本公開涉及一種用于機(jī)動(dòng)車輛的音頻系統(tǒng)。

機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)通常具有位于前部和后部的揚(yáng)聲器。在許多位置都可以找到揚(yáng)聲器。通常，它們位于門和前甲板和后甲板上。在某些情況下，有一個(gè)單獨(dú)的低音源，通常位于后面。

有時(shí)希望關(guān)閉一些但不是所有的揚(yáng)聲器。例如，后揚(yáng)聲器可以被關(guān)閉，以便使第二或第三排座安靜。然而，關(guān)閉前座后面的任何揚(yáng)聲器會(huì)改變前座乘客接收到的聲音，這可能會(huì)劣化乘客的收聽體驗(yàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

當(dāng)位于機(jī)動(dòng)車輛前座后面的揚(yáng)聲器關(guān)閉時(shí)，前座乘客感覺到的聲音將改變。這是由于沒有音頻能量將從禁用的揚(yáng)聲器的位置接收到的事實(shí)。可以通過改變其他揚(yáng)聲器的輸出以便模擬前座乘客的每只耳朵已經(jīng)從現(xiàn)在被禁用的揚(yáng)聲器接收到的聲音來改善這些效果。

在本公開中，機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)被操作，使得當(dāng)位于前座后方(后面)的一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器被關(guān)閉時(shí)，接近一個(gè)或多個(gè)前座乘客的一個(gè)或多個(gè)其他揚(yáng)聲器的輸出自動(dòng)增加。該系統(tǒng)的目標(biāo)是部分或完全替換在揚(yáng)聲器關(guān)閉時(shí)損失的音頻能量。可選地，該系統(tǒng)還可以被操作，使得該替換能量被收聽者感知為來自禁用的揚(yáng)聲器的位置。在一個(gè)非限制性示例中，系統(tǒng)包括安裝在每個(gè)前座頭枕中靠近收聽者耳朵的預(yù)期位置的一對揚(yáng)聲器?？梢圆僮鬟@些揚(yáng)聲器，以便近似從關(guān)閉的每個(gè)揚(yáng)聲器到前座乘員的每只耳朵的傳遞函數(shù)。

本文提及的所有示例和特征可以以任何技術(shù)上可行的方式進(jìn)行結(jié)合。

在一個(gè)方面，一種操作機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)的方法，該機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)具有位于機(jī)動(dòng)車輛的前座后面的至少一個(gè)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器，并且還具有位于遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器前面并且靠近收聽者頭部的預(yù)期位置的至少一個(gè)近場揚(yáng)聲器，該方法包括檢測何時(shí)在近場揚(yáng)聲器保持開啟時(shí)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器被關(guān)閉，并且作為響應(yīng)自動(dòng)地增加近場揚(yáng)聲器的輸出能量。

各個(gè)實(shí)施例可以包括以下特征中的一個(gè)，或者其任意組合。自動(dòng)增加近場揚(yáng)聲器的輸出能量可以包括操作近場揚(yáng)聲器，以便至少部分地替換當(dāng)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器被關(guān)閉時(shí)損失的音頻能量。操作近場揚(yáng)聲器以便至少部分地替換當(dāng)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉時(shí)損失的音頻能量可以包括操作近場揚(yáng)聲器以便將與在遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉之前遞送的近似相同的音頻能量傳送到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置。操作近場揚(yáng)聲器以便將與在遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉之前遞送的近似相同的音頻能量傳送到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置可以包括調(diào)整近場揚(yáng)聲器的均衡。

各個(gè)實(shí)施例可以包括以下特征中的一個(gè)，或者其任意組合。從每個(gè)關(guān)閉的遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置的傳遞函數(shù)可以是已知的，并且自動(dòng)增加近場揚(yáng)聲器的輸出能量可以包括操作近場揚(yáng)聲器以便近似從每個(gè)關(guān)閉的遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置的傳遞函數(shù)。機(jī)動(dòng)車輛的前座可以包括駕駛員頭枕和乘客頭枕，并且機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)可以包括在每個(gè)前座頭枕中的一對近場揚(yáng)聲器。機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)可以包括多個(gè)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器，并且自動(dòng)增加近場揚(yáng)聲器的輸出能量可以包括操作頭枕中的一對近場揚(yáng)聲器以便近似地替換在前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置處損失的音頻能量。機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)可以包括用戶操作的開關(guān)，其是音頻頭部單元的一部分并且可以被操作以便關(guān)閉遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器。

在另一方面，一種操作機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)的方法，該機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)具有位于機(jī)動(dòng)車輛的前座后方的多個(gè)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器，其中機(jī)動(dòng)車輛的前座包括駕駛員頭枕和乘客頭枕，并且其中機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)包括在每個(gè)這樣的前座頭枕中的一對近場揚(yáng)聲器，該方法包括在至少一個(gè)近場揚(yáng)聲器保持開啟時(shí)檢測一個(gè)或多個(gè)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器何時(shí)關(guān)閉，并且作為響應(yīng)，自動(dòng)地操作頭枕中的一對近場揚(yáng)聲器以便將與在遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器被關(guān)閉之前遞送的近似相同的音頻能量遞送到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置。

各個(gè)實(shí)施例可以包括以下特征中的一個(gè)，或者其任意組合。操作近場揚(yáng)聲器以便將與在遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉之前遞送的近似相同的音頻能量傳送到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置可以包括調(diào)整近場揚(yáng)聲器的均衡。從每個(gè)關(guān)閉的遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置的傳遞函數(shù)可以是已知的，并且操作一對近場揚(yáng)聲器可以包括操作一對近場揚(yáng)聲器以便近似從每個(gè)關(guān)閉的遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置的傳遞函數(shù)。機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)可以包括用戶操作的開關(guān)，其是音頻頭部單元的一部分并且可以被操作以便關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器。

在另一方面，機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)包括位于機(jī)動(dòng)車輛的前座后面的至少一個(gè)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器，位于遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器前面并且靠近收聽者頭部的預(yù)期位置的至少一個(gè)近場揚(yáng)聲器，以及音頻信號(hào)處理器，其被配置為當(dāng)近場揚(yáng)聲器保持接通時(shí)檢測后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器何時(shí)關(guān)閉，并且作為響應(yīng)自動(dòng)增加近場揚(yáng)聲器的輸出能量。

各個(gè)實(shí)施例可以包括以下特征中的一個(gè)，或者其任意組合。音頻信號(hào)處理器可以通過操作近場揚(yáng)聲器以便至少部分地替換當(dāng)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉時(shí)損失的音頻能量而自動(dòng)增加所述近場揚(yáng)聲器的輸出能量。操作近場揚(yáng)聲器以便至少部分地替換當(dāng)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉時(shí)損失的音頻能量可以包括操作近場揚(yáng)聲器以便將與在遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉之前遞送的近似相同的音頻能量傳送到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置。操作近場揚(yáng)聲器以便將與在遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉之前遞送的近似相同的音頻能量傳送到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置可以包括調(diào)整近場揚(yáng)聲器的均衡。

各個(gè)實(shí)施例可以包括以下特征中的一個(gè)，或者其任意組合。從每個(gè)關(guān)閉的遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置的傳遞函數(shù)可以是已知的，并且音頻信號(hào)處理器可以通過操作近場揚(yáng)聲器以便近似從每個(gè)關(guān)閉的遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置的傳遞函數(shù)而自動(dòng)增加近場揚(yáng)聲器的輸出能量。機(jī)動(dòng)車輛的前座可以包括駕駛員頭枕和乘客頭枕，并且至少一個(gè)近場揚(yáng)聲器可以包括在每個(gè)前座頭枕中的一對近場揚(yáng)聲器。至少一個(gè)遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器可以包括多個(gè)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器，并且音頻信號(hào)處理器可以通過操作頭枕中的一對近場揚(yáng)聲器以便近似地替換在前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置處損失的音頻能量而自動(dòng)增加近場揚(yáng)聲器的輸出能量。該系統(tǒng)還可以包括用戶操作的開關(guān)，該用戶操作的開關(guān)是音頻頭部單元的一部分并且能夠被操作以便關(guān)閉遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器。

附圖說明

圖1是機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)的示意圖。

圖2示意性地示出了音頻系統(tǒng)的結(jié)果。

圖3是用于機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)的頭部單元的示意圖。

具體實(shí)施方式

機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)可以具有位于車輛的前部和后部的揚(yáng)聲器。根據(jù)本公開操作機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)，使得當(dāng)位于前座后方(后面)的一個(gè)或多個(gè)揚(yáng)聲器被關(guān)閉時(shí)，自動(dòng)地增加更靠近前座乘客的一個(gè)或多個(gè)其他揚(yáng)聲器的輸出。一個(gè)目標(biāo)是部分或全部替換在關(guān)閉揚(yáng)聲器時(shí)損失的音頻能量。該系統(tǒng)還可以被操作，使得該替換能量被收聽者感知為來自禁用的揚(yáng)聲器的位置。在一個(gè)非限制性示例中，系統(tǒng)包括安裝在每個(gè)前座頭枕中靠近收聽者耳朵的預(yù)期位置的一對揚(yáng)聲器?？梢圆僮鬟@些揚(yáng)聲器，以便近似從關(guān)閉的每個(gè)揚(yáng)聲器到前座乘員的每只耳朵的傳遞函數(shù)。這樣，當(dāng)后揚(yáng)聲器關(guān)閉時(shí)，感知到的聲音不會(huì)改變。

圖1的機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)100包括頭部單元102，其通常但不一定安裝在前儀表板中。頭部單元102將音頻信號(hào)發(fā)送到揚(yáng)聲器。存在位于前座區(qū)域后面的一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器，以及位于遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器前面并且靠近前座收聽者頭部的預(yù)期位置的一個(gè)或多個(gè)近場揚(yáng)聲器(即，比遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器更接近收聽者的耳朵)。在該非限制性示例中，左前門安裝的近場揚(yáng)聲器組104包括高音擴(kuò)音器108和低/中音揚(yáng)聲器112。類似地，右前門安裝的近場揚(yáng)聲器組106包括高音擴(kuò)音器110和低/中音揚(yáng)聲器114。聯(lián)接到座103的駕駛員頭枕120分別包括左近場揚(yáng)聲器122和右近場揚(yáng)聲器124。類似地，聯(lián)接到座105的乘客頭枕126分別包括左近場揚(yáng)聲器128和右近場揚(yáng)聲器130。還示出了位于中座140附近的左遠(yuǎn)場后門揚(yáng)聲器142和右遠(yuǎn)場后門揚(yáng)聲器144。還可以包括位于第三排(后)座150附近的后遠(yuǎn)場低音箱152。揚(yáng)聲器(未示出)也可以安裝在前甲板111和/或后甲板(如果存在)中。本公開不限于圖1所示的特定布置。相反，其設(shè)想一種機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)，其具有位于機(jī)動(dòng)車輛的前座后面的至少一個(gè)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器，并且還具有位于遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器前面并且接近收聽者頭部的預(yù)期位置的至少一個(gè)近場揚(yáng)聲器。

音頻系統(tǒng)100適于以這樣的方式操作，使得其檢測何時(shí)一個(gè)或多個(gè)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉，而一個(gè)或多個(gè)近場揚(yáng)聲器保持開啟，并且作為響應(yīng)，系統(tǒng)100自動(dòng)地增加(多個(gè))近場揚(yáng)聲器的輸出能量。在一個(gè)非限制性示例中，在每個(gè)前頭枕中存在一對近場揚(yáng)聲器。然而，近場揚(yáng)聲器可以是其他或附加的揚(yáng)聲器，諸如(多個(gè))前門中的揚(yáng)聲器和/或前甲板中的揚(yáng)聲器。頭部單元可以包括用戶可操作的開關(guān)，其可以被操作以關(guān)閉遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器，或者操作可以是自動(dòng)的，如下所述。

自動(dòng)增加近場揚(yáng)聲器的輸出能量可以通過操作近場揚(yáng)聲器(例如，頭枕揚(yáng)聲器)以便至少部分地替換當(dāng)后遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉時(shí)損失的音頻能量來實(shí)現(xiàn)。這可以通過操作近場揚(yáng)聲器以便將與在遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉之前由遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器遞送的大致相同的音頻能量遞送到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置來實(shí)現(xiàn)，這在一個(gè)示例中可以通過調(diào)整近場揚(yáng)聲器的均衡來完成。

在本公開的一個(gè)非限制性方面，從每個(gè)關(guān)閉的遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置的傳遞函數(shù)是已知的。近場揚(yáng)聲器可以被操作以便近似從每個(gè)這樣的遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器到前座收聽者的位置的每只耳朵的預(yù)期位置的傳遞函數(shù)。

當(dāng)位于前座后面的遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉時(shí)，前座乘客感知到的聲音將改變。這是由于沒有音頻能量將從禁用的遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器的位置接收到的事實(shí)?？梢酝ㄟ^改變一個(gè)或多個(gè)近場揚(yáng)聲器的輸出以便模擬前座乘客的每只耳朵已經(jīng)從現(xiàn)在被禁用的揚(yáng)聲器接收到的聲音來改善這些效果。在非限制性示例中，頭枕揚(yáng)聲器用作近場揚(yáng)聲器，其替代當(dāng)遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉時(shí)損失的一些或全部能量。

在一個(gè)示例中，從遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器到前座收聽者的每只耳朵的傳遞函數(shù)是已知的。當(dāng)這些遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器被關(guān)閉時(shí)，音頻系統(tǒng)100可以被操作，使得頭枕揚(yáng)聲器被操作，以便有效地替換遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器。該概念可以由圖2示出，其描繪了駕駛員頭部202的頂部以及左耳204和右耳206。頭枕揚(yáng)聲器122和124輸出由每只耳朵接收的聲音(如虛線所示)。乘客類似地聽到由乘客側(cè)頭枕揚(yáng)聲器生成的聲音。人類對聲源的方向和距離的感知是基于耳朵之間的到達(dá)時(shí)間差、耳朵之間的信號(hào)水平差以及收聽者的骨骼對從不同方向進(jìn)入耳朵的聲波具有的特定效果的組合，所有的這些都是取決于頻率的。對于給定位置處的源，兩只耳朵處的這些因素的組合被稱為該位置的雙耳響應(yīng)。雙耳信號(hào)濾波器由音頻系統(tǒng)使用以成形將在一個(gè)位置處的揚(yáng)聲器處再現(xiàn)的聲音，以聽起來像在另一位置處發(fā)出的聲音。

雙耳信號(hào)濾波器可以由頭部單元102發(fā)展以有效地創(chuàng)建“虛擬”聲源222和226，其將音頻能量傳遞到兩只耳朵，如由虛線箭頭所示。雙耳信號(hào)濾波器修改由近場頭枕揚(yáng)聲器122和124再現(xiàn)的聲音，使得收聽者感覺到聲音好像來自這些虛擬源?？梢蚤_發(fā)雙耳信號(hào)濾波器，其將這樣的“虛擬”揚(yáng)聲器放置在已經(jīng)禁用的遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器的位置處。以該方式，當(dāng)遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉時(shí)，收聽者的感知不改變。

在2013年5月7日提交的名稱為“Signal Processing for a Headrest-Based Audio System”的美國專利申請序列號(hào)13/888,927和在2013年5月31日提交的名稱為“Sound Stage Controller for a Near-Field Speaker-Based Audio System”的美國專利申請序列號(hào)13/906,997中進(jìn)一步描述了機(jī)動(dòng)車輛音頻系統(tǒng)的控制以便創(chuàng)建“虛擬”揚(yáng)聲器。這兩個(gè)在先申請的公開內(nèi)容通過引用整體并入本文。

圖3中的頭部單元300可以用于主題系統(tǒng)和方法中。頭部單元300包括具有數(shù)字信號(hào)處理器(DSP)304的功率放大器模塊302。DSP 304輸出音頻信號(hào)，其由放大器級(jí)306放大并輸出到左和右近場頭枕揚(yáng)聲器，如由輸出308指示的。開關(guān)310(其優(yōu)選地但不一定是用戶操作的)用于關(guān)閉一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器。開關(guān)狀態(tài)被輸入到模塊302。DSP 304被編程使得當(dāng)其接收到指示遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器已經(jīng)被關(guān)閉的信號(hào)時(shí)，其輸出導(dǎo)致?lián)P聲器輸出能量的頭枕音頻信號(hào)，該能量完全或部分地補(bǔ)償在遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉時(shí)在每只耳朵處損失的能量。DSP 304可以被編程以實(shí)現(xiàn)可以修改頭枕揚(yáng)聲器的輸出的雙耳信號(hào)濾波器，使得從遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器到每只耳朵的傳遞函數(shù)由頭枕揚(yáng)聲器近似。

在一個(gè)非限制性示例中，該系統(tǒng)和方法可以部分地如下完成。從每個(gè)揚(yáng)聲器到達(dá)每只耳朵并且在不同頻率的能量可以使用虛擬器在特定就座位置預(yù)先測量?？梢詼y量每個(gè)遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器(或者，對于遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器組)的能量增益對頻率。還可以計(jì)算在每只耳朵處的平均能量。然后可以操作系統(tǒng)，使得當(dāng)關(guān)閉后揚(yáng)聲器時(shí)，前頭枕揚(yáng)聲器用于傳遞相同(或非常相似)的能量(或相同的平均能量)。

開關(guān)310可以是手動(dòng)的或自動(dòng)的。自動(dòng)開關(guān)可以基于感測是否存在所討論的座的任何乘員。例如，音頻系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)成使得每當(dāng)存在后座或者可能在前座后面的任何座(在機(jī)動(dòng)車輛包括多于兩排的情況下)的乘員時(shí)關(guān)閉后揚(yáng)聲器。

作為使用近場揚(yáng)聲器來近似從遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器到每只耳朵的傳遞函數(shù)的替代方案，近場揚(yáng)聲器可以用于替換當(dāng)遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉時(shí)在每只耳朵處損失的一些或全部能量。這可以被實(shí)現(xiàn)的一種方式是通過調(diào)節(jié)頭枕揚(yáng)聲器的均衡，使得用戶在每只耳朵處接收與用戶在遠(yuǎn)場揚(yáng)聲器關(guān)閉之前所接收的大約相同的能量。

以上描述的這些系統(tǒng)和方法的實(shí)施例包括計(jì)算機(jī)部件和計(jì)算機(jī)實(shí)施的步驟，其對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是明顯的。例如，應(yīng)當(dāng)被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的是，計(jì)算機(jī)實(shí)施的步驟可以作為計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)上的計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令被存儲(chǔ)，該計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)諸如舉例而言是軟盤、硬盤、光盤、閃存ROMS、非易失性ROM以及RAM。此外，應(yīng)當(dāng)由本領(lǐng)域技術(shù)人員理解的，計(jì)算機(jī)可執(zhí)行指令可以在各種處理器上被執(zhí)行，該處理器諸如舉例而言為微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器、門陣列等。為了便于說明，不是以上描述的系統(tǒng)和方法的每個(gè)步驟或元件都在本文中被描述為計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的一部分，但本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到，每個(gè)步驟或元件可以具有對應(yīng)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或軟件構(gòu)件。因此，這樣的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和/或軟件構(gòu)件通過描述其對應(yīng)的步驟或元件(即，它們的功能)而被啟用，并且處于本公開的范圍之內(nèi)。

若干實(shí)施方式已經(jīng)被描述。然而，將理解的是，可以做出附加的修改而不偏離本文描述的發(fā)明構(gòu)思的范圍，并且相應(yīng)地，其它實(shí)施例也處于以下權(quán)利要求書的范圍以內(nèi)。