CN113852892A - 音频系统及其控制方法、装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种音频系统其控制方法、装置，该音频系统包括：指向性扬声器组，包括多个指向性扬声器，多个指向性扬声器分设于对应的第一预设位置；其中，多个指向性扬声器在工作时，分别定向第二预设位置辐射声波，以在预设传音区域内形成三维区域声场，第一预设位置和第二预设位置位于预设传音区域内。本发明实现了音频信号独立分区播放功能，有利于提高用户音频播放的私密性，同时可以满足处于同一空间内，不同用户对音频信号的需求。

Description

音频系统及其控制方法、装置

技术领域

本发明涉及智能音频控制技术领域，特别涉及一种音频系统其控制方法、装置。

背景技术

在智能化的大背景下，交通工具，例如汽车音频信号的种类越来越多，如音乐、导航提示音、转向提示音、报警声等。多种声音在车内长时间的混杂，会导致车内乘客的烦恼度增强，期望拥有独立声环境的需求也随之增加。例如，驾驶员在驾驶的同时想听音乐而其他乘客在休息，此时最佳的音乐播放方式是仅使驾驶员听到音乐，而其他乘客听不到或者可听到的音乐音量相对很小。然而，目前市面上的汽车产品车内音频系统一旦开启，车内全部人员将同时感知，不同人员的需求不同，无法得到满足。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种音频系统其控制方法、装置，旨在实现音频信号独立分区播放的功能。

为实现上述目的，本发明提出一种音频系统，所述音频系统包括：

指向性扬声器组，包括多个指向性扬声器，多个所述指向性扬声器分设于对应的第一预设位置；其中，

多个所述指向性扬声器在工作时，分别定向第二预设位置辐射声波，以在预设传音区域内形成三维区域声场，所述第一预设位置和第二预设位置位于所述预设传音区域内。

可选地，所述指向性扬声器组的数量为多个，每一所述指向性扬声器组分设于一所述预设传音区域内。

可选地，所述音频系统还包括：

多个音频输入接口，所述音频输入接口的数量与所述指向性扬声器组的数量对应，每一所述音频输入接口接入一路音频信号；

多个音频处理器，每一所述音频处理器的输入端与一所述音频输入接口连接，每一所述音频处理器的多个输出端与一组所述指向性扬声器组的多个所述指向性扬声器一一对应连接；其中，

每一所述音频处理器用于将接入的音频信号转换为多个声道的音频信号后，将各个所述声道的音频信号输出至对应的指向性扬声器。

可选地，所述音频系统还包括：

多个控制开关，每两个所述音频处理器的输入端之间串联设置有一所述控制开关；其中，

在所述控制开关闭合时，与所述控制开关连接的两个所述音频处理器将接入的音频信号进行处理后，输出至各自对应的指向性扬声器，以实现音频信号在多个所述预设传音区域内同步播放。

可选地，所述音频处理器还用于根据存储的所述第二预设位置与多个所述第一预设位置之间的矢量位置，将所述音频信号处理为多个声道的音频信号，并将各个所述声道的音频信号输出至对应的指向性扬声器。

可选地，所述指向性扬声器为超声波换能器。

可选地，每一所述音频处理器包括：

音频调制电路，与一所述音频输入接口连接，所述音频调制电路用于将接入的音频信号进行调制后输出至对应的所述超声波换能器。

本发明还提出一种音频系统的控制方法，所述音频系统包括多个指向性扬声器组，每一所述指向性扬声器组分设于一所述预设传音区域内；音频系统的控制方法包括：

获取音频系统控制指令；

根据获取的所述音频系统控制指令，控制多个所述指向性扬声器组中对应的指向性扬声器组工作，以在对应的所述预设传音区域内播放音频信号。

可选地，所述音频系统的控制方法还包括以下步骤：

获取预设传音区域内用户目标位置；

根据所述用户目标位置调整对应的所述指向性扬声器组中的指向性扬声器出音口的角度。

本发明还提出一种音频系统的控制装置，包括如上所述的音频系统；以及，

存储器、处理器，所述存储器上存储有音频系统的控制程序，所述音频系统的控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的音频系统的控制方法的步骤。

本发明还提出一种交通工具，包括腔体及如上所述的音频系统；其中，

所述音频系统设置于所述腔体上和/或所述腔体内。

可选地，所述交通工具还包括：

多个座椅，所述音频系统具有多个指向性扬声器组，每一所述指向性扬声器组对应一所述座椅设置。

可选地，所述交通工具还包括控制组件，所述控制组件与所述音频系统电连接。

本发明音频系统通过设置指向性扬声器组，并且每组包括指向性扬声器，将多个指向性扬声器分设于对应的第一预设位置，意识多个指向性扬声器在工作时，分别定向第二预设位置辐射声波，以在预设传音区域内形成三维区域声场。本发明可以根据实际应用需求，将声波辐射至指定的位置，以使处于预设传音区域内的用户pos1能够接收到该指向性扬声器组播放的音频信号，而在其他三维区域声场以外的地方则不能接收到该指向性扬声器组播放的音频信号，以实现音频信号独立分区播放功能。本发明有利于提高用户音频播放的私密性，同时可以满足处于同一空间内，处于不同位置的用户对音频信号的需求。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明音频系统工作时形成的三维区域声场示意图；

图2为本发明音频系统一实施例的电路结构示意图；

图3为图2中音频处理器一实施例的电路结构示意图；

图4为本发明音频系统应用于交通工具一实施例的结构示意图；

图5为本发明交通工具驾驶位位置和副驾驶位置的频率响应曲线；

图6为本发明音频系统的控制方法一实施例示出的流程示意图；

图7为本发明音频系统的控制方法另一实施例示出的流程示意图。

附图标号说明：

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

本发明提出一种音频系统。

参照图1至图5，在本发明一实施例中，该音频系统包括：

指向性扬声器组10，包括多个指向性扬声器(10a，10b，10c)，多个所述指向性扬声器(10a，10b，10c)分设于对应的第一预设位置；其中，

多个所述指向性扬声器(10a，10b，10c)(10a，10b，10c)在工作时，分别定向第二预设位置辐射声波，以在预设传音区域内形成三维区域声场，所述第一预设位置和第二预设位置位于所述预设传音区域内。

本实施例中，第一预设位置为各个指向性扬声器的安装位置，第二预设位置为指向性扬声器辐射音频信号的目标位置，例如用户pos1能够感知音频信号的较佳位置。该位置可以是在用户pos1处于预设传音区域内时，例如坐于该于预设传音区域，或者卧于该预设传音区域内等用户pos1在该预设传音区域的常用状态位置。该第二预设位置具体可以为用户pos1在预设传音区域内，头部所处的位置，具体可以为听众两耳之间的中点。并且在安装指向性扬声器时，可以将指向性扬声器的出音口朝向头部所处的位置。并且，第二预设位置可以为一固定位置，也可以为可调节位置，在第二预设位置设置为固定位置时，每个指向性扬声器固定于第一预设位置上。在第二预设位置为可调位置时，例如用于在由坐立改为仰躺时，该头部位置可能会偏移，此时可以通过调节指向性扬声器的安装位置或者调节指向性扬声器出音口的角度，达到调节第二预设位置的目的，使得指向性扬声器的声音辐射方向始终跟随用户pos1。在具体应用时，可以通过手动调节，也可以通过设置摄像头、传感器，例如红外传感器等检测用户pos1头部的位置，再通过电机等驱动指向性扬声器运动，以调节第二预设位置。

一组指向性扬声器组10中指向性扬声器的数量可以为两个，也可以为三个，四个，具体可以根据音频系统应用的区域及产品体积等进行设置，此处不作限制。并且，多个指向性扬声器(10a，10b，10c)之间可以等间距设置，或者非等间距设置，仅需保证多个指向性扬声器(10a，10b，10c)声源传播方向形成的矢量位置能够指向第二预设位置。当设置为两个时，两个指向性扬声器可以设置在第二预设位置的两侧，并且，每个指向性扬声器设置在第一预设位置上的距离，与第二预设位置之间的距离可以等间距。其中一个指向性扬声器距二预设位置的距离，与其中另一个指向性扬声器距二预设位置的距离，以及两个指向性扬声器之间的距离相等。当设置为三个时，三个指向性扬声器可以分别设置在用于处于预设传音区域的左右手两侧，以及头部上方。指向性扬声器可以采用能够定向传播音频信号的扬声器来实现，例如线性阵列扬声器、超声波扬声器等。本发明以下各示例性的实施例中，以超声波扬声器，尤其是超声波换能器为例进行说明。根据超声波的定向传播，得到如下的非奇次波动方程：

式中

ρ₀为流体密度；p₁为基波声压；p_s为二次波声压；c₀为声速；β为媒质的非线性参数。

求解式(1)可得，非线性相互作用后产生二次波的声压：

式中r为观测点的位置向量；r^′为声源位置向量；v为非线性作用区域。由式(1)、(2)可知，经单频声g(t)＝sinωt调制后的超声信号，经由超声波换能器发射后，在距轴向x远处的调制波声压：

p₁＝p₀[1+mg(t-x/c₀)]e^-αxsinω₀(t-x/c₀) (3)

式中p₀为超声声压；ω₀为超声波频率；m为调制深度，表示载波振幅受调制信号控制的程度；α为载波频率。超声波换能器发射出去的超声波在空气中传播，在其主声束里可产生单频可听声g(t)的声信号源，声源方程为：

式(4)右边第二部分为二次谐波成分，即失真成分。由式(3)、(4)得解调后声压p_s在超声波换能器阵列轴向r处声压为：

从式(5)可知超声波换能器发射出去的超声波在空气中传播解调后的可听声波也依然沿轴向传播，有极强的指向性。针对三维区域中声源方向的还原，根据矢量的幅度平移(Vector—based amplitude panning，VBAP)技术，VBAP利用2个或3个等多个指向性扬声器(10a，10b，10c)的位置的单位向量合成出虚拟声源的单位向量，达到构建声源传播方向的目的。例如每组扬声器组中扬声器的数量为3个时，将3个扬声器可以形成三个声道，参照图1，分别将扬声器形成的三个声道标记为声道1、声道2和声道3。3个扬声器的单位向量视为基向量，虚拟声源的方向由它们的线性组合得到。设3个扬声器距离第二预设位置的单位矢量分别为l₁，l₂，l₃，每个扬声器的音频信号的增益为g₁，g₂，g₃，声源单位矢量为l₀，则l₀可表为：

l₀＝g₁l₁+g₂l₂+g₃l₃ (6)

于是可求解增益得

式中l₁＝[l_i1，l_i2，l_i3]，i＝1，2，3。

根据式(6)(7)可得按照VBAP原理，3个扬声器可以构建三维区域声场。如此，基于超声波的声波定向传播技术，通过超声波换能器将接收到高频电能转换为机械振动，并由超声换能器发射到空气中，借助超声波本身的高指向性，即实现了声音定向传播。

本发明音频系统通过设置指向性扬声器组10，并且每组包括指向性扬声器，将多个指向性扬声器(10a，10b，10c)分设于对应的第一预设位置，意识多个指向性扬声器(10a，10b，10c)在工作时，分别定向第二预设位置辐射声波，以在预设传音区域内形成三维区域声场。本发明可以根据实际应用需求，将声波辐射至指定的位置，以使处于预设传音区域内的用户pos1能够接收到该指向性扬声器组10播放的音频信号，而在其他三维区域声场以外的地方则不能接收到该指向性扬声器组10播放的音频信号，以实现音频信号独立分区播放功能。本发明有利于提高用户pos1音频播放的私密性，同时可以满足处于同一空间内，不同用户pos1对音频信号的需求。

参照图1至图5，在一实施例中，所述指向性扬声器组10的数量为多个，每一所述指向性扬声器组10分设于一所述预设传音区域内。

本实施例中，音频系统可以应用于汽车、火车、飞机等交通工具上，还可以适用于电影院、会议室等等公共区域内。在汽车、火车、飞机等交通工具，以及于电影院、会议室等等公共区域不止一个用户pos1，以汽车举例而言，目前的音箱设备在播放音频信号时，车内全部人员将同时感知，不同人员的需求不同，无法得到满足，并且音频系统也停留在传统的直接回放，无法实现音频三维区域回放。例如司机需要听导航信息，副驾驶需要音乐，而后排乘员休息需要安静，无法同时得到满足，回放音乐无法实现音乐的三维重现。

为此，本实施例中指向性扬声器组10设置为多组，每组指向性扬声器组10可以构建一个三维区域声场，使得三维区域音频分区而独立。预设传音区域也根据音频系统适用的场景不同，设置于对应的地方，具体可以为在车辆车厢中的座位位置，电影院中的座位、安乐椅、活动靠背扶手椅、或者在家庭娱乐室的沙发座位位置等等每个用户pos1在该区域内的活动位置。本实施例可以对应每个座椅设置一个指向性扬声器组10。并且，多个所述指向性扬声器组10呈阵列设置。各个预设传音区域之间相互间隔，或者每个指向性扬声器组10辐射的音频信号仅在与指向性扬声器组10对应的预设传音区域内能够被用户pos1感知到，而不会被其他区域的用户pos1感知到。

参照图1至图5，在一实施例中，所述音频系统还包括：

多个音频输入接口AU-in，所述音频输入接口AU-in的数量与所述指向性扬声器组10的数量对应，每一所述音频输入接口AU-in接入一路音频信号；

多个音频处理器20，每一所述音频处理器20的输入端与一所述音频输入接口AU-in连接，每一所述音频处理器20的多个输出端与一组所述指向性扬声器组10的多个所述指向性扬声器(10a，10b，10c)一一对应连接；其中，

每一所述音频处理器20用于将接入的音频信号转换为多个声道的音频信号后，将各个所述声道的音频信号输出至对应的指向性扬声器。

本实施例中，音频输入接口AU-in可以数字音频接入端口，也可以是模拟音接入端口，多个音频输入接口AU-in分别接入一路音频信号，音频处理器20可以对音频信号进行解码、调制、放大、滤波、混频等处理，并且每个音频处理器20会根据每组指向性扬声器组10中扬声器的数量，产生多个声道的音频信号后，输出给每个指向性扬声器，每个指向性扬声器会根据接收到的音频信号，转换为各自对应声道的机械振动。每个音频输入接口AU-in接入的音频信号可以相同，也可以不同，例如在音频系统应用于汽车等交通工具时，并在驾驶室，副驾驶室，左后座和右后座分别设立了四个三维区域声场，驾驶室对应的三维区域声场可以播放司机需要的导航信息，副驾驶对应的三维区域声场则可以播放音乐，左后座和右后座对应三维区域声场可以不进行音频播放，也即与左后座和右后座对应三维区域声场对应的音频输入接口AU-in未接入音频信号。

参照图1至图5，在一实施例中，所述音频系统还包括：

多个控制开关(S1、S2、S3)，每两个所述音频处理器20的输入端之间串联设置有一所述控制开关(S1、S2、S3)；其中，

在所述控制开关(S1、S2、S3)闭合时，与所述控制开关连接的两个所述音频处理器20将接入的音频信号进行处理后，输出至各自对应的指向性扬声器，以实现多个所述预设传音区域音频同步播放。

本实施例中，控制开关(S1、S2、S3)为双向导通开关，也即一个音频输入接口AU-in接入的音频信号可以通过控制开关输出至另一音频处理器20的输入端，或者另一音频输入接口AU-in一个音频输入接口AU-in接入的音频信号可以输入该音频处理器20。并且，每音频输入接口AU-in之间均串联设置有一个控制开关。多个控制开关(S1、S2、S3)可以组成开关阵列，这些控制开关可以实现一个音频信号在多个预设传音区域上同步播放。控制各个控制开关的通/断一个音频输入接口AU-in可以同时向所有的音频处理器20输出接入的音频信号，实现整个区域内所有三维区域声场播放同时播放同一音频信号。也可以实现任意两个或者两个以上三维区域声场播放同时播放同一音频信号，从而形成三维区域声场同时播放音频的排列组合。例如，在音频系统应用于电影院时，可以控制多路音频输入接口AU-in中与任意一路音频输入接口AU-in连接的控制开关全部导通，即可实现播放厅中所有的三维区域声场同时播放。在音频系统应用于交通工具，例如四座的小型轿车中时，分别在驾驶室，副驾驶室，左后座和右后座分别设立了四个三维区域声场。通过控制控制开关的通/断，音频信号可以同时在四个三维区域声场进行播放，也可以在驾驶室和副驾驶室对应的两个三维区域声场进行播放，或者驾驶室和左后座对应的两个三维区域声场进行播放，以实现音频信号独立分区播放功能。

参照图1至图5，在一实施例中，所述音频处理器20还用于根据存储的所述第二预设位置与多个所述第一预设位置之间的矢量位置，将所述音频信号处理为多个声道的音频信号，并将各个所述声道的音频信号输出至对应的指向性扬声器。

可以理解的是，各个指向性扬声器组10之间对应的第一预设位置和第二预设位置可能设置得相同，也可以设置得不同。并且根据用户pos1头部位置的高低不同，第二预设位置设置得也就不同，本实施例可以在各个指向性扬声器安装于第一预设位置后，确定第一预设位置与第二预设位置的矢量位置，确定各个指向性扬声器的工作参数。具体地，可以根据各个第一预设位置与第二预设位置之间的方位信息建立矢量位置库，并且还可以根据不同强度、不同频率的声音在人耳鼓膜处产生的频响，来构建数据库，在音频信号输出到扬声器之前，利用矢量位置及数据库与头部相关函数进行卷积运算，使声频信号中包含声源位置、距离的信息，从而形成三维音频声场。例如应用于中时，对应每个座椅的位置距离不同，设置有独立的音频输入。一个音频处理器20对应一个座椅(预设传音区域)，音频处理器20中可以预先存储自身所连接超声波换能器的矢量信息。当音频信号输入到音频处理器20时，音频处理器20可以根据预先存储的矢量信息，将音频进行处理后分别输出到自身所连接的超声波换能器，从而在每个预设传播区域内形成对应的三维区域声场。

可以理解的是，在其他实施例中，音频处理器20也可以根据用户pos1的使用习惯，控制每个第一预设位置上的扬声器的工作状态，例如仅一个声道发音或者多个声道同时发音等。

参照图2，在一实施例中，每一所述音频处理器20包括：

音频调制电路21，与一所述音频输入接口AU-in连接，所述音频调制电路21用于将接入的音频信号进行调制后输出至对应的所述指向性扬声器；

音频调幅电路22，两个输入端分别与所述音频调制电路21和载波信号输入端连接，所述音频调幅电路22用于将接入所述调制信号与载波信号进行调幅；

功率放大器23，串联设置于音频调幅电路22及超声波换能器之间，用于对音频信号进行放大后输出至超声波换能器。

本实施例中，音频调制电路21对输入的音频信号进行处理，产生与输入的音频信号相关的调制信号。音频调幅电路22将调制信号与载波信号进行调幅。在一些实施例中，音频处理器20还包括混频器，混频器可以包括模拟乘法器与低通滤波器，将调制信号与载波信号通过模拟乘法器与低通滤波器进行混频处理，然后将混频后的信号经功率放大电路进行功率放大后输出。

其中幅值为U_Ωm的信号作为调制信号，载波频率f_c＝40kHz，幅值为U_cm作为载波信号，则调幅信号可以根据以下公式获得：

u_AM(t)＝U_cm(1+mcos2πf_Ωt)cos2πf_ct (8)

式中

k_a为由调制电路决定的比例常数。

据此，音频处理器20对输入的音频信号进行调制，然后由超声波换能器发出。根据超声定向传播理论基础，超声波换能器发射出去的超声波在空气中传播，在其定向传播的声束里可产生输入的音频信号，即可实现音频信号的定向传播。

本发明还提出一种音频系统的控制方法，所述音频系统包括多个指向性扬声器组，每一所述指向性扬声器组分设于一所述预设传音区域内；音频系统的控制方法包括：

步骤S100、获取音频系统控制指令；

本实施例中，音频系统控制指令可以是语音指令，也可以是按键指令，还可以是通过传感器等自动生成的控制指令等等。音频系统控制指令可以用于独立控制一个指向性扬声器组工作，也可以控制多个指向性扬声器组同时工作，具体可以根据客户的实际应用需求进行控制。

步骤S200、根据获取的所述音频系统控制指令，控制多个所述指向性扬声器组中对应的指向性扬声器组工作，以在对应的所述预设传音区域内播放音频信号。

本实施例中，音频系统可以应用于车载等，具有有独立声环境的需求的场所，本实施例以车载为例，车载具有多个座椅，每个座椅对应设置有一个指向性扬声器组，每个指向性扬声器组工作时形成一三维区域声场，各个指向性扬声器组可以受音频系统控制指令的独立控制。响应获取到的音频系统控制指令，各个指向性扬声器组可以处于不同的状态，并且播放与音频系统控制指令对应的音频信号。例如，在音频系统应用于交通工具，例如四座的小型轿车中时，分别在驾驶室，副驾驶室，左后座和右后座分别设立了四个三维区域声场。当接收到表征驾驶室语音导航的音频系统控制指令时，则控制与驾驶室对应的指向性扬声器组工作，并播放语音导航。当接收到表征副驾驶音乐播放的音频系统控制指令时，则控制与副驾驶对应的指向性扬声器组工作，并播放对应的音乐。其他(如后座)未接收到音频系统控制指令的指向性扬声器组则不播放音频信号。此外，根据接收到的音频系统控制指令，HIA可以控制整个区域内所有三维区域声场播放同时播放同一音频信号。也可以控制任意两个或者两个以上三维区域声场播放同时播放同一音频信号，从而形成三维区域声场同时播放音频的排列组合。例如，根据接收到的音频系统控制指令，音频信号可以同时在四个三维区域声场进行播放，也可以在驾驶室和副驾驶室对应的两个三维区域声场进行播放，或者驾驶室和左后座对应的两个三维区域声场进行播放，以实现音频信号独立分区播放功能。

所述音频系统的控制方法还包括以下步骤：

步骤S300、获取预设传音区域内用户目标位置；

本实施例中，用户目标位置可以是在用户pos1处于预设传音区域内时，例如坐于该于预设传音区域，或者卧于该预设传音区域内等用户pos1在该预设传音区域的常用状态位置。该用户目标位置具体可以为用户pos1在预设传音区域内，头部所处的位置，具体可以为听众两耳之间的中点。并且在安装指向性扬声器时，可以将指向性扬声器的出音口朝向头部所处的位置。并且，第二预设位置可以为一固定位置，也可以为可调节位置，在用户目标位置设置为固定位置时，每个指向性扬声器固定于第一预设位置上

步骤S400、根据所述用户目标位置调整对应的所述指向性扬声器组中的指向性扬声器出音口的角度。

本实施例中，用户目标位置为可调位置，例如用于在由坐立改为仰躺时，该头部位置可能会偏移，此时可以通过调节指向性扬声器的安装位置或者调节指向性扬声器出音口的角度，达到调节第二预设位置的目的，使得指向性扬声器的声音辐射方向始终跟随用户pos1。在具体应用时，可以通过手动调节，也可以通过设置摄像头、传感器，例如红外传感器等检测用户pos1头部的位置，再通过电机等驱动指向性扬声器运动，以调节第二预设位置。

本发明还提出一种音频系统的控制装置，包括如上所述的音频系统；以及，

存储器、处理器，所述存储器上存储有音频系统的控制程序，所述音频系统的控制程序被所述处理器执行时实现如上所述的音频系统的控制方法的步骤。

该音频系统的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明音频系统的控制装置中使用了上述音频系统，因此，本发明音频系统的控制装置的实施例包括上述音频系统全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

本实施例中，存储器可用于存储软件程序以及各种数据。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，可选地，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如声音播放功能功能等)等；存储数据区可存储根据手机的使用所创建的数据(比如音频数据等)等。

处理器是音频系统应用于车载或者其他设备的控制中心，利用各种接口和线路连接整个移动终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，执行移动终端的各种功能和处理数据，从而对移动终端进行整体监控。处理器可包括一个或多个处理单元；可选地，处理器可集成应用处理器和调制解调处理器，可选地，应用处理器主要处理操作系统、用户界面和应用程序等，调制解调处理器主要处理无线通信。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在如上的一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，被控终端，或者网络设备等)执行本发明每个实施例的方法。

本发明还提出一种交通工具，本发明上述实施例的音频系统的控制装置可以应用于交通工具。

参照图4，该交通工具包括腔体100及如上所述的音频系统；其中，

所述音频系统设置于所述腔体100上和/或所述腔体100内。所述交通工具包括腔体100及如上所述的音频系统。该音频系统的详细结构可参照上述实施例，此处不再赘述；可以理解的是，由于在本发明交通工具中使用了上述音频系统，因此，本发明交通工具的实施例包括上述音频系统全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。

本实施例中，音频系统可以应用于汽车、火车、飞机等等交通工具上，本实施例以应用于小轿车为例进行说明，音频系统中的扬声器组可以根据交通工具的座椅200数量进行设置，各个扬声器可以设置于操作台上，也可以设置于车身的顶棚上，还可以设置于前排的座椅200上。扬声器可以设置于朝向用户的头部，例如面孔设置，由前向后朝用户辐射音频。也可以朝向用户的头顶设置，扬声器还可以设置于各自座椅上，由后向前朝用户辐射音频。本发明将音频系统应用于交通工具上，通过在对应各个座椅设置对应的指向性扬声器组10，并且每组包括指向性扬声器，将多个指向性扬声器(10a，10b，10c)分设于对应的第一预设位置，意识多个指向性扬声器(10a，10b，10c)在工作时，分别定向第二预设位置辐射声波，以在预设传音区域(座椅周围)内形成三维区域声场。本发明可以根据实际应用需求，将声波辐射至指定的位置，以使处于预设传音区域内的用户pos1能够接收到该指向性扬声器组10播放的音频信号，而在其他三维区域声场以外的地方则不能接收到该指向性扬声器组10播放的音频信号，以实现音频信号独立分区播放功能，从而满足不同座椅上用户的需求。

参照图4在一实施例中，所述交通工具还包括：

多个座椅200，所述音频系统具有多个指向性扬声器(10a，10b，10c)组10，每一所述指向性扬声器组10对应一所述座椅200设置。

本实施例中，每个座椅200对应设置有一个指向性扬声器组10，每个指向性扬声器组10工作时形成一三维区域声场，并且一般汽车乘员左右位置距离较近，距离在1m左右，前后乘员位置较远1.5m左右。由于声音传播特性，距离越远，声压越低，所以如果左右乘员拥有较好音频分离，前后乘员间的音频分离将更好。本实施例以驾驶位位置的指向性扬声器组工作，其余位置的指向性扬声器组10不工作进行测试，分别测试驾驶位位置，如图5所示，图5为驾驶位位置和副驾驶位置的频率响应曲线，驾驶位位置的频响达到90dB以上，而同时在副驾驶位置的频响在60dB以下，而一般汽车环境背景噪音在60dB以上，所以可以说明，在驾驶位位置的指向性扬声器组10工作时，副驾驶法感知到驾驶位的音频信息，实现了音频独立分区功能。

参照图4在一实施例中，所述交通工具还包括控制组件，所述控制组件与所述音频系统电连接。

本实施例中，控制组件可以包括中央控制器，对应音频系统各个指向性扬声器组10设置的控制开关，该控制开关可以为手动控制开关，例如触摸屏，按键等，也可以由中央控制器集中控制。中央控制器与音频系统电连接，可以控制音频系统中的音频处理器20、控制开关工作，以在处于呼叫信号接收模式、通话模式、记录模式、语音识别模式、广播接收模式等等模式下时，将接收的或者在存储器中存储的音频数据转换成音频信号后输出为声音。控制组件还可以包括但不限于发动机温度控制器，冷风暖气风扇控制器，警报灯，不同方式的吹风方式控制器，除雾装置，前除雾装置。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种音频系统，其特征在于，所述音频系统包括：

指向性扬声器组，包括多个指向性扬声器，多个所述指向性扬声器分设于对应的第一预设位置；其中，

多个所述指向性扬声器在工作时，分别定向第二预设位置辐射声波，以在预设传音区域内形成三维区域声场，所述第一预设位置和第二预设位置位于所述预设传音区域内。

2.如权利要求1所述的音频系统，其特征在于，所述指向性扬声器组的数量为多个，每一所述指向性扬声器组分设于一所述预设传音区域内。

3.如权利要求2所述的音频系统，其特征在于，所述音频系统还包括：

多个音频输入接口，所述音频输入接口的数量与所述指向性扬声器组的数量对应，每一所述音频输入接口接入一路音频信号；

多个音频处理器，每一所述音频处理器的输入端与一所述音频输入接口连接，每一所述音频处理器的多个输出端与一组所述指向性扬声器组的多个所述指向性扬声器一一对应连接；其中，

每一所述音频处理器用于将接入的音频信号转换为多个声道的音频信号后，将各个所述声道的音频信号输出至对应的指向性扬声器。

4.如权利要求3所述的音频系统，其特征在于，所述音频系统还包括：

多个控制开关，每两个所述音频处理器的输入端之间串联设置有一所述控制开关；其中，

在所述控制开关闭合时，与所述控制开关连接的两个所述音频处理器将接入的音频信号进行处理后，输出至各自对应的指向性扬声器，以实现音频信号在多个所述预设传音区域内同步播放。

5.如权利要求2所述的音频系统，其特征在于，所述音频处理器还用于根据存储的所述第二预设位置与多个所述第一预设位置之间的矢量位置，将所述音频信号处理为多个声道的音频信号，并将各个所述声道的音频信号输出至对应的指向性扬声器。

6.如权利要求2至5任意一项所述的音频系统，其特征在于，所述指向性扬声器为超声波换能器。

7.如权利要求6所述的音频系统，其特征在于，每一所述音频处理器包括：

音频调制电路，与一所述音频输入接口连接，所述音频调制电路用于将接入的音频信号进行调制后输出至对应的所述超声波换能器。

8.一种音频系统的控制方法，其特征在于，所述音频系统包括多个指向性扬声器组，每一所述指向性扬声器组分设于一所述预设传音区域内；音频系统的控制方法包括：

获取音频系统控制指令；

根据获取的所述音频系统控制指令，控制多个所述指向性扬声器组中对应的指向性扬声器组工作，以在对应的所述预设传音区域内播放音频信号。

9.如权利要求8所述的音频系统的控制方法，其特征在于，所述音频系统的控制方法还包括以下步骤：

获取预设传音区域内用户目标位置；

根据所述用户目标位置调整对应的所述指向性扬声器组中的指向性扬声器出音口的角度。

10.一种音频系统的控制装置，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的音频系统；以及，

存储器、处理器，所述存储器上存储有音频系统的控制程序，所述音频系统的控制程序被所述处理器执行时实现如权利要求8或9所述的音频系统的控制方法的步骤。

Images