DE102012004690B4

DE102012004690B4 - Method for operating an audio system in a vehicle

Info

Publication number: DE102012004690B4
Application number: DE102012004690.1A
Authority: DE
Inventors: Simon Bork
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2012-03-12
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2016-11-03
Anticipated expiration: 2032-03-13
Also published as: DE102012004690A1

Abstract

Verfahren zum Betreiben eines Audiosystems in einem Fahrzeug, welches wenigstens zwei Sitze für Fahrer und Beifahrer aufweist und in dem wenigstens ein rechter Lautsprecher (2) in einem Bereich vor dem rechten Sitz und rechts neben einer Kopfposition einer auf dem rechten Sitz sitzenden Person (7) angeordnet ist und in dem wenigstens ein linker Lautsprecher (1) in einem Bereich vor dem linken Sitz und links neben einer Kopfposition einer auf dem linken Sitz sitzenden Person (6) angeordnet ist, wobei durch den linken Lautsprecher (1) das Signal eines linken Audiokanals (1) und durch den rechten Lautsprecher (2) das Signal eines rechten Audiokanals (R) eines XY-Stereosignals abgestrahlt wird, wobei weiterhin zusätzlich in einem Bereich vor den Sitzplätzen räumlich zwischen rechtem und linkem Sitzplatz befindlich wenigstens zwei weitere Center-Lautsprecher (10, 11) angeordnet sind, wobei die Center-Lautsprecher (10, 11) direkt benachbart in einer horizontalen Fahrzeugebene nebeneinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Sitzplätzen angeordneten wenigstens zwei Center-Lautsprecher (10, 11) ein Signal abstrahlen, welches eine Codierung entsprechend einer Mitte-Seitenband-Stereofonie (MS-Stereofonie) mit einem Mittenkanal (M) und einem Seitenkanal (S) aufweist, wobei ein linker der nebeneinander zwischen den Sitzplätzen angeordneten Center-Lautsprecher (10), der sich auf der Seite des den linken Audiokanal (L) abstrahlenden linken Lautsprechers (1) befindet, das Differenzsignal (M – S) aus Mitten- (M) und Seitenkanal (S) abstrahlt und ein rechter der nebeneinander zwischen den Sitzplätzen angeordneten Center-Lautsprecher (11), der sich auf der Seite des den rechten Audiokanal (R) abstrahlenden rechten Lautsprechers (2) befindet, das Summensignal (M + S) aus Mitten- (M) und Seitenkanal (S) abstrahlt.Method for operating an audio system in a vehicle, which has at least two seats for driver and front passenger and in which at least one right speaker (2) is located in an area in front of the right seat and to the right of a head position of a person sitting on the right seat (7) is arranged and in which at least one left speaker (1) in an area in front of the left seat and to the left of a head position of sitting on the left seat person (6) is arranged, wherein by the left speaker (1) the signal of a left audio channel (1) and through the right speaker (2) the signal of a right audio channel (R) of an XY stereo signal is emitted, further additionally in an area in front of the seats located spatially between the right and left seat at least two more center speaker (10 , 11), the center loudspeakers (10, 11) being juxtaposed directly adjacent to each other in a horizontal vehicle plane are arranged, characterized in that arranged between the seats at least two center speakers (10, 11) emit a signal having a coding corresponding to a mid-sideband stereophony (MS stereo) with a center channel (M) and a Side channel (S), wherein a left of side by side between the seats arranged center speaker (10) located on the side of the left audio channel (L) radiating left speaker (1), the difference signal (M - S) from Center (M) and side channel (S) radiates and a right side by side between the seats arranged center speaker (11), which is located on the side of the right audio channel (R) radiating right speaker (2), the sum signal ( M + S) radiates from the center (M) and side channel (S).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Audiosystems in einem Fahrzeug gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for operating an audio system in a vehicle according to the preamble of claim 1.

Vorbekannt sind Audiosysteme in Fahrzeugen, welche für die Stereoübertragung das Tonsignal jeweils in einen linken und rechten Kanal getrennt mit wenigstens zwei Lautsprechern, die jeweils auf der rechten und linken Seite des Fahrzeuges angeordnet sind, übertragen. Die Lautsprecher befinden sich dabei entweder gemeinsam für die Fahrer- und Beifahrerseite in der vorderen Armaturentafel nahe der jeweiligen Seitenscheiben oder jeweils in der Fahrer- und Beifahrertür unterhalb der Fensterkante, nahe des Türscharniers an der A-Säule. Diese beabstandete Anordnung soll die für die klassische Stereoübertragung notwendige räumliche Trennung des jeweiligen linken und rechten Kanals voneinander gewährleisten, wobei sich Fahrer bzw. Beifahrer möglichst im Zentrum eines sogenannten Stereodreiecks befinden sollen. Aufgrund der unterschiedlichen Sitzpositionen von Fahrer und Beifahrer ist eine Auslegung des Audiosystems, das eine gute Stereowahrnehmbarkeit gewährleistet, eine Kompromisslösung, da aufgrund unterschiedlicher Sitzpositionen von Fahrer und Beifahrer sowie der vorgegebenen möglichen Einbaulagen in der Armaturentafel, den Seitentüren etc. eine qualitativ hochwertige Stereowahrnehmung im Gesamtfahrzeug nicht zu erreichen ist.Previously known are audio systems in vehicles, which for stereo transmission, the sound signal in each case in a left and right channel separately transmitted with at least two speakers, which are respectively arranged on the right and left side of the vehicle. The speakers are located either together for the driver and passenger side in the front dashboard near the respective side windows or each in the driver and passenger door below the window edge, near the door hinge on the A-pillar. This spaced arrangement is intended to ensure the necessary for the classical stereo transmission spatial separation of the respective left and right channel from each other, with the driver or passenger should be as possible in the center of a so-called stereo triangle. Due to the different seating positions of the driver and front passenger is a design of the audio system, which ensures good stereo performance, a compromise solution because due to different seating positions of driver and front passenger and the given possible mounting positions in the dashboard, the side doors, etc. a high quality stereo perception in the entire vehicle can not be reached.

Vorbekannt sind weiterhin Kommunikationssysteme, welche sitzplatzbezogen Audiosignale übertragen und vor allem zur Übertragung von Sprache und zum Ermöglichen der Kommunikation der Insassen untereinander ausgelegt sind. Ein solches System ist beispielsweise in der DE 199 38 171 C2 dargestellt, bei dem sitzplatzbezogen eine Beschallung der Fahrzeuginsassen erfolgen kann, wobei den Einzelplätzen jeweils mindestens ein Lautsprecher zugeordnet ist. Das System dient insbesondere zur Übertragung von Sprache, wobei eine Beschallung mit Stereoklang nicht möglich ist.Previously known communication systems, which seat-related audio signals are transmitted and designed especially for the transmission of speech and to enable the communication of the occupants with each other. Such a system is for example in the DE 199 38 171 C2 shown, in which seat-based a sonication of the vehicle occupants can be carried out, wherein the individual seats is assigned at least one speaker in each case. The system is used in particular for the transmission of speech, whereby a sound with stereo sound is not possible.

Die Patentschrift US 6,069,962 A lehrt eine als Punktquelle ausgebildete Lautsprecheranordnung mit drei Lautsprechern. Durch die Anwendung der Prinzipien der Wellen-Interferenz wird ein Stereoklang durch eine Punktquelle erzeugt, wobei die einzelnen Kanäle (L und R) eines X/Y-Stereosignals derart bearbeitet werden, dass die Klangqualität verbessert wird, speziell durch Verringern von Kammfiltereffekte.The patent US 6,069,962 A teaches a point source speaker assembly with three loudspeakers. By applying the principles of wave interference, a stereo sound is generated by a point source, whereby the individual channels (L and R) of an X / Y stereo signal are processed to improve the sound quality, especially by reducing comb filter effects.

Aus der US 4,769,843 A ist ein Audiosystem für ein Fahrzeug bekannt, welches jeweils an den Seiten des Innenraums Lautsprecher aufweist, die das Signal eines linken L bzw. rechten R Kanals eines X/Y-Stereosignals abstrahlen. Weiterhin sind, beabstandet voneinander, in der der Mitte zwischen den Vordersitzen zwei Center-Lautsprecher im Armaturenbrett angeordnet. Das durch die Center-Lautsprecher abgestrahlte Signal entspricht einem L + R Signal, welches zeitversetzt zum Signal des linken Kanals L und des rechten Kanals R abgestrahlt wird.From the US 4,769,843 A For example, an audio system for a vehicle is known, which has loudspeakers each on the sides of the interior, which emit the signal of a left L or right R channel of an X / Y stereo signal. Furthermore, in the center between the front seats, two center speakers are arranged in the dashboard, spaced from each other. The signal radiated by the center speaker corresponds to an L + R signal which is emitted with a time delay to the signal of the left channel L and the right channel R.

Vorbekannt ist es aus der DE 10 2008 013 979 A1 , die Lautsprecher eines Lautsprechersystems in einem Fahrzeug paarweise dicht beieinander vor dem jeweiligen Sitzplatz anzuordnen und mittels Signalbearbeitung über inverse Faltung mit kopfbezogenen Übertragungsfunktionen den ursprünglichen Lautsprecherstandort entfernt und durch Faltung mit neuen, gewünschten, virtuellen Positionen eine Stereobasis zu erzeugen. Die Lautsprecher werden in ihrem Klangbild virtuell auseinandergerückt, so dass ein Stereosignal wahrgenommen wird. Es ist hierfür notwendig, paarweise sitzplatzbezogen zwei Lautsprecher anzuordnen. Dies erfordert insbesondere für den Fahrer eine Anordnung im Bereich der Instrumente, welche durch eine zur Frontscheibe gerichtete Anordnung und indirekte Abstrahlung über diese ermöglicht wird.It is already known from the DE 10 2008 013 979 A1 placing the loudspeakers of a speaker system in a pair in close proximity to each other in a vehicle and removing the original loudspeaker location by inverse convolution signal processing with head related transfer functions and creating a stereo base by convolution with new, desired, virtual positions. The speakers are virtually pulled apart in their sound image, so that a stereo signal is perceived. It is necessary to arrange two speakers in pairs seat-related. This requires, in particular for the driver, an arrangement in the area of the instruments, which is made possible by means of an arrangement directed toward the windscreen and indirect radiation through the latter.

Aus der US 7,561,706 B2 ist es vorbekannt, einen Center-Lautsprecher in der Mitte zwischen den Sitzplätzen eines Fahrzeugs anzuordnen und durch entsprechende Signalanpassungen wie Zeitverzug oder Frequenzanpassungen eine Phantomposition der Abstrahlung vor dem Fahrer zu erzeugen.From the US 7,561,706 B2 it is already known to arrange a center speaker in the middle between the seats of a vehicle and to generate a phantom position of the radiation in front of the driver by appropriate signal adjustments such as time delay or frequency adjustments.

Die im Stand der Technik beschriebenen Verfahren erreichen entweder das gewünschte Klangbild nicht oder bedürfen einer komplizierten Signalaufbereitung.The methods described in the prior art either do not achieve the desired sound image or require complicated signal processing.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Betreiben eines Audiosystems in einem Fahrzeug zu schaffen, welches mit einer einfachen Signalverarbeitung eine Tonwiedergabe mit hoher stereofoner Qualität und einer zusätzlichen, vor dem jeweiligen Hörer zentrierten virtuellen Monoquelle bereitstellt und dabei sitzplatzbezogen dem Fahrer und ggf. weiteren Fahrzeuginsassen eine natürliche, von vorn erlebbare Klangwiedergabe zu bieten.The object of the invention is to provide a method for operating an audio system in a vehicle, which provides a sound reproduction with high stereophonic quality and an additional, centered in front of the respective listener virtual mono source with a simple signal processing and seat related to the driver and possibly further To offer vehicle occupants a natural, from the front experienced sound reproduction.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem Hauptanspruch gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem Ausführungsbeispiel.The object is achieved by a method according to the main claim. Advantageous embodiments will become apparent from the dependent claims and the embodiment.

Erfindungsgemäß vorteilhaft wird das Verfahren für ein Audiosystem in einem Fahrzeug angewendet, welches wenigstens zwei Sitze für Fahrer und Beifahrer aufweist. Die Lautsprecherkonfiguration weist dabei wenigstens einen rechten und wenigstens einen linken Lautsprecher auf, welche vorzugsweise im Bereich des Armaturenbrettes angeordnet sind und sich nahe der rechten bzw. linken Außenseite im Innenraum befinden. Die Lautsprecher sind dabei in einem Bereich vor einer auf dem jeweiligen Sitz befindlichen Person angeordnet und müssen soweit nach außen versetzt sein, dass der wenigstens eine rechte Lautsprecher rechts neben einer Kopfposition einer auf dem rechten Sitz sitzenden Person und wenigstens ein linker Lautsprecher in einem Bereich links neben einer Kopfposition einer auf dem linken Sitz sitzenden Person angeordnet sind. Die außen angeordneten Lautsprecher strahlen dabei durch den linken Lautsprecher ein Signal eines linken Audiokanals und durch den rechten Lautsprecher das Signal eines rechten Audiokanals eines XY-Stereosignals ab. Weiterhin sind wenigstens zwei zusätzliche Center-Lautsprecher vorgesehen, welche ebenfalls in einem Bereich vor den Sitzplätzen angeordnet sind. Diese befinden sich räumlich zwischen dem rechten und linken Sitzplatz und sind direkt benachbart in einer horizontalen Fahrzeugebene nebeneinander angeordnet. Vorzugsweise grenzen die Gehäuse der Lautsprecher direkt aneinander. In der erfindungsgemäßen Ausgestaltung werden die zwischen den Sitzplätzen angeordneten wenigstens zwei Center-Lautsprecher ein Signal abstrahlen, welches eine Codierung entsprechend einer Mitte-Seitenband-Stereofonie (MS-Stereofonie) aufweist. Das Stereosignal ist dabei mittels eines Mittenkanals M und eines Seitenkanals S codiert. Vorzugsweise ist das Signal durch Aufnahme des Mittensignals M mit einem vorwiegend ungerichteten Mikrofon entstanden, welches beispielsweise eine Kugelcharakteristik aufweist und das Seitensignal S ist durch ein Druckgradientenmikrofon mit einer 8-Richtcharakteristik aufgenommen, welches entsprechend verschaltet als Seitensignal S die Differenz der Pegel der rechten und linken Seite liefert. Die Signale können gleichfalls aus einem linken und rechten Kanal einer X/Y-Stereofonie gewonnen werden. Um eine erfindungsgemäß vorteilhafte Klangwiedergabe zu schaffen, strahlt der linke der nebeneinander zwischen den Sitzplätzen angeordneten Center-Lautsprecher, der sich auf der Seite des den linken Audiokanal abstrahlenden linken Lautsprechers befindet, ein Differenzsignal M – S der Differenz von Mittenkanal M zum Seitenkanal S und der rechte Center-Lautsprecher, der sich auf der Seite des den rechten Audiokanal abstrahlenden rechten Lautsprechers befindet, ein Summensignal M + S der Addition von Mitten- und Seitenkanal ab.Advantageously according to the invention, the method is used for an audio system in a vehicle, which has at least two seats for driver and front passenger. The loudspeaker configuration in this case has at least one right and at least one left loudspeaker, which are preferably arranged in the region of the dashboard are and are located near the right or left outside in the interior. The speakers are arranged in an area in front of a person located on the respective seat and must be offset to the extent that the at least one right speaker to the right of a head position of a person sitting on the right seat and at least one left speaker in an area left are arranged adjacent to a head position of a person sitting on the left seat. The outside loudspeakers emit a signal of a left audio channel through the left loudspeaker and the signal of a right audio channel of an XY stereo signal through the right loudspeaker. Furthermore, at least two additional center speakers are provided, which are also arranged in an area in front of the seats. These are located spatially between the right and left seat and are arranged directly adjacent to each other in a horizontal vehicle level side by side. Preferably, the housing of the speakers directly adjacent to each other. In the embodiment according to the invention, the at least two center loudspeakers arranged between the seats will emit a signal which has a coding corresponding to a mid-sideband stereophony (MS stereophony). The stereo signal is encoded by means of a center channel M and a side channel S. Preferably, the signal is produced by recording the center signal M with a predominantly non-directional microphone, which has, for example, a spherical characteristic and the side signal S is recorded by a Druckgradientenmikrofon with an 8-directional characteristic, which interconnects as a side signal S, the difference of the levels of the right and left Page returns. The signals can also be obtained from a left and right channel of an X / Y stereophony. In order to provide a sound reproduction which is advantageous according to the invention, the left-hand center loudspeaker arranged side by side between the seats and located on the left loudspeaker side emitting the left audio channel emits a difference signal M - S of the difference between the center channel M and the side channel S Right center speaker, which is located on the side of the right audio channel radiating right speaker, a sum signal M + S of the addition of the center and side channel.

Der Mittenkanal M der Mitte-Seitenband-Stereofonie-Signale entsteht durch Summenbildung aller Richtungsanteile auf dem Mittenkanal M, indem die Signale ungerichtet, d. h. in ihrem Pegel unabhängig von der Richtung, z. B. durch ein Mikrofon mit Kugelcharakteristik, aufgenommen werden. Das Mittensignal M kann daher als Summe eines linken Kanals L und eines rechten Kanals R einer X/Y-Stereofonie beschrieben werden (M = L + R). Das Signal des Seitenkanals S besteht aus den richtungsabhängig aufgenommenen Anteilen, wobei das Signal aus dem Anteil besteht, der in dem von links bzw. rechts kommenden Pegel unterschiedlich ist. Es erfolgt quasi eine Differenzbildung der richtungsabhängig von links bzw. rechts empfangenen Signale, welche in dem einen Signal des Seitenkanals S zusammengefasst werden. Das Signal des Datenkanals kann somit als S = L – R definiert werden. Erfindungsgemäß vorteilhaft sind die beiden zwischen den Sitzplätzen angeordneten Center-Lautsprecher direkt benachbart und werden aus der Entfernung der jeweiligen Hörer auf den Fahrzeugsitzplätzen als Punktquelle wahrgenommen. Die Ansteuerung der Center-Lautsprecher mit Differenzsignal M – S und Summensignal M + S schafft eine stereofone Abbildung für den jeweiligen Hörer. Der zwischen dem linken Lautsprecher und den Center-Lautsprechern befindliche Hörer nimmt ein Stereodreieck war, welches sich aus dem Signal des linken Lautsprechers und dem Signal des linken Center-Lautsprechers ergibt. Das Signal des rechten Center-Lautsprechers, welcher das Summensignal M + S abstrahlt, ist durch die akustische Schallüberlagerung für den Hörer 6 nicht oder nur sehr gering wahrnehmbar. Das M-Signal der Center-Lautsprecher bildet sich als Kugelstrahler aus und bildet das Signal eines omnidirektional aufnehmenden Mikrofons ab. Das S-Signal bildet in der Abstrahlung die Aufnahmecharakteristik eines 8-Mikrofons ab und enthält den richtungsabhängig aufgenommenen Anteil. Durch den Laufzeitunterschied zum rechten Lautsprecher wird dieser als nicht richtungsbestimmend wahrgenommen. Es bildet sich ein nahezu symmetrisches Stereodreieck für den jeweiligen, zwischen dem Seitenlautsprecher (rechts oder links) und den Centerlautsprechern positionierten Hörer. Die Anordnung schafft durch die symmetrische Ausgestaltung weiterhin die Wahrnehmung einer virtuellen Monoquelle in einem Bereich direkt vor dem Hörer. Diese wird bei Abstrahlung eines Monosignals bzw. der Mono-Anteile eines Stereosignals in natürlicher Weise direkt von vorn wahrgenommen.The center channel M of the center-sideband stereophonic signals is formed by summing all directional components on the center channel M, by the signals undirected, ie in their level regardless of the direction, z. B. by a microphone with omnidirectional characteristic, are recorded. The center signal M can therefore be described as the sum of a left channel L and a right channel R of an X / Y stereophony (M = L + R). The signal of the side channel S consists of the direction-dependent recorded portions, wherein the signal consists of the portion which is different in the coming from the left and right levels. There is virtually a subtraction of the direction-dependent received from the left or right signals, which are summarized in the one signal of the side channel S. The signal of the data channel can thus be defined as S = L-R. Advantageously, according to the invention, the two center loudspeakers arranged between the seats are directly adjacent and are perceived as a point source from the distance of the respective listeners on the vehicle seats. The control of the center loudspeakers with difference signal M - S and sum signal M + S creates a stereophonic image for the respective listener. The handset between the left speaker and the center speakers picks up a stereo triangle, which is the signal from the left speaker and the signal from the left center speaker. The signal of the right center speaker, which emits the sum signal M + S, is due to the acoustic sound superposition for the listener 6 not or only very slightly perceptible. The M signal from the center loudspeakers forms a spherical radiator and reflects the signal of an omnidirectional microphone. The S-signal reflects the recording characteristics of an 8-microphone in the radiation and contains the direction-dependent recorded proportion. Due to the difference in transit time to the right speaker this is perceived as not direction-determining. An almost symmetrical stereo triangle is formed for each listener positioned between the side speaker (right or left) and the center speakers. The arrangement also provides the perception of a virtual mono source in an area directly in front of the listener due to the symmetrical design. This is naturally perceived directly from the front when a mono signal or the mono components of a stereo signal are emitted.

In einer alternativen Ausgestaltung können weitere zusätzliche Centerlautsprecher angeordnet sein, welche ebenfalls jeweils Summensignal M + S und Differenzsignal M – S abstrahlen.In an alternative embodiment, additional additional center loudspeakers can be arranged, which likewise emit in each case sum signal M + S and difference signal M-S.

Die jeweils durch die Center-Lautsprecher abgestrahlten Signale – Summensignal M + S bzw. Differenzsignal M – S – können aus dem Signal des linken Audiokanals L und des rechten Audiokanals R einer XY-Stereofonieabbildung mit M + S = (L + R) + (L – R) = 2L M – S = (L + R) – (L – R) = 2R berechnet werden.The respectively emitted by the center speaker signals - sum signal M + S or difference signal M - S - can from the signal of the left audio channel L and the right audio channel R of a XY stereoscopic image with M + S = (L + R) + (L - R) = 2L M - S = (L + R) - (L - R) = 2R be calculated.

Erfindungsgemäß vorteilhaft kann die Positionierung der virtuell wahrgenommenen Quellen in einfacher Weise durch das Verhältnis des Mittensignals zum Seitensignal sowie zusätzlicher Delays oder Pegelanpassungen der Seitenlautsprecher beeinflusst werden. Advantageously according to the invention, the positioning of the virtually sensed sources can be influenced in a simple manner by the ratio of the center signal to the side signal as well as additional delays or level adjustments of the side speakers.

Erfindungsgemäß vorteilhaft kann in Abhängigkeit von der Art des Empfangssignals eine Einstellung des Pegelverhältnisses von Mitten- zum Seitensignal sowie weiterer Pegel- oder Laufzeitanpassungen erfolgen. Es kann somit z. B. für Musiksignale verschiedener Stilrichtungen, für die Ansagen eines Navigationsgerätes oder für die Sprachwiedergabe von Telefongesprächen in einfacher Weise eine unterschiedliche Klangwiedergabe erfolgen.In accordance with the invention, an adjustment of the level ratio of center to side signal as well as further level or runtime adjustments can be carried out depending on the type of received signal. It can thus z. B. for music signals of different styles, for the announcements of a navigation device or for the voice playback of telephone calls in a simple manner a different sound reproduction.

Erfindungsgemäß vorteilhaft können durch zusätzliche Signalverarbeitung akustische Verfärbungen kompensiert werden (Equalizing). Mögliche Ausgestaltungen der Signalverarbeitung sind dabei z. B. FIR-Filter, welche in den jeweiligen Signalwegen wirksam werden.According to the invention, acoustic discoloration can be compensated for by additional signal processing (equalizing). Possible embodiments of the signal processing are z. B. FIR filters, which are effective in the respective signal paths.

Erfindungsgemäß vorteilhaft erfolgt eine Signalverarbeitung derart, dass jeweils eine sitzplatzbezogene Beschallung des Fahrzeugs gewährleistet werden kann. Eine mögliche Ausgestaltung sind z. B. FIR-Filter in den jeweiligen Signalwegen, deren Filterkoeffizienten so über eine Mixing-Matrix ausgelegt werden, dass in einem Fall mit vier akustischen Transferpfadfunktionen zwischen Lautsprechern und benachbartem Sitz- bzw. Hörplatz, sich jeweils durch akustische Überlagerung eine sogenannte Cross-Talk-Cancelation (CTC) gegenüber dem benachbarten Sitz- bzw. Hörplatz ergibt.In accordance with the invention, signal processing advantageously takes place in such a manner that in each case seat-related sounding of the vehicle can be ensured. One possible embodiment are z. B. FIR filter in the respective signal paths, the filter coefficients are designed so a mixing matrix that in a case with four acoustic transfer path functions between speakers and adjacent seat or listening space, in each case by acoustic interference a so-called cross-talk Cancelation (CTC) compared to the adjacent seat or listening position results.

Erfindungsgemäß vorteilhaft wird für hintereinander liegende Sitzplätze im Fahrzeug das Ansteuersignal für die in Abstrahlrichtung hinten liegenden Sitzplätze zeitverzögert durch die hinten liegenden Lautsprecher (10'', 11'', 1'', 2'') abgestrahlt. Die Zeitverzögerung für die hinten liegenden Sitzplätze erfolgt dabei entsprechend dem Abstand der Schallwege, wobei die Signale für die hinteren Sitze um einen Betrag zeitverzögert werden, welcher der Laufzeit der Signale von den vorderen Lautsprechern zu den auf den hinteren Sitzen befindlichen Insassen entspricht. Alternativ kann diese schallwegbezogene Laufzeit um 3–10 ms verkürzt werden, um gemäß dem Haas-Effekt die Ortung der ersten Schallwelle auf die hinten liegenden Lautsprecher zu fokussieren.According to the invention, the drive signal for the seats lying behind in the emission direction is delayed by the rear-mounted loudspeakers (FIGS. 10 '' . 11 '' . 1'' . 2 '' ). The time delay for the rear seats is carried out according to the distance of the sound paths, wherein the signals for the rear seats are delayed by an amount corresponding to the duration of the signals from the front speakers to the occupants located on the rear seats. Alternatively, this sound path-related transit time can be shortened by 3-10 ms in order to focus the location of the first sound wave on the rear speakers in accordance with the Haas effect.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines exemplarischen Ausführungsbeispiels erläutert, bei welchem:The invention is explained below with reference to an exemplary embodiment, in which:

1 ein Schema einer klassischen X/Y-Stereofonie, 1 a scheme of classical X / Y stereophony,

2 ein Schema einer M/S-Stereofonie 2 a scheme of M / S stereophony

3 eine Lautsprecheranordnung im Fahrzeug und 3 a speaker assembly in the vehicle and

4 eine sitzplatzbezogene Quellenverlagerung
zeigt. 4 a seating-related source relocation
shows.

In 1 ist eine Lautsprecheranordnung einer klassischen X/Y-Stereofonie gezeigt, bei welcher ein linker Lautsprecher 1 und ein rechter Lautsprecher 2 beanstandet nebeneinander angeordnet sind, wobei sich der den linken Kanal L abstrahlende Lautsprecher 1 links neben einem gedachten Hörer 3 und der den rechten Kanal R abstrahlende Lautsprecher 2 sich rechts neben dem Hörer 3 befindet. Bei einer entsprechenden Aufnahme im Format einer X/Y-Stereofonie erfolgt durch die beabstandete Anordnung der den jeweiligen Seiten des Hörers 3 zugeordneten Lautsprecher 2, 1 eine räumliche Klangwahrnehmung. X/Y-Stereofoniesignale nutzen bei Aufnahme des Stereosignals die Richtwirkung zweier Mikrofone. Die Aufnahmeanordnung besteht beispielsweise aus 90° versetzt angeordneten Nierenmikrofonen, deren Richtwirkung bei der Aufnahme Pegeldifferenzen in Abhängigkeit vom Einstrahlwinkel des Signals erzeugt. Diese werden bei der Wiedergabe über die beiden Kanäle reproduziert, so dass sich steuerbar eine Richtungswahrnehmung des abgestrahlten Signals ergibt. Die psychoakustische Wahrnehmung eines Menschen bedingt durch die Aufnahme über beide Ohren immer die Bildung einer virtuellen Quelle, welche von der Position der realen Schallquelle abweichen kann. In der gezeigten Anordnung werden pegelgleich abgestrahlte Signale ohne Laufzeitunterschiede als direkt von vorn kommend wahrgenommen, wobei sich die Richtungsinformation der wahrgenommenen virtuellen Quelle durch Pegeldifferenzen zwischen linkem und rechtem Kanal sowie durch Laufzeitunterschiede verlagern lässt. Dieser Effekt ist für die Abstrahlung von Hoch- und Mittenfrequenzen zwischen ca. 100 Hz und 3,6 kHz nutzbar. Bei tiefen Frequenzen unterhalb dieser Schwellen kann aufgrund der geringen Phasenunterschiede keine Rauminformation zugeordnet werden. Oberhalb von 3,6 kHz wird die aufgenommene Information mehrdeutig, da mehrere Wellenlängen des Signals innerhalb des Ohrabstandes liegen. Die Anordnung und das Verfahren zum Betreiben sind somit für Hoch- und Mitteltoner bzw. Breitbandlautsprecher, welche Signale in dem o. g. Frequenzbereich abstrahlen, zu beachten.In 1 a speaker assembly of a classic X / Y stereophony is shown in which a left speaker 1 and a right speaker 2 objectionable are arranged side by side, wherein the left channel L emitting speakers 1 to the left of an imaginary listener 3 and the right channel R radiating speakers 2 to the right of the listener 3 located. In a corresponding recording in the format of an X / Y stereophony takes place by the spaced arrangement of the respective sides of the listener 3 assigned speakers 2 . 1 a spatial sound perception. X / Y stereo signals use the directivity of two microphones when recording the stereo signal. The recording arrangement consists for example of 90 ° staggered kidney microphones, the directivity generated during recording level differences as a function of the angle of incidence of the signal. These are reproduced during playback via the two channels, so that there is a controllable directional perception of the radiated signal. The psychoacoustic perception of a human always causes the formation of a virtual source, which can deviate from the position of the real sound source, through the recording over both ears. In the arrangement shown level-emitted signals are detected without delay differences as coming directly from the front, with the direction information of the perceived virtual source can be shifted by level differences between the left and right channel and by differences in transit time. This effect can be used for the emission of high and middle frequencies between approx. 100 Hz and 3.6 kHz. At low frequencies below these thresholds, no space information can be assigned due to the small phase differences. Above 3.6 kHz, the recorded information becomes ambiguous, since several wavelengths of the signal are within the audio distance. The arrangement and the method of operation are thus for high and mid-range or full-range speakers, which emit signals in the above-mentioned frequency range, note.

In 2 ist anhand der dargestellten Lautsprecheranordnung das Prinzip der M/S-Stereofonie dargestellt. Es kann hiermit durch direkt benachbarte, vor dem Hörer 3 befindliche Lautsprecher 4, 5 ebenfalls eine räumliche Klangwiedergabe ähnlich der oben beschriebenen X/Y-Stereofonie erfolgen, da eine Aufnahme eines MS-Stereosignals mittels zweier in horizontaler Ebene um 90° versetzter Mikrofone unterschiedlicher Richtcharakteristik erfolgt. Es wird ein Mittensignal M mit einem vorwiegend ungerichteten Mikrofon, beispielsweise mit einer Kugelcharakteristik und ein Seitensignal S durch ein Druckgradientenmikrofon mit einer 8-Richtcharakteristik aufgenommen, welches entsprechend verschaltet als Seitensignal S die Differenz der Pegel der rechten und linken Seite liefert. Durch die Abstrahlung eines Summensignals M + S und eines Differenzsignals M – S auf den jeweilig benachbarten Lautsprechern 4, 5 wird für einen Hörer ein räumlicher Klangeindruck erzeugt. Durch das Verhältnis der Pegel des Mittensignals zum Seitensignal kann virtuell die „Stereobreite” eingestellt werden.In 2 is shown on the basis of the speaker arrangement shown the principle of M / S stereophony. It can be directly adjacent, in front of the listener 3 located speakers 4 . 5 Similarly, a spatial sound reproduction similar to the X / Y stereophony described above, since a recording of an MS stereo signal by means of two offset in a horizontal plane by 90 ° microphones of different directional characteristics takes place. A center signal M with a predominantly non-directional microphone, for example with a spherical characteristic, and a side signal S are recorded by a pressure gradient microphone with an 8-directional characteristic, which supplies the difference of the levels of the right and left sides as a side signal S. By the emission of a sum signal M + S and a difference signal M - S on the respective adjacent speakers 4 . 5 a spatial sound impression is generated for a listener. By the ratio of the levels of the center signal to the side signal, the "stereo width" can be virtually set.

3 zeigte eine Anordnung eines Audiosystems in einem Fahrzeug, bei welchem auf einer in Fahrtrichtung gesehen linken Seite vor den nicht dargestellten Sitzen ein linker Lautsprecher 1 angeordnet ist. Dieser befindet sich links von einer Kopfposition eines auf dem linken Sitz befindlichen Hörers 6 in Fahrtrichtung gesehen vor diesem. Weiterhin ist auf der in Fahrtrichtung gesehen rechten Seite vor den nicht dargestellten Sitzen ein rechter Lautsprecher 2 angeordnet. Dieser befindet sich rechts von einer Kopfposition eines auf dem rechten Sitz befindlichen Hörers 7 in Fahrtrichtung gesehen vor diesem. Die Lautsprecher 1 und 2 sind dabei Hoch- oder Mitteltöner bzw. Breitbandlautsprecher. Es können auch getrennte Hoch- und Mitteltoner angeordnet werden, was durch die Ergänzung eines weiteren Lautsprechers 1' bzw. 2' symbolisiert ist. In der Mitte zwischen den nicht dargestellten Sitzen, also zwischen den Kopfpositionen der auf diesen Sitzen befindlichen Hörer 6 und 7, sind in Fahrtrichtung gesehen vor diesen, zusätzliche Center-Lautsprecher 10, 11 angeordnet, welche direkt benachbart vorzugsweise im Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet sind. Das Audiosystem kann durch weitere Tieftöner 12, 13, 14, 15 ergänzt werden. Optional kann die gleiche Lautsprecherkonfiguration für die hintere Sitzreihe in identischer Weise aufgebaut werden, indem linke und rechte Lautsprecher 1'' und 2'' und Centerlautsprecher 10' und 11' in einem Bereich vor den auf den hinteren Sitzen befindlichen Hörern 8, 9, angeordnet werden. Zusätzliche Lautsprecher aus einem Bereich hinter den Sitzen ergänzen das Audiosystem optional. 3 showed an arrangement of an audio system in a vehicle, in which, viewed in the direction of travel left side in front of the seats, not shown, a left speaker 1 is arranged. This is located to the left of a head position of a listener on the left seat 6 seen in the direction of travel before this. Furthermore, on the right side seen in the direction of travel in front of the seats, not shown, a right speaker 2 arranged. This is located to the right of a head position of a listener in the right seat 7 seen in the direction of travel before this. The speaker 1 and 2 are high or midrange or broadband speakers. It can also be separated high and midrange be arranged, which by the addition of another speaker 1' respectively. 2 ' is symbolized. In the middle between the seats, not shown, so between the head positions of the listener located on these seats 6 and 7 , seen in front of these, are additional center speakers 10 . 11 arranged, which are arranged directly adjacent preferably in the dashboard of the vehicle. The audio system can be powered by other woofers 12 . 13 . 14 . 15 be supplemented. Optionally, the same loudspeaker configuration for the rear row of seats can be built up in an identical manner, by left and right speakers 1'' and 2 '' and center speaker 10 ' and 11 ' in an area in front of the listeners in the back seats 8th . 9 , to be ordered. Additional speakers from an area behind the seats complement the audio system optionally.

Weiterhin können zusätzliche weitere Lautsprecher (nicht dargestellt) mit Tieftoncharakteristik im Bereich des Mitteltunnels, der Türen oder der Spritzschutzwand angeordnet sein.Furthermore, additional additional speakers (not shown) with a low-frequency characteristic can be arranged in the region of the center tunnel, the doors or the splash guard wall.

In 4 ist das vorbeschriebene Audiosystem vereinfacht dargestellt, um die Wirkungsweise des erfindungsgemäßen Verfahrens beispielhaft zu erläutern. Es sind der linke und der rechte Lautsprecher dargestellt, welche sich jeweils links bzw. rechts neben der Kopfposition der Hörer 6 bzw. 7 befinden. In der Mitte zwischen diesen sind die Centerlautsprecher 10, 11 angeordnet. Der Aufbau entspricht vereinfacht dem zu 3 gezeigten. Der linke Lautsprecher 1 strahlt dabei das Signal eines linken Audiokanals einer X/Y-Stereofonie ab und der rechte Lautsprecher einen rechten Kanal R eines X/Y-Stereosignals ab. In der Mitte zwischen den Hörern befinden sich die Center-Lautsprecher, von welchen der linke das Differenzsignal M – S abstrahlt und der rechte das Summensignal M + S einer entsprechenden M/S-Codierung desselben Signals. Das M/S-Signal kann beispielsweise aus dem Signal der X/Y-Stereofonie gewonnen werden oder liegt bereits als Mitten- M bzw. Seitenbandsignal S einzeln vor. Bezogen auf einen Fahrzeugsitzplatz auf dem sich, wie hier beispielhaft betrachtet, ein Hörer 6 befindet, ergibt sich ein Klangeindruck, der sowohl vom linken Kanal L über den Lautsprecher 1 als auch vom linken Center-Lautsprecher 10, der das Differenzsignal M – S abstrahlt, bestimmt wird. Der rechte Kanal R, der vom Lautsprecher 2 abgestrahlt wird, ist für die Hörwahrnehmung der virtuellen Schallquelle nicht bestimmend, da dieser bereits durch seine Entfernung und die dadurch bestimmte längere Signallaufzeit nicht richtungsbestimmend wirkt. Der rechte Center-Lautsprecher 11, welcher das Summensignal M + S abstrahlt, wird für den Hörer 6 nahezu nicht hörbar sein. Die Mono-Anteile des Signals werden als virtuelle Monoquelle wahrgenommen, deren Signalanteile den Hörer 6 nahezu in gerader Linie in Fahrtrichtung von vorn erreichen. Die MS-Stereofonie ist eine Intensitätsstereofonie, bei welcher der Stereoeffekt durch Pegelunterschiede herbeigeführt wird, ohne dass zusätzliche Laufzeitunterschiede der Signale hinzugefügt werden müssen. Optional ist eine zusätzliche Erweiterung durch entsprechende, zusätzliche Verzögerungsfunktionen möglich. Der Klangeindruck des Gesamtsystems, insbesondere Bühnenbreite und Bühnentiefe lässt sich durch Variation des Pegels des M- zum S-Signals (Bühnenbreite) sowie der Signalverzögerung dieser beiden Signale (Bühnentiefe) zueinander optional einstellen.In 4 the audio system described above is shown in simplified form in order to explain the mode of operation of the method according to the invention by way of example. The left and right loudspeakers are shown, which are located respectively to the left and to the right of the listener's head position 6 respectively. 7 are located. In the middle between these are the center speakers 10 . 11 arranged. The structure corresponds to the simplified too 3 shown. The left speaker 1 It emits the signal of a left audio channel of an X / Y stereo and the right speaker a right channel R of an X / Y stereo signal. In the middle between the listeners are the center loudspeakers, from which the left one transmits the difference signal M - S and the right the sum signal M + S of a corresponding M / S coding of the same signal. The M / S signal can be obtained, for example, from the signal of the X / Y stereophony or is already available as the center M or sideband signal S individually. Relative to a vehicle seat on which, as exemplified here, a handset 6 is located, gives a sound impression, both from the left channel L through the speaker 1 as well as from the left center speaker 10 , which radiates the difference signal M - S, is determined. The right channel R, from the speaker 2 is radiated, is not determinative of the hearing of the virtual sound source, as this already does not affect the direction by its distance and the thus determined longer signal propagation time. The right center speaker 11 which radiates the sum signal M + S becomes the listener 6 almost inaudible. The mono components of the signal are perceived as a virtual mono source whose signal components are the listener 6 almost in a straight line in the direction of travel from the front reach. The MS stereophony is an intensity stereophony in which the stereo effect is brought about by level differences without the need for additional time differences of the signals. Optionally, an additional extension is possible by means of corresponding additional delay functions. The sound impression of the overall system, in particular stage width and stage depth, can be optionally set by varying the level of the M to the S signal (stage width) as well as the signal delay of these two signals (stage depth).

Claims

Method for operating an audio system in a vehicle, which has at least two seats for driver and front passenger and in which at least one right loudspeaker ( 2 ) in an area in front of the right seat and to the right of a head position of a person sitting on the right seat ( 7 ) and in which at least one left speaker ( 1 ) in an area in front of the left seat and to the left of a head position of a person sitting on the left seat ( 6 ), wherein through the left speaker ( 1 ) the signal of a left audio channel ( 1 ) and through the right speaker ( 2 ) the signal of a right-hand audio channel (R) of an XY stereo signal is emitted, wherein in addition in an area in front of the seats located spatially between right and left seat at least two more center speaker ( 10 . 11 ), the center loudspeakers ( 10 . 11 ) are arranged directly adjacent to each other in a horizontal vehicle level, characterized in that arranged between the seats at least two center speaker ( 10 . 11 ) emit a signal having a coding corresponding to a mid-sideband stereophony (MS stereophony) with a center channel (M) and a side channel (S), wherein a left center speaker arranged side by side between the seats (FIG. 10 ) located on the side of the left-hand audio channel (L) radiating left ( 1 ), the difference signal (M - S) from the center (M) and side channel (S) radiates and a right side by side between the seats arranged center speaker ( 11 ) located on the side of the right speaker (R) radiating right speaker ( 2 ), the sum signal (M + S) from the center (M) and side channel (S) radiates.

A method according to claim 1, characterized in that the center channel (M), the summation of the individual channels (L, R) and the side channel (S), the difference of the individual channels (L, R) according to

M = L + R

S = L - R

contains.

A method according to claim 1 or 2, characterized in that the signals (M + S, M - S)) from the signals of the left audio channel (L) and the right audio channel (R) of an XY stereo image with

M + S = (L + R) + (L - R) = 2L

M - S = (L + R) - (L - R) = 2R

be formed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for adjusting the virtual displacement of the sources of the signals through the center loudspeakers ( 10 . 11 ), the ratio of the intensity of the center (M) to the side signal (S) is influenced.

A method according to claim 4, characterized in that, depending on the nature of a received signal, an adjustment of the level ratio of center (M) to the side signal (S).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that by additional signal delay of the sum signal (M + S) and / or difference signal (M - S) takes place an additional perceptible for the listener virtual displacement of the sound sources.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a signal processing by filters arranged in the signal paths and corresponding filter coefficients takes place in such a way that a so-called crosstalk cancellation (CTC) with respect to the adjacent seat or listening position results in each case by acoustic interference, so each seat-based sound of the vehicle can be guaranteed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that for consecutive seats in the vehicle, the drive signal for the rear seats in the radiation direction time delay on the rear speakers ( 10 '' . 11 '' . 1'' . 2 '' ) is radiated.

A method according to claim 8, characterized in that the time delay for the rear seats is carried out according to the distance of the sound paths, wherein the signals for the rear seats are time-delayed by an amount corresponding to the duration of the signals from the front speakers or alternatively this sound related Running time is shortened by 3-10 ms.