区域声重放技术通过调控扬声器阵列重放声场的空间分布，使同一空间中不同位置的听音者可以听到个性化的音频内容。这项技术具有广泛的应用前景，例如减弱不同听音者间的交叉干扰和增强音频传输的私密性。然而，前人研究对区域声重放系统的鲁棒性控制及其应用的理解并不充分。　　本文贡献之一是提出基于声学模型的鲁棒性区域声重放设计框架，从而在区域声重放系统的正则化设计中引入物理内涵。该框架以含误差粗估计的声学模型描述声传递函数，并作为空间滤波器设计的输入，从而得到以声学模型作为参数、具有明确物理含义和简化复杂度的鲁棒性控制参数选取策略。作为所提出框架的应用案例，本文基于两种鲁棒性优化策略（概率模型优化，PMO和最差情况优化，WCO），设计和实现了采用简单误差模型的鲁棒性声能量对比度控制法(ACC)。　　本文贡献之二是应用鲁棒性区域声重放设计框架以减少系统实现对现场传递函数测量的需求。实验结果表明，在含反射声的房间中，所提出的鲁棒性ACC可在大量减少现场测量的情况下，获得与目前主流方法可比的实际重放性能。　　本文贡献之三是将所提出的鲁棒性区域声重放设计框架应用于具有局部声方向的区域声重放。为了在听音区重放具有方向性的局部声场，本文推导了正则化的平面度控制(PC)和声压匹配(PM)的解，其中包含由所提出的设计框架结合PMO导出的新调制矩阵。基于对正则化的PC和PM的比较研究，本文提出了关于方向性区域声性能的新见解，即:(1)在恰当的正则化下，PC和（优选权重因子的）PM具有等价性能;(2)在给定误差下，正则化的PC方法比正则化的PM方法对误差界的误估计更加鲁棒。这有助于理解鲁棒性、正则化、（权重因子可调的）区域声重放优化方法和局部方向性性能之间的控制机制和交互作用。　　总之，本文研究了基于声学模型的鲁棒性区域声重放，可以增强区域声重放系统的抗干扰能力并且简化系统设计，以便应用推广。所提出的设计框架和方法可以普遍应用于一系列区域声重放优化方法。本文完善了对区域声重放的鲁棒性的认识，并且为未来区域声重放的方法选取和系统实现提供指导。