CN117676450A - 一种车载虚拟声像的音频播放方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载虚拟声像的音频播放方法及系统，所述方法包括S1，在车内至少设置一个音区，音区包括定向扬声器及设置于头枕上的扬声器阵列；S2，对声源信号进行分频，分为高于分频点的第一音频信号和低于分频点的第二音频信号；S3，对第二音频信号采用虚拟声像算法进行处理，处理后的第二音频信号由扬声器阵列播放于位于除收听者后方位置的虚拟音区；第一音频信号由定向扬声器定向播放于虚拟音区。本发明将定向声学与虚拟声像算法进行结合，实现了车内无感的虚拟声像效果及较好隔离度的独立音区音效。

Description

一种车载虚拟声像的音频播放方法及系统

技术领域

本发明涉及车载虚拟声像技术领域，具体涉及一种车载虚拟声像的音频播放方法及系统。

背景技术

随着不同乘员的个性化需求和汽车中音频源的激增，人们有兴趣实施独立的前后聆听区域以满足乘员的喜好，在车厢内生成个人聆听区将允许不同的乘员在不使用耳机的情况下收听不同的音频节目。

汽车独立音区（Independent Sound Zones，ISZ）是一项音频技术，旨在为汽车内部的不同区域提供个性化的声音控制和隔离。汽车内部的声音环境一直是一个重要的考虑因素，尤其是在豪华车型和高端汽车市场。传统汽车音响系统通常会向车内的所有乘客提供相同的声音体验，这可能会导致声音的混乱和不适。

ISZ技术的发展得益于声学和音频处理的先进技术，以及车载娱乐系统的数字化。通过使用多个麦克风和扬声器，以及先进的算法，ISZ技术可以实时分析车内声音环境，并根据乘客的位置和需求，为每个座位区域提供定制的音频体验。在许多应用中，使用扬声器阵列和超级指令或最佳波束成形方法可以实现独立聆听区域的生成。但是，在实践中，这些优化的阵列容易受到鲁棒性问题的影响。

另外，现有大多采用座椅头枕扬声器实现各个位置的独立音区，但是，现有单独的头枕音响播放声音是位于后头部位置的，存在声音声像靠后的问题，且因头枕音响是普通扬声器，所以各个音区之间的隔离度较差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车载虚拟声像的音频播放方法及系统，以实现车内无感的前方虚拟声像效果以及良好隔离度的独立音区效果。

为实现上述目的，一方面，本发明提出了一种车载虚拟声像的音频播放方法，包括：

S1，在车内至少设置一个音区，所述音区包括定向扬声器及设置于头枕上的扬声器阵列；

S2，对声源信号进行分频，分为高于分频点的第一音频信号和低于分频点的第二音频信号；

S3，对所述第二音频信号采用虚拟声像算法进行处理，处理后的所述第二音频信号由所述扬声器阵列播放于位于除收听者后方位置的虚拟音区；所述第一音频信号由所述定向扬声器定向播放于所述虚拟音区。

在一优选实施例中，若所述定向扬声器在车内位于除收听者正前方的其他位置，则所述S3中，也对所述第一音频信号采用虚拟声像算法进行处理，处理后的所述第一音频信号由所述定向扬声器播放于所述虚拟音区。

在一优选实施例中，所述扬声器阵列包括多个扬声器，所述定向扬声器包括多个定向发声单元，所述虚拟声像算法为：

；

；

其中，F_n为扬声器阵列中的每个扬声器或定向扬声器中的每个定向发声单元施加的滤波器系数，h_n1为扬声器阵列中的每个扬声器或定向扬声器中的定向发声单元到达收听者左耳的系统传递函数，h_n2为扬声器阵列中的每个扬声器或定向扬声器中的定向发声单元到达收听者右耳的系统传递函数，h1为收听者左耳到达虚拟音区的系统传递函数，h2为收听者右耳到达虚拟音区的系统传递函数，*为卷积运算，N为扬声器阵列中扬声器的数量或者定向扬声器中定向发声单元的数量，n=1,2,…,N，N为大于等于1的自然数。

在一优选实施例中，所述扬声器阵列包括位于头枕左右两侧的第一扬声器和第二扬声器，所述定向扬声器包括分别为左右声道的第一定向发声单元和第二定向发声单元，所述虚拟声像算法为：

F₁*h₁₁+F₂*h₂₁=h₁；

F₁*h₁₂+F₂*h₂₂=h₂；

其中，F₁为所述第一扬声器或第一定向发声单元施加的滤波器系数，F₂为所述第二扬声器或第二定向发声单元施加的滤波器系数，h₁₁为第一扬声器或第一定向发声单元到达收听者左耳的系统传递函数，h₁₂为第一扬声器或第一定向发声单元到达收听者右耳的系统传递函数，h₂₁为第二扬声器或第二定向发声单元到达收听者左耳的系统传递函数，h₂₂为第二扬声器或第二定向发声单元到达收听者右耳的系统传递函数，h₁为收听者左耳到达虚拟音区的系统传递函数，h₂为收听者右耳到达虚拟音区的系统传递函数。

在一优选实施例中，所述定向扬声器为透明的定向发声屏，所述定向发声屏为静电式超声换能器，所述静电式超声换能器包括振动层、绝缘凸点和基材层，所述振动层与基材层边框相贴合，所述绝缘凸点位于所述振动层和基材层之间，以提供振动层振动发声所需的空气间隙，所述振动层在加载的直流偏置电压和交流电压的作用下上下振动发声。

在一优选实施例中，所述车内设置多个相互独立且相互隔离的所述音区，每个所述音区均包括所述扬声器阵列和定向扬声器。

另一方面，本发明提出了一种车载虚拟声像的音频播放系统，包括：

控制单元和音源输入单元，用于分别输出控制参数和声源信号；

信号处理单元，与所述控制单元和音源输入单元均相连，所述信号处理单元包括分频单元和虚拟声像算法单元，所述分频单元用于对所述声源信号进行分频，分为高于分频点的第一音频信号和低于分频点的第二音频信号；所述虚拟声像算法单元用于在所述控制参数的控制下至少对所述第二音频信号采用虚拟声像算法进行处理；

至少一个音区，所述音区设置于车内，每个音区包括定向扬声器及设置于头枕上的扬声器阵列，所述扬声器阵列将经虚拟声像算法单元处理后的所述第二音频信号播放于位于除收听者后方位置的虚拟音区，所述定向扬声器也将所述第一音频信号定向播放于所述虚拟音区。

在一优选实施例中，若所述定向扬声器在车内位于除收听者正前方的其他位置时，所述虚拟声像算法单元还用于对所述第一音频信号采用虚拟声像算法进行处理，所述定向扬声器对应还用于将处理后的所述第一音频信号定向播放于所述虚拟音区。

在一优选实施例中，所述系统还包括：

音效处理单元，与所述虚拟声像算法单元相连且均集成于所述信号处理单元中，用于结合所述控制参数和音效算法对第一音频信号和第二音频信号进行音效处理；

音频信号数模转换及功率放大单元，用于对经音效处理单元处理后的音频信号进行数模转换及功率放大后传输给对应音区的扬声器阵列和定向扬声器。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、本发明在音区设置扬声器阵列和定向扬声器，通过采用虚拟声像算法使扬声器阵列将音频信号虚拟播放于虚拟音区，以及使用定向扬声器将音频信号直接定向或者也采用虚拟声像算法处理后将处理后的音频信号定向播放于虚拟音区，从而解决现有单独头枕音响播放声音位于后头部位置且声音较大时出现轰头的问题，即实现了车内无感的前方虚拟声像效果。

2、本发明采用扬声器阵列和定向扬声器组合播放音频信号，具体通过对音源信号进行分频，由扬声器阵列播放分频点以下的低频部分和由定向扬声器播放分频点以上的高频部分，便于虚拟声像算法对低频音频信号进行处理，及便于定向扬声器将高频音频信号定向发出，且两者结合播放会产生更好的音效播放效果。

3、本发明使用定向发声装置播放声源，具有定向效果，且扬声器阵列采用算法虚拟听感于虚拟区，使得多个音区之间相互影响较小，从而提高了音区之间的独立性和隔离度。

附图说明

图1为本发明车载虚拟声像的音频播放方法的流程示意图；

图2为本发明车载虚拟声像的音频播放系统的结构框图示意图；

图3为本发明一实施例中虚拟声像算法的原理示意图；

图4为本发明一实施例中定向扬声器的结构示意图。

附图标记为：

1、第一扬声器，2、第二扬声器，3、定向扬声器，31、振动层，32、绝缘凸点，33、基材层，34、空气间隙，4、扬声器。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

除非另有其它明确表示，否则在整个说明书和权利要求书中，术语“包括”或其变换如“包含”或“包括有”等等将被理解为包括所陈述的元件或组成部分，而并未排除其它元件或其它组成部分。

本发明所揭示的一种车载虚拟声像的音频播放方法及系统，涉及到定向声学、汽车电子、汽车音效等多个技术领域，具体将汽车电子作为本发明方案的硬件载体，将定向声学和汽车音效进行融合，从而在汽车智能座舱内给出一种虚拟声像的音效播放系统，实现车内无感的虚拟声像效果及较好隔离度的独立音区音效。

如图1所示，本发明所揭示的一种车载虚拟声像的音频播放方法，包括以下步骤：

S1，在车内至少设置一个音区，所述音区包括定向扬声器和设置于头枕上的扬声器阵列。

具体地，在车内设置至少一个音区，即可以设置一个或多个音区，如设置四个音区，分别为前排主驾音区、副驾音区、后排左座音区、后排右座音区。

每个音区均设置扬声器阵列和定向扬声器，其中，扬声器阵列设置于头枕上，其包括第一扬声器1和第二扬声器2，两个扬声器分别位于每个座椅的头枕的左右两侧。

定向扬声器3可以采用压电式或静电式超声换能器，本发明优选采用透明的定向发声屏，定向发声屏为静电式超声换能器，如图4所示，具体包括振动层31、绝缘凸点32和基材层33，振动层31和基材层33进行边框相贴合，绝缘凸点32位于振动层31和基材层33之间，以提供振动层31振动发声所需的空气间隙34。工作时，向振动层31和基材层33之间加载直流偏置电压Vdc和交流电压Vac，振动层31在直流偏置电压Vdc的静电力作用下向靠近基材层33的方向吸附，且在交流电压Vac的作用下上下振动发声。

与扬声器阵列对应的是，定向发声屏也分为左右两个分区，分别分为第一定向发声单元和第二定向发声单元，两个定向发声单元分别作为左右声道。由于定向扬声器3具有定向发声效果，所以本发明对每个音区的定向扬声器3的设置位置不限，如可以在乘客头顶（如头顶天幕位置）或者斜上方等位置。且由于定向发声屏透明等特性，可以很好的与电子设备屏幕或者车内玻璃等结合，如与电子设备屏幕结合时，可以将定向发声屏直接贴合或者外挂于电子设备屏幕上，也可以与电子设备屏幕相集成设置；又如与车内玻璃结合时，可以直接将车内玻璃作为定向发声屏的基材层。

S2，对声源信号进行分频，分为高于分频点的第一音频信号和低于分频点的第二音频信号。

由于头枕上的扬声器阵列采用的是传统扬声器，即使通过本发明的虚拟声像算法进行处理，使其听感在虚拟音区，但是还是存在声音的扩散性，影响各个音区间的隔离度。本发明创新性对声源信号进行分频，通过选择合适的分频点，可以将每个音区的声音的扩散性降到最低。

具体地，通过选择合适的分频点f0，将声源信号分频为高于分频点f0的第一音频信号和低于分频点的第二音频信号，以分别输出给定向扬声器和扬声器阵列进行播放。具体可以用一个低通滤波器和一个高通滤波器实现对声源信号的分频，分频点f0可以为800Hz~2000Hz，如f0为800Hz，即将声源信号分频为高于800Hz的第一音频信号，第一音频信号用于给定向扬声器3播放，第二音频信号用于给扬声器阵列播放。

经过分频后，由于头枕的扬声器阵列播放的是低频信号，所以便于采用现有较成熟的主动降噪算法进行处理，使其扩散的低频声音进行消除。且由于定向扬声器是定向发出声音，所以可以将声音局限于在对应的区域进行播放，而在其他区域的声音较小，从而将每个音区的声音的扩散性降到最低，且当存在多个音区时，可以实现音区间的相互独立及声音的高度隔离。

另外，该步骤也可以在下述步骤S3之后执行，即也可以在对音频信号进行虚拟声像算法进行处理后，再将音频信号进行分频输出给扬声器阵列和定向扬声器，本发明对其执行顺序不做限定。

S3，对第二音频信号采用虚拟声像算法进行处理，处理后的第二音频信号由扬声器阵列播放于位于除收听者后方位置的虚拟音区；第一音频信号由定向扬声器定向播放于虚拟音区。

优选地，本发明创新性地采用虚拟声像算法对第二音频信号进行处理，使扬声器阵列输出的声音的听感在虚拟音区，本发明定义这里的虚拟音区为除收听者后方位置的其他位置，如在收听者的正前方，而不是传统的在收听者的后头部位置，也就是说，虽然扬声器阵列是设置于听音者的后方，但是通过虚拟声像算法的处理，可以将声像的位置进行改变，如改变到听音者的正前方，那扬声器阵列形成的听感就虚拟到正前方，而不是后方。

另外，本发明也可以根据定向扬声器的设置位置，选择性地对第一音频信号采用虚拟声像算法进行处理，若每个音区的定向扬声器是设置在收听者正前方的，则输送给定向扬声器的第一音频信号可以不采用虚拟声像算法进行处理，反之，若定向扬声器在车内位于除收听者正前方的其他位置，则也对第一音频信号采用虚拟声像算法进行处理，处理后的第一音频信号由定向扬声器也播放于虚拟音区。

具体地，本发明实施例采用的虚拟声像算法具体为：

F₁*h₁₁+F₂*h₂₁=h₁；

F₁*h₁₂+F₂*h₂₂=h₂；

其中，如图3所示，F₁为所述第一扬声器或第一定向发声单元施加的滤波器，F₂为所述第二扬声器或第二定向发声单元施加的滤波器系数，h₁₁为第一扬声器或第一定向发声单元到达收听者左耳的系统传递函数，h₁₂为第一扬声器或第一定向发声单元到达收听者右耳的系统传递函数，h₂₁为第二扬声器或第二定向发声单元到达收听者左耳的系统传递函数，h₂₂为第二扬声器或第二定向发声单元到达收听者右耳的系统传递函数，h₁为收听者左耳到达虚拟音区的系统传递函数，h₂为收听者右耳到达虚拟音区的系统传递函数，*为卷积运算。

实施时，在对头枕上的扬声器阵列使用虚拟声像算法时，可以通过在虚拟音区（如收听者的正前方）放置一普通的扬声器4，通过该扬声器4结合头枕两边的第一扬声器1和第二扬声器2测量获得上述参数h₁、h₂、h₁₁、h₁₂、h₂₁和h₂₂，由这些参数以及上述虚拟声像算法公式，获得参数F₁和F₂。通过将参数F₁和F₂分别加载给第一扬声器1和第二扬声器2，再结合上述虚拟声像算法，从而使得扬声器阵列的声源播放于虚拟音区。定向扬声器3使用虚拟声像算法的原理同上述扬声器阵列，这里不做赘述。

这样，无论扬声器阵列和定向扬声器3的设置位置如何，根据上述参数F₁、F₂、h₁₁、h₁₂、h₂₁和h₂₂及上述虚拟声像算法，即得到对应的虚拟音区。该虚拟音区可以是前方偏左和/或前方偏右，如用在导航播放使用场景下，前方左转的音频声音则在听音者的前方左边播放，前方右转声音在则在听音者的前方右边播放。

当然，实施时，扬声器阵列中扬声器的数量及定向扬声器中定向发声单元的数量也不限于上面所举例的两个，可以拓展为N个，若扬声器的数量或定向扬声器的数量为N个，则上述虚拟声像算法表示为：

；

；

其中，F_n为扬声器阵列中的每个扬声器或定向扬声器中的每个定向发声单元施加的滤波器系数，h_n1为扬声器阵列中的每个扬声器或定向扬声器中的定向发声单元到达收听者左耳的系统传递函数，h_n2为扬声器阵列中的每个扬声器或定向扬声器中的定向发声单元到达收听者右耳的系统传递函数，h1为收听者左耳到达虚拟音区的系统传递函数，h2为收听者右耳到达虚拟音区的系统传递函数，*为卷积运算，N为扬声器阵列中扬声器的数量或者定向扬声器中定向发声单元的数量，n=1,2,…,N，N为大于等于1的自然数。

另外，由于每个音区的定向扬声器定向将音频信号播放于各自对应的虚拟音区，以及扬声器阵列采用虚拟声像算法虚拟听感于虚拟音区，所以使得音区之间相互影响较小，从而实现音区间的相互独立和相互隔离。

如图3所示，与上述车载虚拟声像的音频播放方法相对应的，本发明还揭示了一种车载虚拟声像的音频播放系统，所述系统包括：

控制单元和音源输入单元，用于分别输出控制参数和声源信号。

具体地，控制参数主要包括预先计算得到的算法系数，该算法系数至少包括上述第一扬声器或第一定向发声单元的滤波器系数F₁、第二扬声器或第二定向发声单元的滤波器系数F₂。除算法系数外，控制参数还可包括左右扬声器（包括扬声器阵列的两个左右扬声器和定向扬声器的两个左右定向扬声器）的左右偏离度系数Gain、第一音频信号和第二音频信号融合偏离度系数Delay以及第一音频信号和第二音频信号上下偏离度系数Gain_Delay等。

信号处理单元，与上述控制单元和音源输入单元均相连，该信号处理单元具体包括分频单元和虚拟声像算法单元，其中，分频单元用于对声源信号进行分频，分为高于分频点的第一音频信号和低于分频点的第二音频信号；虚拟声像算法单元用于在上述控制参数的控制下至少对上述第二音频信号采用虚拟声像算法进行处理。

具体地，分频单元实施时可采用滤波器实现，声源信号进入分频单元后，根据分频点，将声源信号分为高于分频点的第一音频信号和低于分频点的第二音频信号。第一音频信号和第二音频信号进入虚拟声像算法单元，虚拟声像算法单元用于在上述控制参数的控制下对第二音频信号采用虚拟声像算法进行处理后，将处理后的第二音频信号输出以及将第一音频信号直接输出，或者对第一音频信号和第二音频信号均采用虚拟声像算法进行处理，并将处理后的第一音频信号及处理后的第二音频信号输出。其中，虚拟声像算法的原理及公式可参照上述步骤S3中的描述，这里不做赘述。

另外，信号处理单元除了包括上述分频单元和虚拟声像算法单元外，还包括音效处理单元，音效处理单元与虚拟声像算法单元相连，用于结合控制单元的控制参数和音效算法对第一音频信号和第二音频信号进行音效处理，处理得到的音频信号继续传输给后级处理单元。

进一步地，本发明所揭示的车载虚拟声像的音频播放系统还包括音频信号数模转换及功率放大单元，其与信号处理单元相连，用于对经音效处理单元处理后的音频信号进行数模转换及功率放大后传输给对应音区的扬声器阵列和定向扬声器，实现音频的播放。

至少一个音区，该音区设置于车内，每个音区包括定向扬声器及设置于头枕上的扬声器阵列，其中，扬声器阵列将经虚拟声像算法单元处理后的第二音频信号播放于位于除收听者后方位置的虚拟音区，定向扬声器将上述第一音频信号定向播放于虚拟音区。

具体地，上述信号处理单元输出多个通道的音频信号，其中，对应每个音区输出两个经虚拟声像算法处理过的第二音频信号以及两个经/未经虚拟声像算法处理过的第一音频信号，其中，两个第二音频信号分别输送给扬声器阵列的第一扬声器和第二扬声器，两个第一音频信号分别输送给定向扬声器的第一定向发声单元和第二定向发声单元，使得每个音区的扬声器阵列将听感虚拟于虚拟音区以及定向扬声器将音频信号定向播放或定向虚拟播放于虚拟音区。

本发明的优点在于，1、本发明在音区设置扬声器阵列和定向扬声器，通过采用虚拟声像算法使扬声器阵列将音频信号虚拟播放于虚拟音区，以及使用定向扬声器将音频信号直接定向或者也采用虚拟声像算法处理后将处理后的音频信号定向播放于虚拟音区，从而解决现有单独头枕音响播放声音位于后头部位置且声音较大时出现轰头的问题，即实现了车内无感的前方虚拟声像效果；2、本发明采用扬声器阵列和定向扬声器组合播放音频信号，具体通过对音源信号进行分频，由扬声器阵列播放分频点以下的低频部分和由定向扬声器播放分频点以上的高频部分，便于虚拟声像算法对低频音频信号进行处理，及便于定向扬声器将高频音频信号定向发出，且两者结合播放会产生更好的音效播放效果；3、本发明使用定向发声装置播放声源，具有定向效果，且扬声器阵列采用算法虚拟听感于虚拟区，使得多个音区之间相互影响较小，从而提高了音区之间的独立性和隔离度。

前述对本发明的具体示例性实施方案的描述是为了说明和例证的目的。这些描述并非想将本发明限定为所公开的精确形式，并且很显然，根据上述教导，可以进行很多改变和变化。对示例性实施例进行选择和描述的目的在于解释本发明的特定原理及其实际应用，从而使得本领域的技术人员能够实现并利用本发明的各种不同的示例性实施方案以及各种不同的选择和改变。本发明的范围意在由权利要求书及其等同形式所限定。

Claims (12)

1.一种车载虚拟声像的音频播放方法，其特征在于，所述方法包括：

S1，在车内至少设置一个音区，所述音区包括定向扬声器及设置于头枕上的扬声器阵列；

S2，对声源信号进行分频，分为高于分频点的第一音频信号和低于分频点的第二音频信号；

S3，对所述第二音频信号采用虚拟声像算法进行处理，处理后的所述第二音频信号由所述扬声器阵列播放于位于除收听者后方位置的虚拟音区；所述第一音频信号由所述定向扬声器定向播放于所述虚拟音区。

2.如权利要求1所述的一种车载虚拟声像的音频播放方法，其特征在于， 若所述定向扬声器在车内位于除收听者正前方的其他位置，则所述S3中，也对所述第一音频信号采用虚拟声像算法进行处理，处理后的所述第一音频信号由所述定向扬声器播放于所述虚拟音区。

3.如权利要求2所述的一种车载虚拟声像的音频播放方法，其特征在于，所述扬声器阵列包括多个扬声器，所述定向扬声器包括多个定向发声单元，所述虚拟声像算法为：

；

；

其中，F_n为扬声器阵列中的每个扬声器或定向扬声器中的每个定向发声单元施加的滤波器系数，h_n1为扬声器阵列中的每个扬声器或定向扬声器中的定向发声单元到达收听者左耳的系统传递函数，h_n2为扬声器阵列中的每个扬声器或定向扬声器中的定向发声单元到达收听者右耳的系统传递函数，h1为收听者左耳到达虚拟音区的系统传递函数，h2为收听者右耳到达虚拟音区的系统传递函数，*为卷积运算，N为扬声器阵列中扬声器的数量或者定向扬声器中定向发声单元的数量，n=1,2,…,N，N为大于等于1的自然数。

4.如权利要求3所述的一种车载虚拟声像的音频播放方法，其特征在于，所述扬声器阵列包括位于头枕左右两侧的第一扬声器和第二扬声器，所述定向扬声器包括分别为左右声道的第一定向发声单元和第二定向发声单元，所述虚拟声像算法为：

F₁*h₁₁+F₂*h₂₁=h₁；

F₁*h₁₂+F₂*h₂₂=h₂；

其中，F₁为所述第一扬声器或第一定向发声单元施加的滤波器系数，F₂为所述第二扬声器或第二定向发声单元施加的滤波器系数，h₁₁为第一扬声器或第一定向发声单元到达收听者左耳的系统传递函数，h₁₂为第一扬声器或第一定向发声单元到达收听者右耳的系统传递函数，h₂₁为第二扬声器或第二定向发声单元到达收听者左耳的系统传递函数，h₂₂为第二扬声器或第二定向发声单元到达收听者右耳的系统传递函数，h₁为收听者左耳到达虚拟音区的系统传递函数，h₂为收听者右耳到达虚拟音区的系统传递函数。

5.如权利要求1所述的一种车载虚拟声像的音频播放方法，其特征在于，所述定向扬声器为透明的定向发声屏，所述定向发声屏为静电式超声换能器，所述静电式超声换能器包括振动层、绝缘凸点和基材层，所述振动层与基材层边框相贴合，所述绝缘凸点位于所述振动层和基材层之间，以提供振动层振动发声所需的空气间隙，所述振动层在加载的直流偏置电压和交流电压的作用下上下振动发声。

6.如权利要求1所述的一种车载虚拟声像的音频播放方法，其特征在于，所述车内设置多个相互独立且相互隔离的所述音区，每个所述音区均包括所述扬声器阵列和定向扬声器。

7.一种车载虚拟声像的音频播放系统，其特征在于，所述系统包括：

控制单元和音源输入单元，用于分别输出控制参数和声源信号；

信号处理单元，与所述控制单元和音源输入单元均相连，所述信号处理单元包括分频单元和虚拟声像算法单元，所述分频单元用于对所述声源信号进行分频，分为高于分频点的第一音频信号和低于分频点的第二音频信号；所述虚拟声像算法单元用于在所述控制参数的控制下至少对所述第二音频信号采用虚拟声像算法进行处理；

至少一个音区，所述音区设置于车内，每个音区包括定向扬声器及设置于头枕上的扬声器阵列，所述扬声器阵列将经虚拟声像算法单元处理后的所述第二音频信号播放于位于除收听者后方位置的虚拟音区，所述定向扬声器也将所述第一音频信号定向播放于所述虚拟音区。

8.如权利要求7所述的一种车载虚拟声像的音频播放系统，其特征在于，若所述定向扬声器在车内位于除收听者正前方的其他位置时，所述虚拟声像算法单元还用于对所述第一音频信号采用虚拟声像算法进行处理，所述定向扬声器对应还用于将处理后的所述第一音频信号定向播放于所述虚拟音区。

9.如权利要求8所述的一种车载虚拟声像的音频播放系统，其特征在于，所述扬声器阵列包括多个扬声器，所述定向扬声器包括多个定向发声单元，所述虚拟声像算法为：

；

；

其中，F_n为扬声器阵列中的每个扬声器或定向扬声器中的每个定向发声单元施加的滤波器系数，h_n1为扬声器阵列中的每个扬声器或定向扬声器中的定向发声单元到达收听者左耳的系统传递函数，h_n2为扬声器阵列中的每个扬声器或定向扬声器中的定向发声单元到达收听者右耳的系统传递函数，h1为收听者左耳到达虚拟音区的系统传递函数，h2为收听者右耳到达虚拟音区的系统传递函数，*为卷积运算，N为扬声器阵列中扬声器的数量或者定向扬声器中定向发声单元的数量，n=1,2,…,N，N为大于等于1的自然数。

10.如权利要求9所述的一种车载虚拟声像的音频播放系统，其特征在于，所述扬声器阵列包括位于头枕左右两侧的第一扬声器和第二扬声器，所述定向扬声器包括分别为左右声道的第一定向发声单元和第二定向发声单元，所述虚拟声像算法为：

F₁*h₁₁+F₂*h₂₁=h₁；

F₁*h₁₂+F₂*h₂₂=h₂；

其中，F₁为所述第一扬声器或第一定向发声单元施加的滤波器系数，F₂为所述第二扬声器或第二定向发声单元施加的滤波器系数，h₁₁为第一扬声器或第一定向发声单元到达收听者左耳的系统传递函数，h₁₂为第一扬声器或第一定向发声单元到达收听者右耳的系统传递函数，h₂₁为第二扬声器或第二定向发声单元到达收听者左耳的系统传递函数，h₂₂为第二扬声器或第二定向发声单元到达收听者右耳的系统传递函数，h₁为收听者左耳到达虚拟音区的系统传递函数，h₂为收听者右耳到达虚拟音区的系统传递函数。

11.如权利要求7所述的一种车载虚拟声像的音频播放系统，其特征在于，所述音区为多个，且多个所述音区之间相互独立且相互隔离，每个所述音区均包括所述扬声器阵列和定向扬声器。

12.如权利要求7所述的一种车载虚拟声像的音频播放系统，其特征在于，所述系统还包括：

音效处理单元，与所述虚拟声像算法单元相连且均集成于所述信号处理单元中，用于结合所述控制参数和音效算法对第一音频信号和第二音频信号进行音效处理；

音频信号数模转换及功率放大单元，用于对经音效处理单元处理后的音频信号进行数模转换及功率放大后传输给对应音区的扬声器阵列和定向扬声器。