用于车辆中的选择性音量调节的系统和方法与流程
本申请总体上涉及车辆音频系统，并且更具体地涉及在选择音频文件的片段期间提供音量调节。
背景技术：
在机动车辆中驾驶变成越来越安静的体验。例如，大多数车辆使用消声材料和用于帮助隔离车辆乘员使其免受讨厌的发动机和道路噪声的影响的乘客舱设计。一些机动车辆包括有源噪声控制(anc)系统，该有源噪声控制系统被设计用于消除或降低噪声水平，以帮助提供更轻声和更安静的驾驶体验。除了发动机声音和道路隆隆声之外，车辆客舱中的其他讨厌的噪声还可以包括风噪声、来自其他车辆乘员的声音、以及由车辆的暖通空调(hvac)装置产生的噪声。anc系统可以包括检测客舱噪声水平的车辆客舱内的一个或多个麦克风和/或在其他位置处用于接收其他噪声源(例如，在发动机缸体中)的一个或多个麦克风。
一些车辆包括速度补偿音量(scv)特征或速度敏感音量控制器，该速度补偿音量(scv)特征或速度敏感音量控制器随着车辆的速度改变而自动调节通过车辆的音频或音响系统播放的音频的音量，例如以补偿随着车辆加速而产生的道路和风噪声。速度-音量补偿通常发生在背景中，并且音量调节可以通过以频谱改变的方式向音频信号施加增益来实现，使得听众不知道音量的变化。一旦噪声源消失(例如，一旦汽车停止加速)，就可以自动恢复原始音量水平。
一些音频记录表现出宽动态范围，或者音符或乐句之间响度的大的变化。例如，在古典音乐作品中，即使在作品回放过程中总体音量水平保持不变，作品内的某些音频片段也可能具有低音量或幅值(例如，弱音(pianissimo))，而作品内的其他音频片段具有高音量或幅值(例如，强音(fortissimo))。当在车辆音响系统中播放这样的音频记录时，低音量片段由于环境噪声比该片段更大声而可能变得听不见，而高音量片段例如在音量水平先前已经增加以补偿弱音片段的情况下可能变得过于大声。在这种情况下，车辆操作员将音量手动调高和/或调低，以补偿声音水平的变化。对于一些古典音乐作品，因为该作品被设计为强音或响亮片段紧接着钢琴或弱音片段和/或反之亦然，所以频繁地或接二连三地请求进行音量调节。这种手动音量调节既麻烦又让驾驶员分心。
因此，本领域仍然需要能够自动调节音频输出音量以补偿环境噪声同时还补偿给定音频记录内的动态声音水平的车辆声音系统和方法。
技术实现要素：
本发明旨在通过包括以下内容以及其他的系统和方法解决上述和其他问题：(1)选择地将轻声片段放大至客舱噪声水平之上和/或选择性地将大声片段衰减至预定大声阈值以下，同时维持同一音频文件中的其他片段的不变音频水平；和(2)使用有源噪声预测器来至少部分地确定客舱噪声水平，其中有源噪声预测器基于道路/车辆状况和/或车辆乘员的由车辆摄像机捕获的图像来生成噪声预测。
例如，一个实施例提供了一种自动调节车辆中的音量的方法。该方法包括基于从至少一个车辆摄像机接收到的图像生成噪声预测；基于噪声预测和由客舱麦克风检测到的音频信号来确定客舱噪声水平；以及选择性地将检测到的音频信号内的至少一个轻声片段放大至客舱噪声水平之上，同时维持检测到的信号内的剩余片段的音量水平。
另一示例性实施例包括一种车辆系统，该车辆系统包含用于检测音频信号的客舱麦克风；至少一个用于捕获图像的摄像机；以及处理器，该处理器被配置用于：基于图像生成噪声预测；基于噪声预测和检测到的音频信号来确定客舱噪声水平；并且选择性地将检测到的信号内的至少一个轻声片段放大至客舱噪声水平以上，同时维持检测到的信号内的剩余片段的音量水平。
如将认识到，本公开由所附权利要求限定。说明书总结了实施例的各个方面，并且不应当用于限制权利要求。根据本文描述的技术预计其他实施方式，这对于本领域普通技术人员通过查看以下附图和具体实施方式将显而易见，并且这样的实施方式旨在落入本申请的范围内。
附图说明
为了更好地理解本发明，可以参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，或者在某些情况下比例可能被夸大，以便强调和清楚地说明本文描述的新颖的特征。另外，系统部件可以与本领域中已知的不同地设置。此外，在附图中，同样的附图标记在全部各个附图中标示一致的部件。
图1是根据某些实施例的示例性车辆系统的图解；
图2是示出了根据某些实施例的示例性音频信号的选定片段的选择性放大和衰减的曲线图；
图3是根据某些实施例自动调节车辆中的音量的示例性方法的流程图；
图4是示出了根据某些实施例的包含图1的车辆系统的示例性车辆计算系统的框图。
具体实施方式
虽然本发明可以以各种形式来实施，但存在附图中示出并且将在下文中描述一些示例性的和非限制性的实施例，应当理解的是：本公开被认为是本发明的例示，并且不旨在将本发明限制为所示的具体实施例。
在本申请中，反义连词的使用旨在包括连词。定冠词或不定冠词的使用不旨在表明基数。特别地，提及“该”对象或者“一”和“一个”对象也旨在表示可能多个上述对象中的一个。
图1示出了根据实施例的示例性车辆系统100。车辆系统100可以被包括在任何类型的车辆(未示出)中并且可以包括比所示出的那些更多的部件。车辆系统100包含音频系统102，该音频系统102用于将音频信号输出至车辆乘员104，例如车辆的驾驶员或操作员。音频信号可以是音乐信号或任何其他类型的音频。车辆系统100还包括位于车辆的客舱区域中用于接收或检测存在于车辆客舱中的声音的至少一个麦克风106。检测到的声音或音频信号可以包括车辆客舱中的环境噪声和由音频系统102输出的音频信号。
麦克风106可以包括适用于检测车辆客舱内的音频信号的任何类型的麦克风或其他传感器。在实施例中，麦克风106(本文中也被称为“客舱麦克风”)可以被定位成邻近驾驶员104的外耳，例如位于前驾驶员座椅108上或附近(例如，在驾驶员座椅108的头枕内、邻近驾驶员座椅108的前柱中、或邻近驾驶员座椅108的顶篷或车顶区域中)。因此，由客舱麦克风106测得的音频信号可以是在驾驶员的耳朵处接收到的音频信号的代表(例如，包括音乐信号和噪声信号二者)。麦克风106的输出(例如，检测到的音频信号)被提供给音频系统102进行处理，如下面更详细地描述。
由麦克风106检测到的客舱噪声可以由位于车辆客舱内和/或车辆外的噪声源发出。例如，外部客舱噪声可以包括风噪声、道路噪声、发动机噪声、和其他外部产生的声音。内部客舱噪声可以包括由供热和制冷单元产生的噪声、由其他车辆乘员产生的噪声(例如，当面交谈或唱歌)、由个人电子设备(例如，移动电话、平板电脑、手持式视频游戏机等)输出的音频、通过音频系统102的扬声器110输出的音频、以及其他内部产生的声音。
如图所示，音频系统102包括一个或多个音频扬声器110和音频播放器112。音频扬声器110可以位于整个车辆客舱内的一个或多个位置处，并且在一些情况下可以分成左扬声器和右扬声器，该左扬声器和右扬声器被配置用于接收立体音频信号的左分量和右分量。在实施例中，扬声器110包括适用于车辆客舱内的音频播放的任何类型的音频扬声器，并且可以包括例如低音扬声器、超低音扬声器、高音扬声器、超高音扬声器、和中音扬声器。音频播放器112可以是调幅/调频(am/fm)收音机、光盘(cd)播放器、动态影像专家压缩标准音频层面3(mp3)播放器、或被配置用于回放诸如例如音乐作品的音频记录的其他媒体播放器。
音频播放器112包含用于控制由音频扬声器110输出的音频信号的声音或音量水平的音量控制单元114。音量控制单元114包括手动或基于硬件的部件(例如，旋钮、拨号盘、按钮、滑块、软键盘、触摸输入端等)，该手动或基于硬件的部件允许用户通过选择离散音量水平来手动控制音频输出的增益。音量水平可以从最小值(例如，零)到最大值(例如，十)变动，并且可以基于特定的音频系统而改变。在实施例中，音量控制单元114还包括自动或基于软件的部件，该自动或基于软件的部件响应于旨在移除或减轻由环境噪声引起的掩蔽效应的一个或多个输入或命令而自动调节音频输出的音量水平。在某些情况下，每个音量控制输入包括与手动音量控制相关联的离散音量水平中的所选定的一个。在其他情况下，每个音量控制输入是从音量水平的连续频谱中选定的值。
如图1所示，音量控制单元114从包括在音频系统102中的选择性音量调节模块116接收一个或多个音量控制输入。根据实施例，选择性音量调节(sva)模块116可以被配置(例如，使用在处理器上执行的软件指令)用于提供音量控制输入，以选择性地放大原始音频信号中与车辆客舱中的噪声水平相比过于轻声的部分(在本文中也被称为“轻声片段”)，或者选择性地使原始音频信号中与预定响度阈值相比太大声的部分(在本文中也被称为“大声片段”)衰减。sva模块116至少部分地基于由有源噪声预测器118生成的噪声预测和从客舱麦克风106接收到的检测到的音频信号(在本文中也被称为“麦克风信号”)来确定适当的音量控制输入，如下面更详细地描述。
在实施例中，sva模块116通过首先确定车辆客舱内的环境噪声水平(在本文中也被称为“客舱噪声水平”)来识别原始音频信号的哪些部分是“轻声片段”，如由收听者(例如，车辆驾驶员)感知的。特别地，sva模块116接收来自音频播放器112的原始音频信号(例如，音乐信号)和来自麦克风106的麦克风信号(例如，音乐信号和噪声信号)，并且比较这两个信号以获得客舱噪声信号。例如，sva模块116可以将已知的数字信号处理技术应用于接收到的信号，以从麦克风信号中去除原始音频信号，从而分离出噪声信号。然后，sva模块116可以使用所提取的噪声信号来确定客舱噪声水平或者掩蔽车辆客舱中的原始音频信号中的至少一部分的噪声信号的幅值。
在实施例中，sva模块116使用客舱噪声水平来识别原始音频信号的哪些音频片段具有比客舱噪声水平更低的音量或信号水平，并且因此可能被噪声信号掩蔽(即，轻声片段)。对于每个所识别的轻声片段，sva模块116然后向音量控制单元114提供适当的音量控制输入，使得只有轻声片段被增强到客舱噪声水平之上。在实施例中，为每个轻声片段选择音量调节或施加的增益量，使得麦克风信号的信噪比(snr)增加以匹配原始音频信号的音量或信号水平。作为整体，可以使用音量控制单元114来在为音量信号选择的音量水平之上或者除了为音量信号选择的音量水平之外施加音量调节。sva模块116可以使用现有技术来确定麦克风信号的snr。例如，sva模块116可以连续地测量麦克风信号的响度和原始音频信号的响度、基于这些测量值来确定噪声信号的响度、以及基于麦克风信号的响度和噪声信号的响度来计算麦克风信号的snr。
在一些实施例中，sva模块116还将原始音频信号的音频片段与预定响度阈值进行比较以确定哪些片段具有超过响度阈值的高音量水平(即，大声片段)。对于每个所识别的大声片段，sva模块116向音量控制单元114提供适当的音量控制输入，使得只有大声片段降低至响度阈值以下。在实施例中，可以选择音量调节量，使得音频片段的幅值刚好降低到响度阈值以下。可以在音频信号所选的整体音量水平之上或除了音频信号所选的整体音量水平之外施加此音量调节。
在一些情况下，音频系统102还包括用于向音量控制单元114提供一个或多个音量控制输入的速度补偿音量(scv)控制模块120。scv控制模块120基于从发动机控制单元122接收到的信息来调节输出音频的音量水平。发动机控制单元122提供与车辆的发动机缸体相关联的信息，包括例如加速度信息(例如，车辆是加速还是减速)、速度信息(例如，车辆的当前速度)、以及发动机噪声信息(例如，由位于车辆的发动机缸体中的一个或多个麦克风测得的噪声水平)。基于接收到的信息，scv控制模块120可以确定与车辆发动机相关的噪声水平，并且可以掩蔽输出至车辆客舱的全部或部分音频信号。使用已知技术，scv控制模块120确定补偿车辆发动机的噪声水平所需的增益量并且相应地自动增加输出音频的音量水平。当噪声水平下降时(例如，当车辆停止加速时)，scv控制模块120自动地将音量水平降低回到原始水平。通常，由于这些音量调节出现在背景中(例如，在没有用户输入的情况下)，所以用户忽视这些音量调节。
在包括scv模块120的实施例中，从sva模块116接收到的音量控制输入被应用于与从scv控制模块120接收到的音量控制输入分开并且除此之外的音频信号。这是因为虽然来自scv控制模块120的速度补偿音量调节量可以控制音频输出的整体音量水平，但是这些调节量在不会使得另一更大声的片段变得过于大声的情况下本身不能补偿音频信号内的低音量片段(例如，被客舱噪声掩蔽的片段)，或者在不会使得其他更轻声的片段变得太低声的情况下补偿高音量片段。相比之下，来自sva模块116的选择性音量调节量可以识别选定音频片段或请求单独音量调节的音频信号的部分，诸如，例如，由客舱噪声掩蔽的低音量片段或过于大声的片段，以及在不影响音频信号的剩余部分的情况下，选择性地调节所识别的音频片段的音量水平。因此，除了速度补偿音量控制之外，向输出音频施加选择性音量调节量可以为用户提供更丰富的聆听体验。
在实施例中，sva模块116使用从有源噪声预测器118接收到的噪声预测来优化基于麦克风信号确定的客舱噪声水平。有源噪声预测器118基于从一个或多个源接收到的实时或接近实时的数据来生成噪声预测，该数据诸如例如来自车辆摄像机系统124的图像数据、来自全球定位系统(gps)接收器126或其它位置数据接收器的位置数据、和/或来自位于车辆客舱中的一个或多个电气装置126(在此也称为“内部装置”)的使用数据。有源噪声预测器118评估所接收到的数据以识别新的或潜在的噪声源，并且基于所识别的噪声源形成噪声预测。在一些实施例中，噪声预测指示sva模块116重新测量客舱噪声信号，例如通过重新测量检测到的音频信号、将新信号与原始音频信号进行比较、以及从比较结果提取新的客舱噪声信号。然后，sva模块116基于新的客舱噪声信号来计算新的客舱噪声水平。在其它实施例中，噪声预测识别潜在的噪声源并且指示sva模块116从噪声源本身(例如，在内部设备128中的一个是流式音频的情况下)或者gps接收器126(例如，在需要位置数据来精确定位噪声源的情况下)获得更多关于噪声的数据。
在实施例中，车辆摄像机系统124被配置用于捕获车辆内部(例如车辆客舱)和/或车辆外部(例如，车辆周围环境)的图像。所捕获的图像可以被包括在车辆摄像机系统124中或电连接至车辆摄像机系统124的图像处理模块125扫描或分析，以识别潜在的噪声源。特别地，图像处理模块125可以被配置用于基于储存在数据库(诸如，例如图4中示出的噪声源数据库422)中的数据来将所捕获的图像的某些特征识别为属于潜在的噪声源。图像处理模块125可以使用包括特征提取的已知图像处理技术来识别所捕获的图像的噪声相关特性。
在一些情况下，例如，车辆内部或客舱的图像可以包括任何车辆乘员和由每个乘员使用的个人电子设备(如果有的话)的图片。在这种情况下，图像处理模块125可以分析内部图像以确定车辆乘员的数量和由每个乘员使用的任何个人电子设备的数量和/或标识，并且将每个乘员和/或设备识别为潜在噪声源。在一些情况下，图像处理模块125还可以分析乘员图像以识别噪声相关特性，包括例如车辆乘员是否正在讲话(例如彼此交谈或在通话中)、哭泣(例如，婴儿)、打架(例如，在两个孩子之间)、唱歌(例如，伴随输出音频或个人音频设备)、或者制造其他形式的噪声。类似地，在一些情况下，图像处理模块125还可以分析设备图像以识别与噪声有关的特性，包括例如音频信号是否由设备输出(例如，由于玩视频游戏、电影、或其他类型的视频)、设备用户是否佩戴耳机或其他个人收听设备等。由图像处理模块125获得的这个和其他数据可以被提供给有源噪声预测器118，以生成一个或多个噪声预测。
作为另一示例，在一些情况下，基于摄像机的数量和位置，车辆外部的图像可以包括车辆周围环境的图像，包括前视野、后视野、左侧视野、和/或右侧视野。在这种情况下，图像处理模块125可以分析外部图像以识别关于车辆的周围环境的可以导致车辆客舱噪声的某些特征，包括例如新的道路状况(例如，即将到来的坑洼、附近的建筑工地、高速公路与地方道路等)、交通状况(例如，存在或不存在其他车辆、即将到来的交通灯、交通信号、停车标志等)、天气(例如，雨、雷、雪、冰雹等)、和/或环境条件(例如，沙漠、森林、海边、郊区、城市或大都市区等)。由图像处理模块125获得的这个和其他数据可以被提供给有源噪声预测器118以生成一个或多个噪声预测。例如，图像处理模块125可以基于所捕获的图像来确定车辆正在接近停车标志。基于该信息，有源噪声预测器118可以确定客舱噪声水平将在车辆在停车标志处停车时将至少暂时下降。图像噪声预测器118可以在预期客舱噪声下降时向选择性音量调节模块116提供新的噪声预测。因此，sva模块116可以降低客舱噪声水平并且相应地降低施加到音频信号的轻声片段的任何音量调节量。一旦车辆通过停车标志并且再次开始加速，sva模块116将根据需要自动增加车辆客舱噪声水平并且重新放大轻声片段的任何音量调节量。
在实施例中，将从车辆摄像机系统124接收到的信息与从其他源接收到的信息组合，以精确定位或细化潜在的噪声源和与其相关联的预测的噪声水平。例如，在一些实施例中，从gps接收器126接收到的位置数据可以用于确认和/或增强由图像处理器获得的车辆周围环境数据。位置数据还可以提供关于车辆周围环境的附加信息，诸如例如车辆的确切地理位置、车辆前方道路或车辆的选定路线上的预期交通状况等。例如，图像数据可以指示车辆正在交通中(例如，基于显示车辆四周存在车辆的所捕获的图像)，而位置数据可以准确识别哪个街道和/或交叉点(例如，十字路口)以及沿车辆行驶方向接下来预期交通和/或道路状况是什么。作为另一示例，图像数据可以指示车辆在高速公路上或附近(例如，基于示出高速公路标志的所捕获的图像)，而位置数据可以准确识别哪个高速公路以及车辆是否正在进入、离开、或者在高速公路上行驶。有源噪声预测器118可以直接从gps接收器126或通过连接至两个设备的数据总线(例如，图4中所示的车辆数据总线406)接收位置数据。
作为另一示例，在一些实施例中，从内部设备128接收到的使用数据可以用于确认和/或增强由车辆摄像机系统124的图像处理模块125获得的车辆乘员/设备数据。使用数据可以包括设备128是否是能够流式传输音频/视频内容的无线设备，以及设备128当前是否正在流式传输这样的内容，设备128是否是能够播放储存在存储器或其他数据存储装置(例如，数字化视频光盘(dvd)或cd)中的音频/视频内容的媒体播放器，以及设备128当前是否正在播放该内容等。使用数据还可以提供关于车辆内部的附加信息，诸如例如由个人电子设备输出的精确的音频信号、输出音频的音量水平、正在使用的任何个人收听设备的噪声相关特征(例如，噪声消除等)等。作为示例，图像数据可以指示车辆乘员正在使用平板电脑，而使用数据可以识别平板电脑是否正在将音频输出到车辆客舱内，并且如果是这样的话，识别出音频信号的音量水平和/或声音特性。在一些情况下，内部装置128包括车辆的一个或多个部件，诸如例如用于控制电子车门和车窗、供热和制冷系统、以及车辆的其他内部系统的车身控制模块(例如，图4中所示的bcm412)。在这种情况下，bcm提供使用数据，该使用数据指示例如车辆车窗或车门是否打开、a/c或加热单元是否正在吹气并且如果正在吹气的话吹气的速度或鼓风机/通风口的设置、或关于车辆客舱内噪声源的其他信息。有源噪声预测器118可以经由无线连接(例如，蓝牙)直接从包括在车辆客舱内的每个内部设备128接收使用数据，或者通过连接至与内部设备128无线通信的车辆远程信息处理单元(例如，图4中所示的远程信息处理控制单元408)的数据总线(例如，图4中所示的车辆数据总线406)间接接收使用数据。
现在参考图2，示出了根据实施例如由图1的sva模块116确定的由音频播放器112提供给音频扬声器110的示例性原始音频信号202(以实线画出)和表示存在于车辆客舱中的噪声信号的噪声水平204的曲线图200。噪声信号掩蔽低于噪声水平204或者具有小于噪声水平204的幅值的幅值的音频信号202的任何部分或使上述部分听不到。在实施例中，基于麦克风信号的信噪比和/或是否已经超过预定响度阈值205，而由sva模块116向选定的原始音频信号的片段施加音量调节量，以增加或减小那些片段的幅值。虽然图2将响度阈值205、客舱噪声水平204、和音频信号202示出为具有正(+)和负(-)分量，但是图2的讨论将用绝对值来简化描述并且便于理解。在一些实施例中，选择性音量调节模块116能够基于片段的频率范围来预先确定哪个音频片段可以是轻声片段206中的一个。例如，古典音乐作品中的巴松管独奏通常具有非常低的频率范围(例如4.5个八度)，并且因此更可能被客舱噪声掩蔽。
在实施例中，用于音频系统102的音量控制器114在捕获图2中所示的音频信号202期间被设置为恒定音量。因此，音频信号202的幅值变化是由于基础音频记录或者由音频播放器112播放的音频文件的宽动态范围。某些变化对应于音频文件中具有非常低幅值的一个或多个片段或区段(诸如轻声片段206)，而其他变化对应于音频文件中具有非常高幅值的一个或多个片段或区段(诸如大声片段208)。在古典音乐作品的情况下，轻声片段206可以对应于音乐作品的弱音、钢琴、或其他非常低音量的音量区段，并且大声片段208可以对应于音乐作品的强音或其他非常响亮的音量区段。
如图2所示，音频信号202的轻声片段204被噪声信号完全掩蔽，这是因为轻声片段206的幅值完全低于客舱噪声水平204。在实施例中，sva模块116被配置用于自动增加这些轻声片段206的幅值以达到客舱噪声水平204之上，同时维持音频信号202的其余片段的幅值。该技术使得轻声片段206能够在噪杂的客舱中回放期间至少对收听者(例如，车辆驾驶员)来说可听见。此外，通过自动将附加增益施加至需要放大的那些片段206，该技术避免了改变已经在噪声水平204之上可听见的音频片段的回放，或者以过大的音量意外地播放这些其他音频片段。这在图2中示出，在图2中，通过对轻声片段206施加选择性音量调节量210(以虚线画出)，仅轻声片段206的幅值被提升或增加至舱室噪声水平204以上。音频信号202的其他片段没有被放大。
基于麦克风信号的信噪比(snr)和原始音频信号202的响度，可以由sva模块116确定与每个音量调节量210相关联的放大量。例如，音量调节量210可以等于将检测到的音频信号的snr与原始音频信号202的声音水平相匹配所需的增益量。
如图2所示，大声片段208的幅值高于预定响度阈值205，或在车辆客舱内重放音频信号202所允许的最大幅值。音量调节量212被施加至大声片段208，以将大声片段208的幅值降低至响度阈值205或者低于响度阈值205。在一些情况下，响度阈值205被选择为避免使音频信号202的声音失真的高音量水平、和/或引起不愉快或不舒服的聆听体验。响度阈值205可以由车辆的制造商预先选定或者由车辆操作员或其他用户手动设置。
回头参考图1，音频系统102的各种部件可以被包括在车辆客舱、车辆的车辆计算系统中、或与车辆的远程信息处理单元(诸如例如图4中所示的远程信息处理控制单元408)进行通信的外部设备上。在实施例中，音频系统102可以通信地连接至车辆的车辆计算系统(诸如例如图4中所示的车辆计算系统(vcs)400)，以执行本发明的特征。如图1所示，音频系统102的选择性音量调节模块116可以通信地连接至音频播放器112、客舱麦克风106、和有源噪声预测器118，并且有源噪声预测器118可以通信地连接至gps接收器126、内部设备128、和车辆摄像机系统124。在一些情况下，选择性音量调节模块116、有源噪声预测器118、和图像处理模块125可以被集成到一个控制模块中。在一些情况下，选择性音量调节模块116可以被集成到音频播放器112和/或音量控制单元114中。在实施例中，音频系统102的部件可以彼此通信和/或使用有线或无线连接与车辆计算系统的部件进行通信。如果无线地通信，则音频系统102还可以包括用于将输出信号无线地传输至其他部件的一个或多个发射器(未示出)。
根据实施例，选择性音量调节模块116、有源噪声预测器118、和图像处理模块125中的每个都可以以硬件、软件或其组合来实施。在一些实施例中，模块116、118、和/或125包含程序模块或储存在数据存储设备(诸如例如图4中所示的数据存储设备404)中并且由数据处理器(诸如例如图4中所示的数据处理器402)执行的软件指令，如下面更详细地描述。在其他实施例中，音频系统102可以包括被配置用于例如使用储存在音频系统102的存储器中的软件指令来执行模块116、118、和/或125的电子控制单元(ecu)或其他电子数据处理器。
图3示出了根据实施例的自动调节车辆中的音量的示例性方法300。方法300可以通过包括在例如车辆音频系统(诸如例如图1中所示的车辆音频系统102)和/或车辆计算系统(诸如例如图4中所示的车辆计算系统(vcs)400)中的一个或多个处理器(或控制器)来执行。在一个实施例中，方法300至少部分地由执行储存在数据存储设备404(诸如例如选择性音量调节模块116、有源噪声预测器118、和/或图像处理模块125)中的软件，并且与其中包括的vcs400和/或车辆音频系统102中的一个或多个部件交互的vcs400的数据处理器402来实施。
方法300可以在步骤302处开始，在步骤302处，处理器从车辆摄像机系统(诸如例如图1中所示的车辆摄像机系统124)接收图像。在步骤304处，处理器基于接收到的图像生成噪声预测。图像可以包括与车辆的外部周围环境和/或车辆的内部空间有关的信息，包括车辆客舱中的车辆乘员。可以通过使用图像处理模块125从图像中提取指示存在潜在噪声源的特征(例如，车辆外部的建筑区域或高速公路标志、车辆内的乘员等)来生成噪声预测。在一些情况下，基于从无线接收器(例如，图1中所示的gps接收器126)获得的车辆位置数据和/或从位于车辆客舱内的电子设备(例如图1中所示的内部设备128)接收到的使用数据来进一步生成或细化噪声预测。
在步骤306处，处理器从客舱麦克风(诸如例如图1中所示的麦克风106)接收检测到的音频信号。在步骤308处，处理器将提供用于输出到车辆客舱(例如，经由图1中所示的音频扬声器110)的原始音频信号与检测到的音频信号进行比较，以获得客舱噪声信号。例如，处理器可以从检测到的音频信号中移除原始音频信号，其余部分是客舱噪声信号。在步骤310处，处理器基于在步骤304处产生的噪声预测和在步骤308处获得的客舱噪声信号来确定客舱噪声水平。在一些情况下，处理器基于新的噪声预测来持续改善客舱噪声信号。例如，如图所示，方法300可以连续循环或者执行步骤302至310，以便基于在302处接收到的所捕获的图像来检查新噪声源，并且如果在步骤304处识别出新噪声预测，则重新测量在步骤306检测到的音频信号，并且在步骤308处重新计算客舱噪声信号。
在步骤312处，处理器将原始音频信号(例如，图2所示的音频信号202)中的每个音频片段与在步骤310处确定的客舱噪声水平(例如，图2中所示的客舱噪声水平204)和预定的响度阈值(例如，图2中所示的响度阈值205)进行比较，以识别比客舱噪声水平更轻声的片段(例如，图2中所示的轻声片段206)以及比响度阈值更大声的片段(例如，图2中所示的大声片段208)。可以理解，随着方法300继续循环经过步骤302至310，同时还通过步骤312至322向前移动，在步骤312中使用的客舱噪声水平可以被连续更新。
在步骤314处，处理器确定给定片段是否轻声，或者具有低于客舱噪声水平的音量水平。如果确定结果为“是”，则方法300继续至步骤316，在步骤316中,处理器增加在步骤314处识别的轻声片段的音量(或增幅)。如果在步骤314处的确定结果为“否”，则方法300继续至步骤328，在步骤328中，处理器确定给定片段是否大声，或者具有高于响度阈值的音量水平。如果在步骤318处的确定结果为“是”，则方法300继续至步骤320，在步骤320中，处理器减小在步骤314处识别的大声片段的音量(或降幅)。如果在步骤318处的确定结果为“否”并且在完成步骤316或步骤320之后，方法300继续至步骤322，在步骤322中，处理器确定音频文件中是否存在额外的音频片段。如果确定结果为“是”，则方法300继续回到步骤312，在步骤312中，处理器选择另一音频片段用于分析，并且可以重复步骤314至322。如果在步骤322处的确定结果为“否”(即，没有更多音频片段要分析)，则方法300可以在步骤322之后结束。
现在参考图4，示出了根据实施例的示例性车辆计算系统(vcs)400，该示例性车辆计算系统(vcs)400可以包括在车辆中，例如作为车辆的车辆电子系统或信息娱乐系统的一部分。vcs400可以是信息娱乐系统，例如
如图所示，vcs400包括数据处理器402(例如，电子数据处理器)、数据存储装置404(例如，电子存储器)、和车辆数据总线406。vcs400还可以包括负责监测和控制车辆的电气系统或子系统的各种电子控制单元(ecu)。每个ecu可以包括例如用于采集、接收、和/或传输数据的一个或多个输入和输出、用于存储数据的存储器、以及用于处理数据和/或基于其生成新信息的处理器。在所示的实施例中，vcs400的ecu包括音频系统102、发动机控制单元122、摄像机系统124、远程信息处理控制单元(tcu)408、人机界面(hmi)410、和车身控制模块(bcm)412。虽然未示出，但是vcs400可以包括其他ecu，诸如例如用于控制和监测车辆的变速器的变速器控制模块。
vcs400的ecu通过车辆数据总线406(诸如例如控制器局域网(can)总线或机动车辆以太网总线)互相连接，该车辆数据总线406将数据传递至各种ecu以及与vcs400通信的其他车辆和/或辅助部件，并且从各种ecu以及与vcs400通信的其他车辆和/或辅助部件传递数据。此外，数据处理器402可以经由数据总线406与ecu和数据存储装置404中的任何一个进行通信，以执行一个或多个功能，包括与音频系统102相关联的功能。
发动机控制单元122是用于控制和监测车辆的发动机的ecu。在一些实施例中，发动机控制单元122与变速器控制单元组合并且被包括在诸如动力传动系统控制模块(pcm)的单个ecu中。如图所示，发动机控制单元122可以包括用于检测或捕获发动机的声音的发动机麦克风414或者被通信地连接至该发动机麦克风414，并且可以将发动机声音信号经由车辆数据总线406提供给音频系统102或者更具体地，提供给scv控制模块120。
如图所示，音频系统102可以包括图1中所示的音频扬声器110、音频播放器112、和客舱麦克风106或者被通信地连接至图1中所示的音频扬声器110、音频播放器112、和客舱麦克风106。音频播放器112可以包括am/fm无线电接收器或调谐器、用于将音频信号输送至扬声器110或其他音频输出设备的放大器、以及一个或多个媒体设备(例如，磁带播放器、cd播放器、dvd播放器、卫星收音机、辅助设备等)。在一些实施例中，音频系统102形成车辆的预安装的信息娱乐系统或其他原始设备制造商(oem)系统的一部分。在其他实施例中，音频系统102包含主机单元，该主机单元例如通过将主机单元连接至车辆计算系统400的扬声器110和其他oem部件而在售后市场中在车辆中安装。
如图所示，车辆计算系统400可以包含车辆摄像机系统124。车辆摄像机系统124包括位于在车辆上的各个位置处的多个摄像机。摄像机中的至少一个可以被配置用于捕获车辆外部区域的图像。例如，摄像机系统124可以包括分别位于车辆的前侧、后侧、左侧、和/或右侧的前视摄像机、后视摄像机、左视摄像机、和/或右视摄像机，以捕获围绕或至少部分围绕车辆的视场。而且，摄像机中的至少一个可以被配置用于捕获车辆内部的图像。例如，摄像机系统124可以包括位于车辆客舱的前部部分并且定位成捕获客舱的前部部分和后部部分(包括其中坐着的任何车辆乘员)的摄像机。
在一些情况下，车辆摄像机系统124可以被实施为包含用于储存图像处理模块125或者用于执行本文所描述的图像处理技术的其他程序模块或软件指令的单独存储器以及用于执行储存在ecu存储器中的指令的单独的图像处理器416(例如，图形处理单元(gpu))的电子控制单元(ecu)。在其他情况下，车辆摄像机系统124将由摄像机捕获的图像提供给数据处理器402以根据储存在数据存储装置404中的指令来进行处理。在这样的情况下，图像处理模块125可以储存在数据存储设备404中。
tcu408可以是用于使车辆能够连接至一个或多个无线网络(诸如例如无线局域网(wifi)、无线城域网(wimax)、蜂窝网(例如，全球移动通信系统(gsm)、通用分组无线业务(gprs)、长期演进(lte)、第三代移动通信(3g)、第四代移动通信(4g)、码分多址(cdma)等)、蓝牙、近场通信(nfc)、射频识别(rfid)、卫星、专用短程通信(dsrc)、全球定位系统(gps)、和红外网络)的ecu。在实施例中，tcu408包括无线通信模块417，该无线通信模块417包含用于连接至各种无线网络或者与各种无线网络交互的一个或多个天线、无线电装置、调制解调器、接收器、和/或发射器(未示出)。例如，如图所示，无线通信模块417可以包括用于无线地接收位置和/或路线数据的gps接收器126或其他位置确定接收器。
在一些情况下，tcu408可以经由无线通信模块417从与车辆相关联的一个或多个外部装置(未示出)接收外部数据，该外部装置例如诸如是钥匙扣(未示出)、与车辆配对的用户设备、和/或通信地连接至tcu408的远程服务器。在这种情况下，tcu408将接收到的外部数据提供给vcs400的适当的ecu。在一些情况下，tcu408还可以接收来自具有将内部数据传输至与车辆相关联的外部设备的指令的一个或多个ecu和/或数据处理器402的内部数据。
例如，tcu408可以使得vcs400或音频系统102能够使用蓝牙、wifi、蜂窝、或其他无线通信网络和/或经由与车辆的制造商、vcs400、和/或车辆的信息娱乐系统(诸如福特
作为另一示例，tcu408可以使得vcs400或音频系统102能够从通信地连接至gps接收器126的位置确定卫星接收位置数据。vcs400可以经由车辆数据总线406将接收到的位置数据提供给有源噪声预测器118，以基于其来生成噪声预测。
人机界面(hmi)410(也称为“用户界面”)可以是用于使得用户能够与车辆交互并且将车辆信息呈现给车辆操作者或驾驶员的ecu。hmi410包括用于显示车辆信息(诸如例如导航系统信息、音频系统信息、由车辆摄像机124捕获的视频、加热和空调信息等)的一个或多个显示器418。hmi410还可以包括用于输入、进入、接收、捕获、显示、或输出与车辆计算系统400、音频系统102、和/或本文公开的技术相关联的数据的一个或多个输入设备420和/或一个或多个输出设备(未示出)。输入设备420可以包括键、按钮、旋钮、拨号盘、滑块、触摸屏、或其他触摸输入、或者能够接收用户输入或选择的任何其他设备。
hmi410可以被配置用于经由数据总线406与vcs400的其他ecu和/或数据处理器402进行交互，以便将经由hmi410接收到的信息或输入提供给vcs400的适当部件并且向车辆操作者或乘员呈现从vcs400的各种部件接收到的信息或输出。例如，当hmi410接收到旨在用于控制音频系统102的一个或多个方面的输入时(例如，经由输入设备420)，hmi410可以经由车辆数据总线406将输入发送至音频系统102。
bcm412是用于控制和监测车辆的车身中的各种电子配件(包括车辆客舱内的部件)的ecu。例如，bcm412可以包括用于控制车辆车门(包括锁定、解锁、打开和/或关闭车门)的动力车门控制单元、用于控制车窗和/或电动车顶单元(例如，月亮天窗(moonroof)、太阳天窗(sunroof)、折叠式车顶等)(包括打开和关闭车窗或车顶单元)的电动车窗控制单元、用于控制车辆的空调单元和加热单元的空调和/或加热控制单元。在一些实施例中，bcm412可以是图1中所示的内部设备128中的一个，该内部设备128被配置用于经由车辆数据总线406将使用数据提供给音频系统102的有源噪声预测器118。例如，使用数据可以指示车辆车窗或月亮天窗何时打开，从而在车辆客舱中创建新的噪声源。使用数据还可以指示车辆的空调或加热单元何时开启以及空气吹到什么程度(例如，高、低等)，这是因为吹风在车辆客舱中形成另一噪声源。关于这些和其他内部噪声源的信息可以由有源噪声预测器118使用以形成噪声预测，然后将噪声预测提供给sva模块116以细化向输出音频的选定片段的音量调节量。
数据处理器402可以包含微处理器、微控制器、可编程逻辑阵列、专用集成电路、逻辑装置、或用于处理、输入、输出、操纵、储存、或检索数据的其他电子设备中的一个或多个。在实施例中，vcs400可以包含通用型计算机。该通用型计算机用储存在数据存储设备404中或其他地方的各种编程指令或模块来编程。
数据存储设备404可以包含电子存储器、非易失性随机存取存储器(例如，随机存取存储器(ram))、触发器、计算机可写或计算机可读存储介质、磁或光数据存储设备、磁盘或光盘驱动器、硬盘驱动器、或用于储存、检索、读取、或写入数据的其他电子设备中的一个或多个。数据存储设备404储存一个或多个软件程序模块或软件指令，包括用于由数据处理器402执行的选择性音量调节模块116、有源噪声预测器118、和/或图像处理模块125。
如图4所示，在一些情况下，数据存储设备404还储存被配置用于储存例如用于基于捕获图像识别潜在噪声源的噪声源信息的噪声源数据库422。噪声源信息可以包括可以由图像处理器416用来识别具体噪声源的视觉特性。图像处理器416可以通过从所捕获的图像中提取特征并且将所提取的特征与对于给定噪声源储存在噪声源数据库422中的特征进行匹配来识别潜在噪声源。例如，图像处理器416可以通过从所捕获的图像中提取与建筑标志相关的特征并且将特征与所储存的建筑标志的图像进行匹配来识别建筑区域。在一些实施例中，噪声源数据库422可以替代地储存在摄像机系统124的存储器中。
在某些实施例中，诸如图3的附图中的过程描述或框可以表示包括用于实施该过程中的特定逻辑功能或步骤的一个或多个可执行指令的模块、区段、或代码的部分。任何替代性实施方式都包括在本文描述的实施例的范围内，其中可以基于所包含的功能，与所示或所讨论的顺序无关地(包括实质上同时或相反的顺序)执行功能，正如那些具有本领域普通技术的人员理解那样。
应当强调，仅仅为了清楚地理解本发明的原理而提出上述实施例，特别是任何“优选”实施例是实施方式的可能示例。在大体上不脱离本文所描述的技术的精神和原理的情况下，可以对上述实施例进行许多变化和修改。所有这些修改旨在被包括在本公开的范围内并由所附权利要求保护。
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