CN111918175B - 车载沉浸式声场系统的控制方法、装置及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明提供了车载沉浸式声场系统的控制方法、装置及车辆。该系统包括设置于座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器及设置于与第一近耳区域相背的头枕第二近耳区域的右声道扬声器，方法包括：获取包含左声道信号及右声道信号的初始信号，对左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，得到左环绕声道信号及右环绕声道信号，向左声道扬声器输出左环绕声道信号及向右扬声器输出右环绕声道信号。通过利用设置在座椅的头枕的左声道扬声器与右声道扬声器，并结合对初始信号中的左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，使得能够得到环绕声道信号，实现环绕声播放，重放效果好。

Description

车载沉浸式声场系统的控制方法、装置及车辆

【技术领域】

本发明涉及车载音响技术领域，尤其涉及一种车载沉浸式声场系统的控制方法、装置及车辆。

【背景技术】

随着汽车技术发展，人们对汽车的乘坐舒适性要求越来也高，车载多媒体则是提升用户乘车舒适性的一个重要环节，车载多媒体可以使得用户在汽车内欣赏音乐，从而愉悦身心，缓解疲劳，因此，车载多媒体在汽车上得到广泛的应用。

目前车载多媒体的音乐重放通常是在车内利用扬声器布置声场系统，利用该声场系统实现车内音乐重放，然而，目前使用的声场系统所产生的重放效果较差。

【发明内容】

本发明的目的在于提供一种车载沉浸式声场系统的控制方法、装置及车辆，能够实现环绕声效果，具有重放效果好的优点。

第一方面，本发明实施例提供一种车载沉浸式声场系统的控制方法，所述车载沉浸式声场系统包括：设置于座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器及设置于与所述头枕第一近耳区域相背的头枕第二近耳区域的右声道扬声器；

所述方法包括：

获取初始信号，所述初始信号包含左声道信号

及右声道信号

对所述左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，得到左环绕声道信号Ls₁及右环绕声道信号Rs₁；

向所述左声道扬声器输出所述左环绕声道信号，及向所述右声道扬声器输出所述右环绕声道信号；

所述左环绕声道信号为：

所述右环绕声道信号为：

其中，A₁表示所述左声道信号的幅值，A₂表示所述右声道信号的幅值，β₁、β₃表示所述左声道信号的幅值的衰减系数，β₂、β₄表示所述右声道信号的幅值的衰减系数，Δt₁、Δt₃表示所述左声道信号的时间延迟，Δt₂、Δt₄表示所述右声道信号的时间延迟，π表示调整相位，t₁表示所述左声道信号的起始时间，t₂表示所述右声道信号的起始时间，

表示所述左声道信号的起始相位，

表示所述右声道信号的起始相位。

可选地，所述对所述左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，得到左环绕声道信号Ls₁及右环绕声道信号Rs₁之前还包括：

对所述左声道信号及右声道信号进行模拟，得到左声道模拟信号L_v及右声道模拟信号R_v；

则向所述左声道扬声器输出所述左环绕声道信号，及向所述右声道扬声器输出所述右环绕声道信号，包括：

向所述左声道扬声器输出所述左环绕声道信号及所述左声道模拟信号，向所述右声道扬声器输出所述右环绕声道信号及所述右声道模拟信号。

可选地，所述对所述左声道信号及右声道信号进行模拟，得到左声道模拟信号及右声道模拟信号，包括：

求解如下公式，得到所述左声道模拟信号L_v及右声道模拟信号R_v：

其中，L_v表示左声道模拟信号，R_v表示右声道模拟信号，H1表示左侧虚拟扬声器到头部左耳的声学传递函数，H2表示左侧虚拟扬声器到头部右耳的声学传递函数，H3表示右侧虚拟扬声器到头部左耳的声学传递函数，H4表示右侧虚拟扬声器到头部右耳的声学传递函数，H5表示左声道扬声器到头部左耳的声学传递函数，H6表示左声道扬声器到头部右耳的声学传递函数，H7表示右声道扬声器到用户左耳的声学传递函数，H8表示右声道扬声器到头部右耳的声学传递函数，L_s0表示所述初始信号中的所述左声道信号，R_s0表示所述初始信号中的所述右声道信号。

可选地，所述车载沉浸式声场系统还包括：设置于首排座椅前方中控台的第一前部扬声器；

所述方法还包括：

将所述初始信号发送给所述第一前部扬声器。

可选地，所述车载沉浸式声场系统还包括：设置于首排座椅前方的中控台的前排中置扬声器、前排左声道扬声器及前排右声道扬声器，所述方法还包括：

对所述初始信号中的所述左声道信号及右声道信号分别进行幅值衰减处理及时延处理，得到前排左声道信号L₁及前排右声道信号R₁；

向所述前排中置扬声器输出所述初始信号，向所述前排左声道扬声器输出所述前排左声道信号，向所述前排右声道扬声器输出所述前排右声道信号。

可选地，所述前排左声道信号为：

所述前排右声道信号为：

其中，L₁表示所述前排左声道信号，δ₁表示所述左声道信号的幅值衰减系数，A₁表示所述左声道信号的幅值，t₁表示所述左声道信号的起始时间，Δt₅表示所述左声道信号的延迟时间，

表示所述左声道信号的起始相位，δ₂表示所述右声道信号的幅值衰减系数，A₂表示所述右声道信号的幅值，t₂表示所述右声道信号的起始时间，Δt₆表示所述右声道信号的延迟时间，

表示所述右声道信号的起始相位。

可选地，所述车载沉浸式声场系统还包括：设置于B柱朝向车内空间的一侧的第二前部扬声器，或者，非首排座椅前方区域的车门朝向车内空间的一侧第二前部扬声器；

所述方法还包括：

对所述左声道信号及右声道信号进行幅值衰减处理及时延处理，得到左前部目标信号C_back1及右前部目标信号C_back2；

向左侧的所述第二前部扬声器输出所述左前部目标信号，向右侧的所述第二前部扬声器输出所述右前部目标信号。

可选地，所述左前部目标信号如下：

所述右前部目标信号如下：

其中，C_back1表示左前部目标信号，C_back2表示右前部目标信号，A₁表示所述左声道信号的幅值，A₂表示所述右声道信号的幅值，t₁表示所述左声道信号的起始时间，t₂表示所述右声道信号的起始时间，

表示所述左声道信号的起始相位，

表示所述右声道信号的起始相位，γ_back1和γ_back3表示所述左声道信号的幅值的衰减系数，γ_back2和γ_back4表示所述右声道信号的幅值的衰减系数，Δt_back1和Δt_back3表示所述左声道信号的延迟时间，Δt_back2和Δt_back4表示所述右声道信号的延迟时间。

在第二方面，本发明实施例提供一种车载沉浸式声场系统的控制装置，所述车载沉浸式声场系统包括：设置于座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器及设置于与所述头枕第一近耳区域相背的头枕第二近耳区域的右声道扬声器；

所述控制装置包括：处理器及存储器，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器耦合所述存储器，所述处理器在工作时执行所述计算机指令以第一方面中的控制方法。

在第三方面，本发明提供一种车辆，该车辆包含第二方面所述的车载沉浸式声场系统的控制装置。

本发明的有益效果在于：该车载沉浸式声场系统包设置于座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器及设置于与所述第一近耳区域相背的头枕第二近耳区域的右声道扬声器，且可获取包含左声道信号及右声道信号的初始信号，对左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，得到左环绕声道信号及右环绕声道信号，向左声道扬声器输出左环绕声道信号及向右扬声器输出右环绕声道信号。通过利用设置在座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器与头枕第二近耳区域的右声道扬声器，并结合对初始信号中的左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，使得能够得到环绕声道信号，实现环绕声播放，重放效果好。

【附图说明】

图1为本发明实施例中车载沉浸式声场系统的控制方法的一流程示意图；

图2为本发明实施例中车载沉浸式声场系统中的扬声器的布局示意图；

图3为本发明实施例中驾驶座椅对应的扬声器的布局示意图；

图4为本发明实施例中车载沉浸式声场系统的控制方法的流程示意图；

图5为本发明实施例中图2所述的驾驶座椅对应的扬声器的声音传播路径的示意图；

图6为本发明实施例中车载沉浸式声场系统的效果示意图；

图7为本发明实施例中车载沉浸式声场系统中的扬声器的另一布局示意图；

图8为本发明实施例中车载沉浸式声场系统的控制方法的另一流程示意图；

图9为本发明实施例中控制装置的结构框图。

【具体实施方式】

下面结合附图和实施方式对本发明作进一步说明。

为了更好的理解本发明实施例中的技术方案，下面将说明声音信号的描述方法，对于任意一个单频声音信号S，都可以用如下的表达式表示：

其中，A_s表示声音信号的幅值，e表示自然数，是自然对数函数的底数，数学中最重要的常数之一，且不仅是无理数，也和圆周率一样是超越数；w_s表示声音信号的角频率；t_s表示声音信号的时间，

表示声音信号的相位。

对于一个复杂的非单频声音信号S_M，例如音乐信号，噪声信号等，可以写成多个单频声音信号叠加的形式，如下式：

为简化描述，下述过程中，非单频声音信号的表达式可以写成如下的表达式：

其中，S_M表示要描述的对象，括号内表示表述的对象可以用w_M,A_M,t_M,

这几个参数的函数表达式描述其数学特征，且

表示非单频声音信号，w_M,A_M,t_M,

分别代表了原始信号的角频率、幅值、时间及相位特征。

在本发明实施例中，对初始信号进行的信号处理，主要包括对声音信号的幅值、时间延迟及相位的调整。对幅值的调整可以将初始信号的幅值乘以一个衰减常数获得，对时间延迟的调整，可以将初始信号的时间参数加上一段延迟时间获得，对于相位的调整，则可以将初始信号的相位参数架上一段相位获得。如下式：

其中，S_T表示初始信号

经过信号处理后得到的调整后的声音信号。由于在本发明实施例中不包含对频率的调整，为了简化描述方式，上述信号处理表达式在后续中写成如下形式的表达式：

需要说明的是，声音信号的表达形式和处理方式，本发明实施例都按照上述的简化形式进行表达，后续不再进行赘述。

需要说明的是，在本发明实施例中的“左”和“右”方位的确定是以驾驶员坐在驾驶座椅上开车时，基于驾驶员的“左”和“右”确定的。

在本发明实施例中，涉及到一种车载沉浸式声场系统，该车载沉浸式声场系统包括：设置于座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器及设置于与头枕第一近耳区域相背的头枕第二近耳区域的右声道扬声器，可以理解的是，对应车辆内的座椅，每一个座椅的头枕都可以设置上述的左声道扬声器及右声道扬声器。请参阅图1，为本发明实施例中基于座椅头枕的左声道扬声器及右声道扬声器的车载沉浸式声场系统的控制方法的流程示意图，包括：

步骤101、获取初始信号，所述初始信号包含左声道信号及右声道信号；

步骤102、对所述左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，得到左环绕声道信号及右环绕声道信号；

步骤103、向所述左声道扬声器输出所述左环绕声道信号，及向所述右声道扬声器输出所述右环绕声道信号。

其中，左声道信号为：

右声道信号为：

其中，左环绕声道信号为：

右环绕声道信号为：

其中，A₁表示所述左声道信号的幅值，A₂表示所述右声道信号的幅值，β₁、β₃表示所述左声道信号的幅值的衰减系数，β₂、β₄表示所述右声道信号的幅值的衰减系数，Δt₁、Δt₃表示所述左声道信号的时间延迟，Δt₂、Δt₄表示所述右声道信号的时间延迟，π表示调整相位，t₁表示所述左声道信号的起始时间，t₂表示所述右声道信号的起始时间，

表示所述左声道信号的起始相位，

表示所述右声道信号的起始相位。

在本发明实施例中，普通的立体声只能分清左右两个方向的声音，而环绕声还能让用户感觉到声音在前后左右各个方位，更有空间感，可通过利用设置在座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器与头枕第二近耳区域的右声道扬声器，并结合对初始信号中的左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，使得能够得到环绕声道信号，实现环绕声播放，使得更具有空间感，重放效果好。

需要说明的是，基于图1所示实施例中的扬声器的布局方式及控制方法可以扩展多种不同的实现方式，下面将介绍两种可行的实现方式：

在一种可行的实现方式中，请参阅图2及图3，其中，图2为本发明实施例中车载沉浸式声场系统中的扬声器的布局示意图，图3为本发明实施例中驾驶座椅对应的扬声器的布局示意图。

上述车载沉浸式声场系统包括设置于座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器1及右声道扬声器2。可以理解的是，可以对车辆内的指定的一个或多个座椅均可设置上述的左声道扬声器1和右声道扬声器2，例如，图2是对每一个座椅均设置左声道扬声器1和右声道扬声器2，其为一种可行实现方式的布局示意图，并不对本申请所要保护的技术方案造成限定。

在本发明实施例中，车载沉浸式声场系统还包括设置于座椅前方区域的前部扬声器3。可以理解的是，车辆内部包含首排座椅和非首排座椅，如图2所示，车辆内部包括两排座椅，可以分别称为首排座椅和后排座椅，因此，前部扬声器3包括第一前部扬声器31，该第一前部扬声器31设置于首排座椅前方的中控台，且该前部扬声器3还包括第二前部扬声器32，该第二前部扬声器32设置于B柱朝向车内空间的一侧，或者，非首排座椅前方区域的车门朝向车内空间的一侧。

其中，上述车载沉浸式声场系统中包含的扬声器在车辆内的布局是针对中频、高频和全屏扬声器的布局，可以不包括低频和超低频。

在本发明实施例中，左声道扬声器1、右声道扬声器2及前部扬声器3可以使用具有尺寸小、轻薄特点的扬声器，例如，可以采用动圈式全频带微型车载扬声器，使用的尺寸为30mm*60mm*12mm，在实际应用中可以根据具体的需要选择扬声器的类型及尺寸，此处不做限定。

基于图2及图3所示的车载沉浸式声场系统，下面将描述该车载沉浸式声场系统的控制方法，请参阅图4，为本发明实施例中车载沉浸式声场系统的控制方法的另一流程示意图，包括：

步骤401、获取初始信号，初始信号包含左声道信号及右声道信号；

步骤402、对所述左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，得到左环绕声道信号及右环绕声道信号；

步骤403、对所述左声道信号及右声道信号进行模拟，得到左声道模拟信号及右声道模拟信号；

步骤403、向所述左声道信号输出所述左环绕声道信号及所述左声道模拟信号，向所述右声道信号输出所述右环绕声道信号及所述右声道模拟信号。

在本发明实施例中，上述的车载沉浸式声场系统的控制方法由控制装置实现，该控制装置为程序模块，且存储于存储介质中，控制器可以调用存储介质中存储的控制装置并运行，则可以实现上述的控制方法。

其中，可先获取初始信号，该初始信号是指待处理的信号，可以基于该初始信号确定输入至各个扬声器的信号。

在本发明实施例中，初始信号包含左声道信号及右声道信号，可以根据虚拟环绕声算法及初始信号，分别得到左环绕声道信号、右环绕声道信号、左声道扬声器对应的左声道模拟信号及右声道扬声器对应的右声道模拟信号，下面将进行详细描述：

初始信号的表达式可以为：

其中，C表示初始信号，

表示初始信号包含的左声道信号，

表示初始信号包含的右声道信号，A₁表示左声道信号的幅值，A₂表示右声道信号的幅值，t₁表示左声道信号的起始时间，t₂表示右声道信号的起始时间，

表示左声道信号的起始相位，

表示右声道信号的起始相位。

可对初始信号包含的左声道信号

及右声道信号

进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，得到左环绕声道信号L_s及右环绕声道信号R_s，具体的，左环绕声道信号如下：

右环绕声道信号如下：

其中，A₁表示左声道信号的幅值，A₂表示右声道信号的幅值，β₁、β₃表示左声道信号的幅值的衰减系数，β₂、β₄表示右声道信号的幅值的衰减系数，Δt₁、Δt₃表示左声道信号的时间延迟，Δt₂、Δt₄表示右声道信号的时间延迟，π表示调整相位，t₁表示左声道信号的起始时间，t₂表示右声道信号的起始时间，

表示左声道信号的起始相位，

表示右声道信号的起始相位。

其中，通过将起始相位加上调整相位可以实现左声道信号和右声道信号的反向叠加处理，通过设置幅值的衰减系数可以实现幅值衰减处理，通过将起始时间与延迟时间相加可以实现时延处理，即可得到上述的左环绕声道信号L_s和右环绕声道信号R_s。

进一步的，还可对左声道信号及右声道信号进行模拟，得到左声道模拟信号及右声道模拟信号，具体的，可根据预设的声学传递函数、初始信号包含的左声道信号及右声道信号进行模拟，得到左声道模拟信号及右声道模拟信号。

其中，声学传递函数是指初始条件下线性系统响应(即输出)量的拉普拉斯变换(或z变换)与激励(即输入)量的拉普拉斯变换之比。记作H＝Y/U，其中，Y，U分别为输出量和输入量的拉普拉斯变换。声学传递函数是描述线性系统动态特性的数据工具之一，本发明实施例中的传递函数，可以由实际的车内情况测量处理得到。通过利用声学传递函数进行模拟，使得能够让用户将其后侧的扬声器发出的声音感应成其前侧的扬声器发出的声音，产生虚拟环绕声效果，让用户产生沉浸感。

结合图3及图5，其中图5为本发明实施例中驾驶座椅对应的扬声器的声音传播路径的示意图。

在图5中，6表示用户坐在驾驶室时，头部的俯视图，且朝向第一前部扬声器31的方向为用户的视线方向，左声道扬声器1和右声道扬声器2分别位于头部6耳朵的两侧，虚线框表示的左侧虚拟扬声器4和右侧虚拟扬声器5，则分别为左声道扬声器1和右声道扬声器2在播放声音时，其左声道模拟信号及右声道模拟信号会让用户感觉到的该两个模拟信号分别是由左侧虚拟扬声器4和右侧虚拟扬声器5播放的，使得用户能够感觉到其前侧也有虚拟扬声器在播放声音，产生沉浸式的听感。

在图5中，H1至H8为模拟得到左声道模拟信号及右声道模拟信号时需要使用到的声学传递函数，且基于声学传递函数H1至H8可以按照如下方式分别到的左声道模拟信号和右声道模拟信号：

求解上述公式，则可以到左声道模拟信号L_v和右声道模拟信号R_v，H1表示左侧虚拟扬声器到头部左耳的声学传递函数，H2表示左侧虚拟扬声器到头部右耳的声学传递函数，H3表示右侧虚拟扬声器到头部左耳的声学传递函数，H4表示右侧虚拟扬声器到头部右耳的声学传递函数，H5表示左声道扬声器到头部左耳的声学传递函数，H6表示左声道扬声器到头部右耳的声学传递函数，H7表示右声道扬声器到用户左耳的声学传递函数，H8表示右声道扬声器到头部右耳的声学传递函数，L_s0表示所述初始信号中的所述左声道信号，R_s0表示所述初始信号中的所述右声道信号。

进一步，可以将左环绕声道信号与左声道模拟信号相加得到左声道扬声器1对应的目标音频信号，即L_s+L_v，将右环绕声道信号与右声道模拟信号相加得到右声道扬声器2对应的目标音频信号，即R_s+R_v。将L_s+L_v输出给左声道扬声器1，及将R_s+R_v输出给右声道扬声器2，使得能够实现对该两类扬声器的环绕声道和左右声道的重放。

如图5所示，如果馈给左声道扬声器1的信号为左环绕声道信号，馈给右声道扬声器2的信号为右环绕声道信号，那么用户会感知到声音从头后部传入，若将左声道模拟信号也反馈给左声道扬声器1，及将右声道模拟信号也反馈给右声道扬声器2，则可以通过这类信号模拟放置在用户前部左右的左侧虚拟扬声器4和右侧虚拟扬声器4发出的声音，使得在实际发声装置为左声道扬声器1和右声道扬声器2的情况下，用户主观听起来的感受是从左侧虚拟扬声器4和右侧虚拟扬声器4发出的声音，然而左侧虚拟扬声器4和右侧虚拟扬声器4并不存在，该种方式能够让用户产生沉浸式听感。请参阅图6，为本申请实施例中车载沉浸式声场系统的效果示意图，在图6中是以车辆的首排座椅为例，且其中，左侧虚拟扬声器4和右侧虚拟扬声器4是不存在的，而是左声道扬声器1和右声道扬声器2在利用目标音频信号进行重放时，模拟出来的扬声器，从图6可以看出，用户被多个不同方向的声音环绕，能够产生沉浸式听感，重放效果好。

在本发明实施例中，上述的左声道模拟信号及右声道模拟信号使用的是虚拟环绕声算法得到的，使得位于用户的近耳区域的左声道扬声器和右声道扬声器的重放能够产生前方区域虚拟的重放效果，即虚拟环绕声效果，增强沉浸式听感。

需要说明的是，在本发明实施例中，车辆内的位于头枕位置的左声道扬声器1和右声道扬声器2均是采用上述方式得到对应的目标音频信号，且对于不同的座椅来说，其使用到幅值衰减系数、延迟时间等参数值可以基于座椅的实际位置确定，不同座椅的参数值可以相同也可以不同。

对于前部扬声器3，发送给不同位置的座椅的前部扬声器3的信号可以按照如下方式确定：

对于第一前部扬声器31，可将上述的初始信号发送给第一前部扬声器31，即对于图3所示的驾驶位置，其第一前部扬声器31对应的信号为初始信号，左声道扬声器1输入的信号包含左环绕声道信号及左声道模拟信号，右声道扬声器2输入的信号包含右环绕声道信号及右声道模拟信号。

对于第二前部扬声器32，可对左声道信号及右声道信号进行幅值衰减处理及时延处理，得到左前部目标信号C_back1及右前部目标信号C_back2；并向左侧的第二前部扬声器32输出左前部目标信号，向右侧的第二前部扬声器32输出右前部目标信号。

其中，左前部目标信号如下：

右前部目标信号如下：

其中，C_back1表示左前部目标信号，C_back2表示右前部目标信号，A₁表示所述左声道信号的幅值，A₂表示所述右声道信号的幅值，t₁表示所述左声道信号的起始时间，t₂表示所述右声道信号的起始时间，

表示所述左声道信号的起始相位，

表示所述右声道信号的起始相位，γ_back1和γ_back3表示所述左声道信号的幅值的衰减系数，γ_back2和γ_back4表示所述右声道信号的幅值的衰减系数，Δt_back1和

表示所述左声道信号的延迟时间，Δt_back2和Δt_back4表示所述右声道信号的延迟时间。

需要说明的是，本发明实施例中使用到的幅值的衰减系数和延迟时间均是根据大量听音试验或实际的车内情况确定的常数。对于不同的座椅，或者不同方位的第二前部扬声器，其使用到的幅值的衰减系数及延迟时间可相同也可以不同。

上述图2至图6所示实施例为一种可行的实现方式，下面将介绍另外一种。

请参阅图7，为本发明实施例中车载沉浸式声场系统中的扬声器的布局示意图，包括：设置于座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器1和右声道扬声器2。可以理解的是，对于车辆内的指定的一个或多个座椅均可设置上述的左声道扬声器1和右声道扬声器2，例如，图7是对每个座椅均设置左声道扬声器1和右声道扬声器2，其为一种可行实现方式的布局示意图，并不对本申请所要保护的技术方案造成限定。

在本发明实施例中，车载沉浸式声场系统还包括设置于座椅前方区域的前部扬声器3，前部扬声器3包括：首排座椅前方的中控台的前排中置扬声器7、前排左声道扬声器8和前排右声道扬声器9，且还包括第二前部扬声器32，该第二前部扬声器32设置于B柱朝向车内空间的一侧，或者非首排座椅前方区域的车门朝向车内空间的一侧。

其中，左声道扬声器1、右声道扬声器2、前排中置扬声器7、前排左声道扬声器8、前排右声道扬声器9、第二前部扬声器32均可以使用具有尺寸小、轻薄特点的扬声器，例如，可以采用动圈式全频带微型车载扬声器，使用的尺寸为30mm*60mm*12mm，在实际应用中可以根据具体的需要选择扬声器的类型和尺寸，此处不做限定。

基于图7所示的车载沉浸式声场系统，下面将描述该车载沉浸式声场系统的控制方法，请参阅图8，为本发明实施例中车载沉浸式声场系统的控制方法的另一流程示意图，包括：

步骤801、获取初始信号，所述初始信号包含左声道信号及右声道信号；

步骤802、对所述左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，得到左环绕声道信号及右环绕声道信号；对所述初始信号中的所述左声道信号及右声道信号分别进行幅值衰减处理及时延处理，得到前排左声道信号及前排右声道信号；

步骤803、向所述左声道扬声器输出所述左环绕声道信号，及向所述右声道扬声器输出所述右环绕声道信号；向所述前排中置扬声器输出所述初始信号，向所述前排左声道扬声器输出所述前排左声道信号，向所述前排右声道扬声器输出所述前排右声道信号。

在本发明实施例中，上述的车载沉浸式声场系统的控制方法由控制装置实现，该控制装置为程序模块，且存储于存储介质中，控制器可以调用存储于存储介质中的控制装置并运行，则可以实现上述的控制方法。

其中，可先获取初始信号，该初始信号包含左声道信号及右声道信号，且将对左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，得到左环绕声道信号及右环绕声道信号，并对初始信号中的左声道信号进行幅值衰减处理及时延处理，得到前排左声道信号，对初始信号中的右声道信号进行幅值衰减处理及时延处理，得到前排右声道信号。

进一步地，将上述的左环绕声道信号输入至所述左声道扬声器1，及将所述右环绕声道信号输入至所述右声道扬声器2，并且将上述的初始信号输入至前排中置扬声器7，将前排左声道信号输入至前排左声道扬声器8，及将前排右声道信号输入至前排右声道扬声器9。

具体的，上述的左环绕声道信号为：

上述的右环绕声道信号为：

其中，A₁表示所述左声道信号的幅值，A₂表示所述右声道信号的幅值，β₁、β₃表示所述左声道信号的幅值的衰减系数，β₂、β₄表示所述右声道信号的幅值的衰减系数，Δt₁、Δt₃表示所述左声道信号的时间延迟，Δt₂、Δt₄表示所述右声道信号的时间延迟，π表示调整相位，t₁表示所述左声道信号的起始时间，t₂表示所述右声道信号的起始时间，

表示所述左声道信号的起始相位，

表示所述右声道信号的起始相位。

进一步地，上述的前排左声道信号为：

上述的前排右声道信号为：

其中，L₁表示所述前排左声道信号，δ₁表示所述左声道信号的幅值衰减系数，A₁表示所述左声道信号的幅值，t₁表示所述左声道信号的起始时间，Δt₅表示所述左声道信号的延迟时间，

表示所述左声道信号的起始相位，δ₂表示所述右声道信号的幅值衰减系数，A₂表示所述右声道信号的幅值，t₂表示所述右声道信号的起始时间，Δt₆表示所述右声道信号的延迟时间，

表示所述右声道信号的起始相位。

进一步地，图7中还包括第二前部扬声器32，在执行上述步骤802的同时还可以对初始信号包含的左声道信号及右声道信号进行幅值衰减处理及时延处理，得到左前部目标信号C_back1及右前部目标信号C_back2，并向左侧的第二前部扬声器32输出左前部目标信号C_back1，向右侧的第二前部扬声器32输出右前部目标信号C_back2。

其中，左前部目标信号如下：

右前部目标信号如下：

其中，C_back1表示左前部目标信号，C_back2表示右前部目标信号，A₁表示所述左声道信号的幅值，A₂表示所述右声道信号的幅值，t₁表示所述左声道信号的起始时间，t₂表示所述右声道信号的起始时间，

表示所述左声道信号的起始相位，

表示所述右声道信号的起始相位，γ_back1和γ_back3表示所述左声道信号的幅值的衰减系数，γ_back2和γ_back4表示所述右声道信号的幅值的衰减系数，Δt_back1和

表示所述左声道信号的延迟时间，Δt_back2和Δt_back4表示所述右声道信号的延迟时间。

需要说明的是，本发明实施例中使用到的幅值的衰减系数和延迟时间均是根据大量听音试验或实际的车内情况确定的常数。对于不同的座椅，或者不同方位的第二前部扬声器，其使用到的幅值的衰减系数及延迟时间可相同也可以不同，例如，对于后排座椅的左侧的第二前部扬声器使用到的幅值的衰减系数，及延迟时间，与后排座椅的右侧的第二前部扬声器使用到的幅值的衰减系数，及延迟时间可以是不一样的。

在本发明实施例中，通过利用左声道扬声器及右声道扬声器，并结合初始信号中的左声道信号及右声道信号进行方向叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，使得能够得到环绕声道信号，实现环绕声播放，重放效果好，且通过设置前部中置扬声器，使得能够实现中置声道的重放，进一步加强重放效果。

本发明实施例还提供一种车载沉浸式声场系统的控制装置，该车载沉浸式声场系统包括：设置于座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器和设置于与所述头枕第一近耳区域相背的头枕第二近耳区域的右声道扬声器，控制装置包括：处理器及存储器，存储器存储有计算机指令，处理器耦合存储器，处理器在工作时执行计算机指令以实现本发明实施例中的车载沉浸式系统的控制方法。

在本发明实施例中，通过利用设置在座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器与头枕第二近耳区域的右声道扬声器，并结合对初始信号中的左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，使得能够得到环绕声道信号，实现环绕声播放，重放效果好。

本发明实施例还提供一种车辆，该车辆包含上述的控制装置。

进一步的，该车辆包括存储器、控制器及车载沉浸式声场系统，车载沉浸式声场系统包括：设置于座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器及设置于与头枕第一近耳区域相背的头枕第二近耳区域的右声道扬声器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本发明实施例中的控制方法。

图9示出了一个实施例中控制装置的内部结构图。如图9所示，该控制装置9包括通过系统总线90连接的处理器92、存储器91。该存储器91存储有计算机程序910，该计算机程序被处理器执行时，可使得处理器实现上述车载沉浸式声场系统的控制方法。本领域技术人员可以理解，图9中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案的控制装置的限限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种车载沉浸式声场系统的控制方法，其特征在于，所述车载沉浸式声场系统包括：设置于座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器及设置于与所述头枕第一近耳区域相背的头枕第二近耳区域的右声道扬声器；

所述方法包括：

获取初始信号，所述初始信号包含左声道信号

及右声道信号

对所述左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，得到左环绕声道信号L_s及右环绕声道信号R_s；

向所述左声道扬声器输出所述左环绕声道信号，及向所述右声道扬声器输出所述右环绕声道信号；

所述左环绕声道信号为：

所述右环绕声道信号为：

其中，A₁表示所述左声道信号的幅值，A₂表示所述右声道信号的幅值，β₁、β₃表示所述左声道信号的幅值的衰减系数，β₂、β₄表示所述右声道信号的幅值的衰减系数，Δt₁、Δt₃表示所述左声道信号的时间延迟，Δt₂、Δt₄表示所述右声道信号的时间延迟，π表示调整相位，t₁表示所述左声道信号的起始时间，t₂表示所述右声道信号的起始时间，

表示所述左声道信号的起始相位，

表示所述右声道信号的起始相位；

所述车载沉浸式声场系统还包括：设置于B柱朝向车内空间的一侧的第二前部扬声器，或者，非首排座椅前方区域的车门朝向车内空间的一侧第二前部扬声器；

所述方法还包括：

对所述左声道信号及右声道信号进行幅值衰减处理及时延处理，得到左前部目标信号及右前部目标信号；

向左侧的所述第二前部扬声器输出所述左前部目标信号，向右侧的所述第二前部扬声器输出所述右前部目标信号。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述对所述左声道信号及右声道信号进行反相叠加处理、幅值衰减处理及时延处理，得到左环绕声道信号Ls₁及右环绕声道信号Rs₁之前还包括：

对所述左声道信号及右声道信号进行模拟，得到左声道模拟信号L_v及右声道模拟信号R_v；

则向所述左声道扬声器输出所述左环绕声道信号，及向所述右声道扬声器输出所述右环绕声道信号，包括：

向所述左声道扬声器输出所述左环绕声道信号及所述左声道模拟信号，向所述右声道扬声器输出所述右环绕声道信号及所述右声道模拟信号。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述对所述左声道信号及右声道信号进行模拟，得到左声道模拟信号及右声道模拟信号，包括：

求解如下公式，得到所述左声道模拟信号L_v及右声道模拟信号R_v：

其中，H1表示左侧虚拟扬声器到头部左耳的声学传递函数，H2表示左侧虚拟扬声器到头部右耳的声学传递函数，H3表示右侧虚拟扬声器到头部左耳的声学传递函数，H4表示右侧虚拟扬声器到头部右耳的声学传递函数，H5表示左声道扬声器到头部左耳的声学传递函数，H6表示左声道扬声器到头部右耳的声学传递函数，H7表示右声道扬声器到用户左耳的声学传递函数，H8表示右声道扬声器到头部右耳的声学传递函数，L_s0表示所述初始信号中的所述左声道信号，R_s0表示所述初始信号中的所述右声道信号。

4.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述车载沉浸式声场系统还包括：设置于首排座椅前方中控台的第一前部扬声器；

所述方法还包括：

将所述初始信号发送给所述第一前部扬声器。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述车载沉浸式声场系统还包括：设置于首排座椅前方的中控台的前排中置扬声器、前排左声道扬声器及前排右声道扬声器，所述方法还包括：

对所述初始信号中的所述左声道信号及右声道信号分别进行幅值衰减处理及时延处理，得到前排左声道信号L₁及前排右声道信号R₁；

向所述前排中置扬声器输出所述初始信号，向所述前排左声道扬声器输出所述前排左声道信号，向所述前排右声道扬声器输出所述前排右声道信号。

6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：

所述前排左声道信号为：

所述前排右声道信号为：

其中，L₁表示所述前排左声道信号，δ₁表示所述左声道信号的幅值衰减系数，A₁表示所述左声道信号的幅值，t₁表示所述左声道信号的起始时间，Δt₅表示所述左声道信号的延迟时间，

表示所述左声道信号的起始相位，δ₂表示所述右声道信号的幅值衰减系数，A₂表示所述右声道信号的幅值，t₂表示所述右声道信号的起始时间，Δt₆表示所述右声道信号的延迟时间，

表示所述右声道信号的起始相位。

7.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于：

所述左前部目标信号如下：

所述右前部目标信号如下：

其中，C_back1表示左前部目标信号，C_back2表示右前部目标信号，A₁表示所述左声道信号的幅值，A₂表示所述右声道信号的幅值，t₁表示所述左声道信号的起始时间，t₂表示所述右声道信号的起始时间，

表示所述左声道信号的起始相位，

表示所述右声道信号的起始相位，γ_back1和γ_back3表示所述左声道信号的幅值的衰减系数，γ_back2和γ_back4表示所述右声道信号的幅值的衰减系数，Δt_back1和

表示所述左声道信号的延迟时间，Δt_back2和Δt_back4表示所述右声道信号的延迟时间。

8.一种车载沉浸式声场系统的控制装置，其特征在于，所述车载沉浸式声场系统包括：设置于座椅的头枕第一近耳区域的左声道扬声器及设置于与所述头枕第一近耳区域相背的头枕第二近耳区域的右声道扬声器；

所述控制装置包括处理器及存储器，所述存储器存储有计算机指令，所述处理器耦合所述存储器，所述处理器在工作时执行所述计算机指令以实现如权利要求1～7中任一项所述的控制方法。

9.一种车辆，其特征在于，所述车辆包含如权利要求8所述的车载沉浸式声场系统的控制装置。

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