一种汽车音响智能音效算法策略

罗逍

上汽通用五菱汽车股份有限公司 广西柳州市 545007

1 引言

随着汽车电子的发展，汽车的音响娱乐系统越来越智能化、网联化，自动驾驶让司机开车更轻松、乘客更放松，车内香氛系统、氛围灯系统让车内人员在乘车过程中，心情愉悦，缓解疲劳。车机系统拥有4G 网络通讯能力，能够让用户听在线音乐。音响系统的音质效果越来越好，让用户在车内就能享受到家庭影院的听觉体验。本文提出一种汽车智能音效算法策略，通过结合汽车驾驶模式、香氛模式、氛围灯模式，车机系统可以根据用户设置，智能调节汽车音响音效模式，并智能推荐在线音乐类型，提高用户的音响体验。

2 智能音效算法各零件功能要求

为了实现本智能音效算法，需要车辆包含有车机系统、变速箱控制器、氛围灯系统、香氛系统、驾驶员状态监测系统、音响系统、天线系统、网关模块，各个零件的主要功能要求如表1 所示。

表1 智能音效算法各零件功能要求

3 智能音效算法框图

车机系统通过CAN 通讯网络获取汽车驾驶模式、氛围灯模式、香氛模式、驾驶员状态等信息，通过一定的算法策略，智能切换音效模式，再通过CAN 通讯网络，将切换后的音效模式指令发送到音响系统，音响系统接收到车机系统的指令后，即通过功放模块内置的MCU 获取预先存储在DSP 里面的音效程序软件，切换不同的音效模式，最后驱动汽车上的扬声器系统播放音乐。车机系统还可以通过车载天线系统连接到4G 网络，智能搜索并播放经典怀旧、摇滚流行、轻柔舒缓等对应风格的互联网在线音乐。工作原理如图1 所示。

图1 智能音效算法工作原理示意图

4 智能音效算法策略

本智能音效算法集成在车机系统的MCU芯片里面，在获取驾驶模式、氛围灯模式、香氛模式的工作状态信息和驾驶员状态信息后，根据算法策略1、2、3，智能选择对应的音效模式。如表2 所示。

如果各系统模块的工作模式不是按照表2所列的顺序排列，则按照驾驶模式、氛围灯模式、香氛模式、驾驶员状态的最新设定顺序进行音效模式切换。比如驾驶模式为标准模式，音效模式为自然原生模式，此时用户切换氛围灯模式为深邃宁静模式，则音效模式对应地切换为温馨柔和模式。比如香氛模式为激情四溢模式，音效模式为动感激情，但是驾驶员被监测到是轻度疲劳的状态，则音效模式对应地切换为自然原生模式。

5 车机系统音效设置界面

为了匹配智能音效算法策略的实施，车机系统需要专门设计音效设置界面，包含有自然原生、动感激情、温馨柔和、智能模式，当用户选择某一个具体的音效模式，比如温馨柔和模式，则音效模式无法智能切换。只有当用户选择智能模式时，才能激活本智能音效算法，并按照表2 所制定的算法策略进行音效模式的切换。如果用户选择播放在线音乐，则根据上述策略智能搜索并推荐对应风格的歌曲。如图2 所示。

表2 智能音效算法实施策略

图2 车机系统音效设置界面

智能模式的选项，是为了从用户的角度出发，如果用户不想频繁地切换音效模式，可以选择自己喜欢的音效模式。只有用户想体验智能音效算法时，进行音效模式的智能切换。

6 CAN 报文设计

为了实现本智能音效算法策略，需要设计一套专门的CAN 通讯报文，以便车机系统准确获取汽车驾驶模式、氛围灯模式、香氛模式、驾驶员状态等信息，并发送对应的指令，以控制音响系统切换音效模式。各模块系统的CAN 报文描述如表3 所示。

表3 各模块系统的CAN报文描述

出于零件功能设计开发的原因，每个模块系统都预留了“未设置”的报文信息真值，用来表示默认的工作模式，具体的工作模式可以等待用户做出具体选择后确定。

7 音效模式开发

为了达到本智能音效算法策略的效果，需要针对整车音响开发专门的音效模式，由于每个车型的扬声器安装位置、车内空间大小、内饰材质、座椅数量不一样，需要进行专门的整车调音。动感激情模式，要求音响系统的低音浑厚、有力度，高音明亮。温馨柔和模式，要求音响系统的低音轻柔，中音丰富饱满，人声清脆、亲切，高音柔和。自然原生模式，要求音响系统的低音、中音、高音比较均衡，不做过多的修饰，最大限度地还原歌曲的音质。

为了保证音效模式的效果达到要求，需要准备一台接近量产状态的车辆，内饰完好，零件完整，在比较安静的场地进行整车调音。调音时间一般要求1 个月左右，以保证有充足的时间进行音效开发。

8 策略验证

本智能音效算法策略开发完成后，需要进行动态和静态效果评审验证。动态验证，试验人员驾驶车辆在道路上，模拟用车场景，随机切换驾驶模式、香氛模式、氛围灯模式，或者做出疲劳、兴奋等精神状态，同时评估音效模式是否切换，功能是否有效。静态验证，试验人员在车辆静止的状态下，模拟用车场景，随机切换香氛模式、氛围灯模式，或者做出疲劳、兴奋等精神状态，同时评估音效模式是否切换，功能是否有效。实车功能满足设计要求后，即可以通过验证。

音效算法策略功能验证通过后，可以邀请相关人员进行音效评审，人数一般为10-20人，要求有一定音响评价能力的人数不少于一半，以确保音效评审的有效性和专业性。人员可以是市场、质量、技术、制造部门的人，也可以是普通消费者，或者产品体验人员。

9 结语

本文设计的汽车音响智能音效算法策略，能自动地根据用户情绪状态、驾驶模式、氛围灯模式、香氛系统模式智能地切换音效模式，使用户的听音享受更加智能化、个性化，为最大限度提高用户听音感知质量提供一种低成本的解决办法。

目前很多车辆并不具备网络连接功能，也不具备本文所描述的各个系统模块，但是相关技术人员，仍然可以根据本文的策略，开发出对应的智能音效算法，最大限度地增加产品的亮点，提高产品的竞争力。比如，可以仅根据驾驶模式，来实现本音效算法策略。