CN114390396A - 车内独立音区控制方法、系统及相关设备 - Google Patents

车内独立音区控制方法、系统及相关设备 Download PDF

Info

Publication number
CN114390396A
CN114390396A CN202111671087.1A CN202111671087A CN114390396A CN 114390396 A CN114390396 A CN 114390396A CN 202111671087 A CN202111671087 A CN 202111671087A CN 114390396 A CN114390396 A CN 114390396A
Authority
CN
China
Prior art keywords
acoustic response
control
speaker
vehicle
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202111671087.1A
Other languages
English (en)
Inventor
孙舒远
孟义明
尹昊
张姮李子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AAC Technologies Holdings Shenzhen Co Ltd
AAC Microtech Changzhou Co Ltd
Original Assignee
AAC Acoustic Technologies Shenzhen Co Ltd
AAC Microtech Changzhou Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AAC Acoustic Technologies Shenzhen Co Ltd, AAC Microtech Changzhou Co Ltd filed Critical AAC Acoustic Technologies Shenzhen Co Ltd
Priority to CN202111671087.1A priority Critical patent/CN114390396A/zh
Publication of CN114390396A publication Critical patent/CN114390396A/zh
Priority to US17/830,364 priority patent/US11838741B2/en
Priority to JP2022096707A priority patent/JP7148751B1/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/22—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired frequency characteristic only 
    • H04R1/26—Spatial arrangements of separate transducers responsive to two or more frequency ranges
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S7/00—Indicating arrangements; Control arrangements, e.g. balance control
    • H04S7/30—Control circuits for electronic adaptation of the sound field
    • H04S7/302—Electronic adaptation of stereophonic sound system to listener position or orientation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60R—VEHICLES, VEHICLE FITTINGS, OR VEHICLE PARTS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B60R16/00—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for
    • B60R16/02—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements
    • B60R16/037—Electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for; Arrangement of elements of electric or fluid circuits specially adapted for vehicles and not otherwise provided for electric constitutive elements for occupant comfort, e.g. for automatic adjustment of appliances according to personal settings, e.g. seats, mirrors, steering wheel
    • B60R16/0373—Voice control
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H04R1/025—Arrangements for fixing loudspeaker transducers, e.g. in a box, furniture
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/20—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics
    • H04R1/32—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only
    • H04R1/40—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers
    • H04R1/403—Arrangements for obtaining desired frequency or directional characteristics for obtaining desired directional characteristic only by combining a number of identical transducers loud-speakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R5/00—Stereophonic arrangements
    • H04R5/02—Spatial or constructional arrangements of loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R1/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R1/02—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein
    • H04R1/028—Casings; Cabinets ; Supports therefor; Mountings therein associated with devices performing functions other than acoustics, e.g. electric candles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/401—2D or 3D arrays of transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2201/00—Details of transducers, loudspeakers or microphones covered by H04R1/00 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/40—Details of arrangements for obtaining desired directional characteristic by combining a number of identical transducers covered by H04R1/40 but not provided for in any of its subgroups
    • H04R2201/403—Linear arrays of transducers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R2499/00—Aspects covered by H04R or H04S not otherwise provided for in their subgroups
    • H04R2499/10—General applications
    • H04R2499/13—Acoustic transducers and sound field adaptation in vehicles
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04R—LOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R3/00—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/12—Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for distributing signals to two or more loudspeakers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2400/00—Details of stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2400/11—Positioning of individual sound objects, e.g. moving airplane, within a sound field
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2420/01—Enhancing the perception of the sound image or of the spatial distribution using head related transfer functions [HRTF's] or equivalents thereof, e.g. interaural time difference [ITD] or interaural level difference [ILD]

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Otolaryngology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Fittings On The Vehicle Exterior For Carrying Loads, And Devices For Holding Or Mounting Articles (AREA)
  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)

Abstract

本发明公开一种车内独立音区控制方法、系统及相关设备，其应用于汽车，该方法包括以下步骤：预设控制区域和非控制区域；在汽车的前排座椅背后设置扬声器阵列，用于产生第一声学响应；在汽车的后排座椅上的头枕处设置头枕扬声器，用于产生第二声学响应；拟合虚拟目标扬声器，虚拟目标扬声器用于在控制区域内产生目标声学响应；将目标声学响应、第一声学响应以及第二声学响应通过音频算法处理控制车内独立音区的音质。本发明通过扬声器阵列和头枕扬声器产生的声学响应通过音频算法处理，在满足车内独立音区分区的情况下，最优化控制区域内的音质，提供更好的声学用户体验。

Description

车内独立音区控制方法、系统及相关设备
【技术领域】
本发明涉及车载娱乐技术领域，尤其涉及一种车内独立音区控制方法、车内独立音区控制系统、电子设备以及计算机可读存储介质。
【背景技术】
汽车技术迅速发展，智能座舱的技术更新已经为用户提供了很多更加优质的用户体验。其中，优秀的车载影音娱乐系统已经是提供优越的驾驶体验不可或缺的部分。用户已经不再满足于高音质、高保真的车载音响，越来越多的用户倾向于个性化的车内声音体验，即车内每个位置的乘客对声音的品质、对听音的内容均有不同需求，新的用户体验方向需要在各个位置互相不干扰的前提下，自由选择各自需要听到的声音。
相关技术中，车载的音响系统包括车载娱乐设备、功率放大器及扬声器。通过前排的驾驶室或副驾驶调节扬声器发声至整个车内空间。
然而，相关技术中没有能够实现较好的分区效果，一种是利用头枕反相声源抵消或车内原有扬声器进行分区，这种往往各个音区之间的分离度不够，尤其在中高频段分区效果不够明显。另一种是利用扬声器指向性控制进行分区，这种往往在音质方面表现较差，导致乘客的实际声学体验不佳。
因此，有必要提供一种新的车内独立音区控制方法、系统和设备解决上述技术问题。
【发明内容】
本发明的目的是克服上述技术问题，提供一种用户体验好的车内独立音区控制方法、车内独立音区控制系统、电子设备以及计算机可读存储介质。
为了实现上述目的，第一方面，本发明实施例提供一种车内独立音区控制方法，其应用于汽车，该方法包括如下步骤：
预设控制区域和非控制区域；其中，所述控制区域是指车内乘客所在听音的区域，并形成车内独立音区，所述非控制区域是车内除所述控制区域以外的其它区域；
在所述汽车的前排座椅背后设置扬声器阵列，用于产生第一声学响应；在所述汽车的后排座椅上的头枕处设置头枕扬声器，用于产生第二声学响应；
拟合虚拟目标扬声器，所述虚拟目标扬声器用于在所述控制区域内产生目标声学响应；
将所述目标声学响应、所述第一声学响应以及所述第二声学响应通过音频算法处理控制所述车内独立音区的音质。
优选的，所述扬声器阵列包括多个扬声器单元，多个所述扬声器单元包括线型阵列和圆型阵列。
优选的，所述音频算法处理包括音区隔离度处理和音区音质优化处理。
优选的，所述音区隔离度处理包括：
将所述控制区域内的所述第一声学响应和所述非控制区域内的所述第一声学响应的差值最大化处理；以及，将所述控制区域内的所述第二声学响应和所述非控制区域内的所述第二声学响应的差值最大化。
优选的，所述音区音质优化处理包括：
将所述第一声学响应、所述第二声学响应以及所述目标声学响应进行响应拟合。
优选的，所述所述拟合虚拟目标扬声器的步骤具体为：
在所述控制区域内预设目标位置，用以拟合成一个虚拟扬声器；将所述第一声学响应和所述第二声学响应在所述控制区域的所述预设目标位置内实现综合叠加，以实现所述虚拟扬声器产生的所述目标声学响应。
优选的，所述拟合响应通过联立所述目标声学响应和传递函数之间的关系获得。
第二方面，本发明实施例还提供一种车内独立音区控制系统，该控制系统包括预设控制模块、生成响应模块、预定目标模块及处理模块；
所述预设控制模块用于预设控制区域和非控制区域；其中，所述控制区域是指车内乘客所在听音的区域，并形成车内独立音区，所述非控制区域是车内除所述控制区域以外的其它区域；
所述生成响应模块用于在汽车的前排座椅背后设置扬声器阵列，用于产生第一声学响应；在所述汽车的后排座椅上的头枕处设置头枕扬声器，用于产生第二声学响应；
所述预定目标模块用于拟合虚拟目标扬声器，所述虚拟目标扬声器用于在所述控制区域内产生目标声学响应；
所述处理模块用于将所述目标声学响应、所述第一声学响应以及所述第二声学响应通过音频算法处理控制所述车内独立音区的音质。
第三方面，本发明实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器读取所述存储器中的计算机程序时执行如上述任一项所述的车内独立音区控制方法中的步骤。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任意一项所述的车内独立音区控制方法中的步骤。
与现有技术相比，本发明的车内独立音区控制方法、系统、电子设备及计算机可读存储介质，通过预设控制区域和非控制区域；在所述汽车的前排座椅背后设置扬声器阵列，用于产生第一声学响应；在所述汽车的后排座椅上的头枕处设置头枕扬声器，用于产生第二声学响应；拟合虚拟目标扬声器，所述虚拟目标扬声器用于在所述控制区域内产生目标声学响应；将所述目标声学响应、所述第一声学响应以及所述第二声学响应通过音频算法处理控制所述车内独立音区的音质。上述的方法在汽车内设置扬声器阵列和头枕扬声器，通过扬声器阵列和头枕扬声器声学响应通过音频算法处理，在满足车内独立音区分区的情况下，最优化控制区域内的音质，提供更好的声学用户体验。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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获得其它的附图，其中，
图1为本发明实施例提供的车内独立音区控制方法的流程框图；
图2为本发明实施例提供的车内独立音区控制方法的扬声器布局示意图；
图3为本发明实施例提供的车内独立音区控制方法的扬声器布局示意图；
图4为本发明实施例提供的车内独立音区控制方法的扬声器布局模块图；
图5为本发明实施例提供的车内独立音区控制方法的虚拟扬声器的布局示意图；
图6为本发明实施例提供的车内独立音圈的控制系统的结构框图；
图7为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。
【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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种车内独立音区控制方法。车内独立音区控制方法应用于汽车。
所述汽车内设置有独立音区，所述独立音区为在所述汽车内从听觉上营造出目标环境的声音场景。也就是说，所述独立音区为乘员在听觉上营造出目标环境的声音场景。
请参照图1所示，图1为本发明实施例提供的车内独立音区控制方法的流程框图。
该车内独立音区控制方法包括如下步骤：
S01、预设控制区域9和非控制区域10；其中，所述控制区域9是指车内乘客所在的听音区域，并形成车内独立音区；所述非控制区域10是指车内除所述控制区域以外的其它区域。车内的目标乘客一般坐在控制区域 9内，方便目标乘客通过控制区域9进行独立音区控制。
S02、在所述汽车的前排座椅背后设置扬声器阵列，用于产生第一声学响应；在所述汽车的后排座椅上的头枕处设置头枕扬声器，用于产生第二声学响应。
具体的，控制区域9位于前排座椅背后和后排座椅之间，其实属于目标乘客乘坐的位置。通过在所述汽车的前排座椅背后设置扬声器阵列1，在后排座椅上设置头枕扬声器2，利用扬声器阵列1和头枕扬声器2发出的原始声音信号，分别产生第一声学响应和第二声学响应，使得目标乘客听到良好的声学性能。
其中，由于后排位置为2个，目标乘客位于控制区域9内，所以控制区域9和非控制区域10可以根据目标乘客的位置来选择。
S03、拟合虚拟目标扬声器，所述虚拟目标扬声器用于在所述控制区域内产生目标声学响应。
具体的，所述目标扬声器是指一个假设的虚拟扬声器，可以是但不限于位于用户正前方的扬声器。
S04、将所述目标声学响应、所述第一声学响应以及所述第二声学响应通过音频算法处理控制所述车内独立音区的音质。
这样通过扬声器阵列1和头枕扬声器2声学响应通过音频算法处理，在满足车内独立音区分区的情况下，最优化控制区域9内的音质，提供更好的声学用户体验。
在本实施例中，所述扬声器阵列1包括多个扬声器单元，多个所述扬声器单元包括线型阵列和圆型阵列。通过设多个扬声器单元或者多扬声器模组，头枕扬声器2也包括多个扬声器单元或多个扬声器模组。通过多个扬声器单元发出的声音信号，通过音频算法处理进行处理后能够实现良好的音质效果，用户体验良好。
请参阅附图2-附图5，图2为本发明实施例提供的车内独立音区控制方法的扬声器布局示意图；图3为本发明实施例提供的车内独立音区控制方法的扬声器布局示意图；图4为本发明实施例提供的车内独立音区控制方法的扬声器布局模块图；图5为本发明实施例提供的车内独立音区控制方法的虚拟扬声器的布局示意图。
其中，该实施例通过安装在前排座椅背后的扬声器阵列1和安装在后排座椅头枕位置的头枕扬声器2实现后排座位左右位置的声音分区。扬声器阵列1由四个扬声器模组组成。本实施例中所述的扬声器，采用的是尺寸为30x60x12mm的动圈式全频带微型车载扬声器，也可以采用其他类型或尺寸的扬声器。
具体的，前排扬声器阵列1包括扬声器3、扬声器4、扬声器5、扬声器6，头枕扬声器2包括扬声器7、扬声器8。对于后排右侧的乘客而言，后排右侧的位置为控制区域9，后排左侧的位置为非控制区域10。本实施例中以后排右侧位置的音频算法处理为例，(左侧对称，处理方式相同)，具体说明上述音频算法处理的过程。
如图3-4所示，H1～H12表示图3-4中所示的各个扬声器发出的声音传播到控制区域9和非控制区域10的声学传递函数，传递函数是指零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。传递函数是描述线性系统动态特性的基本数学工具之一，是研究经典控制理论的主要工具之一。本实施例中所述的传递函数，可由实际的车内情况直接测量获得。
其中，假设原始声音信号为S，聩给扬声器3、扬声器4、扬声器5、扬声器6、扬声器7、扬声器8、扬声器9的声音信号为原始信号S经过处理后的信号，分别是S1、S2、S3、S4、S5、S6，通过第一声学响应和第二声学响应在控制区域9内产生的声学响应为：
S1·H1+S2·H2+S3·H3+S4·H4+S5·H5+S6·H6；
写成矩阵的形式，则为：
Figure RE-GDA0003547820560000071
通过第一声学响应和第二声学响应在非控制区域10内产生的声学响应为：
S1·H7+S2·H8+S3·H9+S4·H10+S5·H11+S6·H12；
写成矩阵的形式，则为：
Figure RE-GDA0003547820560000072
通过将扬声器阵列1和头枕扬声器2声学响应利用音频算法处理，在满足车内独立音区分区的情况下，最优化控制区域内的音质，提供更好的声学用户体验。
在本实施例中，所述音频算法处理包括音区隔离度处理和音区音质优化处理。
具体的，所述音区隔离度处理包括：将所述控制区域内的所述第一声学响应和所述非控制区域内的所述第一声学响应的差值最大化处理；以及，将所述控制区域内的所述第二声学响应和所述非控制区域内的所述第二声学响应的差值最大化。
具体的，虚拟扬声器11位于控制区域9的正前方位置，需要说明的是，虚拟扬声器11仅用于测量和确定目标声学响应，实际使用中该位置不存在扬声器，另外虚拟扬声器的位置可根据设计者的需求调整，包括但不限于乘客的正前方位置、头枕位置、前排中控台位置等，该实施例中选取控制区域的正前方位置为虚拟扬声器11的位置，则控制区域9内的目标声学响应则为：
S·H13
其中，S为原始声信号，H13为虚拟扬声器11发出的声音传播到控制区域9内的声学传递函数。
则聩给扬声器3、扬声器4、扬声器5、扬声器6、扬声器7、扬声器8、扬声器9的声音信号为原始信号S经过音频算法处理后的信号，分别是S1、 S2、S3、S4、S5、S6，音频算法处理满足以下两个部分的优化条件。
音区隔离度处理：
Figure RE-GDA0003547820560000081
其中，||表示计算向量的模值。通过该部分的处理优化，可以使得控制区域9和非控制区域10之间的声学响应差值最大化，达到比较理想的音区隔离度。
具体的，所述音区音质优化处理包括：通过将所述控制区域的所述控制声学响应和所述非控制区域的所述非控制声学响应与所述目标响应进行拟合响应。
在本实施例中，步骤S03包括以下步骤：
在所述控制区域内预设目标位置，用以拟合成一个虚拟扬声器；将所述第一声学响应和所述第二声学响应在所述控制区域的所述预设目标位置内实现综合叠加，以实现所述虚拟扬声器产生的所述目标声学响应。
在本实施例中，所述拟合响应通过联立所述目标声学响应和传递函数之间的关系获得。
具体的，虚拟扬声器11位于控制区域9的正前方位置，需要说明的是，虚拟扬声器11仅用于测量和确定目标声学响应，实际使用中该位置不存在扬声器，另外虚拟扬声器11的位置可根据设计者的需求调整，包括但不限于乘客的正前方位置、头枕位置、前排中控台位置等，该实施例中选取控制区域的正前方位置为虚拟扬声器11的位置，则控制区域9内的目标声学响应则为：
S·H13
其中，S为原始声信号，H13为虚拟扬声器11发出的声音传播到控制区域9内的声学传递函数。
具体的，音区音质优化处理：
Figure RE-GDA0003547820560000091
其中，||表示计算向量的模值。通过该部分的优化，可以使扬声器阵列1与头枕扬声器2在控制区域9内叠加的声学响应近可能的接近虚拟扬声器11在控制区域9内的声学响应，以此达到优化音质，调整控制区域 9内声场声像的目的。
通过计算以上两个优化条件下的最优解，即可计算出音频算法处理中，经过原始声音信号S处理后得到的实际加载在扬声器3、扬声器4、扬声器 5、扬声器6、扬声器7、扬声器8、扬声器9上的声音信号S1、S2、S3、 S4、S5、S6。同理，后排左侧的扬声器阵列1和头枕扬声器2，采用相同的优化过程，计算出经过音频算法处理过后的声音信号。
第二方面，请参阅附图6所示，图6为本发明实施例提供的车内独立音圈的控制系统的结构框图。本发明实施例还提供一种车内独立音区控制系统200，该控制系统包括预设控制模块201、生成响应模块202、预定目标模块203及处理模块204；
所述预设控制模块201用于预设控制区域9和非控制区域10；其中，所述控制区域是指车内乘客所在听音的区域，并形成车内独立音区，所述非控制区域是车内除所述控制区域以外的其它区域。
所述生成响应模块202用于在所述汽车的前排座椅背后设置扬声器阵列，用于产生第一声学响应；在所述汽车的后排座椅上的头枕处设置头枕扬声器，用于产生第二声学响应。
所述预定目标模块203用于拟合虚拟目标扬声器，所述虚拟目标扬声器用于在所述控制区域内产生目标声学响应。
所述处理模块204用于将所述目标声学响应、所述第一声学响应以及所述第二声学响应通过音频算法处理控制所述车内独立音区的音质。将所述目标声学响应、所述第一声学响应以及所述第二声学响应通过音频算法处理控制所述车内独立音区。这样通过扬声器阵列1和头枕扬声器2声学响应通过音频算法处理，在满足车内独立音区分区的情况下，最优化控制区域9内的音质，提供更好的声学用户体验。
在本实施例中，所述扬声器阵列1包括多个扬声器单元，多个所述扬声器单元包括线型阵列和圆型阵列。通过设多个扬声器单元或者多扬声器模组，头枕扬声器2也包括多个扬声器单元或多个扬声器模组。通过多个扬声器单元发出的声音信号，通过音频算法处理进行处理后能够实现良好的音质效果，用户体验良好。
其中，该实施例通过安装在前排座椅背后的扬声器阵列1和安装在后排座椅头枕位置的头枕扬声器2实现后排座位左右位置的声音分区。扬声器阵列1由四个扬声器模组组成。本实施例中所述的扬声器，采用的是尺寸为30x60x12mm的动圈式全频带微型车载扬声器，也可以采用其他类型或尺寸的扬声器。
具体的，前排扬声器阵列1包括扬声器3、扬声器4、扬声器5、扬声器6，头枕扬声器2包括扬声器7、扬声器8。对于后排右侧的乘客而言，后排右侧的位置为控制区域9，后排左侧的位置为非控制区域10。本实施例中以后排右侧位置的音频算法处理为例，(左侧对称，处理方式相同)，具体说明上述音频算法处理的过程。
如图3-4所示，H1～H12表示图3-4中所示的各个扬声器发出的声音传播到控制区域9和非控制区域10的声学传递函数，传递函数是指零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。传递函数是描述线性系统动态特性的基本数学工具之一，是研究经典控制理论的主要工具之一。本实施例中所述的传递函数，可由实际的车内情况直接测量获得。
其中，假设原始声音信号为S，聩给扬声器3、扬声器4、扬声器5、扬声器6、扬声器7、扬声器8、扬声器9的声音信号为原始信号S经过处理后的信号，分别是S1、S2、S3、S4、S5、S6，通过第一声学响应和第二声学响应在控制区域9内产生的声学响应为：
S1·H1+S2·H2+S3·H3+S4·H4+S5·H5+S6·H6；
写成矩阵的形式，则为：
Figure RE-GDA0003547820560000111
通过第一声学响应和第二声学响应在非控制区域10内产生的声学响应为：
S1·H7+S2·H8+S3·H9+S4·H10+S5·H11+S6·H12；
写成矩阵的形式，则为：
Figure RE-GDA0003547820560000112
通过将扬声器阵列1和头枕扬声器2声学响应利用音频算法处理，在满足车内独立音区分区的情况下，最优化控制区域内的音质，提供更好的声学用户体验。
在本实施例中，所述音频算法处理包括音区隔离度处理和音区音质优化处理。
具体的，所述音区隔离度处理包括：将所述控制区域内的所述第一声学响应和所述非控制区域内的所述第一声学响应的差值最大化处理；以及，将所述控制区域内的所述第二声学响应和所述非控制区域内的所述第二声学响应的差值最大化。
具体的，所述音区音质优化处理包括：通过将所述控制区域的所述控制声学响应和所述非控制区域的所述非控制声学响应与所述目标响应进行拟合响应。
具体的，虚拟扬声器11位于控制区域9的正前方位置，需要说明的是，虚拟扬声器11仅用于测量和确定目标声学响应，实际使用中该位置不存在扬声器，另外虚拟扬声器的位置可根据设计者的需求调整，包括但不限于乘客的正前方位置、头枕位置、前排中控台位置等，该实施例中选取控制区域的正前方位置为虚拟扬声器11的位置，则控制区域9内的目标声学响应则为：
S·H13
其中，S为原始声信号，H13为虚拟扬声器11发出的声音传播到控制区域9内的声学传递函数。
则聩给扬声器3、扬声器4、扬声器5、扬声器6、扬声器7、扬声器8、扬声器9的声音信号为原始信号S经过音频算法处理后的信号，分别是S1、 S2、S3、S4、S5、S6，音频算法处理满足以下两个部分的优化条件。
音区隔离度处理：
Figure RE-GDA0003547820560000131
其中，||表示计算向量的模值。通过该部分的处理优化，可以使得控制区域9和非控制区域10之间的声学响应差值最大化，达到比较理想的音区隔离度。
音区音质优化处理：
Figure RE-GDA0003547820560000132
其中，||表示计算向量的模值。通过该部分的优化，可以使扬声器阵列1与头枕扬声器2在控制区域9内叠加的声学响应近可能的接近虚拟扬声器11在控制区域9内的声学响应，以此达到优化音质，调整控制区域 9内声场声像的目的。
通过计算以上两个优化条件下的最优解，即可计算出音频算法处理中，经过原始声音信号S处理后得到的实际加载在扬声器3、扬声器4、扬声器 5、扬声器6、扬声器7、扬声器8、扬声器9上的声音信号S1、S2、S3、 S4、S5、S6。同理，后排左侧的扬声器阵列1和头枕扬声器2，采用相同的优化过程，计算出经过音频算法处理过后的声音信号。
第三方面，请参阅附图7所示，图7为本发明实施例提供的电子设备的结构示意图。本发明实施例还提供一种电子设备，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器读取所述存储器中的计算机程序时执行如上述任一项所述的车内独立音区控制方法中的步骤。
具体的，处理器用于执行以下步骤：
S01、预设控制区域和非控制区域；其中，所述控制区域是指车内乘客所在听音的区域，并形成车内独立音区，所述非控制区域是车内除所述控制区域以外的其它区域。
S02、在在所述汽车的前排座椅背后设置扬声器阵列，用于产生第一声学响应；在所述汽车的后排座椅上的头枕处设置头枕扬声器，用于产生第二声学响应。
S03、拟合虚拟目标扬声器，所述虚拟目标扬声器用于在所述控制区域内产生目标声学响应。
S04、将所述目标声学响应、所述第一声学响应以及所述第二声学响应通过音频算法处理控制所述车内独立音区的音质。
本发明实施例提供的所述电子设备1000能够实现方法实施例中的各个实施方式，以及相应有益效果，为避免重复，这里不再赘述。
需要指出的是，图中仅示出了具有组件的1001-1003，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。其中，本技术领域技术人员可以理解，这里的所述电子设备1000是一种能够按照事先设定或存储的指令，自动进行数值计算和/或信息处理的设备，其硬件包括但不限于微处理器、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，ASIC)、可编程门阵列(Field－Programmable GateArray，FPGA)、数字处理器(Digital Signal Processor，DSP)、嵌入式设备等。
所述存储器1002至少包括一种类型的可读存储介质，可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，所述存储器1002可以是所述电子设备1000的内部存储单元，例如该电子设备1000的硬盘或内存。在另一些实施例中，所述存储器1002也可以是所述电子设备1000的外部存储设备，例如该电子设备1000上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card) 等。当然，所述存储器1002还可以既包括所述电子设备1000的内部存储单元也包括其外部存储设备。所述存储器1002上存储有可被所述处理器 1001执行的计算机程序。本实施例中，所述存储器1002通常用于存储安装于所述电子设备1000的操作系统和各类应用软件，例如电子设备1000 的方法的程序代码等。此外，所述存储器1002还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
所述处理器1001在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该所述处理器1001通常用于控制所述电子设备1000的总体操作。本实施例中，所述处理器1001用于运行所述存储器1002中存储的程序代码或者处理数据，例如运行电子设备1000的方法的程序代码。
网络接口1003可包括无线网络接口或有线网络接口，该网络接口1003 通常用于在电子设备1000与其他电子设备之间建立通信连接。
第四方面，本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如所述的车内独立音区控制方法中的步骤。且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解实现实施例电子设备1000的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，的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如各方法的实施例的流程。其中，存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体 (Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)等。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种车内独立音区控制方法，其应用于汽车，其特征在于，该方法包括如下步骤：
预设控制区域和非控制区域；其中，所述控制区域是指车内乘客所在听音的区域，并形成车内独立音区，所述非控制区域是车内除所述控制区域以外的其它区域；
在所述汽车的前排座椅背后设置扬声器阵列，用于产生第一声学响应；在所述汽车的后排座椅上的头枕处设置头枕扬声器，用于产生第二声学响应；
拟合虚拟目标扬声器，所述虚拟目标扬声器用于在所述控制区域内产生目标声学响应；
将所述目标声学响应、所述第一声学响应以及所述第二声学响应通过音频算法处理控制所述车内独立音区的音质。
2.根据权利要求1所述的车内独立音区控制方法，其特征在于，所述扬声器阵列包括多个扬声器单元，多个所述扬声器单元包括线型阵列和圆型阵列。
3.根据权利要求1所述的车内独立音区控制方法，其特征在于，所述音频算法处理包括音区隔离度处理和音区音质优化处理。
4.根据权利要求3所述的车内独立音区控制方法，其特征在于，所述音区隔离度处理包括：
将所述控制区域内的所述第一声学响应和所述非控制区域内的所述第一声学响应的差值最大化处理；以及，将所述控制区域内的所述第二声学响应和所述非控制区域内的所述第二声学响应的差值最大化。
5.根据权利要求3所述的车内独立音区控制方法，其特征在于，所述音区音质优化处理包括：
将所述第一声学响应、所述第二声学响应以及所述目标声学响应进行响应拟合。
6.根据权利要求1所述的车内独立音区控制方法，其特征在于，所述所述拟合虚拟目标扬声器的步骤具体为：
在所述控制区域内预设目标位置，用以拟合成一个虚拟扬声器；将所述第一声学响应和所述第二声学响应在所述控制区域的所述预设目标位置内实现综合叠加，以实现所述虚拟扬声器产生的所述目标声学响应。
7.根据权利要求5所述的车内独立音区控制方法，其特征在于，所述拟合响应通过联立所述目标声学响应和传递函数之间的关系获得。
8.一种车内独立音区控制系统，其特征在于，该控制系统包括预设控制模块、生成响应模块、预定目标模块及处理模块；
所述预设控制模块用于预设控制区域和非控制区域；其中，所述控制区域是指车内乘客所在听音的区域，并形成车内独立音区，所述非控制区域是车内除所述控制区域以外的其它区域；
所述生成响应模块用于在汽车的前排座椅背后设置扬声器阵列，用于产生第一声学响应；在所述汽车的后排座椅上的头枕处设置头枕扬声器，用于产生第二声学响应；
所述预定目标模块用于拟合虚拟目标扬声器，所述虚拟目标扬声器用于在所述控制区域内产生目标声学响应；
所述处理模块用于将所述目标声学响应、所述第一声学响应以及所述第二声学响应通过音频算法处理控制所述车内独立音区的音质。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器和存储器，所述存储器上存储有可被所述处理器执行的计算机程序，所述处理器读取所述存储器中的计算机程序时执行如权利要求1至7中任一项所述的车内独立音区控制方法中的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任意一项所述的车内独立音区控制方法中的步骤。
CN202111671087.1A 2021-12-31 2021-12-31 车内独立音区控制方法、系统及相关设备 Pending CN114390396A (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111671087.1A CN114390396A (zh) 2021-12-31 2021-12-31 车内独立音区控制方法、系统及相关设备
US17/830,364 US11838741B2 (en) 2021-12-31 2022-06-02 In-vehicle independent sound zone control method, system and related device
JP2022096707A JP7148751B1 (ja) 2021-12-31 2022-06-15 車内独立音領域制御方法、システム及び関連装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111671087.1A CN114390396A (zh) 2021-12-31 2021-12-31 车内独立音区控制方法、系统及相关设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114390396A true CN114390396A (zh) 2022-04-22

Family

ID=81200077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111671087.1A Pending CN114390396A (zh) 2021-12-31 2021-12-31 车内独立音区控制方法、系统及相关设备

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11838741B2 (zh)
JP (1) JP7148751B1 (zh)
CN (1) CN114390396A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117676450A (zh) * 2024-02-02 2024-03-08 苏州清听声学科技有限公司 一种车载虚拟声像的音频播放方法及系统
CN117944546A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 瑞声光电科技(常州)有限公司 一种车载头枕
CN118042398A (zh) * 2024-04-15 2024-05-14 瑞声光电科技(常州)有限公司 车内声场优化方法、音响系统、电子设备及存储介质

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020240768A1 (ja) * 2019-05-30 2020-12-03 日本電信電話株式会社 自動車内会話評価値変換装置、自動車内会話評価値変換方法、およびプログラム

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8139797B2 (en) * 2002-12-03 2012-03-20 Bose Corporation Directional electroacoustical transducing
JP4722878B2 (ja) * 2007-04-19 2011-07-13 ソニー株式会社 ノイズ低減装置および音響再生装置
JP2009143495A (ja) * 2007-12-17 2009-07-02 Fujitsu Ten Ltd 音響制御装置
US9338536B2 (en) * 2013-05-07 2016-05-10 Bose Corporation Modular headrest-based audio system
US9854376B2 (en) * 2015-07-06 2017-12-26 Bose Corporation Simulating acoustic output at a location corresponding to source position data
US9813813B2 (en) * 2015-08-31 2017-11-07 Harman International Industries, Incorporated Customization of a vehicle audio system

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117676450A (zh) * 2024-02-02 2024-03-08 苏州清听声学科技有限公司 一种车载虚拟声像的音频播放方法及系统
CN117944546A (zh) * 2024-03-26 2024-04-30 瑞声光电科技(常州)有限公司 一种车载头枕
CN117944546B (zh) * 2024-03-26 2024-05-31 瑞声光电科技(常州)有限公司 一种车载头枕
CN118042398A (zh) * 2024-04-15 2024-05-14 瑞声光电科技(常州)有限公司 车内声场优化方法、音响系统、电子设备及存储介质
CN118042398B (zh) * 2024-04-15 2024-07-23 瑞声光电科技(常州)有限公司 车内声场优化方法、音响系统、电子设备及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
JP7148751B1 (ja) 2022-10-05
JP2023099420A (ja) 2023-07-13
US20230217200A1 (en) 2023-07-06
US11838741B2 (en) 2023-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114390396A (zh) 车内独立音区控制方法、系统及相关设备
CN105210391B (zh) 用于基于头枕的音频系统的信号处理
US10681484B2 (en) Phantom center image control
US20130010970A1 (en) Multichannel sound reproduction method and device
US12003947B2 (en) Sound field optimization method and device performing same
EP3392619B1 (en) Audible prompts in a vehicle navigation system
US11503401B2 (en) Dual-zone automotive multimedia system
CN111918175B (zh) 车载沉浸式声场系统的控制方法、装置及车辆
US20230269536A1 (en) Optimal crosstalk cancellation filter sets generated by using an obstructed field model and methods of use
US10257634B2 (en) Apparatus and method for processing stereo signals for reproduction in cars to achieve individual three-dimensional sound by frontal loudspeakers
US11950090B2 (en) In-car adaptive sound quality output method, device, storage medium and car audio system
CN109923877A (zh) 对立体声音频信号进行加权的装置和方法
KR20200046919A (ko) 스피커 음향 특성을 고려한 독립음장 구현 방법 및 구현 시스템
CN111510847B (zh) 微型扬声器阵列、车内声场控制方法及装置、存储装置
US20210237660A1 (en) Rear seat display device
CN113473311A (zh) 一种车内多媒体声分区控制装置和方法
CN118042398B (zh) 车内声场优化方法、音响系统、电子设备及存储介质
US20240187790A1 (en) Spatial sound improvement for seat audio using spatial sound zones
JP2021509233A (ja) 車両の運転者の聴取体験を改善する非対称な音響実装
WO2019032543A1 (en) VEHICLE AUDIO SYSTEM WITH REVERB PRESENTED CONTENT
CN114882721A (zh) 一种车载导航信息播放方法、装置、电子设备及存储介质
CN117880699A (zh) 一种车载音频模拟信号确定方法、装置、设备及存储介质
CN116264042A (zh) 用于改善沉浸感的虚拟驾驶模拟装置及其方法
CN118860323A (zh) 车载播放系统声道映射方法、装置、电子设备、存储介质及车辆
CN116744216A (zh) 基于双耳效应的汽车空间虚拟环绕声音频系统及设计方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination