集成跨区和特定区调谐的多区音频系统

摘要

本文档中描述的技术可以体现为一种方法，该方法包括接收指示对应于多个收听区中的每个收听区的音量设置的信息。该方法还包括为多个收听区中的每个生成特定区调节信号，其中给定收听区的特定区调节信号考虑了与对应于另一收听区的音量设置相关联的跨区效应，并且被配置为调节对应的特定区电路的输出。该方法还包括生成被配置为调节跨区均衡滤波器的输出的附加调节信号。该跨区均衡滤波器的输出被配置成生成跨多个收听区的目标声分布。该方法还包括基于特定区调节信号和附加调节信号生成多区音频系统的声换能器的输出。

权利要求

1.一种用于向多个收听区输送音频的方法，包括：接收指示对应于与多区音频系统相关联的所述多个收听区中的每个收听区的音量设置的信息；

由一个或多个处理设备为所述多个收听区中的每个收听区生成特定区调节信号，其中用于给定收听区的所述特定区调节信号考虑了与对应于另一收听区的音量设置相关联的跨区效应，并且

其中所述特定区调节信号被配置为调节对应的特定区电路的输出；

由所述一个或多个处理设备生成被配置为调节跨区均衡滤波器的输出的附加调节信号，其中所述跨区均衡滤波器的所述输出被配置为生成跨多个收听区的目标声分布；以及基于所述特定区调节信号和所述附加调节信号生成所述多区音频系统的声换能器的输出。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述特定区电路中的每个包括特定区均衡滤波器，所述特定区均衡滤波器被配置为处理表示所述对应收听区的音频内容的输入信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其中所述特定区电路中的每个包括第一特定区均衡滤波器，所述第一特定区均衡滤波器被配置为处理第一频率范围中的第一输入信号；和至少第二特定区均衡滤波器，所述至少第二特定区均衡滤波器被配置为处理第二频率范围中的第二输入信号，所述第二频率范围至少部分地不与所述第一频率范围重叠。

4.根据权利要求1所述的方法，其中所述跨区均衡滤波器的所述滤波器系数是根据跨所述多个收听区的目标声分布来选择的。

5.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述特定区调节信号包括基于指示所述对应音量设置的所述信息来计算所述多个收听区中的每个收听区的增益。

6.根据权利要求5所述的方法，还包括还基于指示所述对应音量设置的所述信息来生成所述附加调节信号。

7.根据权利要求1所述的方法，还包括还基于指示所述对应音量设置的所述信息来生成所述附加调节信号。

8.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述特定区调节信号包括访问查找表的表示，所述查找表存储所述多个收听区中的每个收听区的增益值作为所述多个收听区中的音量设置的组合的函数。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述查找表还存储与所述附加调节信号相关联的增益值作为所述多个收听区中的音量设置的组合的函数。

10.根据权利要求1所述的方法，其中所述多个收听区位于车辆内。

11.根据权利要求1所述的方法，其中生成所述声换能器的所述输出包括：通过使用所述对应特定区调节信号调节特定区电路的所述输出来生成多个特定区信号；

通过使用所述附加调节信号调节所述跨区均衡滤波器的所述输出来生成多区信号；以及

组合所述多个特定区信号和所述多区信号以驱动所述声换能器。

12.根据权利要求1所述的方法，其中指示所述音量设置的所述信息表示在基本连续范围内的值。

13.根据权利要求1所述的方法，其中指示所述音量设置的所述信息表示来自一组离散值中的特定离散值。

14.一种被配置为向多个收听区输送音频的音频系统，所述系统包括：多个声换能器，所述多个声换能器被设置在所述多个收听区中；

特定区电路，所述特定区电路对应于所述多个收听区中的一个或多个；

跨区均衡滤波器，所述跨区均衡滤波器被配置为控制一个或多个声换能器以生成跨多个收听区的目标声分布；和

调节引擎，所述调节引擎包括一个或多个处理设备，所述调节引擎被配置为：接收指示对应于所述多个收听区中的每个收听区的音量设置的信息，为所述多个收听区中的每个收听区生成特定区调节信号，其中给定收听区的所述特定区调节信号考虑了与对应于另一收听区的音量设置相关联的跨区效应，并且被配置为调节对应的所述特定区电路的输出，

生成被配置为调节所述跨区均衡滤波器的输出的附加调节信号，其中所述特定区调节信号和所述附加调节信号被组合以从所述多个声换能器中的至少一个声换能器生成输出。

15.根据权利要求14所述的系统，其中所述特定区电路中的每个包括特定区均衡滤波器，所述特定区均衡滤波器被配置为处理表示所述对应收听区的音频内容的输入信号。

16.根据权利要求14所述的系统，其中所述特定区电路中的每个包括第一特定区均衡滤波器，所述第一特定区均衡滤波器被配置为处理第一频率范围中的第一输入信号；和至少第二特定区均衡滤波器，所述至少第二特定区均衡滤波器被配置为处理第二频率范围中的第二输入信号，所述第二频率范围至少部分地不与所述第一频率范围重叠。

17.根据权利要求14所述的系统，其中所述跨区均衡滤波器的滤波器系数是根据跨所述多个收听区的目标声分布来选择的。

18.根据权利要求14所述的系统，其中所述特定区调节信号包括基于指示所述对应音量设置的所述信息来计算所述多个收听区中的每个收听区的增益。

19.根据权利要求14所述的系统，其中所述调节引擎被配置为还基于指示对应音量设置的所述信息来生成所述附加调节信号。

20.根据权利要求14所述的系统，其中所述调节引擎被配置为通过访问查找表的表示来生成所述特定区调节信号，所述查找表存储所述多个收听区中的每个收听区的增益值作为所述多个收听区中的音量设置的组合的函数。

21.根据权利要求20所述的系统，其中所述查找表还存储与所述附加调节信号相关联的增益值作为所述多个收听区中的音量设置的组合的函数。

22.根据权利要求14所述的系统，其中生成所述多个声换能器中的至少一个所述声换能器的输出包括：

通过使用对应特定区调节信号调节特定区电路的所述输出来生成多个特定区信号；

通过使用所述附加调节信号调节所述跨区均衡滤波器的所述输出来生成多区信号；以及

组合所述多个特定区信号和所述多区信号以驱动所述多个声换能器中的至少一个所述声换能器。

23.根据权利要求14所述的系统，其中指示所述音量设置的所述信息表示在基本连续范围内的值。

24.根据权利要求14所述的系统，其中指示所述音量设置的所述信息表示来自一组离散值中的特定离散值。

25.一个或多个机器可读存储设备，所述一个或多个机器可读存储设备具有在其上编码的计算机可读指令，以用于使一个或多个处理设备执行操作，所述操作包括：接收指示对应于与多区音频系统相关联的多个收听区中的每个收听区的音量设置的信息；

为所述多个收听区中的每个收听区生成特定区调节信号，其中用于给定收听区的所述特定区调节信号考虑了与对应于另一收听区的音量设置相关联的跨区效应，并且

其中所述特定区调节信号被配置为调节对应的特定区电路的输出；

生成被配置为调节跨区均衡滤波器的输出的附加调节信号，其中所述跨区均衡滤波器的所述输出被配置为生成跨多个收听区的目标声分布；以及导致基于所述特定区调节信号和所述附加调节信号生成所述多区音频系统的声换能器的输出。

说明书

集成跨区和特定区调谐的多区音频系统

[0001] 相关申请的交叉引用

[0002] 本申请要求于2017年9月29日提交的美国申请第15/720,622号的优先权，其全文据此以引用的方式并入本文中。

技术领域

[0003] 本公开涉及能够提供声隔离收听区的音频系统(例如，车辆音频系统)。

背景技术

[0004] 音频系统诸如部署在高端车辆的车厢中的音频系统可以有助于创建至少在某种程度上彼此声隔离的多个区。

发明内容

[0005] 在一个方面中，本文档的特征在于一种方法，该方法包括接收指示对应于与多区音频系统相关联的多个收听区中的每个收听区的音量设置的信息。该方法还包括由一个或
多个处理设备为多个收听区中的每个生成特定区调节信号，其中给定收听区的特定区调节
信号考虑了与对应于另一收听区的音量设置相关联的跨区效应，并且被配置为调节对应的
特定区电路的输出。该方法还包括由一个或多个处理设备生成附加调节信号，该附加调节
信号被配置为调节跨区均衡滤波器的输出。跨区均衡滤波器的输出被配置成生成跨多个收
听区的目标声分布。该方法还包括基于特定区调节信号和附加调节信号生成多区音频系统
的声换能器的输出。

[0006] 在另一方面，本文档的特征在于一种音频系统，该音频系统被配置为向多个收听区输送音频。该系统包括设置在多个收听区中的多个声换能器，以及对应于多个收听区中
的一个或多个的特定区电路。该系统还包括跨区均衡滤波器，该跨区均衡滤波器被配置为
控制一个或多个声换能器以生成跨多个收听区的目标声分布，以及包括一个或多个处理设
备的调节引擎。调节引擎被配置为接收指示对应于多个收听区中的每个收听区的音量设置
的信息，并且为多个收听区中的每个生成特定区调节信号。给定收听区的特定区调节信号
考虑了与对应于另一收听区的音量设置相关联的跨区效应，并且被配置为调节对应的特定
区电路的输出。调节引擎还被配置成生成被配置成调节跨区均衡滤波器的输出的附加调节
信号。特定区调节信号和附加调节信号被组合以从多个声换能器中的至少一个生成输出。

[0007] 在另一方面，本文档的特征在于一个或多个机器可读存储设备，该一个或多个机器可读存储设备具有在其上编码的用于使一个或多个处理设备执行各种操作的计算机可
读指令。操作包括接收指示对应于与多区音频系统相关联的多个收听区中的每个收听区的
音量设置的信息，并且为多个收听区中的每个生成特定区调节信号，给定收听区的特定区
调节信号考虑了与对应于另一收听区的音量设置相关联的跨区效应，并且被配置为调节对
应的特定区电路的输出。操作还包括生成被配置为调节跨区均衡滤波器的输出的附加调节
信号，其中跨区均衡滤波器的输出被配置为生成跨多个收听区的目标声分布。操作还包括
导致基于特定区调节信号和附加调节信号来生成多区音频系统的声换能器的输出。

[0008] 上述方面的实施方式可包括以下特征中的一者或多者。

[0009] 特定区电路中的每个可以包括特定区均衡滤波器，该滤波器被配置为处理表示对应收听区的音频内容的输入信号。特定区电路中的每个可以包括被配置为处理第一频率范
围内的第一输入信号的第一特定区均衡滤波器，以及被配置为处理第二频率范围内的第二
输入信号的至少第二特定区均衡滤波器，该第二频率范围至少部分地与第一频率范围不重
叠。跨区均衡滤波器的滤波器系数可以根据跨多个收听区的目标声分布来选择。基于指示
对应音量设置的信息，可以通过计算多个收听区中的每个的增益来生成特定区调节信号。
附加调节信号可以还基于指示对应音量设置的信息来生成。特定区调节信号可以通过访问
查找表的表示来生成，该查找表存储多个收听区中的每个的增益值作为多个收听区中的音
量设置的组合的函数。查找表还可以存储与附加调节信号相关联的增益值作为多个收听区
中的音量设置的组合的函数。多个收听区可以位于车辆内。生成声换能器的输出可以包括
通过使用对应的特定区调节信号调节特定区电路的输出来生成多个特定区信号，通过使用
附加调节信号调节跨区均衡滤波器的输出来生成多区信号，以及组合多个特定区信号和多
区信号来驱动声换能器。指示音量设置的信息可以表示在基本连续范围内的值。指示音量
设置的信息可以表示一组离散值中的特定离散值。

[0010] 本文所述的各种实施方式可提供以下优点中的一者或多者。根据目标辐射模式仔细调谐的音频跨区分布可以在多区音频系统中实现，这也有助于对多个区的单独控制。通
过提供控制各个区的统一系统，以及用于跨区空间效果的附加均衡电路，可以实现跨区和
特定区控制的无缝集成。这又可以导致产生跨区空间效果的改进的音频系统，并且仍然保
持基于用户偏好在区之间提供声隔离的灵活性。

附图说明

[0011] 图1A是用于在车辆车厢中提供隔离收听区的车辆音频系统的示例具体实施的示意图。

[0012] 图1B是来自图1A的车辆音频系统的基于音量的均衡电路的示意图。

[0013] 图1C是来自图1A的车辆音频系统的示例串扰消除滤波器块和相关联扬声器的示意图。

[0014] 图2是车辆音频系统的一部分的示例具体实施的示意图，该车辆音频系统对多区音频系统中的音频提供集成的跨区和特定区控制。

[0015] 图3A和图3B是分别示出跨区控制不存在和存在时特定区增益变化的示例的曲线图。

[0016] 图4是用于生成特定区和跨区调节信号的示例过程的流程图。

[0017] 在本说明书和附图中重复使用附图标号是为了表示相同或相似的特征或元件。

具体实施方式

[0018] 本文档描述了可允许在诸如例如高端汽车中发现的多区音频系统的多区音频系统中无缝集成特定区和跨区控制的技术。多区音频系统允许实现至少在某种程度上彼此声
隔离的收听区。区之间的这种声隔离可以允许不同区中的用户独立于其他音量区中的设置
调节对应区中的音频输出(增益、均衡等)。在2015年8月18日提交的美国专利申请第14/
828,991号中描述了这种多区音频系统的示例，其全部内容以引用的方式并入本文。

[0019] 不同区之间的声隔离可以允许分别控制不同区中的音频输出。然而，在某些情况下，可能期望对将声能输送到多个区的换能器进行跨区控制。例如，来自向多个区输送声音
的扬声器的音频输出可用于在车辆车厢中产生改善的空间音频效果(例如，环绕声)。此外，
因为一个区中的音频输出可能会泄漏到另一个区中，所以一个区中的用户设置的更改可能
会提示其他区中的相关联调节。例如，如果第一区中的用户增加音量，则来自第一区中的换
能器的增加的音频输出的一部分可能泄漏到第二区中。因此，可能需要调节来自第二区中
的声换能器的音频输出，使得第二区中的用户基本上不受第一区中所做的改变的影响。

[0020] 例如，可以使用一个或多个跨区均衡滤波器来实现跨区控制，该跨区均衡滤波器被配置为跨多个区平衡音频输出。一个或多个跨区均衡滤波器可以控制各个区中的扬声
器，或者控制被设置成将声音基本上均等地输送到多个区的一组扬声器。但是，在某些情况
下，跨区均衡滤波器请求的音频输出可能与对应区的特定区的用户定义设置相冲突。例如，
均衡滤波器可以请求给定区中的特定换能器以特定增益水平输出音频，以实现车厢中的目
标音频分布。然而，对应区中的用户可能正在请求与均衡滤波器所请求的增益水平不同的
增益水平。在这种情况下，可能必须重新计算与来自不同区中的换能器的输出相关联的一
个或多个参数(例如，增益)，以将用户偏好优先于输出音频的任何跨区分布。

[0021] 本文描述的技术允许声换能器的一个或多个输出参数(例如，增益)的计算，以允许特定区和跨区音频分布的无缝集成。在一些具体实施中，对于每个换能器或区，可以基于
N个不同的输入来计算(N+1)个调节信号。N≥2表示区的数量，并且N个不同的输入分别表示
对应于给定区的设置(例如，音量/增益水平)。然后，(N+1)个调节信号中的一个可以用来调
节跨区均衡滤波器的输出，并且剩余的N个调节信号中的每个可以用来调节对应于不同区
的特定区的电路。因此，通过同时控制特定区电路和跨区均衡滤波器，本文描述的技术允许
跨区和特定区音频分布的基本无缝集成。这又可以通过允许相同的系统根据基于用户偏好
的目标空间分布实现声隔离和跨区音频两者来改善对应车辆音频系统的灵活性。

[0022] 图1A是用于在车辆车厢中提供隔离收听区的车辆音频系统的示例具体实施的示意图。在一些具体实施中，串扰消除可以与近场扬声器结合使用，以在收听区诸如车辆车厢
内的不同座位位置处提供离散的收听区。本文使用的“近场扬声器”是指位于听者头部附近
的扬声器。在一些具体实施中，图1A所示的系统100并入多个串扰消除滤波器以及多个头靠
安装式扬声器，以提供两个离散的收听区101a、101b。出于说明的目的示出了两个区，并且
在一些具体实施中，在不脱离本公开的范围的情况下，可以提供三个或更多区。系统100包
括耦接到音频信号处理电路104的一个或多个音频源102。音频信号处理电路104分别耦接
到特定区增益调节电路106a、106b。在一些具体实施中，特定区增益调节电路106a、106b经
由串扰消除滤波器块110a‑d耦接到头靠安装式扬声器。

[0023] 在一些具体实施中，响应于通过手动输入103从用户接收的控制信息，控制电路114向音频信号处理电路104发送一个或多个信号116，用于为收听区101a、101b选择音频
源。在一些具体实施中，信号116可识别为收听区中的每个选择哪个音频源。每个收听区可
以选择不同的音频源，或者可以为两个收听区101a、101b选择公共音频源。例如，如果一个
区中的用户想要接听电话，而来自公共音频源的音乐正在两个区中播放，则呼叫音频可以
被路由到对应区，而不改变另一个区中的用户的音频源。

[0024] 在一些具体实施中，音频信号处理电路104将表示区101a的音频内容的第一音频信号118输送到增益调节电路106a，并且将表示区101b的音频内容的第二音频信号120输送
到增益调节电路106b。增益调节电路106a和106b(通常为106)可以基于例如通过一个或多
个手动输入103从用户接收的音量控制信息来控制。例如，响应于一个或多个手动输入103，
控制电路114可以分别向增益调节电路106a和106b发送第一音量控制信号122和第二音量
控制信号124。增益调节电路106a、106b可以被配置为响应于音量控制信号122、124来调节
第一音频信号118和第二音频信号120的相应振幅，并且生成振幅调节的音频信号126、128。
在一些具体实施中，振幅调节的音频信号126、128可以分别被提供给串扰消除滤波器块
110a和110b。串扰消除块可以被配置为在不同区之间提供声隔离，并且在一些具体实施中，
串扰消除块的数量可以等于区的数量。在图1A的示例中，增益调节电路106a控制在收听区
101a中呈现的音频内容的音量，并且增益调节电路106b操作来控制在收听区101b中呈现的
音频内容的音量。因此，即使当相同的音频内容被选择在两个区中呈现时，基于对应区的用
户输入，区之间的音量水平仍可能不同。

[0025] 在一些具体实施中，当区之间的音量差异变大(>～6dB)时，由于较高频率下相对较差的隔离，在衰减区(即，较低音量区)中可能存在一些光谱着色。例如，当在两个收听区
中呈现相同音频内容时，这可能是明显的。在一些情况下，为了抑制此类光谱着色，衰减区
中的较低频率可比较高频率衰减得少，这可有助于使衰减区中的声能变平(即，保持基本平
衡的光谱)，以提供感觉更像常规音量控制的用户体验。

[0026] 在一些具体实施中，增益调节电路106可以包括一个或多个基于音量的均衡器电路，该均衡器电路提供基于音量的均衡以考虑频带相关的隔离。例如，响应于通过手动输入
103从用户接收的音量控制信息，控制电路114可以被配置为在音量控制信号122内包括两
个区的相应音量设置的指示。类似地，音量控制信号124可以包括两个区的相应音量设置的
指示。然后，对应的增益调节电路106可以被配置为使用该信息来动态调节均衡以禁止光谱
着色，例如，当区的相对体积超过预定阈值时。

[0027] 参考图1B，增益调节电路106可以包括具有低通滤波器176的均衡电路，该低通滤波器176从音频信号118、120中过滤掉高频内容，并且使包括低频内容的低频信号178通到
低频动态增益调节电路180。均衡电路还可以包括高通滤波器182，该高通滤波器182从音频
信号118、120中过滤掉低频内容，并且使包括高频内容的高频信号184通到高频动态增益调
节电路316。

[0028] 增益调节电路106还可以包括增益确定逻辑电路188，该增益确定逻辑电路188可以被配置为从控制电路114接收音量控制信号122或124，并且因此分别控制低频和/或高频
动态增益调节电路180或186。例如，增益确定逻辑电路188可以确定给定区(例如，101a)和
另一区(例如，101b)之间的音量设置的差异，并且基于所确定的差异来控制低频动态增益
调节电路180和高频动态增益调节电路186所施加的相应增益/衰减。在一些具体实施中，增
益确定逻辑电路188可以调节低频动态增益180，以例如当确定的音量差异超过第一预定水
平(例如，6dB)时，限制低频的衰减。

[0029] 重新参考图1A的示例，增益调节电路106a向串扰消除滤波器块110a提供第一振幅调节的音频信号126，并且增益调节电路106b向串扰消除滤波器块110b提供第二振幅调节
的音频信号128。在一些具体实施中，增益调节电路106可以向多个串扰消除滤波器块110提
供振幅调节的音频信号。

[0030] 在一些具体实施中，滤波器块110a和110b中的每个包括可实现为最小二乘(LS)滤波器的多个串扰消除滤波器。对串扰消除滤波器的输入是振幅调节的音频信号126，并且振
幅调节可以被确定为：

[0031] G＝I‑1×D   (1)

[0032] 其中，G是表示振幅调节的矢量；I是表示所测量的声传递函数的矩阵(其可称为隔‑1
离矩阵)，并且I 为该矩阵的伪反转；并且D是表示在车辆乘员头部处的目标振幅(其可以用
期望的增益值来表示)的矢量。

[0033] 方程式(1)可以改写为：

[0034]

[0035] 其中Ijk表示如在座位j中所测量的座位k中呈现的声音的衰减，Dn是座位n中的期望增益，并且Gn是座位n中所需的实际增益以产生期望结果。二区系统的隔离矩阵的示例可
如下：

[0036]

[0037] 其中隔离矩阵是从测量的dB衰减值中产生的。在这个示例中，隔离矩阵是不对称的并且表示一般情况，其中与区0投射到区1(‑20dB)中的声音相比，区1投射较小声音到区0
(‑21dB)中。在一些具体实施中，隔离矩阵可以是对称的。

[0038] 在一些具体实施中，在所有座位中达到期望增益所需的实际增益值可以使用方程式(1)计算如下：

[0039]

[0040] 对于两个区的情况，每个区的期望增益为0.5，实际增益值G可以计算为：

[0041]

[0042] 在一些具体实施中，计算的实际增益值可能是无法获得的。例如，考虑以下期望的增益矩阵(它表示能够无限隔离的系统)：

[0043]

[0044] 对应的实际增益G由下式给出：

[0045]

[0046] 负的实际增益值指示在区中将需要异相信号来实现期望的增益。然而，因为区中的信号可能不是完全一致的，所以实际上可能无法获得期望的增益。

[0047] 在一些具体实施中，为了减轻上述情况的任何不期望的影响，实际增益可以被限制为大于或等于零。在一些具体实施中，实际增益也可以被限制为小于或基本等于指定的
期望增益。这表示为：

[0048]

[0049] 在本示例中，对实际增益的非线性修改导致感知增益：

[0050]

[0051] 这可能是给定车辆中可用的实际隔离时可获得的最佳体验。上述增益或体积确定过程可以称为“理想约束”解决方案。

[0052] 在一些具体实施中，为了避免给定区的实际增益被其他区的期望增益的变化设置为0的情况，可以添加一个或多个附加的非线性。例如，每个区的实际增益可以被约束为不
小于期望增益的一部分。对于上面的示例，将最小实际增益约束为期望增益的至少0.1倍，
实际增益可以计算为：

[0053]

[0054] 在一些具体实施中，削波所计算的增益的效果可能是非确定性的，这在某些情况下又可能引入意外的行为。为了解决这个问题，在一些具体实施中，可以识别并且削波低于
预设界限的最小实际增益值。然后可以对应地减小矩阵的大小，并且可以执行额外的迭代。
在该特定示例中，G1＝‑0.101被识别为最负增益，然后该值可以被削波到小于对应的期望
增益D1的20dB，0.1*D1＝0.1*0.0＝0.0。然后，四个区的增益矩阵的维度可以按如下方式减
小：

[0055]

[0056] 使得：

[0057]

[0058] 求解G0，得到：

[0059]

[0060] 重新组合实际增益矢量，并且重新计算初始方程，可获得以下实际传递增益：

[0061]

[0062] 在一些具体实施中，识别和削波最低增益值可以最小化最小平方意义上的期望增益和感知增益之间的误差。这又可以消除增益调节不连续性，否则增益调节不连续性可能
作为手动输入103的函数而出现。在某些情况下，这可以通过避免手动输入的小变化导致计
算增益的大变化来改善整体用户体验。在一些具体实施中，其中来自不同音频源的信号被
路由到不同的区，隔离矩阵可以被对应地修改。例如，当音乐在区1中播放时，如果电话呼叫
被路由到区0，则隔离矩阵可以被修改以反映区之间的完美隔离，如下所示：

[0063] 或者以dB表示：

[0064] 对于图1A所示的示例，可以计算串扰消除滤波器块110a中的串扰消除滤波器的滤波器传递函数，以减小来自区101b的音频泄漏到区101a中的影响。类似地，可以计算串扰消
除滤波器块110b的滤波器传递函数，以减小来自区101a的音频泄漏到区101b的影响。串扰
消除滤波器块110a可以被配置成分别生成用于驱动扬声器组148(在该示例中，其包括声换
能器148a和148b)和扬声器组150(在该示例中，其包括声换能器150a和150b)的滤波的音频
信号130和132。在一些具体实施中，可以基于来自多个串扰消除滤波器块110的输出信号来
驱动每个声换能器。

[0065] 参见图1C，串扰消除滤波器块110a包括多个串扰消除滤波器(在该示例中为八个)。串扰消除滤波器110b将是基本上类似于图1C所示的滤波器，并且为了简洁起见，不再
单独描述。在该示例中，第一振幅调节的音频信号126被示出为分别由左音频通道126a和右
音频通道126b组成的立体音频信号，该立体音频信号分别穿过第一串扰消除滤波器块110a
以产生第一滤波的音频信号130a、130b、132a、132b，头靠安装式扬声器148a、148b、150a、
150b中的每个分别具有一个信号。这些滤波的音频信号确定与提供给座椅中的乘员D0、D1
的第一音频信号118中的每个声通道相关联的净声能。

[0066] 在一些具体实施中，在考虑到来自其他头靠安装式扬声器148b、150a、150b中的每个的声传递函数的情况下，与驾驶员头靠140的左扬声器148a相关联的左通道滤波器190L1
将左声道输入信号126a修改到驾驶员左耳的预期位置，以产生第一输出信号分量，该第一
输出信号分量被配置为在驾驶员的左耳处再现第一音频信号118的左声道声内容。

[0067] 在一些具体实施中，考虑到来自其他头靠安装式扬声器148b、150a、150b中的每个的声传递函数的情况下，与驾驶员头靠140的左扬声器148a相关联的右通道滤波器190R1将
来自第一振幅调节的音频信号126的右通道输入126b修改到驾驶员左耳的预期位置，以产
生第二输出信号分量，该第二输出信号分量被配置为基本上减小从头靠140和142中的其他
扬声器148b、150a和150b泄漏到驾驶员的左耳的第一音频信号118的右通道声内容的影响。

[0068] 在一些具体实施中，第一输出信号分量和第二输出信号分量组合以产生滤波的音频信号130a，该滤波的音频信号被提供给驾驶员的头靠140中的左扬声器148a。第一串扰消
除滤波器块110a的剩余串扰消除滤波器和相关联扬声器148b、150a、150b类似地操作，使得
驾驶员座位中的乘客主要在他/她的左耳处听到第一音频信号118的左音频内容，并且主要
在他/她的右耳处听到第一音频信号118的右音频内容。

[0069] 在一些具体实施中，滤波器190L2和190R2向驾驶员头靠140中的右扬声器148b提供滤波的音频信号130b，该信号被转换以在驾驶员的右耳处再现第一音频信号118的右声通
道声内容，同时显著减小由在驾驶员的右耳处的其他头靠安装式扬声器148a、150a和150b
泄漏的第一音频信号118的左通道内容的影响。

[0070] 在一些具体实施中，滤波器190L3和190R3向乘客的头靠142中的左扬声器150a提供滤波的音频信号132a，该信号被转换以显著减小由在乘客的左耳处的其他头靠安装式扬声
器148a、148b和150b泄漏的第一音频信号118的左通道内容和右通道内容的影响。在一些具
体实施中，滤波器190L4和190R4向乘客的头靠142中的右扬声器150b提供滤波的音频信号
132b，该信号被转换以显著减小由在乘客的右耳处的其他头靠安装式扬声器148a、148b和
150a泄漏的第一音频信号118的左通道内容和右通道内容的影响。

[0071] 在一些具体实施中，上述音频系统可以允许给定区中的用户收听与其他区中的用户不同的音频内容。在一些具体实施中，系统还可以允许不同区的用户以对比音量水平收
听相同的音频内容。例如，区101b中的乘客可以收听与区101a中的驾驶员相同的音频内容，
但是音量水平较低。

[0072] 在一些具体实施中，高质量音频系统可以包括一个或多个跨区均衡滤波器，该滤波器被配置为跨多个区均衡音频输出，以产生车辆车厢内的音频的改善的空间呈现。例如，
当不同区正在请求相当的音量时，一个或多个跨区均衡滤波器可用于跨多个区分布音频输
出，以提供诸如环绕声音的空间声效果。在一些具体实施中，环绕声音效果可用于输送来自
乘员前方以及来自远场扬声器(例如，不同区中的声换能器)的音频，并且可能与从近场扬
声器输送的音频结合。在一些具体实施中，可以使用对所有区有贡献的附加扬声器组(不添
加具有期望增益的附加观察点)来产生车辆车厢中的空间效果。例如，一组扬声器可以围绕
车辆的周边设置，以向不同的区贡献大致相等的声能。

[0073] 图2是车辆音频系统的一部分的示例具体实施的示意图，该车辆音频系统对多区音频系统中的音频提供集成的跨区和特定区控制。具体地，图2示出了与四区音频系统的给
定区中的一个声换能器212相关联的电路210。给定区以及其他区中的其他扬声器可以具有
与图2所示的电路210基本类似的电路。电路210包括对应于四个区中的每个的四个特定区
电路(例如，均衡滤波器)215a‑215d(通常为215)。电路210还包括被配置为跨多个区平衡音
频输出的跨区均衡滤波器220。特定区电路215和跨区均衡滤波器220中的每个处理从一个
或多个音频源102接收的信号，并且分别生成输出230a‑230d和230e(一般为230)。特定区电
路215和跨区均衡滤波器220的输出230被组合以生成驱动声换能器212的输出信号235。

[0074] 电路210可以被配置为从调节引擎225接收多个输入，并且使用这些输入来调节特定区电路215和跨区均衡滤波器220的输出230。在一些具体实施中，来自调节引擎225的输
入可用于调节与特定区电路215和跨区均衡滤波器220的对应输出230相关联的增益。增益
调节的信号然后可以被组合以生成用于驱动声换能器212的输出信号235。

[0075] 在一些具体实施中，调节引擎225可被提供为图1A所示的控制电路114的一部分。调节引擎225可以被配置成接收多个区的音量设置的指示(例如，如手动输入103所指示)，
并且生成多个调节信号，用于调节特定区电路215和跨区均衡滤波器220的输出230。例如，
当不同区正在请求基本相似的音量时，调节引擎225可以被配置成生成调节信号，该调节信
号使得跨区均衡滤波器220的输出230e支配输出信号235。另一方面，如果一个区正在请求
与另一个区显著不同的音量水平，则跨区均衡可能无效，并且在这种情况下，调节引擎225
可以被配置成生成调节信号，该调节信号使得特定区电路215的输出230a‑230d支配输出信
号235，并且跨区均衡滤波器220的输出230e被显著衰减。在一些具体实施中，调节引擎225
因此允许特定区电路215和同一音频系统内的一个或多个跨区均衡滤波器220之间的无缝
集成，从而改善这种系统的功能范围，并且潜在地改善与该系统相关联的用户体验。

[0076] 图2的示例示出了用于四个不同区的四个特定区电路215，以及一个跨区均衡滤波器220。因此，该示例中的调节引擎225接收四个输入(对应于四个区的音量设置)，并且生成
五个不同的调节信号。这些调节信号中的四个被配置为调节特定区电路215的输出230a‑
230d，并且一个附加调节信号被配置为调节跨区均衡滤波器220的输出230e。一般来说，调
节引擎可以被配置成接收N个输入(N≥2)，并且生成用于N个区的调节信号以及用于对应的
跨区均衡滤波器的一个或多个附加调节信号。

[0077] 一个或多个跨区均衡滤波器可以使用具有N个期望增益的M个独立通道(M>N)来表示，使得方程式(4)可以被重写为：

[0078]

[0079] 在一些具体实施中，M＝N+1表示每个区一组扬声器，并且一组扬声器对所有收听区的贡献基本相等。如果后一扬声器组的特性(诸如效率或带宽)期望对于各种增益组合基
本上最大化，则可以求解方程式(18)以最大化GM的值。这个预期解的一个特性(如果存在的
话)就是G1到GN的值中正好有一个为零。为了测试解的存在性，通过设置GM＝0，可以将欠约
束情况简化为理想约束情况。如果一个解中G的其余元素均为非负值，则一个解存在GM为正
值。如果G的任何剩余元素是负的，则在理想约束情况下，这些元素可以如所描述那样有界，
并且GM应该保持为零。

[0080] 在一些具体实施中，如果存在解，则可以通过迭代地设置G0、…、GN＝0中的一个值，并且将矩阵简化为理想约束的情况来求解。用所有非负值求得的第一个解可以被指定为理
想解。在这个过程中，最多求解N个方程式来确定解。设置G0＝0，解简化为：

[0081]

[0082] 在一些具体实施中，如果G的所有元素都是非负的，则可以接受对应的解并且终止迭代。否则，下一次迭代可能设置G1＝0，并且解可以是以下形式：

[0083]

[0084] 作为示例，考虑以下隔离矩阵和所需增益集：

[0085]

[0086] 设置G1＝0会产生一个非负解，使G2的值最大化：

[0087]

[0088] 通常，当不同区的期望体积彼此接近时，对应于G2的增益值将支配，并且在这种情况下，特定区电路的增益调节信号可以被设置为零或接近零值。另一方面，当不同区中的期
望增益或音量彼此显著不同时，对应于G2的增益值会衰减，并且特定区电路的输出被允许
支配。

[0089] 在某些情况下，组合在一起的N个信号可能并不完全一致。因此，代替线性求和，每个区中的总信号电平可以通过将每个区中的信号的平方(或一和二之间的另一个幂)求和
来计算，如下所示：

[0090] (I00G0)2+…+(I0NGN)2＝D02   (23)

[0091] 图3A和图3B分别示出了跨区控制的不存在和存在时的特定区增益的变化。具体地，图3A示出了在不存在跨区均衡滤波器时增益调节信号的变化，而图3B示出了在存在跨
区均衡滤波器时增益调节信号的变化。在图3A中，区1的期望增益305保持固定在‑20dB，并
且区0的期望增益310从大约‑30dB变化到0dB。如图3A所示，调节引擎225继续保持区1的增
益基本恒定，直到区0的增益增加到大约‑10dB。如果区0的增益进一步增加，则从区0到区1
的泄漏变得显著，并且为了尝试补偿泄漏，增益调节引擎225对应地减小区1的增益305。

[0092] 图3B示出了与图3A相同的输入变化，但是存在跨区均衡滤波器。在这种情况下，当两个区中的期望音量彼此相似时(在该示例中在‑20dB附近，如区320所描绘)，调节引擎增
加跨区均衡滤波器输出的增益并且使特定区的增益衰减。另一方面，当两个区中的期望增
益彼此偏离时，跨区均衡滤波器的增益逐渐衰减。

[0093] 图4是用于生成特定区和跨区调节信号的示例过程400的流程图。在一些具体实施中，过程400的至少一部分可以由参考图2描述的调节引擎225的一个或多个处理设备执行。
过程400的操作包括接收指示对应于与多区音频系统相关联的多个收听区中的每个收听区
的音量设置的信息(410)。在一些具体实施中，信息可以基于由每个音量区中的乘员的用户
提供的手动输入(例如，基本上类似于参考图1A描述的手动输入的输入)。在一些具体实施
中，在没有指示相反的输入的情况下，信息可以被设置为一个或多个默认值。例如，如果其
中一个收听区没有乘员，则该区的音量设置可以设置为默认值(例如，零或对应于驾驶员值
的设置)。在一些具体实施中，指示音量设置的信息表示在基本连续范围内的值。在一些具
体实施中，指示音量设置的信息表示来自一组离散值(例如，音量设置的一组可选离散值)
的特定离散值。

[0094] 过程400的操作还包括为多个收听区中的每个生成特定区调节信号(410)。在一些具体实施中，给定收听区的特定区调节信号考虑了与对应于另一个收听区的音量设置相关
联的跨区效果。例如，如果第一区中的用户将他的音量设置增加到导致音频泄漏到第二区
中的水平，则可以调节第二区的特定区调节信号以减少第二区中的音量来解决泄漏。在一
些具体实施中，特定区调节信号被配置为调节对应的特定区电路的输出。例如，特定区调节
信号可以被配置为调节由对应的特定区电路输出的信号的增益。

[0095] 在一些具体实施中，特定区电路可以包括特定区均衡滤波器，该特定区均衡滤波器被配置为处理表示对应收听区的音频内容的输入信号。在一些具体实施中，特定区电路
可以包括用于不同频带的多个滤波器。例如，特定区电路可以包括被配置为处理第一频率
范围内的第一输入信号的第一特定区均衡滤波器，以及被配置为处理第二频率范围内的第
二输入信号的至少第二特定区均衡滤波器，该第二频率范围至少部分地与第一频率范围不
重叠。

[0096] 在一些具体实施中，生成特定区调节信号包括访问查找表的表示，该查找表存储多个收听区中的每个的增益值作为多个收听区中的音量设置的组合的函数。例如，如果不
同区的音量设置是可选择的离散值，则可以针对各种组合预先计算特定区调节信号，并且
将其存储在调节引擎225可访问的存储设备上。在接收到不同区的音量设置的组合时，调节
引擎可以被配置为访问存储设备并且检索对应的增益调节值或参数，以生成特定区的调节
信号。

[0097] 过程400的操作还包括生成被配置为调节跨区均衡滤波器的输出的附加调节信号(430)。跨区均衡滤波器的输出可以被配置成生成跨多个收听区的目标声分布。例如，跨区
均衡滤波器的输出可以驱动设置在车辆车厢周围的一组扬声器，以将基本等量的声能输送
到多个区。在一些具体实施中，跨区均衡滤波器的滤波器系数是根据跨多个收听区的目标
声分布来选择的。附加调节信号也可以基于指示不同收听区中对应音量设置的信息来生
成。一些具体实施中，上述查找表还可以存储与附加调节信号相关联的增益值作为多个收
听区中的音量设置的组合的函数。

[0098] 过程400的操作还可以包括基于特定区调节信号和附加调节信号来生成多区音频系统的声换能器的输出(440)。这可以包括例如通过使用对应的特定区调节信号调节特定
区电路的输出来生成多个特定区信号，以及通过使用附加调节信号调节跨区均衡滤波器的
输出来生成多区信号。例如，特定区电路和跨区均衡滤波器的输出增益可以根据特定区和
附加调节信号进行调节，以产生多个增益调节的信号，然后这些信号被组合以驱动声换能
器。

[0099] 尽管本文附图的若干个视图的元件可被示出和描述为框图中的离散元件并可被称为“电路”，但除非另外指明，否则这些元件可被实现为模拟电路、数字电路或者一个或多
个微处理器执行软件指令中的一者或它们的组合。软件指令可包括数字信号处理(DSP)指
令。除非另外指明，否则信号线可被实现为离散模拟信号线或离散数字信号线、具有能够处
理单独的音频信号流的适当信号处理的单个离散数字信号线或者无线通信系统的元件。处
理操作中的一些处理操作可根据系数的计算和应用来表示。计算和应用系数的等效形式可
通过其他模拟信号处理技术或数字信号处理技术来执行，并包括在本专利申请的范围内。
除非另外指明，否则音频信号可以数字或模拟形式编码；常规数字‑模拟转换器或模拟‑数
字转换器可不在图中示出。为了简化措辞，在给定通道或从给定阵列中“辐射对应于音频信
号的声能”将被称为从阵列中“辐射”通道。

[0100] 尽管上文已经详细描述了一些具体实施，但是其他修改也是可行的。例如，本文描述的技术可以扩展到可能在声学上彼此干扰的任意数量的收听区。此外，虽然该技术主要
是针对车辆车厢描述的，但是它也可以应用于音频被输送到多个单独可控收听区的其他环
境中。除了所示之外的扬声器配置也是可行的。例如，扬声器也可以安装在靠近座位的遮阳
板或车辆顶篷上，以实现不同的收听区。在不脱离本文所述发明构思的范围的情况下，可进
行附加修改，并且因此，其他具体实施在以下权利要求书的范围内。