DE10035673C1 - Dynamic sound optimization in the interior of a motor vehicle or similar noisy environment, a monitoring signal is split into desired-signal and noise-signal components which are used for signal adjustment - Google Patents

Dynamic sound optimization in the interior of a motor vehicle or similar noisy environment, a monitoring signal is split into desired-signal and noise-signal components which are used for signal adjustment

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DE10035673C1
DE10035673C1 DE2000135673 DE10035673A DE10035673C1 DE 10035673 C1 DE10035673 C1 DE 10035673C1 DE 2000135673 DE2000135673 DE 2000135673 DE 10035673 A DE10035673 A DE 10035673A DE 10035673 C1 DE10035673 C1 DE 10035673C1
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noise
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adaptive
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Markus Christoph
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    • HELECTRICITY
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    • H03GCONTROL OF AMPLIFICATION
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    • H03G5/005Tone control or bandwidth control in amplifiers of digital signals

Abstract

A monitoring signal occurring at a monitoring point, is picked up and split into desired-signal and noise-signal components. The noise component and at least one additional signal derived from the monitoring signal are input into a controller (412) which generates a control signal based on the signal-to-noise ratio that is input to a sound regulator. The regulator varies the processed desired signal in response to the control signal. An Independent claim is included for an audio system with dynamic sound optimization

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum adaptiven digitalen Filtern, ein adaptives digitales Filter und eine Verwendung eines solchen adaptiven digitalen Filters. The invention relates to a method of adaptive digital filters, an adaptive digital filter, and a use of such an adaptive digital filter.

Adaptive Netzwerke wie etwa adaptive digitale Filter sind von großer Bedeutung in vielen Bereichen der zeitdiskreten Sig nalverarbeitung wie insbesondere auf den Gebieten der System analyse, der Echounterdrückung bei Übertragungssystemen, der Sprachverarbeitung und der Elektroakustik. Adaptive networks such as adaptive digital filters are of great importance in many areas of discrete-time Sig nalverarbeitung in particular in the areas of system analysis, the echo suppression in communications systems, speech processing and electro-acoustics. Das charakteristi sche derartiger adaptiver Netzwerke im Vergleich zu festen Netzwerken ist, dass die die Übertragungseigenschaften fest legenden Netzwerkparameter optimal eingestellt werden in Be zug auf eine vorgegebene Qualitätsfunktion. The charac-specific such adaptive networks compared to fixed networks, the transmission characteristics defining network parameters are optimally set in train loading to a predetermined quality function. Eine derartige Qualitätsfunktion wird z. Such a quality function z. B. durch Minimieren der mittleren quadratischen Fehler des Ausgangssignals des adaptiven Netz werks in Bezug auf ein Referenzsignal realisiert. B. realized by minimizing the mean square error of the output signal of the adaptive network with respect to a reference signal.

Ein dementsprechend aufgebautes adaptives digitales Filter besteht beispielsweise aus einer Verzögerungsleitung mit ei ner bestimmten Anzahl gewichteter Abgriffe über seine Länge. A correspondingly constructed adaptive digital filter for example, consists of a delay line with ei ner certain number of weighted taps along its length. Die gewichteten Ausgangssignale aller Abgriffe werden aufsum miert zu einem Ausgangssignal. The weighted output signals of all taps are aufsum mized into an output signal. Die Gewichtungen der Signale der einzelnen Abgriffe werden dabei fortlaufend angepaßt, um ein Fehlersignal zu minimieren. The weights of the signals from the individual taps are thereby continually adjusted to minimize an error signal. Das Fehlersignal kann bei spielsweise dadurch erzeugt werden, dass das Ausgangssignal des Filters von einem Referenzsignal abgezogen wird. The error signal may be generated at game instance in that the output signal of the filter is subtracted from a reference signal. Neben dieser Methode der kleinsten mittleren Fehlerquadrate (LMS = Least Mean Squares) gibt es jedoch auch zahlreiche weitere Verfahren, das Ausgangssignal gegenüber einem Referenzsignal zu optimieren. However, in addition to this the least mean squares (LMS Least Mean Squares), there are also numerous other methods to optimize the output signal against a reference signal. Weitere Verfahren könnten beispielsweise die folgenden Verfahren sein: Recursive Least Squares, QR Decom position Least Squares, Least Squares Lattice, QR Decomposi tion Lattice oder Gradient Adaptive Lattice, Zero-Forcing, Stochastic Gradient und so weiter. Other methods, the following methods may be, for example: Recursive Least Squares, QR Decom position Least Squares, Least Squares Lattice, QR Decomposi tion Lattice or Gradient Adaptive Lattice, zero-forcing, Stochastic gradient and so on. Diese und weitere Verfah ren sind beispielsweise aus Haykin, Adaptive Filter Theory, Prentice Hall, 2. Ausgabe 1991, oder aus JG Proakis, Digi tal Communication, McGraw Hill, 1995, Seiten 634 bis 676, oder aus DA Pierre, Optimization Theory with Applications, New York: Dover Publications, 1986, bekannt. These and other procedural reindeer are known from Haykin, Adaptive Filter Theory, Prentice Hall, 2nd edition 1991, or from JG Proakis, Digi tal Communication, McGraw Hill, 1995, pages 634 to 676, or from DA Pierre, Optimization Theory with Applications New York: Dover Publications, 1986, known.

Ein wichtiges Anwendungsgebiet für adaptive Filter ist bei spielsweise das Gebiet der dynamischen Klangoptimierung von in akustisch ungünstigen Räumen installierten Beschallungsan lagen. An important application for adaptive filter is at play as were the field of dynamic sound optimization of installed in acoustically unfavorable venues Beschallungsan. Ein besonders ungünstiger Raum stellt hierbei der In nenraum eines Kraftfahrzeuges dar, da zu den ungünstigen Ei genschaften des Raumes zahlreiche in der Zeit variierende Störgeräusche hinzukommen. A particularly unfavorable space, the inner space of a motor vehicle is here, as many added varying noise to the unfavorable egg characteristics of the room in time. Aus den amerikanischen Patent schriften US 5,434,922 und US 5,615,270 sind Verfahren und Anordnungen bekannt, um mit Hilfe adaptiver Filter den Klang im Innenraum von Kraftfahrzeugen zu verbessern. From the American patent US 5,434,922 and US 5,615,270 regulations, methods and arrangements are known to improve with the help of adaptive filters the sound in the interior of motor vehicles. Je komplexer die Akustik und je höher der Störanteil in dem Raum ist, um so komplexer und aufwendiger ist das zur Optimierung notwen dige adaptive Filter bzw. sind die notwendigen Filter. The more complex the acoustics and the higher the noise component in the space is, the more complex and elaborate is the notwen to optimize ended adaptive filter or filters are necessary. Ande rerseits ist bei zahlreichen Anwendungen, insbesondere im Kraftfahrzeug, der mögliche Aufwand insbesondere für die adaptiven Filter sehr begrenzt. Ande hand, is very limited in many applications, particularly in the motor vehicle, the potential burden, especially for the adaptive filters. Es muß daher entweder zusätz licher Aufwand getrieben oder eine Qualitätseinbuße hingenom men werden. It must therefore be driven either zusätz Licher effort or loss of quality hingenom are men.

Aus W. Schüssler, W. Winkelkemper, "Variable Digital Fil ters", Arch. Elektr. Übertr., Band 24, 1970, Heft 11, Seiten 524-525, ist es bekannt, ein variables, digitales Filter zu realisieren, indem bei einem gewöhnlichen digitalen Prototyp- Filter bestehend aus Verzögerungselementen und Koeffizienten netzwerk die Verzögerungselemente durch digitale Allpässe er setzt werden. From W. Schüssler, W. Winkelnkemper, "Variable Digital Fil ters", Arch. Electr. Übertr., Vol 24, 1970, issue 11, pages 524-525, it is known to realize a variable digital filter by at an ordinary digital prototype filter consisting of delay elements and coefficient network, the delay elements by digital all-pass filters it shall be. Damit ist es möglich, die Grenzfrequenz inner halb des Basisbandes durch gleichzeitiges Ändern der Koeffi zienten zu verschieben, wobei jedoch die generelle Frequenz antwort fest bleibt, da diese vom Prototyp-Filter vorgegeben ist. This makes it possible to shift the cutoff frequency within half coefficients of the baseband by simultaneously changing the Koeffi, but the general response rate remains fixed, because it is set by the prototype filter.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein adaptives digitales Filter anzugeben, das ohne Qualitätseinbußen einen geringeren Auf wand erfordert oder bei gleichem Aufwand eine bessere Quali tät bietet. The object of the invention is to provide an adaptive digital filter which requires without sacrificing quality wall on a lower or the same effort ty better quality offers.

Die Aufgabe wird gelöst durch ein adaptives digitales Filter nach Anspruch 1 bzw. ein Verfahren zum adaptiven digitalen Filtern nach Anspruch 5 bzw. durch eine Verwendung eines a daptiven Filters gemäß Patentanspruch 9. Ausgestaltungen und Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand von Unteransprüchen. The object is achieved by an adaptive digital filter according to claim 1 and a method for adaptive digital filtering according to claim 5 or by use of a filter according to a daptiven claim 9, embodiments and further developments of the inventive concept are subject matter of subclaims.

Vorteilhafterweise wird bei dem erfindungsgemäßen adaptiven digitalen Filter die Frequenzauflösung verzerrt, wobei die Verzerrung über die Phasenwinkel der verwendeten entsprechen den Verzögerungselemente eingestellt wird. Advantageously, the frequency resolution of the delay elements is set according to the invention the adaptive digital filter is distorted, the distortion on the phase angle of the used sector. Auf diese Weise können Frequenzbereiche mit hoher Bedeutung auch mit hoher Auflösung und Frequenzbereiche mit niedriger Bedeutung mit niedriger Auflösung bearbeitet werden. In this way, frequency ranges can also be processed with high resolution and frequency ranges with low importance low resolution with high importance. Demzufolge kann ein zur Verfügung stehendes, mit begrenztem Aufwand realisiertes Filter optimal eingesetzt werden. Consequently, an available, realized at limited cost filter can be used to best effect.

Erreicht wird dies im einzelnen durch ein adaptives digitales Filter mit einer Filtereinheit, die Verzögerungselemente und ein mit dem Verzögerungselementen gekoppeltes Koeffizienten netzwerk aufweist und die aus einem ihr zugeführten Eingangs signal durch Filterung ein Ausgangssignal erzeugt, sowie ei ner Steuereinheit zur Steuerung des Koeffizientennetzwerkes derart, dass das Ausgangssignal gegenüber einem Referenzsig nal optimiert wird. This is achieved in detail by an adaptive digital filter with a filter unit having delay elements and a coupled to the delay elements coefficients network and which produces from a supplied to the input signal by filtering an output signal, and ei ner control unit for controlling the coefficient network such that the output signal versus a nal Referenzsig is optimized. Erfindungsgemäß werden dazu als Verzöge rungselemente Filterelemente mit einstellbaren Phasenwinkeln vorgesehen, wobei die Phasenwinkel so eingestellt sind, dass eine verzerrte Frequenzauflösung des adaptiven digitalen Fil ters erreicht wird. According to the invention this is provided as guide elements tarry filter elements with adjustable phase angles, wherein the phase angles are set so that a distorted frequency resolution of the adaptive digital fil ters is achieved. Als Filtereinheit können dabei alle be kannten Filterarten wie beispielsweise Finite-Impulse-Res ponse-Filter (FIR), Infinite-Impulse-Response-Filter (IIR) oder Wellendigitalfilter mit beliebiger Filterstruktur und beliebigem Übertragungsverhalten angewendet werden. As filter unit can thereby all be known types of filters such as finite impulse res ponse filter (FIR), infinite impulse response filters are applied (IIR) or wave digital filters with arbitrary filter structure and any transfer behavior. Die Steu ereinheit zur Steuerung der Koeffizienten des Koeffizienten netzwerkes kann dabei ein beliebiges Optimierungsverfahren verwenden wie beispielsweise die eingangs bereits genannten Methoden Recursive Least Squares, QR Decomposition Least Squares, Least Squares Lattice, QR Decomposition Lattice oder Gradient Adaptive Lattice, Zero-Forcing, Stochastic Gradient und so weiter. The STEU ereinheit to control the coefficient of the coefficient network can thereby use any optimization methods such as the methods already initially mentioned Recursive Least Squares, QR Decomposition Least Squares, Least Squares Lattice, QR Decomposition Lattice or Gradient Adaptive Lattice, zero-forcing, Stochastic gradient and so on. Im Weiteren wird hierzu auch auf die ebenfalls eingangs genannten Referenzen Haykin, Adaptive Filter Theory, Prentice Hall, 2. Ausgabe 1991, oder aus JG Proakis, Digi tal Communication, McGraw Hill, 1995, Seiten 634 bis 676, oder aus DA Pierre, Optimization Theory with Applications, John Wiley and Sons, New York 1969, verwiesen. Furthermore, this is also the also aforementioned references Haykin, Adaptive Filter Theory, Prentice Hall, 2nd edition 1991, or from JG Proakis, Digi tal Communication, McGraw Hill, 1995, pages 634 to 676, or from DA Pierre, Optimization Theory with Applications, John Wiley and Sons, New York 1969, directed.

Bevorzugt wird aber die Filtereinheit derart ausgeführt, dass die Verzögerungselemente hintereinandergeschaltet sind, den Abgriffen an und/oder zwischen den Verzögerungselementen je weils ein Koeffizientenglied zur Bewertung mit jeweils einem Koeffizienten nachgeschaltet ist und den Koeffizientenglie dern ein Summierer nachgeschaltet ist, an dessen Ausgang das Ausgangssignal abgreifbar ist. However, the filter unit is preferably carried out in such a way that the delay elements are connected in series, the taps and / or between the delay elements a coefficient member depending weils downstream for evaluation with a respective coefficient and the coefficient Glienicke countries a summer connected downstream is, at whose output the output signal can be tapped is. Dieses Finite-Impulse-Res ponse-Filter mit globalem Summierer am Ausgang zeichnet sich durch eine umfassende Stabilität und eine gute Implementier barkeit aus. This finite impulse res ponse filter with global summing the output is characterized by a comprehensive stability and good Implementier bility from. Die einzelnen Koeffizienten werden dabei von der Steuereinheit entsprechend verändert. The individual coefficients are thereby changed accordingly by the control unit.

Als bevorzugte Qualitätsfunktion findet die Methode der kleinsten mittleren Fehlerquadrate bzw. der Methode der ver zögerten kleinsten mittleren Fehlerquadrate Anwendung. will be the preferred quality function, the least mean squares or the method of ver delayed least mean squares application. Diese beiden Verfahren zeichnen sich durch einen relativ geringen erforderlichen Aufwand einer hohen Genauigkeit aus. These two processes are characterized by a relatively small effort required high accuracy.

Als Filterelemente mit einstellbaren Phasenwinkeln werden vorzugsweise Allpässe und insbesondere Allpässe erster Ord nung vorgesehen. As the filter elements with adjustable phase angles of all-pass filters, and in particular all-passes first Ord are preferably provided voltage. Dabei können beliebige Ausgestaltungen der vier möglichen Allpassgrundformen verwendet werden. Any desired configurations of the four possible Allpassgrundformen can be used.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum adaptiven digitalen Fil tern eines Eingangssignals eignet sich insbesondere für rein softwarebezogene Anwendungen wie beispielsweise die Implemen tierung in einen Signalprozessor. The inventive method for adaptive digital Fil tern of an input signal is particularly suitable for purely software-related applications such as the implemen tation in a signal processor. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Eingangssignal entsprechend einer steuer baren Filtercharakteristik ein Ausgangssignal ergebend gefil tert, wobei die Filterung mittels Verzögerungsoperationen und Rechenoperationen realisiert wird. In the inventive method, the input signal corresponding to a control tert yielding gefil cash filter characteristic an output signal, wherein the filtering is implemented by means of delay operations and arithmetic operations. Die Filtercharakteristik wird dabei derart gesteuert, dass das Ausgangssignal gegen über einem Referenzsignal optimiert wird. The filter characteristic is controlled such that the output signal against a reference signal is optimized. Dabei werden die Verzögerungsoperationen durch Phasenschiebeoperationen mit einstellbaren Phasenwinkeln erzeugt, wobei die Phasenwinkel eine verzerrte Frequenzauflösung ergebend eingestellt sind. The delay operations are generated by phase-shift operations with adjustable phase angles, wherein the phase angle of a warped frequency resolution are yielding set. Die Filterung kann wiederum mittels beliebiger Filterarten, Filterstrukturen und Übertragungsverhalten erfolgen, ebenso wie die Steuerung der Filtercharakteristik durch beliebige Qualitätsfunkionen (wie bereits beschrieben) gesteuert werden kann. The filtering can again be effected by means of any types of filters, filter structures and transmission characteristics can be controlled as well as the control of the filter characteristic by any radio quality ions (as described earlier). Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sehen insbesondere den Einsatz von Finite-Impulse-Response-Filte rung, des Verfahrens der kleinsten mittleren Fehlerquadrate bzw. des Verfahrens der verzögerten kleinsten mittleren Feh lerquadrate als Qualitätsfunktion und/oder einer Allpassfil terung zur Erzeugung der Verzögerungen. Further developments of the inventive method see in particular the use of Finite Impulse Response Filter tion, the method of least mean square error or of the method of the delayed least mean Def lerquadrate as a quality function and / or a Allpassfil esterification to generate the delays.

Das erfindungsgemäße adaptive digitale Filter eignet sich in besonderem Maße für die Verwendung bei einer Vorrichtung zum geräuschabhängigen Anpassen eines an einem Abhörort abge strahlten akustischen Nutzsignals, wobei als Abhörort insbe sondere der Innenraum eines Kraftfahrzeuges geeignet ist. The adaptive digital filter according to the invention is suitable in particular to the use in a device for the noise-dependent adjusting a abge irradiated at a Abhörort useful acoustic signal, wherein as Abhörort in particular the interior of a motor vehicle sondere suitable. Bei einer derartigen Verwendung wird die Frequenzauflösung bevor zugt derart verzerrt, dass entsprechend den psychoakustischen Eigenschaften des menschlichen Gehörs bei tiefen Frequenzen eine höhere Auflösung gegeben ist als bei hohen Frequenzen. In such use, the frequency resolution will be distorted in such a way that in accordance with the psychoacoustic properties of the human ear at low frequencies, a higher resolution than at high frequencies is given before Trains t. Damit wird eine bessere Anpassung an die Eigenschaften des menschlichen Gehörs erzielt. In order to better adapt to the characteristics of human hearing is achieved.

Das erfindungsgemäße adaptive digitale Filter wird bevorzugt bei einer Vorrichtung angewendet, die eine Signalquelle zum Erzeugen eines elektrischen Nutzsignals sowie eine der Sig nalquelle nachgeschaltete, durch ein Steuersignal einstellba re Signalbearbeitungseinrichtung zum Erzeugen eines bearbei teten elektrischen Nutzsignals aufweist. The adaptive digital filter according to the invention is preferably applied to an apparatus comprising a signal source for generating an electric useful signal and one of the Sig nalquelle downstream, comprises by a control signal einstellba re signal processing means for generating a machining ended electrical useful signal. Weiterhin ist eine der Signalbearbeitungseinrichtung nachgeschaltete Schallwan deleinrichtung zum Erzeugen des akustischen Nutzsignals aus dem bearbeiteten elektrischen Nutzsignal und ein Schallauf nehmer zur Erzeugung eines elektrischen Abhörsignals aus dem akustischen Nutzsignal sowie einem diesem überlagerten akus tischen Geräuschsignal am Abhörort vorgesehen. Furthermore, one of the signal processing device is connected downstream Schallwan deleinrichtung participants provided for generating an electrical listening signal from the useful acoustic signal and a superimposed thereon acoustically tables noise signal at Abhörort for generating the useful acoustic signal from the processed electrical information signal and an acoustic. Schließlich ist dem Schallaufnehmer ein Extrahierer zum Extrahieren des im Abhörsignal enthaltenen Geräuschsignalanteils und diesem wiederum eine Steuereinrichtung nachgeschaltet, welche den Geräuschanteil des Abhörsignals und mindestens ein aus dem Abhörsignal abgeleitetes Signal erhält und die aus beiden das Steuersignal für die Signalbearbeitungseinrichtung erzeugt. Finally, the acoustic sensor is an extractor for extracting the noise signal component contained in the listening signal and this in turn is followed by a control means which receives the noise component of the listening signal and at least a signal derived from the listening signal signal and generates the control signal for the signal processing device of the two.

Bevorzugt entspricht mindestens ein aus dem Abhörsignal abge leitetes Signal der Summe aus Nutzsignalanteil und Störsig nalanteil und/oder dem Nutzsignalanteil des Abhörsignals. Preferably at least one abge initiated from the monitor signal signal the sum of the useful signal component and Störsig corresponds nalanteil and / or the useful signal component of the listening signal. Da bei können die aus dem Abhörsignal abgeleiteten Signale auch durch den Extrahierer bereitgestellt werden. Since the signals derived from the monitored signal can also be provided by the extractor. Des Weiteren kann der Steuereinrichtung für die Signalbearbeitungseinrich tung ein Zustandssignal zugeführt werden. Furthermore, the control device for the Signalbearbeitungseinrich can processing a status signal to be supplied. Damit kann durch zusätzliche Informationen wie insbesondere der Lautstärkeein stellung (beispielsweise am Lautstärkeregler), aber auch wie beispielsweise der Fahrzeuggeschwindigkeit und der Motordreh zahl bei Einsatz in Kraftfahrzeugen, die Lautstärke und/oder andere Größen des dargebotenen Nutzsignals beeinflußt werden. Thus can be influenced (for example, the volume control), but also such as the vehicle speed and engine speed numbers in use in motor vehicles, the volume and / or other sizes of the presented information signal by additional information, such as in particular the Lautstärkeein position.

Bei den vorstehenden Verwendungen wird das erfindungsgemäße adaptive digitale Filter bevorzugt zum Extrahieren des Nutz signals und/oder des Störsignals aus dem Mikrophonsignal ver wendet. In the above uses adaptive digital filter according to the invention is preferred to extract the wanted signal and / or the interference signal from the microphone signal turns ver.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in den Figuren der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. The invention is explained below with reference to the embodiment illustrated in the drawing figures of exemplary embodiments. Es zeigt: It shows:

Fig. 1 den prinzipiellen Aufbau eines adaptiven Filters, Fig. 1 shows the basic structure of an adaptive filter,

Fig. 2 eine bevorzugte Ausführungsform einer Filterein heit bei einem erfindungsgemäßen adaptiven digi talen Filter, Fig. 2 shows a preferred embodiment of a filter inlet integrated in an inventive adaptive digi tal filter,

Fig. 3 den Phasengang bzw. die Frequenzverzerrungsfunk tion eines Filterelements bei einem erfindungsge mäßen adaptiven digitalen Filter, Fig. 3 shows the phase response or frequency distortion radio tion of a filter element in a erfindungsge MAESSEN adaptive digital filter,

Fig. 4 die Frequenzauflösung eines erfindungsgemäßen a daptiven digitalen Filters für verschiedene Pha senwinkel, Fig. 4 shows the frequency resolution of a digital filter according to the invention daptiven for various Pha senwinkel,

Fig. 5 eine erste Ausführungsform einer Vorrichtung zum geräuschabhängigen Anpassen eines akustischen Nutzsignals, Fig. 5 shows a first embodiment of a device for the noise-dependent adjusting an acoustic useful signal,

Fig. 6 eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zum geräuschabhängigen Anpassen eines Nutzsignals, Fig. 6 shows a second embodiment of a device for the noise-dependent adjusting a useful signal,

Fig. 7 eine Ausführungsform eines Extrahierers mit er findungsgemäßen adaptiven digitalen Filtern bei einer Vorrichtung zum geräuschabhängigen Anpassen eines Nutzsignals, Fig. 7 shows an embodiment of an extractor with he inventive adaptive digital filters in a device for the noise-dependent adjusting a useful signal,

Fig. 8 eine erste Ausführungsform eines Allpasses zur Verwendung bei einem erfindungsgemäßen adaptiven digitalen Filter, Fig. 8 shows a first embodiment of an all-pass filter for use in an inventive adaptive digital filter,

Fig. 9 eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines Allpasses zur Verwendung bei einem erfindungsgemäßen adaptiven digitalen Filter, Fig. 9 shows a second preferred embodiment of an all-pass filter for use in an inventive adaptive digital filter,

Fig. 10 eine erste Ausführungsform einer Steuereinrich tung bei einer Vorrichtung zum geräuschabhängigen Anpassen eines Nutzsignals, Fig. 10 shows a first embodiment of a Steuereinrich processing in a device for the noise-dependent adjusting a useful signal,

Fig. 11 eine zweite Ausführungsform einer Steuereinrich tung bei einer Vorrichtung zum geräuschabhängigen Anpassen eines Nutzsignals und Fig. 11 shows a second embodiment of a Steuereinrich processing in a device for the noise-dependent adjusting a useful signal and

Fig. 12 eine dritte Ausführungsform einer Steuereinrich tung bei einer Vorrichtung zum geräuschabhängigen Anpassen eines Nutzsignals. Fig. 12 shows a third embodiment of a Steuereinrich processing in a device for the noise-dependent adjusting a useful signal.

Wie in Fig. 1 gezeigt umfasst ein adaptives Filter eine Fil tereinheit 1 , der ein Eingangssignal 2 zugeführt wird und die daraus durch Filterung ein Ausgangssignal 3 erzeugt. As shown in Fig. 1, an adaptive filter includes a Fil tereinheit 1, which is supplied with an input signal 2 and the generated therefrom by filtering an output signal 3. Das Übertragungsverhalten der Filtereinheit 1 ist dabei durch ein Steuersignal 4 einstellbar. The transmission behavior of the filter unit 1 is adjustable by a control signal. 4 Zur Erzeugung des Steuersignals 4 ist eine Steuereinheit 5 vorgesehen, die das Steuersignal 4 aus dem Ausgangssignal 3 der Filtereinheit 1 sowie aus einem Referenzsignal 6 erzeugt. For generating the control signal 4, a control unit 5 is provided which generates the control signal 4 from the output signal 3 of the filter unit 1, and from a reference signal. 6 Die Steuereinheit 5 arbeitet dabei nach der Methode der kleinsten mittleren Fehlerquadrate und umfasst einen Subtrahierer 7 , der das Ausgangssignal 3 von dem Referenzsignal 6 subtrahiert, sowie einen dem Subtrahie rer nachgeschalteten Verstärker 8 , der eine bestimmte vorge gebene Verstärkung aufweist. The control unit 5 operates according to the method of least mean square error and comprises a subtracter 7, which subtracts the output signal 3 of the reference signal 6, and a rer Subtrahie the downstream amplifier 8 which has a certain pre-added reinforcement. Bei Anwendung der Methode der verzögerten kleinsten mittleren Fehlerquadrate kann zudem dem Verstärker eine Verzögerungseinheit 9 nachgeschaltet werden. When applying the method of the delayed least mean squares also a delay unit may be connected downstream of the amplifier 9.

Als Filtereinheit 1 kann jedes Filter verwendet werden, bei dem die Koeffizienten veränderbar und damit das Übertragungs verhalten der Filtereinheit 1 steuerbar ist. As the filter unit 1 of each filter can be used in which the coefficients changed and thus the transmission behavior of the filter unit 1 is controllable.

Gemäß Fig. 2 wird jedoch bevorzugt ein Finite-Impulse-Res ponse-Filter mit globalem Summierer 10 am Ausgang verwendet. Referring to FIG. 2, a finite impulse Res ponse filter with a global summer 10 is preferably used at the output. Die Eingänge des Summierers 10 sind dabei unter Zwischen schaltung steuerbarer Koeffizientenglieder 12 an die Abgriffe einer aus Verzögerungselementen 11 gebildeten Verzögerungs leitung angeschlossen. The inputs of the adder 10 are connected to the taps of a delay line formed from delay elements 11 with the interposition of a controllable coefficient elements 12th Die Steuerung der Koeffizientenglieder 12 erfolgt dabei mittels des Steuersignals 4 . The control of the coefficient elements 12 is effected by means of the control signal. 4 Als Verzöge rungselemente 11 werden dabei erfindungsgemäß Filterelemente mit einstellbaren Phasenwinkeln (bevorzugt Allpässe erster Ordnung) mit einer Übertragungsfunktion D(z) verwendet, wobei As tarry guide elements 11 are According to the invention the filter elements with adjustable phase angles (preferably the first-order all-pass filters) having a transfer function D (z), where

D(z) = (Z -1 - λ)/(1 - λZ -1 ) D (z) = (Z -1 - λ) / (1 - λZ -1)

ist. is. Mittels des Filterkoeffizienten λ des Allpasses läßt sich der Phasenwinkel ϕ des Filterelements (Allpasses) ein stellen. By means of the all-pass filter coefficient λ of the phase angle φ can be of the filter element (allpass) a set. Über den Filterkoeffizienten des Allpasses läßt sich bei der Filtereinheit 1 nach Fig. 2 jedoch auch die Fre quenzverzerrungsfunktion der Filtereinheit 1 einstellen (War ping-Parameter). About the filter coefficients of the all-pass filter 2, however, the Fre quenzverzerrungsfunktion the filter unit 1 can be in the filter unit 1 of FIG. Set (War ping parameters). Im übertragenen Sinne wird die lineare Fre quenzachse mit Hilfe des Phasengangs der Allpässe, der be kanntlich ausschließlich von dessen Koeffizienten λ abhängt, auf eine neue, verzerrte (= warped) Frequenzachse umgesetzt. Figuratively the linear Fre is quenzachse with the aid of the phase response of the all-pass filters, the kanntlich be exclusively dependent on the coefficients of λ (= warped) to a new, distorted frequency axis reacted. Aus Fig. 3 ist zu ersehen, wie sich die Frequenzauflösung in Abhängigkeit von der Frequenz und des Koeffizienten λ (War ping-Parameter) verhält. From Fig. 3 it can be seen how the frequency resolution in function of the frequency and the coefficient λ (War ping parameter) behaves. Zur Verdeutlichung wird dieses Ver halten in Fig. 4 separat dargestellt, aus der einfacher die Abhängigkeit der Frequenzauflösung vom Koeffizienten λ (War ping-Parameter) zu erkennen ist. To illustrate this Ver will keep in Fig. 4 shown separately, it can be seen from the simple function of the frequency resolution of the coefficient λ (War ping parameter).

In Fig. 4 ist über der Frequenz f die Frequenzauflösung Δf in Abhängigkeit von verschiedenen Werten des Filterkoeffi zienten λ (Warping-Parameter) dargestellt. In Fig. 4 the frequency resolution .DELTA.f a function of different values of the coefficient λ Filterkoeffi (warping parameters) is plotted against the frequency f. Als Turningpoint- Frequenz wird die Frequenz bezeichnet, bei der die Frequenz auflösung gleich 1 ist (λ = 0). As TurningPoint frequency, the frequency is referred to, in which the frequency resolution is equal to 1 (λ = 0). Dabei berechnet sich die Fre quenzauflösung wie folgt: Here the Fre quenzauflösung calculated as follows:

Δf w (f, λ) = f warp (f, λ).(1 - λ 2 )/(1 + λ 2 + 2λ.cos(2πf warp (f, λ)/f s ) mit .DELTA.f w (f, λ) = f warp (f, λ). (1 - λ 2) / (1 + λ 2 + 2λ.cos (2.pi.f warp (f, λ) / f s) with

f warp (f, λ) = f + (f s /π).arctan(λ.sin(2πf/f s )/(1 - λ.cos(2πf/f s )). f warp (f, λ) = f + (f s /π).arctan(λ.sin(2πf/f s) / (1 - λ.cos (2.pi.f / f s)).

Dabei bezeichnet f s die Abtastfrequenz, Δf w (f, λ) die fre quenzabhängige Frequenzauflösung des adaptiven Filters und f warp (f, λ) die neue entsprechend dem Allpass-Phasengang umge setzte Frequenz. Here, f s is the sampling frequency .DELTA.f w (f, λ) the fre quenzabhängige frequency resolution of the adaptive filter and warp f (f, λ) the new according to the all-pass phase response unreacted frequency.

Die Turningpoint-Frequenz f TP ist dabei diejenige Frequenz, bei der das adaptive Filter (adaptives Warped-Filter) die gleiche Frequenzauflösung besitzt wie ein konventionelles Filter. The TurningPoint frequency f TP is the frequency at which the adaptive filter (adaptive warped filter) has the same frequency resolution as a conventional filter. Sie läßt sich folgendermaßen berechnen: It can be calculated as follows:

f TP = (f s /2π).arccos(λ). TP = f (f s /2π).arccos(λ).

Auffallend ist hierbei, dass bei positivem Filterkoeffizien ten λ eine Erhöhung der Frequenzauflösung im unteren Fre quenzbereich stattfindet. Strikingly this is that in case of positive th λ Filterkoeffizien an increase in the frequency resolution in the lower frequency range Fre takes place. Gleichzeitig tritt im Vergleich zu konventionellen Filtern im Frequenzbereich oberhalb der Tur ningpoint-Frequenz f TP eine Verschlechterung auf. At the same time, deterioration occurs in comparison with conventional filters in the frequency range above the door ningpoint frequency f TP.

Dieser Umstand wird vorteilhafterweise gemäß der Erfindung bei einer Vorrichtung zum geräuschabhängigen Anpassen eines an einem Abhörort abgestrahlten akustischen Nutzsignals ange wendet. This fact is advantageously according to the invention in a device for the noise-dependent adjusting a radiated at a useful acoustic signal Abhörort be applied. Die in Fig. 5 gezeigte Ausführungsform einer Vor richtung zum geräuschabhängigen Anpassen eines abgestrahlten akustischen Nutzsignals umfaßt eine Signalquelle 13 wie bei spielsweise ein CD-Abspielgerät, einen MP3-Player, ein Radio empfangsgerät, ein Audiokassettenabspielgerät oder eine ande re Tonträgerwiedergabeeinrichtung, welche ein Nutzsignal S abgibt. The embodiment shown in Figure 5. A pre direction for the noise-dependent adjusting a radiated acoustic useful signal comprises a signal source 13 as in the case of playing a CD player, an MP3 player, a radio receiver, an audio cassette player or oth er sound carrier reproducing apparatus which S a useful signal emits. Das Nutzsignal S wird einer der Tonquelle 13 nachge schalteten Stelleinrichtung 14 zugeführt, welche in Abhängig keit von einem Steuersignal C das Nutzsignal S - ein bearbei tetes Nutzsignal S L ergebend - in der Lautstärke und/oder an deren Signaleigenschaften, wie beispielsweise Kompressions grad, Klang etc. verändert. The useful signal S is a sound source 13 nachge off setting device 14 supplied, which in Depending speed of a control signal C, the useful signal S - a machining tetes desired signal S L yielding - in volume and / or on the signal properties, such as compression degree, sound etc. changed. Das bearbeitete Nutzsignal S L wird anschließend einer Schallabstrahleinrichtung 15 zuge führt, die aus dem bearbeiteten, elektrischen Nutzsignal S L ein akustisches Nutzsignal S A erzeugt. The processed desired signal S L is then supplied to a sound emitter leads 15, which an acoustic desired signal S A generated from the processed, electrical desired signal S L. Die Schallabstrahlein richtung 15 kann dabei neben einem oder mehreren Lautspre chern auch die zugehörigen Endstufen sowie im Falle einer di gitalen Ansteuerung entsprechende Digital-Analog-Umsetzer aufweisen. The Schallabstrahlein device 15 can have corresponding digital-to-analog converter in addition to one or more loudspeaker Chern the associated power amplifiers and, in case of a di gitalen control.

Das akustische Nutzsignal S A wird von einem als Schallaufneh mer dienenden Mikrophon 16 empfangen, wobei dem elektrischen Nutzsignal S A ein akustisches Geräuschsignal N A überlagert ist, welches sich beispielsweise bei einem Kraftfahrzeugin nenraum aus Fahrzeuggeräuschen, Motorengeräuschen und sonsti gem Lärm im Innenraum zusammensetzt. The acoustic desired signal S A is received by a as Schallaufneh mer serving microphone 16, wherein the electrical useful signal S A, an acoustic noise signal N A is superimposed, which, for example in a motor vehicle in nenraum from vehicle noise, engine noise and Other pe gem noise comprised in the interior. Das Mikrophon 16 erzeugt dementsprechend aus dem akustischen Nutzsignal S A und dem a kustischen Geräuschsignal N A ein elektrisches Abhörsignal M, welches gleich der Summe aus dem Störsignal N M und dem Nutz signal S M nach Umsetzung durch das Mikrophon 16 aus dem akus tischen Nutzsignal S A und dem akustischen Geräuschsignal N A ist. The microphone 16 generates accordingly from the acoustic desired signal S A and a kustischen noise signal N A, an electrical monitoring signal M, which is equal to S of the sum of the noise signal N M and the useful signal S M after conversion by the microphone 16 from the acoustically tables useful signal A and the acoustic noise signal N A is. Das Abhörsignal M sowie das bearbeitete Nutzsignal S L werden an einen Extrahierer 17 angelegt, der aus dem Abhör signal M und damit aus der Summe des Nutzsignals S M am Mikro phon und dem Geräuschsignal N M am Mikrophon 16 ein extrahier tes Nutzsignal S' M und ein extrahiertes Geräuschsignal N' M erzeugt. The monitor signal M as well as the processed desired signal S L to be applied to an extractor 17, which from the monitor signal M, and thus from the sum of the useful signal S M at the micro phon and the noise signal N M at the microphone 16, an extracting tes desired signal S 'M and an extracted noise signal N 'M generated. Aus extrahiertem Nutzsignal S' M und extrahiertem Geräuschsignal N' M wird schließlich mittels einer Steuerein richtung 18 das Steuersignal C gebildet. From extracted desired signal S 'M and extracted noise signal N' M direction 18 is eventually formed the control signal C by means of a Steuerein.

Der Wiedergabesignalpfad erstreckt sich von der Signalquelle 13 zur Schallabstrahleinrichtung 15 , wobei die Schallwieder gabe, also beispielsweise Lautstärke, Klang, Kompression etc. durch die Stelleinrichtung 14 beeinflußt werden kann. The reproduction signal path extends from the signal source 13 to the sound emitter 15, wherein the sound reproduction, that is, for example, volume, tone, compression, etc., by the adjusting device 14 can be influenced. Die Steuerung der Stelleinrichtung 14 erfolgt durch das Steuer signal C, das aus dem bearbeiteten Nutzsignal S L und dem Mik rophonsignal M hervorgeht. The control of the actuating device 14 carried by the control signal c and the Mik rophonsignal M apparent from the processed desired signal S L. Dem akustischen Nutzsignal S A bzw. dem akustischen Geräuschsignal N A vor dem Mikrophon 16 ent spricht ein elektrisches Nutzsignal S M bzw. ein Geräuschsig nal N M nach dem Mikrophon 16 , wobei aus dem Mikrophonsignal M durch den nachfolgenden Extrahierer 17 mit Hilfe des bearbei teten Nutzsignals S L das Nutzsignal S' M ausgefiltert wird. The acoustic desired signal S A and the acoustic noise signal N A front of the microphone 16 ent speaks an electric useful signal S M and a Geräuschsig nal N M by the microphone 16, wherein from the microphone signal M by the subsequent extractor 17 by means of the machining ended desired signal S L is filtered out, the useful signal S 'M. Zur Erzeugung des extrahierten Geräuschsignals N' M wird das ext rahierte Nutzsignal S' M mittels eines Subtrahierers 19 von dem Mikrophonsignal M abgezogen. To generate the extracted noise signal N M 'M ext rahierte the desired signal S' is subtracted by a subtractor 19 from the microphone signal M. Anstelle des Subtrahierers 19 kann vorgesehen werden, dass das Ausgangssignal des Sub trahierers im adaptiven Filter AE (z. B. Subtrahierer aus Fig. 1) als extrahiertes Geräuschsignal in die Steuereinrich tung 18 eingespeist wird. Instead of the subtractor 19 may be provided, that the output signal of the sub trahierers in the adaptive filter  (z. B. subtractor of FIG. 1) as an extracted noise signal in the Steuereinrich tung is fed 18th Zudem kann auch das Mikrofonsignal M in die Steuereinrichtung 18 angelegt werden. In addition, the microphone signal M can be created in the control device 18th Der Übersicht lichkeit halber sind dabei eventuell benötigte zusätzliche Filter und/oder Abtastratenreduziereinrichtungen weggelassen. The overview friendliness half are omitted any required additional filters and / or Abtastratenreduziereinrichtungen. Das extrahierte Geräuschsignal S' M entspricht bis auf einen Restfehler im wesentlichen dem akustischen Nutzsignal S A , welches mit der Impulsantwort des den Abhörraum umschließen den Raumes gefaltet ist. The extracted noise signal S 'M corresponds to a residual error substantially equal to the acoustic desired signal S A, which enclose with the impulse response of the listening room to room is folded. Das extrahierte Geräuschsignal N' M entspricht schließlich bis auf einen Restfehler den dabei herrschenden Umgebungsgeräuschen. The extracted noise signal N 'M, finally, corresponds to a residual error thereby the prevailing ambient noise.

Zur Minimierung des in dem extrahierten Geräuschsignal N' M enthaltenen Fehlers wird zusätzlich noch das extrahierte Nutzsignal S' M in die Steuereinrichtung 18 eingespeist. To minimize in the extracted noise signal N M 'error contained M nor the extracted desired signal S is additionally' fed to the control device 18th Das extrahierte Nutzsignal S' M ist ein Signal, das den in dem Ab hörsignal M enthaltenen Nutzsignalanteil S M nachbildet. The extracted desired signal S 'M is a signal that reproduces the useful signal component S M contained in the auditory signal from M. Dabei wird das extrahierte Nutzsignal S' M durch den Extrahierer 17 aus dem bearbeiteten Nutzsignal S L derart erzeugt, dass das bearbeitete Nutzsignal S L mit der im Extrahierer 17 nachge bildeten Raumimpulsantwort gefaltet wird und somit in guter Näherung dem akustischen Nutzsignal S A entspricht. Here, the extracted desired signal generated S 'M by the extractor 17 from the processed desired signal S L such that the processed desired signal S L to the nachge in the extractor 17 formed room impulse response is folded and thus to a good approximation corresponds to the acoustic desired signal S A.

Die Ausführungsform nach Fig. 6 ist gegenüber der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform dahingehend abgeändert, dass der Subtrahierer 19 entfällt, wobei das extrahierte Geräuschsig nal N' M direkt vom Extrahierer 17 erzeugt wird, sowie dass anstelle des Extrahierers 17 ein Extrahierer 20 vorgesehen ist, der nicht das bearbeitete Nutzsignal S L , sondern das Nutzsignal S direkt vom Ausgang der Signalquelle 13 erhält. The embodiment of FIG. 6 is amended to with respect to the embodiment shown in Fig. 5 embodiment is that the subtractor Geräuschsig nal N 'M is generated directly from the extractor 17 deleted 19, wherein the extracted, and that an extractor 20 is provided instead of the extractor 17 which does not receive the processed desired signal S L, but the useful signal S directly from the output of the signal source. 13 Des Weiteren ist anstelle der Steuereinrichtung 18 eine Steu ereinrichtung 21 vorgesehen, die außer mit dem extrahierten Nutzsignal S' M und dem extrahierten Geräuschsignal N' M auch mit dem Abhörsignal M sowie mit Zustandssignalen R, V und P angesteuert wird. Furthermore, instead of the control device 18 ereinrichtung a STEU 21 which 'N M and the extracted noise signal' M is also driven with the monitor signal M as well as state signals R, V and P except with the extracted desired signal S. Das Zustandssignal R bezieht sich dabei auf die aktuelle Motordrehzahl, das Zustandssignal V auf die Ge schwindigkeit des Fahrzeuges und das Zustandssignal P auf die Einstellung des Lautstärkestellers. The state signal R refers to the current engine speed, the state signal V to the Ge speed of the vehicle and the state signal P on the setting of the volume control.

Bei den beispielhaft in den Fig. 5 und 6 gezeigten Ausfüh rungsformen wird also neben dem extrahierten Geräuschsignal N' M auch das extrahierte Nutzsignal S' M für einen Vergleich innerhalb der Steuereinrichtung 6 zur Bildung des Steuersig nals C herangezogen. In the exemplary approximate form in Figs. 5 and 6 so exporting 'M and the extracted desired signal S' M is for comparison within the control device 6 to form the Steuersig Nals C used in addition to the extracted noise signal N. Der besondere Vorteil bei der Verwendung des extrahierten Nutzsignals S' M im Vergleich zu dem von der Signalquelle 13 bereitgestellten Nutzsignal S oder dem bear beiteten Nutzsignal S L liegt darin, dass das über das Mikro phon 16 aufgenommene durch den Extrahierer 17 bzw. 20 extra hierte Nutzsignal S' M dem im Abhörraum herrschenden Quellen signal (wie es vom Aufnahmemedium aufgenommen wird) entspricht und somit am Besten die wahren Gegebenheiten des Ab hörraumes wiederspiegelt, wobei die Verwendung des bearbeite ten Nutzsignals S L in der Regel gegenüber dem Nutzsignal S der Tonquelle 13 bereits den Vorteil hat, dass die in der Stelleinrichtung 14 vorgenommenen Änderungen des Nutzsignals S nicht durch den Extrahierer 17 bzw. 20 nachvollzogen werden müssen. The particular advantage of using the extracted desired signal S 'M as compared to that provided by the signal source 13 useful signal S or the bear beiteten desired signal S L is that the by extractor 17 and 20 separately hierte recorded on the micro phon 16 desired signal S 'M prevailing in the control room sources signal (as it is received from the recording medium) corresponding to, and thus reflect the true conditions of the ex listening room at the top, wherein the use of the editing th useful signal S L is usually compared to the desired signal S of the audio source 13 already has the advantage that the changes of the useful signal S made in the setting device 14 need not be followed by extractor 17 and 20 respectively.

Bei dem Extrahierer 17 bzw. dem Extrahierer 20 handelt sich im wesentlichen um ein erfindungsgemäßes adaptives Warped- Filter, das nach einer Vielzahl bekannter Realisierungsmög lichkeiten für die Steuerung, wie beispielsweise nach den eingangs genannten Qualitätsfunktionen realisiert werden kann. In the extractor 17 and the extractor 20 is essentially an inventive adaptive filter Warped, the opportunities for a variety of known Realisierungsmög for the control, as can be realized for example by the above-mentioned quality features. Bevorzugt werden aber adaptive Filter eingesetzt, die nach dem Verfahren der kleinsten Fehlerquadrate (LMS = Least Mean Square) oder dem Verfahren der verzögerten kleinsten Fehlerquadrate (DLMS = Delayed Least Mean Square) arbeiten, so dass sich diese sehr effektiv und effizient mit Hilfe ei nes digitalen Signalprozessors realisieren lassen. but adaptive filters are preferably used, obtained by the method of least squares (LMS Least Mean Square), or the method of delayed least mean square (DLMS = Delayed Least Mean Square) work, so that this very effectively and efficiently using ei nes can be implemented digital signal processor. Somit wird bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 5 und Fig. 6 dem adaptiven Warped-Filter gemäß Fig. 1 bzw. 2 als Eingangssig nal 2 das Nutzsignal S von der Quelle 13 bzw. das bearbeitete Nutzsignal S L am Ausgang der Stelleinrichtung 14 zugeführt. Thus, 6 to the adaptive warped filter according to Fig. 1 and 2 is supplied as Eingangssig nal 2, the desired signal S from the source 13 or the processed desired signal S L at the output of the actuator 14 in the embodiments of FIG. 5 and FIG.. Als Referenzsignal 6 dient dabei das Mikrophonsignal M. As a reference signal 6 while the microphone signal M. serves

Der Einsatz eines adaptiven Warped-Filters ist vor allem dann vorteilhaft, wenn mit hoher Abtastfrequenz gearbeitet werden muß und innerhalb eines bestimmten Frequenzbereiches eine ho he Frequenzauflösung mit Hilfe eines kurzen Filters erreicht werden soll. The use of an adaptive warped filter is especially advantageous if necessary to work with high sampling frequency and a ho he frequency resolution using a short filter should be achieved within a certain frequency range. Vergleicht man ein übliches adaptives Filter mit einem adaptiven Warped-Filter bei beispielsweise einer Ab tastfrequenz von 44,1 kHz im unteren Frequenzbereich bis etwa 1 kHz, wobei eine Filterlänge von 40 Abgriffen (Taps) voraus gesetzt wird, dann beträgt bei 1 kHz die Frequenzauflösung 170 Hz beim adaptiven Warped-Filter im Vergleich zu 1100 Hz beim konventionellen Filter. at 1 kHz Comparing a conventional adaptive filter with an adaptive warped filter, for example at a rate from sampling frequency of 44.1 kHz in the low frequency range up to about 1 kHz, wherein a filter length of 40 taps (taps) is set ahead, then is the frequency resolution 170 Hz in adaptive warped filter compared to 1,100 Hz while conventional filter. Ein eben beschriebenes adaptives Warped-Filter hätte bei den angegebenen Randbedingungen (Ab tastfrequenz = 44,1 kHz, Grenzfrequenz = 1 kHz) einen Filter koeffizienten (Warping Parameter) von λ = 0,9. A newly described adaptive warped filter would have in the given boundary conditions (Ab sampling frequency = 44.1 kHz, cutoff frequency = 1 kHz) a filter coefficient (warping parameter) of λ = 0.9. In der Praxis, insbesondere bei Anwendung in einer Vorrichtung zum geräusch abhängigen Anpassen eines akustischen Nutzsignals kann es auch sinnvoll sein, wenn man mit zwei adaptiven Warped- Filtern arbeitet, wobei ein Filter die obengenannten Eigen schaften aufweist und das andere den unteren Frequenzbereich bis etwa 150 Hz noch genauer auflösen würde. In practice, especially when used in a device for the noise-dependent adjusting an acoustic useful signal, it may also be useful when working with two adaptive Warped filtering, wherein a filter properties, the above-mentioned self having and the other the lower frequency range to about 150 would Hz resolve more detail. Auf diese Weise wäre eine umfassende Frequenzbereichsaufspaltung bei der üb lichen Abtastfrequenz möglich. In this way, a full frequency range splitting in üb union sampling would be possible. Ein derartiges Filter hätte bei einer Grenzfrequenz von 150 Hz einen Filterkoeffizienten (Warping-Parameter) von λ = 0,99 bei ebenfalls einer Länge von 40 Abgriffen (Taps) und einer Abtastfrequenz von 44,1 kHz. Such a filter would have at a cutoff frequency of 150 Hz a filter coefficient (warping parameter) of λ = 0.99, likewise at a length of 40 taps (taps) and a sampling frequency of 44.1 kHz.

Der Aufbau eines derartigen zweigeteilten adaptiven Warped- Filters ist in Fig. 7 gezeigt. The construction of such two-part adaptive Warped filter is shown in Fig. 7. Dabei werden zwei adaptive Warped-Filter AF1 und AF2 des in den Fig. 1 und 2 gezeig ten Typs verwendet, wobei beim adaptiven Warped-Filter AF1 der Warping-Parameter λ = 0,9 und bei adaptiven Warped-Filter AF2 ein Warping-Parameter λ = 0,99 verwendet wird. Two adaptive filters AF1 and AF2-Warped the in Figs. 1 and 2 gezeig th type wherein, when adaptive warped filter AF1 the warping parameter λ = 0.9 and in adaptive warped filter AF2 a warping parameters are used λ = 0.99 is used. Bezugneh mend auf die Anwendung gemäß Fig. 5 werden beide Filter ein gangsseitig durch das Mikrophonsignal M angesteuert. Bezugneh mend the application according to Fig. 5, both filters are an output side driven by the microphone signal M. Als Re ferenzsignal dient das an der Stelleinheit abgenommene bear beitete Nutzsignal S L . As Re ference signal the removed on the actuator bear beitete desired signal S L is used. Als Ausgangssignal 3 werden jeweils extrahierte Geräuschsignale mit hoher Auflösung im tiefstfre quenten Bereich N' M (low) und im tieffrequenten Bereich N' M (high) abgegeben. The output signal 3 each extracted noise signals are output with high resolution in tiefstfre-frequency range N 'M (low) and the low-frequency range N' M (high). Bei entsprechender Auslegung der adaptiven Warped-Filter AF1 und AF2 kann zudem ein weiteres Ausgangs signal 3 ' abgegeben werden, das dann dem extrahierten Nutz signal S' M (low) mit einer hohen Auflösung bei tiefsten Fre quenzen bzw. ein extrahiertes Nutzsignal S' M (high) mit einer hohen Auflösung für tiefe Frequenzen vorgesehen werden. With a corresponding design of the adaptive filters AF1 and AF2-Warped also another output can signal 3 'are submitted, which then the extracted useful signal S' M (low) frequencies or with a high resolution at the lowest Fre an extracted desired signal S 'M (high) are treated with a high resolution for low frequencies is provided. Die einzelnen Arbeitsbereiche werden vorteilhafterweise durch den adaptiven Warped-Filtern AF1 und AF2 nachgeschaltete Tiefpäs se 22 und 23 definiert, wobei der Tiefpaß 21 eine höhere Grenzfrequenz f g1 (z. B. 1 kHz) aufweist als der Tiefpaß 22 mit einer Grenzfrequenz f g2 (z. B. 150 Hz). The individual sections are advantageously by the adaptive warped filters AF1 and AF2 downstream Tiefpäs se defined 22 and 23, wherein the low-pass filter 21 has a higher cutoff frequency f g1 (z. B. 1 kHz) than the low-pass filter 22 having a cutoff frequency f g2 ( z., 150 Hz). Die einzelnen Signale N' M (low), S' M (low), N' N (high) und S' N (high) können anschließend in der Steuereinheit 18 bzw. 21 jeweils für sich weiterbearbeitet und dann zusammengefasst oder aber zunächst zusammengefasst und dann zusammen weiter bearbeitet werden. The individual signals N 'M (low), S' M (low), N 'N (high) and S' N (high) can 18 and 21 are respectively processed by itself and then combined or first combined and then in the control unit and then further processed together.

Bei der in Fig. 7 gezeigten zweiteiligen Ausführung des adaptiven Warped-Filters wird mit einer Länge von 40 Abgrif fen (Taps) und einer Abtastrate von 170 Hz eine Frequenzauf lösung von 1 kHz im unteren Frequenzbereich erreicht, während bei konventionellen Filtern bei einer Abtastrate von 170 Hz eine Filterlänge von 200 Abgriffen (Taps) dazu notwendig wä re. In the embodiment shown in Fig. 7, two-part design of the adaptive warped filter is having a length of 40 Abgrif fen (taps) and a sampling rate of 170 Hz, a Frequenzauf solution of 1 kHz reached in the lower frequency range, whereas in conventional filters at a sampling rate of 170 Hz, a filter length of 200 taps (taps) to re laundri necessary. Bei der erfindungsgemäßen Anwendung liefert der Extrahie rer 17 bzw. 20 neben dem Geräuschanteil N' M auch noch den Signalanteil S' M . In the inventive application of Extrahie provides rer 17 and 20 in addition to the noise component N 'M also the signal component S' M. Dies kann auch dann erfolgen, wenn inner halb des Extrahierers 17 bzw. 20 eine Frequenzaufspaltung im Sinne von Fig. 7 realisiert ist, da auch hier nicht mit Si cherheit ein Fehler im Geräuschsignal N' M auszuschließen ist. This can also take place when inner half of the extractor 17 or 20 is a frequency split in the sense of Fig. 7 is realized, as also here no certainty with Si an error in the noise signal N 'M can be excluded. Ein Fehler kann sich insbesondere dadurch ergeben, dass nor malerweise so viele adaptive Filter zu verwenden sind, wie sich Wiedergabemedien im Abhörraum finden. An error may in particular result in that nor mally so many adaptive filters are to be used, as there are playback media in the listening area.

Obwohl jede beliebige Form von Allpass verwendet werden kann, wird in den Fig. 8 und 9 beispielshafte Ausgestaltungen eines Allpasses erster Ordnung gezeigt, die sich durch einen sehr geringen Realisierungsaufwand auszeichnen. While any form can be used by all-pass, 8 and 9, exemplary embodiments of a first order all-pass filter is in the FIG., Which are characterized by a very low implementation complexity. Bei dem in Fig. 8 gezeigten Allpass wird ein Eingangssignal i(n) zum einen einem Koeffizientenglied 24 mit einem Koeffizienten λ 1 und zum anderen einem Verzögerungselement 25 mit einer Über tragungsfunktion z -1 zugeführt. In the example shown in Fig. 8 allpass an input signal i (n) for a coefficient of a member 24 with a coefficient λ 1 and on the other hand to a delay element 25 with an over tragungsfunktion is supplied z -1. Die Ausgänge beider sind mit zwei Eingängen eines Summierers 26 verbunden. The outputs of both are connected to two inputs of a summer 26th Am Ausgang des Summierers 26 ist das jeweilige Ausgangssignal o(n) abnehm bar. At the output of the adder 26 the respective output signal o (n) is decreasing bar. Das Ausgangssignal o(n) wird zudem über ein Verzöge rungselement 37 mit der Übertragungsfunktion z -1 und einem dazu in Reihe liegenden Koeffizientenglied 28 mit ebenfalls dem Koeffizienten λ 1 an einen Eingang des Summierers 26 ange legt. The output signal o (n) is also a tarry approximately element 37 such sets 26 is with the transfer function 1 and a thereto connected in series coefficient member 28 having also the coefficients λ 1 to an input of the adder.

Bei dem in Fig. 9 gezeigten Allpass wird das Eingangssignal i(n) sowohl einem Addierer 29 als auch einem Addierer 30 zu geführt, wobei mit dem Addierer 30 zudem der Ausgang des Ad dierers 29 unter Zwischenschaltung eines Koeffizientenglieds 31 mit einem Koeffizienten λ 2 verbunden ist. In the example shown in Fig. 9 all-pass the input signal i (n) both an adder 29 and an adder 30 is to be guided, wherein furthermore the output of the Ad dierers 29 with the interposition of a coefficient element 31 is connected to the adder 30 by a coefficient λ 2 is. Der Ausgang des Addierers 30 ist über einen Inverter 32 zur Vorzeichenumkehr an den Eingang eines Verzögerungselements 33 angeschlossen, dessen Ausgang zum einen an den Addierer 29 und zum anderen an einen Addierer 34 angeschlossen ist, wobei mit dem Addie rer 34 zudem der Ausgang des Koeffizientenglieds 31 verbunden ist. The output of adder 30 is connected through an inverter 32 to the sign inversion to the input of a delay element 33, whose output is on the one hand to the adder 29 and the other connected to an adder 34 wherein the Addie rer 34 also the output of the coefficient circuit 31 connected is. Am Ausgang des Addierers 34 ist schließlich das Aus gangssignal o(n) abgreifbar. At the output of the adder 34 from the output signal o (n) is finally tapped.

Der in Fig. 9 gezeigte Allpass kann auf einfache Weise zu Allpässen höherer Ordnung kaskadiert werden, indem statt den Inverter 32 eine weitere, identische Stufe eingefügt wird. The all-pass filter shown in Fig. 9 can be cascaded simply to form higher order all-pass networks, by another identical stage is inserted instead of the inverter 32. Anstelle der gezeigten Allpässe kann jedoch jede beliebige andere Form von Allpass sowie auch andere Filterelemente wie beispielsweise Laguere-Filter verwendet werden. However, any other form of all-pass filter as well as other elements such as Laguere filter can be used instead of the all-pass filters shown.

In Fig. 10 ist eine bevorzugte Ausführungsform der Steuer einrichtung 21 aus Fig. 6 gezeigt. In Fig. 10 a preferred embodiment of the control device 21 is shown in FIG. 6. Die Steuereinrichtung 21 umfaßt gemäß Fig. 10 zwei Korrekturschaltungen 35 und 36 , denen die Geräuschsignalanteile N' N (high) bzw. N' M (low) so wie die Nutzsignalanteile S' N (high) bzw. S' M (low) zugeführt werden. The control device 21 comprises according to FIG. 10, two correction circuits 35 and 36, where the noise signal components N 'N (high) or N' M (low) as well as the wanted signal S 'N (high) and S' M (low) supplied become. Optional kann beiden auch die Summe von Geräuschsig nal N M und Nutzsignal S M zugeführt werden. Optionally, the sum of Geräuschsig nal N M and desired signal S M can both be supplied. Das Ausgangssignal der Korrekturstufe 36 wird dabei als korrigiertes Nutzsignal KS (low) für tieffrequente direkt und das Ausgangssignal der Korrekturstufe 35 unter Zwischenschaltung einer Sprach aktivitätserkennung 37 - ein korrigiertes Geräuschsignal KN (low) für tieffrequente Anteile ergebend - einem Steuersig nalgenerator 38 zugeführt, der daraus das Steuersignal C ge neriert. The output of the correction stage 36 is in this case as a corrected desired signal KS (low) for low-frequency directly and the output of the correction stage 35 with interposition of a voice activity detection 37 - a corrected noise signal KN (low) to yield for low frequency signals - a Steuersig nalgenerator 38 supplied, the resulting the control signal C ge neriert. Die Korrekturstufen dienen dazu, den im Geräuschsig nalanteil N' M enthaltenen Restfehler weiter zu verringern. The correction levels serve to reduce the nalanteil in Geräuschsig N 'M residual error contained on. Darüber hinaus dient die Sprachaktivitätserkennung 37 dazu, das Ausgangssignal der Korrekturstufe 35 so zu bearbeiten, dass darin enthaltene Sprachenergie keine Auswirkung auf das Steuersignal C hat. In addition, the voice activity detection 37 is used to edit the output of the correction circuit 35 so that speech energy contained therein has no effect on the control signal C. Die Korrekturschaltung kann zusätzlich noch Informationen zur Lautstärkeeinstellung P erhalten, wäh rend der Steuersignalgenerator 18 optional Informationen V zur Geschwindigkeit, Informationen P zur Lautstärkeeinstel lung Informationen R zur Drehzahl usw. erhalten kann. The correction circuit may additionally receive any information for volume adjustment P, currency rend the control signal generator 18 may be optional information V to the speed information to the P Lautstärkeeinstel lung information R to the rotational speed, etc. obtained.

Eine bevorzugte Ausführungsform der Steuereinrichtung 18 aus Fig. 5 umfaßt einen Multiplizierer 39 , dem der extrahierte Nutzsignalanteil S' N sowie der extrahierte Geräuschsignalan teil N' M zugeführt werden. A preferred embodiment of the control device 18 in Fig. 5 comprises a multiplier 39, to which the extracted useful signal S 'N, and the extracted signal to noise part N' M are supplied. Darüber hinaus wird der extrahier te Nutzsignalanteil S' M einem Quadrierer 40 und der extra hierte Geräuschsignalanteil N' N einem Quadrierer 41 zuge führt. In addition, the extracting th useful signal component S 'M a squarer 40 and the extra-hierte noise signal component N' N is a squarer 41 is supplied. Dem Multiplizierer 39 sowie den beiden Quadrierern 40 und 41 sind jeweils Mittelwertbildner 42 , 43 , 44 (beispiels weise Tiefpässe) nachgeschaltet. The multiplier 39 and the two squarers 40 and 41 are each averaging unit 42, 43, 44 (as example of low-pass filters) downstream. Die Ausgänge der Mittelwert bildner 42 und 44 sind dabei auf einem Multiplizierer 45 ge führt, dem seinerseits eine Einrichtung 46 zum Ziehen der Quadratwurzel nachgeschaltet ist. The outputs of the mean value formers 42 and 44 are transferred to a multiplier 45 ge, which in turn means 46 is connected downstream to the square root extraction. Der Ausgang der Einheit 46 ist ebenso wie der Ausgang einer Einheit 47 zur Betragbil dung, die dem Mittelwertbildner 43 nachfolgt, auf einen Divi dierer 48 geführt. The output of the unit 46, like the output of a unit 47 for the dung Betragbil that follows the averaging unit 43, decoder supplied to a Divi 48th Dem Dividierer 48 ist ein steuerbares Ko effizientenglied 49 nachgeschaltet, das durch den extrahier ten Geräuschsignalanteil N' M gesteuert wird. The divider 48 is efficiently member 49 connected downstream of a controllable Ko, which is controlled by the extracting th noise signal component N 'M. Am Ausgang des Koeffizientenglieds 49 steht das korrigierte Geräuschsignal KN bereit. At the output of the coefficient element 49, the corrected noise signal CN is ready.

Ein zugehöriger Kreuzkorrelationskoeffizient CCC zweier Sig nale X, Y berechnet sich dabei wie folgt: A related cross-correlation coefficient CCC Sig two-dimensional X, Y is calculated as follows:

Eine zu der in Fig. 11 gezeigten Ausführungsform alternative Ausführungsform ist in Fig. 12 dargestellt. An alternative to that shown in Fig. 11 embodiment, an embodiment is shown in Fig. 12. Dabei werden das Mikrophonsignal N, das extrahierte Geräuschsignal N' N sowie das extrahierte Nutzsignal S' M jeweils einen Mittelwertbild ner 50 , 51 , 52 zugeführt. Here, the microphone signal will be N, the extracted noise signal N 'N and the extracted desired signal S' M respectively supplied to a mean-value ner 50, 51, 52nd Die Ausgangssignale der beiden Mit telwertbildner 50 und 51 werden mittels eines Subtrahierers 53 voneinander subtrahiert, wobei am Ausgang des Subtrahie rers 53 ein Signal σ 2 1 bereitgestellt wird. The output signals of the two telwertbildner With 50 and 51 are subtracted by a subtractor 53, wherein the output of the RERS Subtrahie 53 a signal σ 2 is provided. 1 Das Ausgangssig nal des Mittelwertbildners 52 wird einem Subtrahierer 54 zu geführt, der davon einen Schwellenwert TH - ein Signal σ 2 2 bildend - abzieht. The Ausgangssig nal of the averager 52 is passed to a subtractor 54 to which a threshold value TH which - a signal σ 2 2 forming - withdrawing. In einer nachfolgenden Vergleichsstufe 55 werden die Signale σ 2 1 und σ 2 2 miteinander verglichen. In a subsequent comparison stage 55 the signals σ 1 2 σ 2 2, and are compared with each other. Ist das Signal σ 2 1 ≦ σ 2 2 , dann wird das Signal am Ausgang des Mittel wertbildners 51 , nämlich das Signal σ 2 N , um einen Wert verzö gert. If the signal σ 2 1 ≦ σ 2 2, then the signal at the output of averager 51, namely, the signal σ 2 N to a value deferrers device. Dies erfolgt mittels einer Verzögerungsstufe 56 . This is done by means of a delay stage 56th Das verzögerte Signal σ 2 N wird anschließend mittels einer Dekre mentierstufe 57 dekrementiert und als Signal σ 2 D an einer Entscheiderstufe 58 zugeführt, die das Signal σ 2 D mit dem die Lautstärkeeinstellung wiedergebenden Signal P verglichen wird. The delayed signal is then σ 2 N mentierstufe means of a Dekre 57 and decremented as a signal σ 2 D to a decision stage 58 supplied to the signal σ 2 D is compared with the volume adjustment reproducing signal P. Ist das Signal σ 2 D größer oder gleich dem Signal P, dann wird das Signal σ 2 D ausgegeben. Σ 2 is the signal D is greater than or equal to the signal P, then the signal is σ 2 D output. Trifft dies nicht zu, so wird u 2 D gleich P gesetzt. If not, then P is equated u 2 D.

Solange das Signal σ 2 N hauptsächlich von Umgebungsgeräuschen bestimmt wird, geht der Entscheider 55 nicht in den Ja-Zweig (j). As long as the signal σ N 2 is mainly determined by ambient noise, the decision does not go 55 into the yes branch (j). Daraus folgt, dass der Fehler im extrahierten Geräusch signal N' M gering ist. It follows that the error in the extracted noise signal N 'M is low. Demzufolge kann das extrahierte Ge räuschsignal N' M für die Erzeugung des Steuersignals C ver wendet werden. Accordingly, the extracted Ge räuschsignal N 'M for the generation of the control signal C can be ver turns. Probleme treten nur dann auf, wenn das Signal σ 2 N hauptsächlich durch von dem adaptiven Filter nicht heraus rechenbare Anteile des bearbeiteten Nutzsignals S L bestimmt wird. Problems arise only when the signal σ 2 N is determined mainly by not calculable out by the adaptive filter portions of the processed desired signal S L. In diesem Fall liefert der Entscheider 55 eine positive Antwort und es wird der Ja-Zweig (j) durchlaufen. In this case, the decider 55 provides a positive response and it will go through (j) the yes branch.

Beim Ja-Zweig (j) wird zuerst der zuletzt detektierte Rausch pegel in den Zustand eines Mittelwertbildners eingetragen. When yes branch (j) of the most recently detected noise level is entered into the state of the averaging unit first. Der Mittelwertbildner wird durch die, mit Hilfe des Koeffi zientendekrements eingestellte Zeitkonstante (τ) langsam her untergeregelt bis der vom Bediener minimal eingestellte Laut stärkewert (P) erreicht wird oder aber der Rauschpegel im Signal σ 2 N wieder so groß wird, dass der Entscheider 55 in den Nein-Zweig (n) läuft. The mean is determined by the, by means of the Koeffi zientendekrements set time constant (τ) slowly forth under controlled to the minimum set by the operator is achieved volume value (P) or the noise level in the signal σ 2 N is as large again that the arbiter 55 running in the no branch (es).

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1

Filtereinheit filter unit

2 2

Eingangssignal input

3 3

Ausgangssignal output

4 4

Steuersignal control signal

5 5

Steuereinheit control unit

6 6

Referenzsignal reference signal

7 7

Verstärker amplifier

8 8th

Verzögerungseinheit delay unit

9 9

Summierer summing

10 10

Verzögerungselemente delay elements

11 11

Abgriffe (Taps) Taps (taps)

12 12

Koeffizientenglieder coefficient members

13 13

Signalquelle source

14 14

Stelleinrichtung setting device

15 15

Schallabstrahleinrichtung sound emitter

16 16

Mikrofon microphone

17 17

Extrahierer extractor

18 18

Steuereinrichtung control device

19 19

Subtrahierer subtractor

20 20

Extrahierer extractor

21 21

Steuereinrichtung control device

22 22

Tiefpass lowpass

23 23

Tiefpass lowpass

24 24

Koeffizientenglied coefficient member

25 25

Verzögerungselement delay element

26 26

Summierer summing

27 27

Verzögerungselement delay element

28 28

Koeffizientenglied coefficient member

29 29

Addierer adder

30 30

Addierer adder

31 31

Koeffizientenglied coefficient member

32 32

Inverter inverter

33 33

Verzögerungselement delay element

34 34

Addierer adder

35 35

Korrekturstufe correction level

36 36

Korrekturstufe correction level

37 37

Sprachaktivitätserkennung Voice Activity Detection

38 38

Steuersignalgenerator Control signal generator

39 39

Multiplizierer multipliers

40 40

Quadrierer squarer

41 41

Quadrierer squarer

42 42

Mittelwertbildner averager

43 43

Mittelwertbildner averager

44 44

Mittelwertbildner averager

45 45

Multiplizierer multipliers

46 46

Einheit zum Wurzelziehen Unit root extraction

47 47

Einheit zum Betragbilden Unit for forming amount

48 48

Dividierer divider

49 49

Koeffizientenglied coefficient member

50 50

Mittelwertbildner averager

51 51

Mittelwertbildner averager

52 52

Mittelwertbildner averager

53 53

Subtrahierer subtractor

54 54

Subtrahierer subtractor

55 55

Entscheider decision-makers

56 56

Verzögerungsstufe delay stage

57 57

Dekrementierstufe decrementer

58 58

Entscheidestufe decide stage
AF adaptives warped Filter AF adaptive warped filter
S Nutzsignal S useful signal
N Geräuschsignal N noise signal
S M S M

Nutzsignal am Mikrofon Useful signal at the microphone
S' M S 'M

extrahiertes Nutzsignal extracted useful signal
N' M N 'M

extrahiertes Störsignal extracted noise
S L S L

bearbeitetes Nutzsignal processed useful signal
N M N M

Störsignal am Mikrofon Noise at the microphone
C Steuersignal Control signal C
R Drehzahlinformation (Zustandssignal) R speed information (status signal)
V Geschwindigkeitsinformation (Zustandssignal) V velocity information (status signal)
P Grundlautstärkeinformation (Zustandssignal) P base volume information (status signal)
N A N A

akustisches Geräuschsignal acoustic noise signal
S A S A

akustisches Nutzsignal useful acoustic signal
M Abhörsignal M monitor signal
i(u) Eingangssignal i (u) input signal
o(n) Ausgangssignal o (n) Output signal
σ 1 σ 1

, σ 2 , Σ 2

, σ N , Σ N

, σ D , Σ D

Signal signal
τ Zeitkonstante τ time constant
n Nein-Zweig n No branch
j Ja-Zweig j yes branch
λ 1 λ 1

, λ 2 , Λ 2

Koeffizient coefficient
TH Schwellenwert TH threshold
CCC Kreuzkorrelationskoeffizient CCC cross-correlation coefficient
KN korrigiertes Geräuschsignal KN corrected noise signal
KS korrigiertes Nutzsignal KS corrected useful signal

Claims (15)

  1. 1. Adaptives digitales Filter mit 1. An adaptive digital filter
    einer Filtereinheit ( 1 ), die Verzögerungselemente ( 11 ) und ein mit den Verzögerungselementen ( 11 ) gekoppeltes Koeffi zientennetzwerk ( 12 ) aufweist und die aus einem ihr zugeführ ten Eingangssignal ( 2 ) durch Filterung ein Ausgangssignal ( 3 ) erzeugt, und a filter unit (1), the delay elements (11) and with the delay elements (11) coupled Koeffi zientennetzwerk (12) and which generates from an its associated lead-th input signal (2) by filtering an output signal (3), and
    einer Steuereinheit ( 5 ) zur Steuerung des Koeffizientennetz werkes ( 12 ) derart, dass das Ausgangssignal ( 3 ) gegenüber ei nem Referenzsignal ( 6 ) optimiert wird, a control unit (5) for controlling the coefficient network (12) such that the output signal (3) is optimized over ei nem reference signal (6),
    dadurch gekennzeichnet , dass characterized, in that
    als Verzögerungselemente ( 11 ) Filterelemente ( 11 ) mit ein stellbaren Phasenwinkeln vorgesehen sind und as delay elements (11) filter elements (11) are provided with an adjustable phase angle and
    die Phasenwinkel so eingestellt werden, dass sich für die Filtereinheit ( 1 ) eine verzerrte Frequenzcharakteristik er gibt. the phase angle be set to a distorted frequency characteristic he gives that for the filter unit (1).
  2. 2. Adaptives digitales Filter nach Anspruch 1, bei dem 2. An adaptive digital filter according to claim 1, wherein
    die Verzögerungselemente ( 11 ) hintereinander geschaltet sind, the delay elements (11) are connected in series,
    den Abgriffen an und/oder zwischen den Verzögerungselementen ( 11 ) jeweils ein Koeffizientenglied ( 12 ) zur Bewertung mit jeweils einem Koeffizienten (b 0 bis b i ) nachgeschaltet ist und is connected downstream of the taps and / or between the delay elements (11) each having a coefficient member (12) for evaluation with a respective coefficient (b 0 to b i) and
    den Koeffizientengliedern ( 12 ) ein Summierer ( 10 ) nachge schaltet ist, an dessen Ausgang das Ausgangssignal abgreifbar ist. the coefficient members (12) includes a summer (10) is switched nachge, at whose output the output signal can be tapped.
  3. 3. Adaptives digitales Filter nach einem der vorherigen An sprüche, bei dem die Optimierung des Ausgangssignals ( 3 ) mittels der Methode der kleinsten mittleren Fehlerquadrate oder der Methode der verzögerten kleinsten mittleren Fehlerquadrate erfolgt. 3. An adaptive digital filter according to any one of the preceding claims, wherein the optimization of the output signal (3) by the method of least mean square error method or the delayed least mean square error takes place.
  4. 4. Adaptives digitales Filter nach einem der vorherigen An sprüche, bei dem als Filterelemente ( 11 ) mit einstellbaren Phasenwinkeln All pässe ( 11 ) vorgesehen sind. 4. An adaptive digital filter according to any one of the preceding claims, wherein the filter elements (11) with adjustable phase angles All passports (11) are provided.
  5. 5. Verfahren zum adaptiven digitalen Filtern eines Ein gangssignals, bei dem 5. A method of adaptive digital filtering an A-crossing signal, wherein
    das Eingangssignal ( 2 ) entsprechend einer steuerbaren Filter charakteristik ein Ausgangssignal ( 3 ) ergebend gefiltert wird, wobei die Filterung mittels Verzögerungsoperationen und Rechenoperationen erfolgt und the input signal (2) corresponding to a controllable filter characteristic an output signal (3) is filtered yielding, wherein the filtering means of delay operations and arithmetic operations is performed, and
    die Filtercharakteristik derart gesteuert wird, dass das Aus gangssignal ( 3 ) gegenüber einem Referenzsignal ( 6 ) optimiert wird, the filter characteristic is controlled such that the output signal from (3) with respect to a reference signal (6) is optimized,
    dadurch gekennzeichnet, dass characterized, in that
    die Verzögerungsoperationen durch Phasenschiebeoperationen mit einstellbaren Phasenwinkeln erzeugt werden und the delay operations are generated by phase-shift operations with adjustable phase angles and
    die Phasenwinkel so eingestellt werden, dass sich für die Filtereinheit ( 1 ) eine verzerrte Frequenzcharakteristik er gibt. the phase angle be set to a distorted frequency characteristic he gives that for the filter unit (1).
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass 6. A method according to claim 5, characterized, in that
    das Eingangssignal ( 2 ) mehrfach verzögert wird, wobei unter schiedlich verzögerte Eingangssignale gebildet werden, the input signal (2) is delayed more than once, wherein formed differently delayed input signals,
    die unterschiedlich verzögerten Eingangssignale mit jeweils einem Koeffizienten (b 0 bis b i ) bewertet und anschließend zu einem Ausgangssignal ( 3 ) aufsummiert werden. the differently delayed input signals each having a coefficient (b 0 to b i) are evaluated and then summed to an output signal (3).
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeich net, dass die Optimierung des Ausgangssignals ( 3 ) mittels der Methode der kleinsten mittleren Fehlerquadrate oder der Methode der verzögerten kleinsten mittleren Fehlerquadrate erfolgt. 7. The method of claim 5 or 6, characterized in that the optimization of the output signal (3) is carried out using the method of least mean squares or the method of delayed least mean squares.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekenn zeichnet, dass die Phasenschiebeoperation mittels Allpassfilterung erfolgt. 8. The method of claim 5, 6 or 7, characterized in that the phase shift operation is performed by all-pass filtering.
  9. 9. Verwendung eines adaptiven digitalen Filters mit 9. Use of an adaptive digital filter with
    einer Filtereinheit ( 1 ), die Verzögerungselemente ( 11 ) und ein mit den Verzögerungselementen ( 11 ) gekoppeltes Koeffi zientennetzwerk ( 12 ) aufweist und die aus einem ihr zugeführ ten Eingangssignal ( 2 ) durch Filterung ein Ausgangssignal ( 3 ) erzeugt, und a filter unit (1), the delay elements (11) and with the delay elements (11) coupled Koeffi zientennetzwerk (12) and which generates from an its associated lead-th input signal (2) by filtering an output signal (3), and
    einer Steuereinheit ( 5 ) zur Steuerung des Koeffizientennetz werkes ( 12 ) derart, dass das Ausgangssignal ( 3 ) gegenüber ei nem Referenzsignal ( 6 ) optimiert wird, wobei a control unit (5) for controlling the coefficient network (12) such that the output signal (3) relative to egg nem reference signal (6) is optimized, wherein
    als Verzögerungselemente ( 11 ) Filterelemente ( 11 ) mit ein stellbaren Phasenwinkeln vorgesehen sind und as delay elements (11) filter elements (11) are provided with an adjustable phase angle and
    die Phasenwinkel so eingestellt werden, dass sich für die Filtereinheit ( 1 ) eine verzerrte Frequenzcharakteristik er gibt, the phase angle can be adjusted so that for the filter unit (1) a distorted frequency characteristic of outputs,
    bei einer Vorrichtung zum geräuschabhängigen Anpassen eines an einem Abhörort abgestrahlten akustischen Nutzsignals. in a device for the noise-dependent adjusting a radiated at a Abhörort useful acoustic signal.
  10. 10. Verwendung nach Anspruch 9, bei der die Frequenzauflösung derart verzerrt ist, dass bei tiefen Frequenzen eine höhere Auflösung gegeben ist als bei hohen Frequenzen. 10. Use according to claim 9, wherein the frequency resolution is distorted in such a way that at low frequencies, a higher resolution is given as at high frequencies.
  11. 11. Verwendung nach Anspruch 9 oder 10, bei der die Vorrich tung zum geräuschabhängigen Anpassen eines an einem Abhörort abgestrahlten akustischen Nutzsignals aufweist: 11. Use according to claim 9 or 10, wherein the Vorrich processing for noise-dependent adjusting a radiated at a Abhörort useful acoustic signal comprising:
    eine Signalquelle ( 13 ) zum Erzeugen eines elektrischen Nutz signals (S), a signal source (13) for generating an electric useful signal (S),
    eine der Signalquelle ( 13 ) nachgeschaltete, durch ein Steuer signal (C) einstellbare Signalbearbeitungseinrichtung ( 14 ) zum Erzeugen eines bearbeiteten elektrischen Nutzsignals (S L ), a signal source (13) connected downstream signal by a control (C) adjustable signal processing means (14) for generating a processed electric useful signal (S L),
    eine der Signalbearbeitungseinrichtung ( 14 ) nachgeschaltete Schallwandeleinrichtung ( 15 ) zum Erzeugen des akustischen Nutzsignals (S A ) aus dem bearbeiteten elektrischen Nutzsignal (S L ), one of the signal processing device (14) downstream sound converting means (15) for generating the useful acoustic signal (S A) of the processed electrical information signal (S L),
    einen Schallaufnehmer ( 16 ) zur Erzeugung eines elektrischen Abhörsignals (M) aus dem akustischen Nutzsignal (S A ) und ei nem diesem überlagerten akustischen Geräuschsignal (N A ) am Abhörort, a sound sensor (16) for generating an electrical listening signal (M) from the useful acoustic signal (S A) and ei nem this superimposed acoustic noise signal (N A) at Abhörort,
    einen dem Schallaufnehmer ( 16 ) nachgeschalteten Extrahierer ( 17 , 19 ) zum Extrahieren des im Abhörsignal (M) enthaltenen Geräuschsignalanteils (N M ), und a the sound sensor (16) downstream extractor (17, 19) for extracting the signal in the listening (M) contained noise signal component (N M), and
    eine dem Extrahierer ( 17 , 19 ) nachgeschaltete Steuereinrich tung ( 18 ), die den Geräuschanteil (N' M ) des Abhörsignals (M) und mindestens ein aus dem Abhörsignal (M) abgeleitetes Sig nal (S' M , M) erhält und die aus beidem das Steuersignal (C) für die Signalbearbeitungseinrichtung ( 14 ) erzeugt. a said extractor (17, 19) downstream Steuereinrich tung (18) corresponding to the noise component (N 'M) of the monitoring signal (M) and at least one from the monitor signal (M) derived Sig nal (S' receives M, M) and the of both the control signal (C) for the signal processing means (14) is generated.
  12. 12. Verwendung nach Anspruch 11, bei der ein aus dem Abhörsignal (M) abgeleitetes Signal dem Nutzsig nalanteil (S M ) des Abhörsignals (M) oder dem Abhörsignal (M) selbst entspricht. 12. Use according to claim 11, wherein a of the monitor signal (M) derived signal the Nutzsig nalanteil (S M) of the monitoring signal (M) or the monitor signal (M) corresponding to itself.
  13. 13. Verwendung nach einem der Ansprüche 11 oder 12, bei der ein aus dem Abhörsignal (M) abgeleitetes Signal durch den Extrahierer ( 17 , 19 ) bereitgestellt wird. 13. Use according to any one of claims 11 or 12, wherein a of the monitor signal (M) derived by the signal extractor (17, 19) is provided.
  14. 14. Verwendung nach einem der Ansprüche 11 bis 13, bei der der Steuereinrichtung ( 18 ) zudem mindestens ein Zustands signal (R, V, P) zugeführt wird, wobei mindestens ein Zu standssignal jeweils der Lautstärkeeinstellung (P) und/oder der Fahrzeuggeschwindigkeit (V) und/oder der Motordrehzahl entspricht (R). 14. Use according to any one of claims 11 to 13, wherein the control means (18) further comprises at least one state signal (R, V, P) supplied, at least one to stand signal of each of the volume control (P) and / or the vehicle speed ( V) and / or the engine speed corresponding to (R).
  15. 15. Verwendung nach einem der Ansprüche 11 bis 14, bei der das adaptive digitale Filter zum Extrahieren des Nutzsignals (S' M ) und/oder Störsignals (N' M ) verwendet wird. 15. Use according to any one of claims 11 to 14, wherein the adaptive digital filter (S 'M) and / or noise signal (N' M) is used to extract the desired signal.
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DE10351066A1 (en) * 2003-10-31 2005-06-02 Conti Temic Microelectronic Gmbh Method and apparatus for distance and / or speed measurement

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