DE102016213698A1 - Method for operating at least two acoustic sensors arranged in a device - Google Patents

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Fabian Purkl
Matthias Kuehnel
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Abstract

Verfahren zum Betreiben von wenigstens zwei in einer Vorrichtung (100) angeordneten akustischen Sensoren (10, 11), aufweisend die Schritte: – Aussenden eines akustischen Testsignals (TS) mittels eines akustischen Signalgebers (20) der Vorrichtung (100); – Erfassen von akustischen Empfangssignalen (ES1, ES2) mittels der wenigstens zwei akustischen Sensoren (10, 11); – Auswerten der von den wenigstens zwei akustischen Sensoren (10, 11) erfassten akustischen Empfangssignale (ES1, ES2); und – Betreiben der akustischen Sensoren (10, 11) unter Berücksichtigung der ausgewerteten akustischen Empfangssignale (ES1, ES2).Method for operating at least two acoustic sensors (10, 11) arranged in a device (100), comprising the steps: - emitting an acoustic test signal (TS) by means of an acoustic signal transmitter (20) of the device (100); - Detecting acoustic received signals (ES1, ES2) by means of the at least two acoustic sensors (10, 11); - evaluating the acoustic received signals (ES1, ES2) detected by the at least two acoustic sensors (10, 11); and - operating the acoustic sensors (10, 11) taking into account the evaluated acoustic received signals (ES1, ES2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben von wenigstens zwei in einer Vorrichtung angeordneten akustischen Sensoren. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung mit wenigstens zwei akustischen Sensoren.The invention relates to a method for operating at least two acoustic sensors arranged in a device. The invention further relates to a device with at least two acoustic sensors.

Stand der TechnikState of the art

Miniaturisierte akustische Sensoren in Form von Mikrofonen haben weitreichende Anwendungen in mobilen Gerätschaften gefunden, beispielsweise in Smartphones, Kameras, Smart Watches und anderen tragbaren Einrichtungen ebenso wie in stationären Einrichtungen, beispielsweise in Intercoms, Konferenztelefonen, Delegiertensprecheinrichtungen (engl. delegate stations) und dergleichen. Herkömmlich werden Mikrofone genutzt, um Töne bzw. akustische Signale aufzunehmen. Die Mikrofone werden zunehmend aber auch in anderen Bereichen, wie zum Beispiel zur Störschallunterdrückung, als eine Anwenderschnittstelle zur Durchführung von Spracherkennung oder zur Präsenzerkennung eingesetzt.Microphone miniaturized acoustic sensors have found extensive applications in mobile devices, such as smart phones, cameras, smart watches, and other portable devices, as well as stationary devices such as intercoms, conference telephones, delegate stations, and the like. Conventionally, microphones are used to record sounds or acoustic signals. The microphones are increasingly used in other areas, such as for noise suppression, as a user interface for performing speech recognition or presence detection.

Für viele der genannten Anwendungen werden mehrere Mikrofone zusammen mit einem Signalprozessor-Algorithmus benutzt, um Rauschen zu reduzieren und um die Leistungsfähigkeit und/oder die Funktionalität der Mikrofone zu verbessern bzw. zu erweitern. Allerdings stellt eine derartige Integration von mehreren Mikrofonen in einem einzelnen Gerät unter Berücksichtigung einer erlaubten Fehlanpassung zwischen den einzelnen Mikrofonen eine zunehmende Herausforderung dar.For many of these applications, multiple microphones are used in conjunction with a signal processing algorithm to reduce noise and to enhance or enhance the performance and / or functionality of the microphones. However, such integration of multiple microphones in a single device, taking into account allowable mismatching between individual microphones, presents an increasing challenge.

Heutzutage durchlaufen Mikrofone typischerweise am Ende des Herstellungsprozesses eine Test- bzw. Kalibrationsprozedur, um eine Veränderlichkeit ihrer Eigenschaften zu reduzieren.Today, microphones typically undergo a calibration procedure at the end of the manufacturing process to reduce variability in their properties.

Um Herstellungskosten zu reduzieren, soll ein Komplexitätsgrad der genannten Tests auf ein Minimum reduziert werden. Diese Tests haben daher keinerlei Einfluss auf eine Aufmachung und/oder auf eine Montage der Mikrofone im Gerät und auch keinen Einfluss auf akustische Eigenschaften (wie zum Beispiel eine Geometrie von akustischen Ports und eine relative Positionierung der Mikrofone zueinander) innerhalb des fertiggestellten Geräts. Zudem können mit den genannten Testverfahren eine Alterung der Mikrofone und eine Änderung von Umgebungsbedingungen über die Betriebsdauer nicht kompensiert werden.To reduce manufacturing costs, a degree of complexity of said tests should be reduced to a minimum. These tests therefore have no bearing on the appearance and / or mounting of the microphones in the device and also on the acoustic properties (such as geometry of acoustic ports and relative positioning of the microphones) within the finished device. In addition, aging of the microphones and a change in ambient conditions over the operating period can not be compensated with the test methods mentioned.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die oben genannten Nachteile beim Betreiben von wenigstens zwei in einer Vorrichtung angeordneten Mikrofonen zu reduzieren.It is therefore an object of the present invention to reduce the above-mentioned disadvantages in operating at least two microphones arranged in a device.

Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention

Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einem Verfahren zum Betreiben von wenigstens zwei in einer Vorrichtung angeordneten akustischen Sensoren, aufweisend die Schritte:

  • – Aussenden eines akustischen Testsignals mittels eines akustischen Signalgebers der Vorrichtung;
  • – Erfassen von akustischen Empfangssignalen mittels der wenigstens zwei akustischen Sensoren;
  • – Auswerten der von den wenigstens zwei akustischen Sensoren erfassten akustischen Empfangssignale; und
  • – Betreiben der akustischen Sensoren unter Berücksichtigung der ausgewerteten akustischen Empfangssignale.
According to a first aspect, the object is achieved with a method for operating at least two acoustic sensors arranged in a device, comprising the steps:
  • - emitting an acoustic test signal by means of an acoustic signal generator of the device;
  • Detecting acoustic received signals by means of the at least two acoustic sensors;
  • - Evaluating the detected by the at least two acoustic sensors acoustic received signals; and
  • - Operating the acoustic sensors, taking into account the evaluated acoustic received signals.

Vorteilhaft können damit Betriebseigenschaften von wenigstens zwei in einem Gerät verbauten Mikrofonen erfasst und beim Betrieb des Geräts berücksichtigt werden. Beispielsweise kann dies durch Ausführung eines Algorithmus zum Unterdrücken von Störgeräuschen erfolgen. Ein Betriebsverhalten der Mikrofone im Gerät ist über die Betriebsdauer des Geräts vorteilhaft verbessert. Beispielsweise können auf diese Weise verschiedene Effekte, die eine Betriebscharakteristik der Mikrofone beeinflussen können (z.B. Alterungseffekte, eine Verschmutzung von akustischen Ports, usw.) vorteilhaft kompensiert werden.Advantageously, operating characteristics of at least two microphones installed in a device can thus be detected and taken into account during operation of the device. For example, this can be done by implementing a noise suppression algorithm. A performance of the microphones in the device is advantageously improved over the life of the device. For example, in this way, various effects that may affect an operating characteristic of the microphones (e.g., aging effects, contamination of acoustic ports, etc.) can be advantageously compensated.

Gemäß einem zweiten Aspekt wird die Aufgabe gelöst mit einer Vorrichtung mit wenigstens zwei akustischen Sensoren, aufweisend:

  • – einen akustischen Signalgeber; und
  • – eine Auswertungseinrichtung;
  • – wobei mittels des akustischen Signalgebers ein akustisches Testsignal sendbar ist;
  • – wobei mittels der Auswertungseinrichtung Empfangssignale auswertbar sind; und
  • – wobei die akustischen Sensoren mittels der Auswertungseinrichtung unter Berücksichtigung der ausgewerteten Empfangssignale betreibbar sind.
According to a second aspect, the object is achieved with a device having at least two acoustic sensors, comprising:
  • - An acoustic signal generator; and
  • - An evaluation device;
  • - By means of the acoustic signal transmitter, an acoustic test signal is sendable;
  • - Receiving signals can be evaluated by means of the evaluation device; and
  • - Where the acoustic sensors are operable by means of the evaluation device taking into account the evaluated received signals.

Bevorzugte Ausführungsformen des Verfahrens sind Gegenstand von abhängigen Ansprüchen.Preferred embodiments of the method are the subject of dependent claims.

Eine vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Verfahren mittels einer Nutzerschnittstelle der Vorrichtung steuerbar ist und/oder wobei mittels der Nutzerschnittstelle Informationen über das Verfahren ausgegeben werden. Auf diese Weise ist eine hohe Nutzerfreundlichkeit der Vorrichtung unterstützt.An advantageous development of the method provides that the method can be controlled by means of a user interface of the device and / or information about the method is output by means of the user interface. In this way, a high user-friendliness of the device is supported.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass durch das Auswerten der Empfangssignale wenigstens einer der folgenden Parameter der akustischen Sensoren ermittelt wird: Sensitivität, Frequenzgang. Auf diese Weise können durch eine Kenntnis von technischen Parametern der Mikrofone geeignete Betriebsmaßnahmen ergriffen werden, die Veränderungen der Parameter weitgehend ausgleichen.A further advantageous development of the method is characterized in that by evaluating the received signals at least one of the following parameters of the acoustic sensors is determined: sensitivity, frequency response. In this way, by knowing the technical parameters of the microphones suitable operating measures can be taken that largely compensate for changes in the parameters.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass mittels des akustischen Signalgebers das akustische Testsignal in einem Frequenzbereich von ca. 50 Hz bis ca. 20 kHz ausgesendet wird. Auf diese Weise wird im Wesentlichen der hörbare Bereich abgedeckt, sodass ein hoher Anwendernutzen des Verfahrens realisiert ist.A further advantageous development of the method is characterized in that by means of the acoustic signal transmitter, the acoustic test signal in a frequency range of about 50 Hz to about 20 kHz is emitted. In this way, essentially the audible range is covered, so that a high user benefit of the method is realized.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Verfahren nach definierten Prinzipien aktivierbar ist. Dadurch werden vorteilhaft unterschiedliche Möglichkeiten bereitgestellt werden, um das Betriebsverhalten der Mikrofone im Gerät zu optimieren.A further advantageous development of the method provides that the method can be activated according to defined principles. This advantageously provides different options to optimize the performance of the microphones in the device.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass Daten des ausgesendeten akustischen Testsignals und Daten der ausgewerteten Empfangssignale in einem nicht-flüchtigen Speicher der Vorrichtung gespeichert werden. Auf diese Weise ist es vorteilhaft nicht bei jeder Ausführung des Verfahrens erforderlich, die genannten Daten („Kalibrationsdaten“) zu generieren. Insbesondere ist dies für Wartungszwecke und/oder zum Erkennen von Degradationseffekten der akustischen Sensoren nützlich.A further advantageous development of the method provides that data of the emitted acoustic test signal and data of the evaluated received signals are stored in a non-volatile memory of the device. In this way, it is advantageously not necessary for each execution of the method to generate the named data ("calibration data"). In particular, this is useful for maintenance purposes and / or for detecting degradation effects of the acoustic sensors.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass als Ergebnis der ausgewerteten akustischen Empfangssignale eine elektrische Bias-Spannung der akustischen Sensoren geändert wird. Beispielsweise kann dadurch bei kapazitiven Mikrofonen ein Betriebsverhalten der Mikrofone einfach gesteuert werden, wobei die genannte elektrische Spannung zwischen einer schwingenden Membran und einer Gegenelektrode der Mikrofone angelegt wird. Dadurch kann z.B. eine durch Materialablagerungen verringerte Sensitivität der Mikrofone für unterschiedliche Frequenzen ausgeglichen werden.A further advantageous development of the method provides that an electrical bias voltage of the acoustic sensors is changed as a result of the evaluated acoustic received signals. For example, in capacitive microphones operating behavior of the microphones can be easily controlled, said electrical voltage between a vibrating membrane and a counter electrode of the microphones is applied. Thereby, e.g. a reduced by material deposits sensitivity of the microphones for different frequencies are compensated.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass als Ergebnis der ausgewerteten akustischen Empfangssignale Parameter einer Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere eine Signalverstärkung und/oder ein Frequenzverlauf eines Frequenzfilters geändert werden. Dadurch kann eine Betriebscharakteristik der Vorrichtung auf einfache Weise effizient geändert werden.A further advantageous development of the method provides that parameters of a signal processing device, in particular a signal amplification and / or a frequency characteristic of a frequency filter, are changed as a result of the evaluated acoustic received signals. Thereby, an operation characteristic of the device can be easily changed efficiently.

Eine weitere vorteilhafte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass als Ergebnis der ausgewerteten akustischen Empfangssignale mittels eines auf einer Auswertungseinrichtung ablaufenden Algorithmus Umgebungsgeräusche aus dem Signal eines der akustischen Sensoren herausgefiltert werden. Dadurch wird ein nützlicher Anwendungsfall für das Verfahren bereitgestellt.A further advantageous development of the method provides that ambient noise is filtered out of the signal of one of the acoustic sensors as the result of the evaluated acoustic received signals by means of an algorithm running on an evaluation device. This provides a useful use case for the method.

Die Erfindung wird im Folgenden mit weiteren Merkmalen und Vorteilen anhand von mehreren Figuren im Detail beschrieben. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente haben gleiche Bezugszeichen.The invention will be described below with further features and advantages with reference to several figures in detail. Same or functionally identical elements have the same reference numerals.

Offenbarte Verfahrensmerkmale ergeben sich analog aus entsprechenden offenbarten Vorrichtungsmerkmalen und umgekehrt. Dies bedeutet insbesondere, dass sich Merkmale, technische Vorteile und Ausführungen betreffend das Verfahren zum Betreiben von wenigstens zwei in einer Vorrichtung angeordneten Sensoren in analoger Weise aus entsprechenden Ausführungen, Merkmalen und Vorteilen der Vorrichtung mit wenigstens zwei akustischen Sensoren ergeben und umgekehrt.Disclosed method features are analogous to corresponding disclosed device features and vice versa. This means, in particular, that features, technical advantages and embodiments relating to the method for operating at least two sensors arranged in a device result analogously from corresponding designs, features and advantages of the device with at least two acoustic sensors and vice versa.

In den Figuren zeigt:In the figures shows:

1 eine prinzipielle Darstellung einer Vorrichtung mit zwei Mikrofonen; 1 a schematic representation of a device with two microphones;

2 zwei perspektivische Ansichten einer Vorrichtung mit zwei Mikrofonen; und 2 two perspective views of a device with two microphones; and

3 einen Ablauf eines Verfahrens zum Betreiben von wenigstens zwei in einer Vorrichtung angeordneten Mikrofonen. 3 a flow of a method for operating at least two microphones arranged in a device.

Beschreibung von AusführungsformenDescription of embodiments

Ein Grundgedanke der Erfindung besteht darin, ein Kalibrierverfahren für ein Gerät mit wenigstens zwei darin verbauten Mikrofonen bereitzustellen, wobei Charakteristika der im Gerät verbauten Mikrofone ermittelt und im Betrieb verwendet werden. Im Ergebnis ist dadurch ein verbessertes Betriebsverhalten der Mikrofone im Gerät unterstützt. Beispielsweise können dadurch Detektionseigenschaften (z.B. Sensitivität, Frequenzgang, usw.) der Mikrofone im Gerät bedeutsam verbessert sein. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der vorgeschlagenen Vorrichtung 100, die z.B. als ein Mobiltelefon, ein Smartphone, ein Tablet, eine Telefonspinne, ein Konferenztelefon, eine Delegiertensprecheinrichtung, usw. ausgebildet ist. Erkennbar sind zwei akustische Sensoren 10, 11 in Form von Mikrofonen, die in der Vorrichtung 100 verbaut sind und funktional mit einer Auswertungseinrichtung 30, z.B. in Form eines Signalprozessors verbunden sind. Mit der Auswertungseinrichtung 30 ist ferner ein akustischer Signalgeber 20, z.B. in Form eines Lautsprechers verbunden, der zum Aussenden eines akustischen Testsignals TS vorgesehen ist. A basic idea of the invention is to provide a calibration method for a device having at least two microphones incorporated therein, wherein characteristics of the microphones installed in the device are determined and used in operation. As a result, this improves the performance of the microphones in the device. For example, thereby detection properties (eg sensitivity, frequency response, etc.) of the microphones in the device can be significantly improved. 1 shows a schematic representation of an embodiment of the proposed device 100 For example, it is designed as a mobile phone, a smartphone, a tablet, a telephone spider, a conference phone, a delegate speaker, and so on. Visible are two acoustic sensors 10 . 11 in the form of microphones used in the device 100 are installed and functional with an evaluation device 30 , For example, are connected in the form of a signal processor. With the evaluation device 30 is also an acoustic signal generator 20 , For example, connected in the form of a loudspeaker, which is provided for emitting an acoustic test signal TS.

Zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, das Testsignal TS im hörbaren Frequenzbereich, vorzugsweise im Bereich von ca. 50 Hz bis ca. 20 kHz und/oder in Form von weißem Rauschen auszusenden. For this purpose, it may be provided to emit the test signal TS in the audible frequency range, preferably in the range from approximately 50 Hz to approximately 20 kHz and / or in the form of white noise.

Über eine optional vorgesehene Nutzerschnittstelle 40 kann von einem Anwender eine Ausführung des Verfahrens gesteuert und/oder können Information über das Verfahren an den Anwender ausgegeben werden.Via an optionally provided user interface 40 For example, a user may control an execution of the method and / or information about the method may be output to the user.

Nach dem Aussenden des akustischen Testsignals TS wird das Testsignal TS in der Umgebung reflektiert und von den beiden akustischen Sensor 10, 11 mit etwaigen Umgebungsgeräuschen angereichert als Empfangssignale ES1, ES2 empfangen. After the emission of the acoustic test signal TS, the test signal TS is reflected in the surroundings and by the two acoustic sensors 10 . 11 Enriched with any ambient noise received as received signals ES1, ES2.

Nachfolgend wird von der Auswertungseinrichtung 30 eine Auswertung der Empfangssignale ES1, ES2 durchgeführt, wodurch akustische Eigenschaften bzw. Parameter der akustischen Sensoren 10, 11 im Verhältnis zueinander ermittelt werden. Dies kann durch eine Ermittlung von Amplituden und/oder von Frequenzgängen der beiden akustischen Sensoren 10, 11 sowie einer Relation der genannten Größen erfolgen.The following is the evaluation device 30 performed an evaluation of the received signals ES1, ES2, whereby acoustic properties or parameters of the acoustic sensors 10 . 11 be determined in relation to each other. This can be done by determining amplitudes and / or frequency responses of the two acoustic sensors 10 . 11 as well as a relation of the mentioned variables.

Nachdem auf diese Weise Charakteristika der akustischen Sensoren 10, 11 ermittelt wurden, wird durch die Auswertungseinrichtung 30 und einem darauf ablaufenden geeigneten Signalprozess-Algorithmus während der nachfolgenden Nutzung der Vorrichtung 100 eine Kompensation von unerwünschten Charakteristika (z.B. einer Fehlanpassung zwischen den akustischen Sensoren 10, 11) durchgeführt. Beispielsweise kann der Algorithmus genutzt werden, um eine Fehlanpassung eines Ansprechverhaltens der wenigstens zwei akustischen Sensoren 10, 11 zu verringern.Having in this way characteristics of the acoustic sensors 10 . 11 determined by the evaluation device 30 and a subsequent appropriate signal process algorithm during subsequent use of the device 100 a compensation of undesirable characteristics (eg a mismatch between the acoustic sensors 10 . 11 ) carried out. For example, the algorithm may be used to mismatch a response of the at least two acoustic sensors 10 . 11 to reduce.

Zu diesem Zweck kann z.B. ein elektrisches Kalibrationssignal (zum Beispiel eine elektrische Bias-Spannung zwischen der Membran und einer Gegenelektrode des Mikrofons) an die akustischen Sensoren 10, 11 angelegt werden, um deren interne Eigenschaften zu ändern, wodurch bei zukünftigen Anwendungen eine Fehlanpassung reduziert ist. Vorteilhaft kann auf diese Weise eine verringerte Sensitivität der Mikrofone (z.B. aufgrund von Materialablagerung) kompensiert werden.For this purpose, for example, an electrical calibration signal (for example, an electrical bias voltage between the diaphragm and a counter electrode of the microphone) to the acoustic sensors 10 . 11 to change their internal properties, which reduces mismatch in future applications. Advantageously, in this way a reduced sensitivity of the microphones (eg due to material deposition) can be compensated.

Alternativ kann die Fehlanpassung auch durch geeignete Signalprozessierung der Ausgangssignale einer Auswahl oder aller akustischen Sensoren reduziert werden, beispielsweise durch Anpassung der Signalverstärkung oder eines Frequenzfilters.Alternatively, the mismatch can also be reduced by suitable signal processing of the output signals of a selection or of all acoustic sensors, for example by adaptation of the signal amplification or of a frequency filter.

Im Ergebnis werden auf die erläuterte Weise also Kalibrationsdaten benutzt, um die Leistungsfähigkeit der akustischen Sensoren 10, 11 für eine spezifische Applikation zu optimieren. Dadurch können nachteilige Effekte der Verpackung, der Montage und der relativen Positionen der beiden Mikrofone zueinander reduziert werden.As a result, in the manner explained, calibration data are used to determine the performance of the acoustic sensors 10 . 11 to optimize for a specific application. As a result, adverse effects of packaging, assembly and relative positions of the two microphones to each other can be reduced.

Die optional vorgesehene Nutzerschnittstelle 40 kann zum Beispiel in Form eines Displays, eines akustischen Signaltons, usw. ausgebildet sein, um den Anwender der Vorrichtung 100 zu informieren, dass gerade eine Kalibrationsroutine ausgeführt wird und um den Anwender zu instruieren, die Vorrichtung 100 zu diesem Zweck an einen besser geeigneten Ort zu bringen (zum Beispiel an einen ruhigen Ort ohne Umgebungsgeräusche).The optional user interface 40 For example, it may be in the form of a display, an audible beep, etc., to the user of the device 100 to inform that a calibration routine is being executed and to instruct the user, the device 100 for this purpose to a more appropriate location (for example, to a quiet place without ambient noise).

Die Nutzerschnittstelle 40 kann auch verwendet werden, um den Anwender darüber zu informieren, dass Änderungen im Ansprechverhalten der akustischen Sensoren 10, 11 festgestellt wurden, die ohne eine Degradation im Funktionsumfang der akustischen Sensoren 10, 11 durch die Auswertungseinrichtung 30 nicht kompensierbar sind. Für diesen Fall können an der Nutzerschnittstelle 40 geeignete Informationen ausgegeben werden, z.B. um das akustische Port zu reinigen oder um die Vorrichtung 100 einer Wartung zuzuführen.The user interface 40 can also be used to inform the user that changes in the response of the acoustic sensors 10 . 11 were detected without degradation in the scope of the acoustic sensors 10 . 11 through the evaluation device 30 are not compensable. For this case, at the user interface 40 appropriate information is output, for example to clean the acoustic port or the device 100 to supply a maintenance.

Die Auswertungseinrichtung 30 in Form eines Signalprozessors kann optional mit einem nicht-flüchtigen Speicher (nicht dargestellt) verbunden sein, um die ermittelten Kalibrationsdaten für künftige Nutzungen zu speichern. Zusätzlich kann der nicht-flüchtige Speicher zum Speichern eines Verlaufs von Kalibrationsdaten über der Zeit verwendet werden, um Empfehlungen für Wartungsarbeiten der Vorrichtung 100 zu generieren.The evaluation device 30 in the form of a signal processor may optionally be connected to a non-volatile memory (not shown) to store the determined calibration data for future use. In addition, the non-volatile memory may be used to store a history of calibration data over time to provide recommendations for maintenance of the device 100 to generate.

Das vorgeschlagene Verfahren ermöglicht es, Eigenschaften der akustischen Sensoren 10, 11 zu ermitteln und nachfolgend für eine Fehlanpassung von Eigenschaften des akustischen Sensors 10, 11 nach einem Zusammenbau in das endgültige Gerät zu berücksichtigen. Dies reduziert ein Erfordernis eines aufwendigen Testverfahrens während des Herstellungsprozesses, wodurch vorteilhaft Herstellungskosten reduziert sein können. Zusätzlich können auf diese Weise Einflüsse des Gehäuses der akustischen Sensoren 10, 11 und deren Positionierung innerhalb der Vorrichtung 100 berücksichtigt werden. Dies erlaubt eine maximale Flexibilität in der Platzierung der Sensoren 10, 11 in der Vorrichtung 100 ohne den Einfluss von akustischen Eigenschaften im Voraus abschätzen zu müssen.The proposed method makes it possible to obtain characteristics of the acoustic sensors 10 . 11 to determine and subsequently for a mismatch of characteristics of the acoustic sensor 10 . 11 to be considered after assembly in the final device. This reduces a need for a costly testing process during the manufacturing process, which can advantageously reduce manufacturing costs. In addition, in this way influences the housing of the acoustic sensors 10 . 11 and their positioning within the device 100 be taken into account. This allows maximum flexibility in the placement of the sensors 10 . 11 in the device 100 without having to estimate in advance the influence of acoustic properties.

Als Ergebnis der ausgewerteten akustischen Empfangssignale ES1, ES2 können Parameter einer Signalverarbeitungseinrichtung (nicht dargestellt), insbesondere eine Signalverstärkung und/oder ein Frequenzverlauf eines Frequenzfilters geändert werden.As a result of the evaluated acoustic received signals ES1, ES2 parameters of a signal processing device (not shown), in particular a signal amplification and / or a frequency characteristic of a frequency filter can be changed.

Durch eine Wiederholung der vorgeschlagenen Kalibriersequenz zu regelmäßigen Intervallen während der Benutzungszeit können Einflüsse, wie zum Beispiel Alterungseffekte der akustischen Sensoren 10, 11 und Änderungen in der akustischen Konfiguration der akustischen Sensoren 10, 11 (zum Beispiel aufgrund von Materialablagerung im akustischen Port) erkannt werden und durch den Signalprozessor kompensiert werden.By repeating the proposed calibration sequence at regular intervals during the time of use, influences, such as aging effects of the acoustic sensors, may occur 10 . 11 and changes in the acoustic configuration of the acoustic sensors 10 . 11 (For example, due to material deposition in the acoustic port) are detected and compensated by the signal processor.

Auf diese Weise kann eine Variabilität von Leistungsfähigkeit der akustischen Sensoren 10, 11 bedeutsam reduziert werden. Dies führt zu Verbesserungen in der Leistungsfähigkeit der akustischen Sensoren 10, 11, insbesondere in Anwendungsfällen, in denen eine möglichst geringe Fehlanpassung zwischen mehreren akustischen Sensoren erforderlich ist (z.B. für akustische Störschallunterdrückung, adaptive Strahlformung, Spracherkennungsalgorithmen, usw.).In this way, a variability of performance of the acoustic sensors 10 . 11 significantly reduced. This leads to improvements in the performance of the acoustic sensors 10 . 11 , Especially in applications in which the lowest possible mismatch between several acoustic sensors is required (eg for acoustic noise suppression, adaptive beam shaping, speech recognition algorithms, etc.).

2 zeigt in zwei perspektivischen Ansichten (Vorder- und Rückseite) die Vorrichtung 100 in Form eines Smartphones. Erkennbar ist, dass ein erster akustischer Sensor 10 auf der Vorderseite des Smartphones angeordnet ist, wobei an der Vorderseite ferner ein akustischer Signalgeber 20 in Form eines Lautsprechers und eine Nutzerschnittstelle 40 in Form eines Berührungsbildschirms angeordnet sind. Denkbar ist auch, einen der akustischen Sensoren 10, 11 als Nutzerschnittstelle 40 zu verwenden. 2 shows in two perspective views (front and back), the device 100 in the form of a smartphone. It can be seen that a first acoustic sensor 10 is arranged on the front of the smartphone, wherein at the front further an acoustic signal transmitter 20 in the form of a loudspeaker and a user interface 40 arranged in the form of a touch screen. It is also conceivable, one of the acoustic sensors 10 . 11 as a user interface 40 to use.

Man erkennt an der Rückseite des Smartphones einen zweiten akustischen Sensor 11 in Form eines Mikrofons, das insbesondere für die Erfassung von Umgebungsgeräuschen vorgesehen ist.You can see a second acoustic sensor on the back of the smartphone 11 in the form of a microphone, which is intended in particular for the detection of ambient noise.

Vorteilhaft kann das Verfahren auch für Vorrichtungen mit mehr als zwei eingebauten akustischen Sensoren verwendet werden.Advantageously, the method can also be used for devices with more than two built-in acoustic sensors.

3 zeigt einen prinzipiellen Ablauf einer Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens. 3 shows a basic sequence of execution of the method according to the invention.

In einem Schritt 200 wird ein Aussenden eines akustischen Testsignals TS mittels eines akustischen Signalgebers 20 der Vorrichtung 100 durchgeführt.In one step 200 is a transmission of an acoustic test signal TS by means of an acoustic signal transmitter 20 the device 100 carried out.

In einem Schritt 210 wird ein Erfassen von akustischen Empfangssignalen ES1, ES2 mittels der wenigstens zwei akustischen Sensoren 10, 11 durchgeführt.In one step 210 is a detection of acoustic received signals ES1, ES2 by means of at least two acoustic sensors 10 . 11 carried out.

In einem Schritt 220 wird ein Auswerten der von den wenigstens zwei akustischen Sensoren 10, 11 erfassten akustischen Empfangssignale ES1, ES2 durchgeführt.In one step 220 is an evaluation of the at least two acoustic sensors 10 . 11 detected acoustic received signals ES1, ES2 performed.

Schließlich wird in einem Schritt 230 ein Betreiben der akustischen Sensoren 10, 11 unter Berücksichtigung der ausgewerteten Empfangssignale ES1, ES2 durchgeführt.Finally, in one step 230 operating the acoustic sensors 10 . 11 taking into account the evaluated received signals ES1, ES2 performed.

Für die Initiierung der Durchführung des vorgeschlagenen Verfahrens sind mehrere Möglichkeiten denkbar. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass die Vorrichtung 100 von selbst erkennt, das die akustischen Sensoren 10, 11 nicht mehr ordnungsgemäß funktionieren, wodurch die Durchführung des Verfahrens gestartet wird.For the initiation of the implementation of the proposed method, several possibilities are conceivable. For example, it may be provided that the device 100 recognizes that the acoustic sensors 10 . 11 stop working properly, which starts the procedure.

Ferner ist auch möglich, dass ein Anwender bemerkt, dass das akustische Betriebsverhalten der akustischen Sensoren 10, 11 nicht mehr einem vorgesehenen bzw. erwarteten Betriebsverhalten entspricht, wodurch er per Nutzerschnittstelle die Durchführung des Verfahrens initiieren kann. Möglich ist auch, dass die Durchführung des Verfahrens jeweils nach definierten Zeitabschnitten einer Betriebsdauer der Vorrichtung initiiert wird. Auf diese Weise ist vorteilhaft unterstützt, dass die Vorrichtung betreffend die akustischen Sensoren immer in einem kalibrierten Zustand gehalten wird.Further, it is also possible for a user to notice that the acoustic performance of the acoustic sensors 10 . 11 no longer corresponds to an intended or expected operating behavior, whereby it can initiate the implementation of the method by means of a user interface. It is also possible that the implementation of the method is initiated in each case after defined periods of an operating period of the device. In this way, it is advantageously supported that the device relating to the acoustic sensors is always kept in a calibrated state.

Zusammenfassend werden mit der vorliegenden Erfindung ein Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung mit wenigstens zwei akustischen Sensoren vorgeschlagen, das vorteilhaft ein Betriebsverhalten der akustischen Sensoren über die Betriebsdauer der Vorrichtung berücksichtigt und entsprechend anpasst. Ein Nutzwert der Vorrichtung ist auf diese Weise vorteilhaft erhöht.In summary, the present invention proposes a method for operating a device having at least two acoustic sensors, which advantageously takes into account a performance of the acoustic sensors over the operating time of the device and adjusts accordingly. A useful value of the device is advantageously increased in this way.

Obwohl die Erfindung vorgehend anhand von konkreten Anwendungsbeispielen beschrieben worden ist, kann der Fachmann vorgehend auch nicht oder nur teilweise offenbarte Ausführungsformen realisieren, ohne vom Kern der Erfindung abzuweichen.Although the invention has been described above by means of concrete examples of application, the person skilled in the art can realize previously or only partially disclosed embodiments, without departing from the gist of the invention.

Claims (12)

Verfahren zum Betreiben von wenigstens zwei in einer Vorrichtung (100) angeordneten akustischen Sensoren (10, 11), aufweisend die Schritte: – Aussenden eines akustischen Testsignals (TS) mittels eines akustischen Signalgebers (20) der Vorrichtung (100); – Erfassen von akustischen Empfangssignalen (ES1, ES2) mittels der wenigstens zwei akustischen Sensoren (10, 11); – Auswerten der von den wenigstens zwei akustischen Sensoren (10, 11) erfassten akustischen Empfangssignale (ES1, ES2); und – Betreiben der akustischen Sensoren (10, 11) unter Berücksichtigung der ausgewerteten akustischen Empfangssignale (ES1, ES2).Method for operating at least two in a device ( 100 ) arranged acoustic sensors ( 10 . 11 ), comprising the steps: - emitting an acoustic test signal (TS) by means of an acoustic signal generator ( 20 ) of the device ( 100 ); Detection of acoustic received signals (ES1, ES2) by means of the at least two acoustic sensors ( 10 . 11 ); Evaluation of the at least two acoustic sensors ( 10 . 11 ) detected acoustic received signals (ES1, ES2); and - operating the acoustic sensors ( 10 . 11 ) taking into account the evaluated acoustic received signals (ES1, ES2). Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Verfahren mittels einer Nutzerschnittstelle (40) der Vorrichtung (100) steuerbar ist und/oder wobei mittels der Nutzerschnittstelle (40) Informationen über das Verfahren ausgegeben werden.The method of claim 1, wherein the method is implemented by means of a user interface ( 40 ) of the device ( 100 ) is controllable and / or where by means of the user interface ( 40 ) Information about the procedure will be issued. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei durch das Auswerten der Empfangssignale (ES1, ES2) wenigstens einer der folgenden Parameter der akustischen Sensoren (10, 11) ermittelt wird: Sensitivität, Frequenzgang.Method according to claim 1 or 2, wherein by evaluating the received signals (ES1, ES2) at least one of the following parameters of the acoustic sensors ( 10 . 11 ): Sensitivity, frequency response. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei mittels des akustischen Signalgebers (20) das akustische Testsignal (TS) in einem Frequenzbereich von ca. 50 Hz bis ca. 20 kHz ausgesendet wird.Method according to one of claims 1 to 3, wherein by means of the acoustic signal transmitter ( 20 ) the acoustic test signal (TS) in a frequency range of about 50 Hz to about 20 kHz is emitted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren nach definierten Prinzipien aktiviert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein the method is activated according to defined principles. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei Daten des ausgesendeten akustischen Testsignals (TS) und Daten der ausgewerteten Empfangssignale (ES1, ES2) in einem nicht-flüchtigen Speicher der Vorrichtung (100) gespeichert werden.Method according to one of the preceding claims, wherein data of the emitted acoustic test signal (TS) and data of the evaluated received signals (ES1, ES2) in a non-volatile memory of the device ( 100 ) get saved. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Ergebnis der ausgewerteten akustischen Empfangssignale (ES1, ES2) eine elektrische Bias-Spannung der akustischen Sensoren (10, 11) geändert wird.Method according to one of the preceding claims, wherein as a result of the evaluated received acoustic signals (ES1, ES2) an electrical bias voltage of the acoustic sensors ( 10 . 11 ) will be changed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Ergebnis der ausgewerteten akustischen Empfangssignale (ES1, ES2) Parameter einer Signalverarbeitungseinrichtung, insbesondere eine Signalverstärkung und/oder ein Frequenzverlauf eines Frequenzfilters geändert werden.Method according to one of the preceding claims, wherein parameters of a signal processing device, in particular a signal amplification and / or a frequency characteristic of a frequency filter, are changed as a result of the evaluated acoustic received signals (ES1, ES2). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei als Ergebnis der ausgewerteten akustischen Empfangssignale (ES1, ES2) mittels eines auf einer Auswertungseinrichtung (30) ablaufenden Algorithmus Umgebungsgeräusche aus dem Signal eines der akustischen Sensoren (10, 11) herausgefiltert werden.Method according to one of the preceding claims, wherein as a result of the evaluated acoustic received signals (ES1, ES2) by means of an on an evaluation device ( 30 ) algorithm ambient noise from the signal of one of the acoustic sensors ( 10 . 11 ) are filtered out. Vorrichtung (100) mit wenigstens zwei akustischen Sensoren (10, 11), aufweisend, – einen akustischen Signalgeber (20); und – eine Auswertungseinrichtung (30); – wobei mittels des akustischen Signalgebers (20) ein akustisches Testsignal (TS) sendbar ist; – wobei mittels der Auswertungseinrichtung (30) Empfangssignale (ES1, ES2) auswertbar sind; und – wobei die akustischen Sensoren (10, 11) mittels der Auswertungseinrichtung (30) unter Berücksichtigung der ausgewerteten Empfangssignale (ES1, ES2) betreibbar sind.Contraption ( 100 ) with at least two acoustic sensors ( 10 . 11 ), comprising, - an acoustic signal generator ( 20 ); and - an evaluation device ( 30 ); - whereby by means of the acoustic signal transmitter ( 20 ) an acoustic test signal (TS) can be sent; - wherein by means of the evaluation device ( 30 ) Receive signals (ES1, ES2) are evaluable; and - wherein the acoustic sensors ( 10 . 11 ) by means of the evaluation device ( 30 ) are operable taking into account the evaluated received signals (ES1, ES2). Vorrichtung (100) nach Anspruch 10, wobei die wenigstens zwei akustischen Sensoren (10, 11) an unterschiedlichen Oberflächen der Vorrichtung (100) angeordnet sind.Contraption ( 100 ) according to claim 10, wherein the at least two acoustic sensors ( 10 . 11 ) on different surfaces of the device ( 100 ) are arranged. Computerprogrammprodukt mit Programmcodemitteln zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wenn es auf einer Auswertungseinrichtung (30) abläuft oder auf einem computerlesbaren Datenträger gespeichert ist.Computer program product with program code means for carrying out the method according to one of Claims 1 to 9, when it is stored on an evaluation device ( 30 ) or stored on a computer-readable medium.
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Hörfläche. In: Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 23. Juli 2016, 18:34 UTC. URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php [abgerufen am 09.03.2017] *

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