[发明专利]一种发动机声音合成方法及系统

说明书

本发明涉及一种发动机声音合成方法及系统。该方法包括：对每个发动机声音段进行低通滤波，得到低频谐波信号；对每个发动机声音段进行高通窄带滤波，得到高频窄带合成信号；采用希尔伯特变换方法，对每个发动机声音段的高频窄带信号进行分解，得到对应的包络信号和载波信号；将所有发动机声音段的低频谐波信号进行拼接，得到低频谐波拼接信号；将所有发动机声音段的载波信号进行拼接，得到载波拼接信号；将所有发动机声音段的包络信号进行拼接，得到包络拼接信号；将包络拼接信号和载波拼接信号相乘，得到高频窄带合成信号；将低频谐波拼接信号和高频窄带合成信号相加，合成发动机声音。本发明可以提高发动机声音合成的真实度。

技术领域

本发明涉及声音合成领域，特别是涉及一种发动机声音合成方法及系统。

背景技术

人们已经习惯于各种汽车声音的存在，而且能够分辨出各种发动机声音的品质。电动汽车行驶在道路上，安静的汽车在降低了道路噪声的同时，也为行人带来了潜在危险。因此，发动机声音的合成在多个领域有应用价值，例如，在电动汽车领域，合成的发动机声音可以作为警示音提醒行人；在虚拟驾驶领域，播放合成的发动机声音可以增加驾驶的真实感。

现有技术中，有的文献中公开发动机声音合成技术是将声音视为谐波与随机噪声组成。在频谱处理和恢复过程中，一些细节必然会丢失，而这些细节对于发动机声音的自然度往往非常重要。在频谱建模中，为降低计算复杂度，人们不得不使用简化模型。一般方法将发动机声音视为基于发动机转速的一系列低频谐波和高频随机噪声组成。这类方法能够有效的模拟发动机的低频声音，但对于高频声音来说，采用随机噪声处理，与真实的发动机声差异明显，合成的效果较差。

还有相关文献中公开发动机声音合成技术是基于样本的合成。该方法能够最大程度的保留原始噪声特征，根据需要选择合适的声音片段进行播放，不同声音片段之间的衔接是关键。为此，有人提出了基于PSOLA(基音同步叠加)的发动机声音合成方法。该方法假设各噪声由最小片段组成，片段宽度由基频决定。但由于PSOLA是在时域范围内根据基频确定的长度进行拼接，无法确保使每个频率的波形都同时对齐，在高频段相位不匹配，导致谱线衔接处出现跳变或产生虚假频率，此外由于发动机声音片段很短，当发动机转速缓慢变化或者稳定时，循环播放相同的声音会不自然，拼接段的相位不匹配的影响会更加明显。

发明内容

本发明的目的是提供一种发动机声音合成方法及系统，以提高发动机声音合成的真实度。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种发动机声音合成方法，包括：

获取发动机声音样本；所述发动机声音样本包括多个发动机声音段；

对每个所述发动机声音段进行低通滤波，得到每个所述发动机声音段的低频谐波信号；

对每个所述发动机声音段进行高通窄带滤波，得到所述发动机声音段的多组高频窄带信号；

采用希尔伯特变换方法，对每个所述发动机声音段的高频窄带信号进行分解，得到每个所述发动机声音段的对应的包络信号和载波信号；

将所有发动机声音段的低频谐波信号进行拼接，得到低频谐波拼接信号；

将所有发动机声音段的载波信号进行拼接，得到载波拼接信号；

将所有发动机声音段的包络信号进行拼接，得到包络拼接信号；

将所述包络拼接信号和所述载波拼接信号相乘，得到高频窄带合成信号；

将所述低频谐波拼接信号和所述高频窄带合成信号相加，合成发动机声音。

可选的，所述对每个所述发动机声音段进行低通滤波，得到每个所述发动机声音段的低频谐波信号，具体包括：

根据每个所述发动机声音段的基频，确定每个所述发动机声音段的三次谐波频率；