между дискретизированным профилем звукового сигнала и модельным профилем звукового сигнала.

17. Материальный машиночитаемый носитель по п. 16, в котором функция сближения корректирует дискретизированный профиль звукового сигнала значениями, большими, чем разности между дискретизированным профилем звукового сигнала и модельным профилем звукового сигнала.