车载音频正经历着技术革新与消费升级的双重推动。2024年5月21日，在2024智能座舱车载声学大会上，合众新能源汽车股份有限公司座舱系统专家高放表示，哪吒汽车作为行业先驱，正通过融入AI音效和大功率扬声器技术，打造沉浸式音响体验。在子系统设计方面，哪吒汽车注重硬件支持能力和音源设计，以满足多维度、高清音频的需求。此外，哪吒汽车还通过多维度评价体系，确保音响子系统的性能和用户体验。
展望未来，高放认为车载音频将迎来新四化机遇，结合技术创新，迈向多维融合新时代。空间音频、定向发声、声纹识别等技术的应用，将进一步丰富车载音频体验。同时，车载音频与AR技术的结合，将实现视觉与听觉的融合，为用户带来更加丰富的感官享受。
合众新能源汽车股份有限公司座舱系统专家
以下为演讲内容整理:
车载音频的发展经历了收音机时代、卡带时代、CD时代以及DVD时代，如今已迈入智能网联的新纪元。当前，AI技术的应用，AI音效的创新，以及大功率和扬声器数量的增加，已成为车载音响系统发展的新趋势。
对于用户而言，车内娱乐系统的互动体验是关注的重点。相关数据显示，用户主要关注三个方面:首先是导航系统的有效性及易用性，它直接关系到驾驶的便捷与安全；其次是音响系统，消费者对音质、操作性质及外接音乐播放设备尤为看重，这意味着音响系统的硬件、算法、软件及音效等各个方面都在用户的考量之中。因此，如何打造一个优质的音响系统，已成为车载声学发展的关键所在。
那么，何为优质的音响体验？许多人会提到真实还原。这涉及到声音心理学，因为不同年龄层的人群对音乐风格的需求不尽相同。例如，50、60年代与70、80年代出生的人可能偏好摇滚，而我们这个时代则更倾向于流行音乐，还有一部分人钟爱古典音乐。此外，人们在听音乐时，其心情、天气、环境、群体、兴趣爱好、性别、状态及文化背景等因素都会影响对声音的感知。比如，在运动时，人们可能更倾向于节奏感强的音乐。
图源:演讲嘉宾素材
在音质和音效方面，音质主要涵盖频响的均衡性、人声的温暖自然以及乐器声的细腻清晰。低音需要紧实有力，富有力度；人声则需温暖自然，避免尖锐与虚假；乐器声则要求细腻清晰，确保各个座位的频响均衡。声场的还原度则包括声音定位的准确性、声场的宽阔度以及四周声音的均衡包裹感。此外，动态范围也是考量音质的重要指标，声音需具备足够的表现力，音量输出要足够大，以确保低音效果与音量输出的完美结合。
哪吒音响打造思路及着力点
音效类设计着重于营造沉浸感，这种沉浸感旨在创造一种身临其境的体验，并为每个座位带来最佳的现场感。哪吒汽车在考虑车载音响时，主要聚焦于算法、软件及系统架构的打造。我们借助高性能SDP实现低失真、高带宽和动态的声音还原，并通过主动声音控制来降噪。
在功放方面，新能源汽车越来越多地采用外置公放，其中不乏带有高声压的型号。我们追求的不仅是功率的堆砌，更加注重音响效果的体验。
扬声器的设计、布置和选型对音响效果至关重要。例如，前门若未采用三分屏设计，后端调音时中频部分可能会出现缺失，这往往需要特定的算法或调音技术来弥补，但效果有限。因此，我们非常注重扬声器的设计、布置和选型，并自主进行调音，结合哪吒品牌的特色，采用天空音效等创新技术。
车载音频的开发流程
在车载音频开发过程中，一个有效的开发流程是确保前端开发质量的关键。整车音频开发始于一个模型，经过需求开发、系统概要设计、子系统设计、零件设计、零件级测试、子系统测试、系统集成和整车验收等一系列环节，形成一个闭环过程。任何环节的问题都可以回溯并修正，确保整个开发过程的有效性和质量。
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需求开发涉及功能的场景设计，包括车外欢迎音效、语音助手、发动机声音模拟、车内系统提示音、自动泊车提示音等。音频系统开发需紧密结合功能场景进行，以确保用户体验的连贯性和完整性。
从音频架构的发展来看，系统正朝着更加集中化、数字化的方向发展。早期的音频架构较为单一，采用硬性连接的方式。随着技术的进步，组合式音频架构逐渐出现，为系统带来了更高的稳定性。然而，为了适应智能化的发展需求，我们需要不断探索和创新。
第三代数字音频架构已经到来，这标志着音频领域正式进入了“软件定义声音”的时代。未来，面向服务的音频架构有望成为主流趋势，音频系统将进一步与车辆的其他服务模块深度融合。
从整车音频架构的平面图来看，无论是纵向还是横向对比，音频系统都非常复杂。在硬件层，控制器、麦克风以及域控、操控系统构成了核心部分。ADSP作为核心组件，越来越多地被车厂用于集成所有音频算法，这是出于成本控制的考虑。能力层则涵盖了前端音源、高清链路系统定义、声音分区接收与处理等关键技术，为前端动能层提供坚实支撑。后端系统集成、自主调音与主观评价等环节，共同为提升用户体验与效率服务。
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车载音频系统概述
音响系统设计是一个系统工程，需要各个组件协同工作。音源设计时，应考虑单声道与多声道音源、高清音频格式等因素，并探索动态音源设计的可能性。此外，音响系统匹配、功率匹配、通道分配与A2B定义等也是重要环节。特别地，音频数据需从上至下统一分发，确保音质一致性。音频策略的制定涉及握手策略、抗信号传输等多个方面，需综合考虑整车链路与内饰材料对声音的影响。
硬件设计方面，线束、线径、双绞角距等技术细节对音质有重要影响。例如，低音炮的推动需要选用合适直径的线束，以确保大功率输出。电源部分的设计、关键元器件的选型、零部件布局以及扬声器数量与品质等，都是设计中不可忽视的要素。
近年来，算法与软件在车载音响系统中的地位日益凸显。虽然传统上通过扬声器调音的方式仍有一定效果，但算法的应用为调音效果带来了显著提升。然而，过分依赖算法可能导致音质失真，因此需保持算法与硬件的平衡。在CDC和扬声器性能参数方面，如模拟类公放的信噪比等指标，需经过严格测试与调整，以确保音质达到最佳状态。
在音源与内容设计方面，我们见证了从单声道到立体声，再到多音源设计的演变。随着技术的进步，音频格式从MP3的压缩格式逐渐迈向高清音频及多维度的声音设计。特别值得一提的是，哪吒汽车引入了天空音乐体验厅的概念，并计划将其中的歌曲替换为哪吒自主设计的作曲风格，为乘客带来全新的听觉体验。
音源的布局和设计紧密结合了车辆的功能场景，确保了最优的布局设计支持。对于5.1声道系统，哪吒汽车展现了出色的布局设计，特别是顶棚扬声器的配置，为未来的3D沉浸式环绕声提供了硬件基础。
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在子系统设计方面，我们关注娱乐控制及各零件的要求。硬件支持能力至关重要，如车外播放AVAS的能力，预留三通道的功放芯片等。此外，整车音源的存储量建议达到200兆，A2B传输能力需支持上传下行，DSP需支持4通道的解析能力。为了满足高清音频的需求，我们也在探索提高链路支持的频率上限。
通道分配能力是子系统设计的另一重要方面。对于拥有19个扬声器的车辆，如何合理分配声音到不同的扬声器是关键。哪吒汽车提供了四种最佳的听音位选择，包括主驾、副驾、后排及全车模式，以及Hi-Fi音乐等听音位的个性化选择。此外，简洁明了的HMI设计和可操作性也是系统设计的重要考虑因素。
混音逻辑策略是子系统中的核心部分，基于安卓系统的中彩策略进行细化和适配。当音乐播放与导航等其他功能冲突时，如何优雅地处理这些声音是我们作为系统工程师需要定义的内容。在零件设计方面，我们注重麦克风的声音采集、音源处理、音频链路、算法集成及音乐播放等方面的性能，以确保系统能够发挥最大效能。
在系统层级设计层面，我们始终关注设计是否能满足后端需求。因此，我们建立了零件级别的测试流程。例如，音量的曲线需确保顺滑，避免出现大幅度的音量突变。扬声器的开孔大小与数量对整车声音的发声有严格要求，我们已制定了相应的数据标准。
在调音完成后，我们会对整车进行声学评价，以生成评价曲线。这一曲线是多种模式交织的复杂结果，要求音量曲线平滑，避免过高或过低的波峰波谷。同样，在AVAS的标定过程中，也需确保声音变化顺滑，不产生突兀的声音。整车链路上的测试及标定是确保系统稳定性和可靠性的必要环节。
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经过设计、测试与标定后，我们将进入整车验收及评价环节。哪吒的音响评价维度主要包括音色、声场、失真和动态四个方面。我们还在不断细化和拓展评价维度，以更全面地评估音响性能。未来，我们将建立专业的评审团队进行专业评审，确保音响性能符合高标准。
车载音频的未来趋势
汽车新四化浪潮下，车载音频迎来了新的发展机遇，以下是一些车载音频的发展趋势。
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空间音频技术:结合车辆空间音频算法，为乘客带来3D环绕的听感体验，如开机音乐的流动听感。
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定向发声技术:解决行人警示音等问题，使声音定向传递，避免干扰车内乘客。同时，可应用于交通出行等场景，为驾驶员提供个性化声音提示。
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声纹识别及匹配:根据乘客的声纹特征推送适合的音乐或声音产品，提供个性化服务。
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可拆卸音响产品:满足户外活动的音响需求，如露营等，为喜欢户外活动的人群提供便利。
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屏幕发声技术:利用车内玻璃等屏幕进行发声，实现视觉与听觉的融合，为乘客带来全新的体验。
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视觉与听觉融合的场景化设计:结合车载AR设备，实现可见即可听的场景化设计，共同打造车载声音生态。
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