現(xiàn)在買車的人都知道,新能源車越來越火了。但好多老司機總覺得少了點什么 —— 對,就是發(fā)動機的轟鳴聲!其實現(xiàn)在有辦法能找回這種感覺,用語音芯片模擬引擎聲浪,開車的時候超帶感。像深圳唯創(chuàng)知音電子公司做的語音芯片,在這方面就特別厲害,能讓開車變得更有意思。
原理基礎(chǔ)
想用語音芯片模擬出汽車引擎的轟鳴聲,其實是有一套 “技術(shù)密碼” 的。最關(guān)鍵的第一步,就是信號采樣。要知道,引擎聲可不簡單,從低沉的轟鳴聲到機械運轉(zhuǎn)的細(xì)微高頻聲,啥頻率都有。所以咱們得用足夠高的采樣率,把真實的引擎聲音 “拆” 成數(shù)字信號,這樣才能最大程度還原它的細(xì)節(jié)。
一般來說,采樣率至少得到 16kHz 才行,要是想做得更逼真,還得往上加。像唯創(chuàng)知音的 WTN6 系列芯片就挺牛,最高采樣率能飆到 32kHz,有了這種 “高配置”,模擬出來的引擎聲浪質(zhì)感自然就有保障了!
接下來就是聲音數(shù)據(jù)的存儲和編碼了。咱們采集到的引擎聲得找個地兒存起來,可以直接存在語音芯片里,或者存在外接的存儲設(shè)備上。存儲格式也有講究,常見的有 WAV 和 MP3。WAV 格式就像高清原圖,能保留聲音最原汁原味的細(xì)節(jié),但特別占內(nèi)存;MP3 格式則是經(jīng)過壓縮處理的,雖然會損失一點音質(zhì),但勝在省空間,日常聽著也不影響。
拿唯創(chuàng)知音的語音芯片來說,解碼能力特別強,能兼容好幾種音頻格式。像 WTK6900 系列芯片,MP3 和 WAV 格式的音頻都能輕松解碼。而且它存儲方式很靈活,芯片本身自帶存儲空間,要是不夠用,還能外接 SPI FLASH 這類存儲設(shè)備。這樣一來,不管是汽車怠速時的嗡嗡聲,還是加速、急加速時的轟鳴聲,都能完整存下來,想用的時候隨時調(diào)用。
最后就是播放和控制這塊了。不管車子是在跑還是在停,語音芯片得能「聽懂」車上傳感器發(fā)來的信號 —— 像車速多快、油門踩了多深、發(fā)動機轉(zhuǎn)得有多猛,新能源車的話就是模擬這些數(shù)據(jù)的信號。然后芯片得馬上反應(yīng)過來,播放對應(yīng)的引擎聲浪。
舉個例子,要是你一腳油門下去準(zhǔn)備超車,芯片就得立刻「換臺」,播放加速時的引擎聲浪音效。而且踩油門越狠,芯片還得同步把音量調(diào)高、音調(diào)拉得更激昂,讓聲浪和車子的動作完全對上號。
芯片選型適配
要是想模擬汽車引擎聲浪,推薦選功能齊全的芯片,像 WTK6900 系列就很不錯。這系列芯片用的是 32 位內(nèi)核,主頻達到 240MHz,還自帶硬件浮點運算,處理復(fù)雜音頻數(shù)據(jù)完全不在話下。而且它的智能降噪超實用,能把開車時周圍的嘈雜聲都過濾掉,保證引擎聲浪清清楚楚地傳出來。
另外,這個芯片支持好多常用的控制接口,比如 UART、SPI 這些,和汽車的電子控制單元(ECU)接起來特別方便。接上之后,就能接收車子的實時狀態(tài)了。舉個例子,通過 UART 接口收到 ECU 傳來的車速、油門踩了多深這些信息,就能精準(zhǔn)調(diào)整引擎聲浪的播放效果。
聲音樣本采集與處理
想做出逼真的引擎聲浪,第一步得先收集海量素材。找專業(yè)錄音設(shè)備,在安靜的消音室或者專門的測試場,把不同車型、不同轉(zhuǎn)速和負(fù)載下發(fā)動機的聲音全錄下來。
錄完的音頻還得 “加工” 一下。用剪輯軟件把雜音、電流聲去掉,再調(diào)調(diào)高低音,讓聲音聽著更帶勁。處理好的聲音按開車的不同狀態(tài)分類,像怠速、慢慢開、高速飆車、一腳油門猛加速、踩剎車減速這些情況,分別保存成獨立文件。最后把這些文件 “喂” 給語音芯片,或者存到和芯片連著的外部存儲器里,方便后續(xù)調(diào)用。
與汽車系統(tǒng)集成
語音芯片得和汽車的電氣系統(tǒng)好好 “配合”。第一步先接電源電路,畢竟汽車用的是 12V 或者 24V 的電源,得通過穩(wěn)壓電路,把電壓降到芯片能用的 3.3V 左右,這樣芯片才能穩(wěn)定工作。
然后接上音頻輸出電路。要是想讓聲浪聲音夠大,芯片的音頻輸出可以直接連車內(nèi)揚聲器;要是想效果更好,就加個功率放大器,帶動功率更大的揚聲器。
再說說信號輸入這塊。語音芯片得靠 CAN 總線或者其他通信協(xié)議,從汽車的 “大腦” ECU 那兒拿到實時數(shù)據(jù)。舉個例子,當(dāng)你踩油門的時候,ECU 馬上就知道了,會通過 CAN 總線把油門踩了多深的信號傳給語音芯片。芯片收到信號,就會從存好的聲音庫里,挑出對應(yīng)加速狀態(tài)的引擎聲浪播放出來。
聲音效果優(yōu)化
想讓模擬出來的引擎聲更帶勁、更像真的,還得在聲音效果上多下功夫。首先,可以用語音芯片自帶的音效調(diào)節(jié)功能,像混響、均衡這些。加點混響,就好比給聲音加了個 “空間濾鏡”,模擬出聲音在發(fā)動機艙里來回反彈,還有周圍環(huán)境反射的效果,聽著就更有空間感了。調(diào)均衡的時候,把低頻拉一拉,引擎的轟鳴聲立馬就渾厚起來;再稍微提提高頻,那些發(fā)動機運轉(zhuǎn)的細(xì)微機械聲也能聽清楚了。
另外,還能讓聲音跟著車速 “動態(tài)調(diào)整”。車速快起來,周圍噪音大了,芯片會自動把引擎聲浪調(diào)大聲;車速慢了,聲音也跟著降下去,這樣不管開多快,都能聽得清清楚楚,而且和環(huán)境音的比例剛剛好。
這么一通操作下來,唯創(chuàng)知音語音芯片就能在車?yán)锬M出超逼真的引擎聲浪。聲音會跟著車速、油門變化,開起來感覺特別帶勁,駕駛體驗直接拉滿!
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