车载氛围灯音乐律动控制方法以及系统与流程

1.本发明涉及汽车电子，特别涉及一种车载氛围灯音乐律动控制方法、车身控制单元、提取音乐特征数据的方法、车载信息娱乐系统以及车载氛围灯音乐律动控制系统。


背景技术：

2.为提升用户体验，现在越来越多的车辆上装配有氛围灯。一些车辆上的氛围灯可以随着音乐律动而变化，即汽车氛围灯的音乐律动功能。对于汽车氛围灯的音乐律动功能，目前常规的做法是：(1)采集扬声器的电压，将采集到的数据经音频解析芯片或直接发送给音乐律动算法盒子进行处理，生成相应的控制指令发送给氛围灯；(2)对特定的一首或几首音乐，通过人工的方式设计氛围灯控制指令，使氛围灯控制器执行这些控制指令来控制氛围灯。
3.对于第(1)种做法，其需要特定的音乐律动算法盒子，实现成本高，且这种架构不符合汽车智能化的趋势。另外，由于其是通过采集扬声器的电压来作为音乐律动控制算法的输入，这就使得氛围灯律动与音乐节拍同步性差。
4.对于第(2)种做法，由于其是通过人工对特定的音乐设计氛围灯控制指令，这就使其具有使用场景有限、功能配置不灵活，不能根据音乐类型的不同动态调整氛围灯律动效果以及可复用性差等缺点。


技术实现要素：

5.本发明解决的问题是提供种车载氛围灯音乐律动控制方法、车身控制单元、提取音乐特征数据的方法、车载信息娱乐系统以及车载氛围灯音乐律动控制系统，其具有实现成本低，氛围灯音乐律动效果好等优点。
6.为了解决上述问题，本发明的一方面提供了一种车载氛围灯音乐律动控制方法，适于在车身控制单元中实现，其包括：从车载信息娱乐系统获取当前播放音乐的一系列特征数据，其中每一个所述特征数据对应于一个第一周期长度的音乐数据；周期性地基于在第二时长内的一系列所述特征数据确定对应的感情色彩；以及基于所述感情色彩确定所述车载氛围灯的属性。
7.本发明的另一方面提供了一种车身控制单元，其包括：一个或多个处理器；以及其上存储有多个指令的计算机可读存储介质，所述多个指令响应于由所述一个或多个处理器执行而促使所述一个或多个处理器实现如上所述的车载氛围灯音乐律动控制方法。
8.本发明的又一方面提供了一种提取音乐特征数据的方法，适于在车载信息娱乐系统中实现，其包括：根据音乐文件生成音频波形；对所述音频波形进行离散处理和时频变换，以得到一系列频谱数据；以及基于每一个所述频谱数据确定对应的特征数据。
9.本发明的再一方面提供了一种车载信息娱乐系统，其包括：一个或多个处理器；以及其上存储有多个指令的计算机可读存储介质，所述多个指令响应于由所述一个或多个处理器执行而促使所述一个或多个处理器实现如上所述的提取音乐特征数据的方法。
10.本发明的再一方面提供了一种车载氛围灯音乐律动控制系统，其包括：如上所述的车身控制单元和如上所述的车载信息娱乐系统，所述车身控制单元和所述车载信息娱乐系统通过车载总线互相连接。
11.与现有技术相比，上述方案具有以下优点：
12.本发明的车载氛围灯音乐律动控制方法可以以软件的形式集成在车身控制单元中，利用了车身控制单元的冗余空间以及算力来实现氛围灯音乐律动控制，无需额外的硬件，降低了硬件成本。另外，本发明的车载氛围灯音乐律动控制方法可以实时地根据所播放的音乐来确定车载氛围灯的属性，具有氛围灯律动与音乐节拍同步性好，律动效果好的优点。
附图说明
13.图1例示了根据本发明一个或多个实施例的车载氛围灯音乐律动控制系统的示意图；
14.图2例示了根据本发明一个或多个实施例的车身控制单元的示意图；
15.图3例示了根据本发明一个或多个实施例的车载氛围灯音乐律动控制方法的流程图；
16.图4例示了根据本发明一个或多个实施例的车载信息娱乐系统的示意图；
17.图5例示了根据本发明一个或多个实施例的提取音乐特征数据的方法的流程图。
具体实施方式
18.在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属技术领域的技术人员更全面地了解本发明。但是，对于所属技术领域内的技术人员明显的是，本发明的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本发明并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本发明，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。
19.图1例示了根据本发明一个或多个实施例的车载氛围灯音乐律动控制系统的示意图。参考如1所示，车载氛围灯音乐律动控制系统100包括车身控制单元110、车载信息娱乐系统120和车载总线130。车身控制单元110和车载信息娱乐系统120通过车载总线130互相连接。车载总线130例如可以包括如下总线中的一种或多种：以太网总线、can总线、lin总线、flexray总线等。基于车载信息娱乐系统120根据所播放的音乐所确定的特征数据101，车身控制单元110适于确定车载氛围灯的属性102，以控制车载氛围灯10随音乐律动。
20.在一个或多个实施例中，车载氛围灯音乐律动控制系统100还可以包括车载氛围灯控制模块140。车载氛围灯控制模块140适于接收车身控制单元110发送的车载氛围灯的属性102，并基于车载氛围灯的属性102确定并发送车载氛围灯控制信号给车载氛围灯10。在一个或多个实施例中，车载氛围灯控制模块140与车载氛围灯10可以通过lin总线、pwm信号线和sel信号线中的一种或多种连接。其中，lin总线用于车载氛围灯控制模块140与车载氛围灯10之间的相互通信，pwm信号线用于传输pwm信号以控制车载氛围灯10的亮度、颜色等，sel信号线用于传输选择信号以选择对那个或哪些区域的氛围灯10进行控制。
21.图2例示了根据本发明一个或多个实施例的车身控制单元的示意图。参考图2所示，车身控制单元110包括一个或多个处理器111和计算机可读存储介质112。计算机可读存储介质112存储有多个指令，处理器111可以执行这些指令以实现如下将展开描述的车载氛围灯音乐律动控制方法。
22.图3例示了根据本发明一个或多个实施例的车载氛围灯音乐律动控制方法的流程图。参考图3所示，车载氛围灯音乐律动控制方法200包括如下步骤：
23.步骤210：从车载信息娱乐系统获取当前播放音乐的一系列特征数据，其中每一个特征数据对应于一个第一周期长度的音乐数据；
24.步骤220：周期性地基于在第二时长内的一系列特征数据确定对应的感情色彩；
25.步骤230：基于感情色彩确定车载氛围灯的属性。
26.在步骤210，车身控制单元110从车载信息娱乐系统120获取当前播放音乐的一系列特征数据101，其中每一个特征数据101对应于一个第一周期长度的音乐数据。其中，特征数据101可以包括能量值、振幅和频率中的一者或多者。在一个或多个实施例中，特征数据101包括对应于第一周期长度的音乐数据的能量谱中的最大能量点对应的能量值、振幅和频率中的一者或多者。其中，第一周期长度例如可以为20毫秒。
27.步骤220，车身控制单元110周期性地基于在第二时长内的一系列特征数据101确定对应的感情色彩。在一个或多个实施例中，基于在第二时长内的一系列特征数据101确定对应的感情色彩的步骤包括：
28.对在第二时长内的一系列特征数据计算特征数据平均值；
29.基于特征数据平均值通过感情色彩确定模型确定对应的感情色彩。
30.在一个或多个实施例中，特征数据平均值通过算数平均或加权平均计算得到。在一个或多个实施例中，感情色彩确定模型可以是经神经网络训练出来的模型。具体来说，可以用大量经人工标定感情色彩的音乐数据(特征数据平均值)作为训练集对神经网络进行训练。训练后得到的模型可以根据作为输入的特征数据平均值，而输出对应的感情色彩。在一个或多个实施例中，感情色彩包括如下中的一种或多种：喜悦、愤怒、悲伤、恐惧、厌恶、惊奇、羨慕。
31.在步骤230，车身控制单元110基于感情色彩确定车载氛围灯的属性。在一个或多个实施例中，感情色彩输入到氛围灯音乐律动模型，氛围灯音乐律动模型基于感情色彩确定车载氛围灯的属性102。其中，氛围灯音乐律动模型例如可以是经神经网络训练出来的模型。在其他实施方式中，氛围灯音乐律动模型例如可以是感情色彩与车载氛围灯的属性的对应关系的查找表。在一个或多个实施例中，车载氛围灯的属性102包括如下的一种或多种：灯光位置、灯光颜色、灯光亮度。在一个实施例中，当感情色彩为愤怒时，氛围灯音乐律动模型可以输出灯光颜色为红色。在一个实施例中，当感情色彩为悲伤时，氛围灯音乐律动模型可以输出灯光颜色为蓝色。
32.在一个或多个实施例中，车身控制单元110还可以经车载总线130从其他车载控制器获取信息103来确定车载氛围灯的属性102。信息103例如可以包括如下的一种或多种：天气信息、雨量信息、用户配置、车速信息。
33.如上所描述，前述实施例中将车载氛围灯音乐律动控制方法200以软件的形式集成在车身控制单元(例如车身域控制器、车身高性能计算单元、传统的车身控制单元(bcm、
igc)等)中，可以利用车身控制单元的冗余空间以及算力来实现氛围灯音乐律动控制，无需额外的硬件，降低了硬件成本。另外，前述实施例中的车载氛围灯音乐律动控制方法200可以实时地根据所播放的音乐来确定车载氛围灯的属性，具有氛围灯律动与音乐节拍同步性好，律动效果好的优点。
34.图4例示了根据本发明一个或多个实施例的车载信息娱乐系统的示意图。参考图4所示，车载信息娱乐系统120包括一个或多个处理器121和计算机可读存储介质122。计算机可读存储介质122存储有多个指令，处理器121可以执行这些指令以实现如下将展开描述的提取音乐特征数据的方法。
35.图5例示了根据本发明一个或多个实施例的提取音乐特征数据的方法的流程图。参考图5所示，提取音乐特征数据的方法300包括如下步骤：
36.步骤310：根据音乐文件生成音频波形；
37.步骤320：对音频波形进行离散处理和时频变换，以得到一系列频谱数据；
38.步骤330：基于每一个频谱数据确定对应的特征数据。
39.在步骤310，车载信息娱乐系统120根据音乐文件生成音频波形。其中，音乐文件例如可以是存储在本地的音乐文件，也可以是在线播放的音乐文件。在一个或多个实施例中，车载信息娱乐系统120可以将mp3/wma/acc/flac等格式的音乐文件转为wav波形文件，以得到音频波形。其中音乐文件的采样频率例如可以是22.05khz、44.1khz、48khz等中的一种或多种。
40.在步骤320，车载信息娱乐系统120对音频波形进行离散处理和时频变换，以得到一系列频谱数据。在一个或多个实施例中，对音频波形进行时频变换包括以第一周期长度为周期的短时傅里叶变换。其中，第一周期长度例如可以为20毫秒。
41.在步骤330，车载信息娱乐系统120基于每一个频谱数据确定对应的特征数据。在一个或多个实施例中，步骤330包括如下两个子步骤：
42.子步骤一：计算频谱数据在各等间距频段的功率；
43.子步骤二：基于具有最大功率的频段中的最大能量点确定特征数据。
44.在子步骤一中，可以通过对等间距频段内的频谱数据进行平方以及积分以得到对应的功率。在子步骤二中，在具有最大功率的频段中寻找最大能量点，并基于该最大能量点确定特征数据。通过该种方式确定特征数据，可以避免将具有较大能量的噪音作为最大能量点，而通过该噪音来确定特征数据，也就保证了特征数据的准确性。在一个或多个实施例中，特征数据可以包括能量值、振幅和频率中的一者或多者。
45.虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。