DE102017113275A1

DE102017113275A1 - Verfahren zur Wiedergabe eines Audiomaterials in einem Fahrzeug, insbesondere in einem PKW, Computerprogrammprodukt, Fahrzeug, und Audiodatei

Info

Publication number: DE102017113275A1
Application number: DE102017113275.9A
Authority: DE
Inventors: Stefan Größler
Original assignee: BURMESTER AUDIOSYSTEME GmbH
Current assignee: BURMESTER AUDIOSYSTEME GmbH
Priority date: 2017-06-16
Filing date: 2017-06-16
Publication date: 2018-12-20

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergabe eines Audiomaterials in einem Fahrzeug. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein damit verbundenes Computerprogrammprodukt, ein Fahrzeug, und eine Audiodatei. Es wird ein Verfahren zur Wiedergabe eines Audiomaterials in einem Fahrzeug, insbesondere in einem PKW, vorgeschlagen, wobei das Fahrzeug ein Audio-Wiedergabesystem aufweist, und das Verfahren umfasst die folgenden Schritte: a) Bereitstellen eines Audiomaterials; b) Bereitstellen einer Soll-Übertragungsfunktion; c) Bereitstellen einer Fahrzeug-Übertragungsfunktion des Fahrzeugs; d) Modifizieren des Audiomaterials durch Entziehen einer Fahrzeug-Übertragungsfunktion; e) Modifizieren des Audiomaterials durch Aufprägen der Soll-Übertragungsfunktion; f) Abspielen des modifizierten Audiomaterials durch das Audio-Wiedergabesystems des Fahrzeuges.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergabe eines Audiomaterials in einem Fahrzeug. Die meisten der derzeitig verkauften Fahrzeuge verfügen serienmäßig über eine Audioanlage, mithilfe derer unterschiedlichste Arten von akustischen Inhalten wiedergegeben werden können. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein damit verbundenes Computerprogrammprodukt, ein Fahrzeug, und eine Audiodatei.
Vorbekannter Stand der Technik
Allgemein bekannt sind Fahrzeug-Hifi-Anlagen, das sogenannte Autoradio, die zum Abspielen von beispielsweise CDs, MP3-Dateien oder Radiosendungen dienen. Weiterhin können über solche Anlagen zum Teil telefoniert und akustische Navigationshinweise wiedergegeben werden. Moderne Fahrzeuge können vollständige Audiosysteme umfassen, in denen die Audioanlage fest integriert ist.
Darüber hinaus sind Audioanlagen von Fahrzeugen bekannt, bei denen eine Vielzahl von Einstellungen des Klangs und des Inhalts vorgenommen werden kann.
Nachteile des Standes der Technik
Die bisher bekannten Audioanlagen von Fahrzeugen können Einstellungen des Klanges zwar allgemein vornehmen aber diese Einstellungen sind nicht auf das abspielende Audiomaterial bezogen.
Problemstellung
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Verfahren zur Wiedergabe eines Audiomaterials in einem Fahrzeug, bereitzustellen, welches ein auf das Audiomaterial optimal angepasstes akustisches Erlebnis für den Konsumenten ermöglicht.
Erfindungsgemäße Lösung
Die obige Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Wiedergabe eines Audiomaterials in einem Fahrzeug, insbesondere in einem PKW, einem Computerprogrammprodukt, und einem Fahrzeug gelöst.
Es wird ein Verfahren zur Wiedergabe eines Audiomaterials in einem Fahrzeug, insbesondere in einem PKW, vorgeschlagen. Das Fahrzeug weist ein Audio-Wiedergabesystem auf. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

a. Bereitstellen eines Audiomaterials;
b. Bereitstellen einer Soll-Übertragungsfunktion;
c. Bereitstellen einer Fahrzeug-Übertragungsfunktion des Fahrzeugs;
d. Modifizieren des Audiomaterials durch Entziehen einer Fahrzeug-Übertragungsfunktion;
e. Modifizieren des Audiomaterials durch Aufprägen der Soll-Übertragungsfunktion;
f. Abspielen des modifizierten Audiomaterials durch das Audio-Wiedergabesystems des Fahrzeuges.

Die Nummerierung der Schritte des Verfahrens in lateinischen kleinen Buchstaben beschreibt nicht die Reihenfolge der Schritte, sondern dient lediglich einer vereinfachten Bezugnahme in den Ansprüchen und der Beschreibung. Vielmehr ist es auch möglich, dass derlei Schritte quasi-simultan ablaufen oder in geänderte Reihenfolge zur Ausführung kommen.
Ein Audiomaterial kann dabei beispielsweise ein Musikstück, ein Hörbuch, eine Radiosendung, oder der Audioteil einer Videodatei sein. Gemäß einer Ausführungsform wird das Audiomaterial durch einen Wechsel-Datenträger, beispielsweise eine CD oder einen Flash-Speicher bereitgestellt. Alternativ kann das Audiomaterial auch kabellos, beispielsweise durch ein Radio- oder Rundfunksignal oder eine Bluetooth- oder Wlan-verbindung, empfangen werden. Alle geeigneten Methoden zum Übertragen von Daten können für das Bereitstellen eines Audiomaterials in Schritt a) verwendet werden.
Ein Audiomaterial weist beispielsweise einen Klang in Abhängigkeit von der Zeit auf. Das Audiomaterial kann den Klang als zeitlichen Verlauf darstellen und kann weiterhin in den Frequenzraum transformierbar sein. Der Klang kann dadurch auch als Funktion unterschiedlicher Frequenzen dargestellt werden. Der Zusammenhang zwischen Zeit- und Frequenz-Darstellung wird mathematisch durch eine Fourier-Transformation beschreiben.
In Schritt b) wird eine Soll-Übertragungsfunktion bereitgestellt. Die Soll-Übertragungsfunktion kann ebenso durch alle geeigneten Methoden zum Übertragen von Daten bereitgestellt werden. Soll-Übertragungsfunktion kann auf die gleiche Weise oder auf unterschiedliche Weise wie das Audiomaterial bereitgestellt werden.
Die Übertragungsfunktion beschreibt die Beziehung zwischen dem Ein- und Ausgangsignal eines Systems. Die Übertragungsfunktion ist im Allgemeinen eine komplexwertige Funktion der komplexen Frequenz oder der Zeit und beschreibt, welche Veränderung jede einzelne Frequenz eines Eingangssignals am Ausgangssignal erfährt. Mithilfe der Übertragungsfunktion kann für ein beliebiges Eingangssignal das Ausgangssignal bestimmt werden, wenn die Übertragungsfunktion vollständig bekannt ist.
Jedes System weist eine Übertragungsfunktion auf. Gemäß einer Ausführungsform beschreibt die Übertragungsfunktion die Beziehung zwischen einem Audiosignal und dem wahrgenommenen Klang des abgespielten Audiosignals. Der Klang wird einerseits durch die elektronische Verarbeitung des Audiomaterials beeinflusst und anderseits durch die Schallausbreitung im Raum (Raumakustik) nach der Wiedergabe des Audiomaterials. Die Übertragungsfunktion umfasst die Beziehung zwischen Audiomaterial und wahrgenommenen Klang des Audiomaterials durch einen Konsumenten.
Das Audio-Wiedergabesystem beeinflusst den Klang des Audiomaterials. Die elektronischen Bauteile in dem Audio-Wiedergabesystem verstärken oder dämpfen unterschiedliche Frequenzen des Audiomaterials unterschiedlich stark. Eine manuelle Einstellung der Tongestaltung ist durch einen Equalizer (EQ) bekannt. Dieser kann Frequenzbereiche (Bänder) aufweisen, in denen die Verstärkung der Frequenz manuell eingestellt werden kann.
Die Raumakustik beeinflusst durch die Gegebenheiten des Raumes, wie Geometrie und Absorptionsfähigkeit, die Wahrnehmung des Klanges durch einen Konsumenten. Eigenschaften wie Direktschall, Reflexionen und Nachhall sind weitestgehend bekannt. Durch die ortsabhängige Raumakustik ist die Klangwahrnehmung durch einen Konsumenten an unterschiedlichen Positionen in einem Raum im Allgemeinen unterschiedlich.
Die Übertragungsfunktion eines Systems kann beispielsweise durch die Impulsantwort des Systems oder die Sprungantwort bestimmt werden. Dazu wird ein Dirac-Impuls oder ein Heaviside-Impuls in das System gegeben und die Systemantwort bestimmt. Alternativ kann die Impulsantwort durch ein weißes Rauschen über einen großen Frequenzbereich bestimmt werden. Bei einer akustischen Bestimmung wird beispielsweise das Rauschsignal in den Raum durch einen Lautsprecher gegeben. Gleichzeitig misst man das Rauschsignal mit einem Mikrofon. Durch die Kreuzkorrelation des gemessenen mit dem abgegebenen Rauschsignal kann die Impulsantwort des Systems direkt bestimmt werden.
Gemäß einer Ausführungsform ist die Übertragungsfunktion eine Impulsantwort.
Durch die Übertragungsfunktion eines Systems ist die Klangwahrnehmung eines identischen Audiomaterials in unterschiedlichen Systemen im Allgemeinen unterschiedlich. Gemäß einer Ausführungsform wird eine Klangwahrnehmung eines Systems durch die Soll-Übertragungsfunktion erfasst.
Das Fahrzeug weist eine Übertragungsfunktion auf. Diese wird unter anderem durch das Audio-Wiedergabesystem, die Geometrie und die Eigenschaften der Materialien des Fahrzeuges bestimmt. Weiterhin kann die Position des Konsumenten die Fahrzeug-Übertragungsfunktion beeinflussen. In Abhängigkeit von der Position des Konsumenten in Relation zum Audio-Wiedergabesystem und der Raumgeometrie werden Schallwellen unterschiedlicher Frequenz variierend reflektiert. Dadurch entsteht eine Fahrzeug-Übertragungsfunktion, die abhängig von der Position des Konsumenten sein kann.
Die in Schritt b) bereitgestellte Soll-Übertragungsfunktion beschreibt die Klangwahrnehmung, die der Konsument bei der Wiedergabe im Fahrzeug haben soll. Dadurch können beispielsweise ein Soll-Raum und ein Soll-Audio-Wiedergabesystem beschrieben sein. Beispielsweise ist das der Aufnahmeraum in einem Tonstudio, indem ein Künstler das Audiomaterial aufgenommen hat, oder es ist eine bestimmte Sitzposition vor einem Orchester, das ein Musikstück aufnimmt.
Gemäß einer Ausführungsform entspricht die Soll-Übertragungsfunktion der Übertragungsfunktion, die während des Mastering des Audiomaterials von einem Künstler verwendet wird. Beispielsweise befindet sich ein Künstler in einem Aufnahmestudio und nimmt das Audiomaterial auf. Beim Mastering wird das Audiomaterial so lange bearbeitet, bis der Künstler mit dem Klangerlebnis zufrieden ist. Dieses Klangerlebnis umfasst das Audiomaterial und eine Übertragungsfunktion, die der Hörsituation des Künstlers beim Anhören des Audiomaterials entspricht. Dieses Klangerlebnis wird in dem Audiomaterial und der Soll-Übertragungsfunktion derart abgespeichert, dass bei einer Wiedergabe des Audiomaterials mit der aufgeprägten Soll-Übertragungsfunktion und der entzogenen Fahrzeug-Übertragungsfunktion das Klangerlebnis des Künstlers authentisch von einem Konsumenten im Fahrzeug erlebt wird. Beispielsweise wird die Soll-Übertragungsfunktion durch Messen der Impulsantwort oder durch Messen von Rauschen an der Hörposition des Künstlers bestimmt. Alternativ kann die Soll-Übertragungsfunktion einer beliebigen Hörerposition, beispielsweise in einem Konzert, einem Theater oder ähnlichem entsprechen.
In Schritt c) wird eine Fahrzeug-Übertragungsfunktion bereitgestellt. Diese wurde beispielsweise vorher bestimmt und ist auf einem internen Speicher des Audio-Wiedergabesystem abgelegt. Die Fahrzeug-Übertragungsfunktion beschreibt die Beziehung zwischen einem Audiomaterial und dem durch einen Konsumententen wahrgenommenen Klang des Audiomaterials im Fahrzeug.
Jedes Audiomaterial wird per Definition durch die Fahrzeug-Übertragungsfunktion bei deren Wiedergabe im Fahrzeug und Wahrnehmung durch einen Konsumenten modifiziert. Dieser Prozess ist durch fundamentale physikalische Eigenschaften, wie die elektronische Verarbeitung in Bauteilen und der Schallausbreitung begründet und unabwendbar. Jedem Audiomaterial wird daher die Fahrzeug-Übertragungsfunktion aufgeprägt. Dem Audiomaterial wird in Schritt d) durch Modifizieren diese Fahrzeug-Übertragungsfunktion entzogen.
Bei einem späteren Abspielen des Audiomaterials wird die Fahrzeug-Übertragungsfunktion unabwendbar auf das Audiomaterial aufgeprägt. Durch das davor durchgeführte Entziehen entsteht im Resultat beim Konsumenten das reine Audiomaterial ohne die Fahrzeug-Übertragungsfunktion. Das ist vergleichbar mit einer Multiplikation mit dem Inversen Element. Durch die Multiplikation eines Elementes mit seinem inversen Element erhält man das neutrale Element.
In Schritt e) wird das Audiomaterial modifiziert, sodass die Soll-Übertragungsfunktion aufgeprägt wird.
Durch das Abspielen des modifizierten Audiomaterials durch das Audio-Wiedergabesystems des Fahrzeuges in Schritt f) nimmt ein Konsument das Audiomaterial wie in der Soll-Übertragungsfunktion wahr. Der Konsument nimmt also das Audiomaterial nicht mehr wahr, als befände er sich in dem Fahrzeug mit dem Audio-Wiedergabesystem, sondern als befände er sich in dem Soll-Raum mit dem Soll-Audio-Wiedergabesystem. Durch das vorangestellte Entziehung der Fahrzeug-Übertragungsfunktion und dem Aufprägen der Soll-Übertragungsfunktion entspricht das Klangerlebnis des Konsumenten dem des reinen Audiomaterials mit der Soll-Übertragungsfunktion. Die Fahrzeug-Übertragungsfunktion gleicht sich mit ihrer Inversen zum neutralen Element aus.
Gemäß einer Ausführungsform wird durch die Wiedergabe des modifizierten Audiomaterials durch das Audio-Wiedergabesystems des Fahrzeuges in Schritt f) ein authentisches Klangerlebnis für einen Konsumenten im Fahrzeug erzeugt, das dem Klangerlebnis des Künstlers bei der Aufnahme entspricht. Beispielsweise wird dem Künstler sein aufgenommenes Audiomaterial nach dem Mastering vorgespielt, bis es aus seiner Sicht optimal ist. Die Soll-Übertragungsfunktion entspricht dann dem Klangerlebnis des Künstlers, beispielsweise der Wiedergabe des Audiomaterial in einem Aufnahmestudio. Das modifizierte Audiomaterial erzeugt beim Konsumenten gemäß einer Ausführungsform ein authentisches Klangerlebnis, das dem des Künstlers bei der Aufnahme entspricht.
Gemäß dieser Ausführungsform kann die Soll-Übertragungsfunktion beispielsweise in einem Aufnahmestudio durch das Bestimmen einer Impulsantwort an der Position des Künstlers ermittelt werden.
Gemäß einer Ausführungsform entsteht durch das Verfahren beim Konsumenten ein authentisches Klangerlebnis, das unabhängig von der Akustik des Fahrzeuges und des Audio-Wiedergabesystems ist. Dadurch wären beispielsweise die Klangerlebnisse in zwei unterschiedlichen Fahrzeugen eines jeweils durch das Verfahren modifizierten Audiomaterials identisch und entsprächen beide einem authentischen Klangerlebnis des Künstlers. Beim Modifizieren des Audiomaterials können physikalische Grenzen die vollständige Unabhängigkeit von der Akustik des Fahrzeuges und des Audio-Wiedergabesystems begrenzen.
Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens umfasst das Modifizieren des Audiomaterials durch Entziehen einer Fahrzeug-Übertragungsfunktion, insbesondere gemäß Schritt d), eine Faltung des Audiomaterials mit der Inversen der Fahrzeug-Übertragungsfunktion, und/oder das Modifizieren des Audiomaterials durch Aufprägen der Soll-Übertragungsfunktion, insbesondere gemäß Schritt e), umfasst eine Faltung des Audiomaterials mit der Soll-Übertragungsfunktion.
Das Entziehen der Fahrzeug-Übertragungsfunktion kann eine Faltung des Audiomaterials mit der Inversen der Fahrzeug-Übertragungsfunktion umfassen. Die inverse Fahrzeug-Übertragungsfunktion ist durch die Fahrzeug-Übertragungsfunktion eindeutig bestimmt. Insbesondere ist ein Bereitstellen einer inversen Fahrzeug-Übertragungsfunktion mathematisch identisch mit dem Bereitstellen einer Fahrzeug-Übertragungsfunktion.
Das Modifizieren des Audiomaterials, also die Schritte e) und d), kann gleichzeitig oder in beliebiger Reihenfolge erfolgen. Insbesondere ist die Faltung von Funktionen, also beispielsweise dem Audiomaterial, der Fahrzeug-Übertragungsfunktion und der Soll-Übertragungsfunktion, kommutativ und assoziativ.
Einer Faltung sind mathematische Grenzen gesetzt. Bei der Faltung zweier Funktionen entlang einer Achse kann die Ergebnisfunktion nicht kürzer in Bezug auf diese Achse werden. In Bezug auf die Faltung von Übertragungsfunktion in Audioanwendungen kann daher, beispielsweise, der Klang eines akustisch kleinen Raums nicht vollständig auf den Klang eines akustisch großen Raumes übertragen werden.
Die Faltung zweier Funktionen entspricht im Fourier-Raum deren Multiplikation. Durch eine Transformation in den Fourier-Raum können die Funktionen multipliziert werden und die Ergebnisfunktion Rücktransformiert werden. Diese Methode ist besonders in der schnellen Fourier-Transformation (engl. Fast Fourier Transformation FFT) effizient. Das Signal wird vom Zeit- in den Frequenzraum transformiert und dort durch Multiplikation mit den anderen Funktionen verknüpft.
Gemäß einer Ausführungsform werden die Schritte d), e) und/oder f) durch schnelle Fourier-Transformationen (FFT) durchgeführt. Dies kann insbesondere in Echtzeit passieren. Der Begriff „Echtzeit“ ist in der DIN ISO/IEC 2382:2015 definiert: „Unter Echtzeit versteht man den Betrieb eines Rechensystems, bei dem Programme zur Verarbeitung anfallender Daten ständig betriebsbereit sind, derart, dass die Verarbeitungsergebnisse innerhalb einer vorgegebenen Zeitspanne verfügbar sind. Die Daten können je nach Anwendungsfall nach einer zeitlich zufälligen Verteilung oder zu vorherbestimmten Zeitpunkten anfallen.“ Dabei ist die Reaktionszeit beim Modifizieren und Abspielen zunächst kein Kriterium. Wichtig ist, dass keine Verzögerungen beim Abspielen auftreten, welche die Einhaltung der kontinuierlichen Wiedergabe verhindern könnten. Bei dem Abspielen des modifizierten Audiomaterials durch das Audio-Wiedergabesystems des Fahrzeuges kann das Modifizieren und Abspielen jedoch ebenso in einer sehr kleinen Zeitspanne (Reaktionszeit) von beispielsweise weniger als einer Sekunde durchgeführt werden. Diese kurze Reaktionszeit ist für den Konsumenten des Audiomaterials quasi nicht wahrnehmbar und entspricht daher einer nahezu simultanen Verarbeitung des Audiomaterials.
Gemäß einer Weiterentwicklung wird ein Verfahren vorgeschlagen, wobei mehrere Fahrzeug-Übertragungsfunktionen des Fahrzeugs bereitgestellt sind und/oder werden, und das Fahrzeug mehrere, die Belegung vorhandener Fahrzeugsitze beschreibende Sitzkonfigurationen aufweisen kann, wobei jeder Sitzkonfiguration eine bestimmte Fahrzeug-Übertragungsfunktionen zugeordnet ist, und das Verfahren weiterhin aufweist:

g. Bestimmen einer Sitzkonfiguration im Fahrzeug durch Detektion vorhandener Personen und/oder Gegenstände;
h. Auswahl der bestimmten Fahrzeug-Übertragungsfunktion, die der bestimmten Sitzkonfiguration zugeordnet ist,

Ein Fahrzeug kann mehrere Fahrzeugsitze aufweisen. Beispielsweise ist das Fahrzeug ein PKW mit 2, 4 oder 5 Fahrzeugsitzen. Die Fahrzeugsitze können von Personen belegt sein. Typischerweise ist der Fahrzeugsitz des Fahrers bei einer Fahrt belegt und optional weitere Fahrzeugsitze. Bei selbstfahrenden PKW können jedoch auch beliebige Fahrzeugsitze ohne den Fahrersitz während einer Fahrt belegt sein.
Die Konfiguration aus belegten und unbelegten Fahrzeugsitzen bildet eine Sitzkonfiguration. Dabei kann ein Fahrzeugsitz auch durch einen Gegenstand, beispielsweise einen Kindersitz, als belegt angesehen werden. Typische Sitzkonfigurationen sind beispielsweise ein Fahrzeug, indem nur der Fahrersitz besetzt ist, oder ein Fahrzeug, indem der Fahrersitz und der Beifahrersitz besetzt sind.
In Schritt g) wird die Sitzkonfiguration im Fahrzeug durch Detektion vorhandener Personen und/oder Gegenstände bestimmt. Das Bestimmen kann manuell durch den Konsumenten geschehen, beispielsweise über ein Touch-Pad, Knöpfe, Drehregler, Gesten und/oder über Sprachsteuerung geschehen. Der Begriff „manuelles Bestimmen“ soll hierbei derart verstanden werden, dass die Auswahl aktiv vom Benutzer getroffen wird. Insbesondere jedoch kann die Detektion auch automatisch durch Sensoren, beispielsweise masseempfindliche Sensoren oder Ultraschallsensoren, an den Fahrzeugsitzen, erkannt werden.
Gemäß dieser Ausführungsform sind und/oder werden weiterhin mehrere Fahrzeug-Übertragungsfunktionen des Fahrzeugs bereitgestellt, wobei jeweils einer bestimmten Sitzkonfiguration eine bestimmte Fahrzeug-Übertragungsfunktionen zugeordnet ist. Die Fahrzeug-Übertragungsfunktion hängt von der Position des Konsumenten im Fahrzeug ab. Die Wiedergabe des Audiomaterials wird im Fahrzeug durch unterschiedliche Raumakustik an den Positionen der Konsumenten verändert. Daher können unterschiedliche Fahrzeug-Übertragungsfunktionen bereitgestellt sein, die ein optimales Klangerlebnis für unterschiedliche Belegungen von Fahrzeugsitzen ermöglichen.
Anhand der bestimmten Sitzkonfiguration wird eine Fahrzeug-Übertragungsfunktion ausgewählt. Beispielsweise sind mehrere Fahrzeug-Übertragungsfunktionen im Speicher des Audio-Wiedergabesystem abgelegt, wobei jeder bestimmbaren Sitzkonfiguration eine Fahrzeug-Übertragungsfunktion zugeordnet ist.
Fahrzeug-Übertragungsfunktionen können beispielsweise durch die Messung von weißem Rauschen über einen großen Frequenzbereich bestimmt werden. Bei einer gegebenen Sitzkonfiguration wird das Rauschsignal im Fahrzeug durch das Audio-Wiedergabesystem erzeugt. Gleichzeitig misst man mit einem Mikrofon an einer Position im Fahrzeug das Audiosignal. Durch die Kreuzkorrelation des gemessenen mit dem abgegebenen Audiosignal kann die Fahrzeug-Übertragungsfunktion, insbesondere die Impulsantwort, des Fahrzeuges an dieser Position bei der gegebenen Sitzkonfiguration bestimmt werden.
Die Fahrzeug-Übertragungsfunktion kann auf eine Position im Fahrzeug bei einer gegebenen Sitzposition optimiert sein. Beispielsweise ist das die Position des Fahrers oder eine Position auf der Rückbank, die ein Fahrgast einnimmt. Die Fahrzeug-Übertragungsfunktion kann auch auf einen Mittelwert zwischen mehreren Positionen eingestellt werden, sodass mehrere belegte Sitzplätze ein optimales Klangerlebnis für die Konsumenten erzeugen. Gegebenenfalls ist dabei die Optimierung nur für einen Sitzplatz bei mehreren belegten Sitzplätzen möglich.
In diesem Zusammenhang ist denkbar, dass bestimmte Sitzplätze in verschiedenen Sitzkonfigurationen akustisch bevorzugt werden können, d.h. dass das Klangerlebnis des Konsumenten des Audiomaterials auf eine spezifische Besetzung des Fahrzeugs mit Personen optimiert ist. Wird das Fahrzeug beispielsweise zum Chauffieren verwendet, so könnte zum Beispiel die hintere linke Sitzposition akustisch bevorzugt werden, sodass eine darauf sitzende Person ein optimales Klangerlebnis erfährt.
Die Sitzkonfiguration hat gegebenenfalls auch bei der Optimierung auf denselben Sitzplatz einen Einfluss auf die Fahrzeug-Übertragungsfunktion, da eine weitere Person oder ein Gegenstand zu einer veränderten Raumakustik führen können. Die Absorption und Reflexion von Schall ändert sich durch die Belegung im Fahrzeug.
Gemäß einer Ausführungsform erfolgen die Schritte a) und b) simultan durch das Bereitstellen einer Audiodatei mit Nutzdaten und Metadaten, wobei die Nutzdaten das Audiomaterial aufweisen und die Metadaten die Soll-Übertragungsfunktion aufweisen.
Es wird weiterhin eine Audiodatei, aufweisend Nutzdaten und Metadaten, vorgeschlagen. Die Nutzdaten weisen Audiomaterial auf, und die Metadaten weisen eine Soll-Übertragungsfunktion auf. Die Audiodatei ist nach dem oben beschriebenen Verfahren ausführbar. Dabei können jegliche Ausführungsformen des Verfahrens mit der Audiodatei ausgeführt werden.
Weiterhin wird ein Computerprogrammprodukt vorgeschlagen, das direkt in einen internen Speicher einer digitalen Rechenvorrichtung, insbesondere einer in einem PKW fest verbauten Rechenvorrichtung, geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte des oben beschriebenen Verfahrens ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Rechenvorrichtung läuft. Dabei können jegliche Ausführungsformen des Verfahrens durch ein Computerprogrammprodukt ausgeführt werden.
Weiterhin wird ein Fahrzeug, insbesondere ein PKW, aufweisend eine digitale Rechenvorrichtung, die eingerichtet ist, das Computerprogrammprodukt auszuführen, vorgeschlagen.
Weiterhin wird ein Fahrzeug, insbesondere ein PKW, vorgeschlagen. Das Fahrzeug weist ein Audio-Wiedergabesystem, aufweisend: eine Rechenvorrichtung mit einem Speicher; und eine oder mehrere auf dem Speicher abgelegte Fahrzeug-Übertragungsfunktionen des Fahrzeugs auf; wobei die Rechenvorrichtung eingerichtet ist, die Schritte des oben beschrieben Verfahrens auszuführen. Dabei können jegliche Ausführungsformen des Verfahrens durch die Rechenvorrichtung aufgeführt werden.
Gemäß einer Weiterentwicklung sind mehrere Fahrzeug-Übertragungsfunktionen des Fahrzeugs auf dem Speicher abgelegt, und die Rechenvorrichtung ist eingerichtet, eine Auswahl aus den Fahrzeug-Übertragungsfunktionen durchzuführen. Eine Auswahl kann insbesondere entsprechend der oben beschriebenen Schritte des Verfahrens getroffen werden.
Gemäß einer Ausführungsform weist das Fahrzeug eine Sensorvorrichtung auf, die eingerichtet ist, die Sitzkonfiguration im Fahrzeug zu bestimmen. Beispielsweise sind das Massesensoren, Mikrowellensensoren oder andere gängige Sensoren zur Bestimmung der Sitzbelegung in einem Fahrzeug. Aus der Sitzbelegung wird eine vorgegebene Sitzkonfiguration ausgewählt.
Gemäß einer weiterentwickelten Ausführungsform ist die Rechenvorrichtung mit der Sensorvorrichtung derart verbunden, dass die Rechenvorrichtung die bestimmte Sitzkonfiguration verarbeiten kann, und die der bestimmten Sitzkonfiguration zugeordnete Fahrzeug-Übertragungsfunktion für das Modifizieren ausgewählt wird. Insbesondere kann dies gemäß dem oben beschriebenen Ausführungsformen des Verfahrens und/oder den Schritten g) und h) geschehen.
Das Audio-Wiedergabesystem kann weiterhin zusätzliche Einstellungen aufweisen. Darunter fällt beispielsweise die manuelle oder automatische Einstellung von Klang und Lautstärke. Das umfasst zum Beispiel, dass die Bässe und/oder die Höhen eines Inhaltsstücks mittels eines Equalizer verstärkt und/oder reduziert, die Stereoeinstellung der Audioanlage auf seine Sitzposition an einer Fahrzeugseite anpasst und/oder unterschiedliche Voreinstellungen hinsichtlich der akustischen Einstellung der Audioanlage vorgenommen werden.
Figurenliste
Die beiliegenden Zeichnungen veranschaulichen Ausführungsformen und dienen zusammen mit der Beschreibung der Erläuterung der Prinzipien der Erfindung. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechend ähnliche Teile.

1 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Ausführungsform des Verfahrens darstellt.

Die 1 zeigt ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des Verfahrens zur Wiedergabe eines Audiomaterials in einem Fahrzeug, insbesondere in einem PKW. Das Fahrzeug weist ein Audio-Wiedergabesystem auf. Das Verfahren umfasst die folgenden Schritte:

Das Flussdiagramm zeigt eine mögliche und bevorzugte Reihenfolge der Schritte, die jedoch nicht bindend für alle Ausführungsformen ist.
Die Schritte g) und h) sind optional. Es werden mehrere Fahrzeug-Übertragungsfunktionen eines PKW: $H_{P K W}^{1} (t); H_{P K W}^{2} (t); und H_{P K W}^{3} (t)$
bereitgestellt. Es stehen in diesem Ausführungsbeispiel 3 Fahrzeug-Übertragungsfunktionen zur Verfügung. Des Weiteren sind mehrere Sitzkonfigurationen SK1; SK2; SK3; und SK4 vorgesehen, die mit der Anzahl der Personen im Fahrzeug und deren Positionen in Zusammenhang stehen. Jeder Sitzkonfiguration SK1; SK2; SK3; SK4 ist eine Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{1} (t); H_{P K W}^{2} (t); und H_{P K W}^{3} (t)$
zugeordnet. Diese Zuordnung muss nicht zwangsweise eineindeutig und auch nicht eindeutig sein, das heißt, einer Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{1} (t); H_{P K W}^{2} (t); und H_{P K W}^{3} (t)$
können auch mehrere Sitzkonfiguration SK1; SK2; SK3; SK4 und umgekehrt zugeordnet sein. In diesem Ausführungsbeispiel sind beispielsweise der Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{3} (t)$
zwei Sitzkonfigurationen SK3; SK4 zugeordnet. Wenn einer Sitzkonfiguration SK1; SK2; SK3; SK4 mehrere Fahrzeug-Übertragungsfunktionen $H_{P K W}^{1} (t); H_{P K W}^{2} (t); H_{P K W}^{3} (t)$
zugeordnet sind, kann eine zusätzliche manuelle Auswahl aus den zugeordneten Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{1} (t); H_{P K W}^{2} (t); H_{P K W}^{3} (t)$
erfolgen.
Die Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{1} (t); H_{P K W}^{2} (t); H_{P K W}^{3} (t),$
die Soll-Übertragungsfunktion H_SOLL(t) und das Audiomaterial X(t) sind gemäß dieser Darstellung Funktionen der Zeit t.
Eine der Sitzkonfigurationen SK1; SK2; SK3; SK4 wird automatisch bestimmt oder manuell durch den Benutzer des Fahrzeuges eingegeben. In diesem Ausführungsbeispiel sind vier Sitzkonfigurationen SK1; SK2; SK3; SK4 vorgegeben. Es ist jedoch in anderen Ausführungsbeispielen möglich, dass mehr als vier Sitzkonfigurationen vorgegeben sind. Beispielsweise kann die Anzahl der Sitzkonfiguration der Permutationen aller Sitzplätze im Fahrzeug aus belegten und unbelegten Sitzplätzen entsprechen.
Die Auswahl der Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{j} (t)$
erfolgt in Schritt h) durch die zuvor bestimmte Sitzkonfiguration SK1; SK2; SK3; SK4. Die ausgewählte Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{j} (t)$
ist mit j gekennzeichnet. Durch den Entzug der ausgewählten Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{j} (t)$
und das Aufprägen der Soll-Übertragungsfunktion H_SOLL(t) wird ein optimales Klangerlebnis für die Konsumenten im Fahrzeug erzeugt. Dabei kann die Fahrzeug-Übertragungsfunktion nur für eine Person bei Belegung durch mehrere Personen im Fahrzeug optimiert sein oder ein Mittelwert zur Optimierung aller Sitzplätze wird gefunden. Dabei kann es sein, dass die ausgewählte Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{j} (t)$
und die tatsächliche Fahrzeug-Übertragungsfunktion für einen ausgewählten Konsumenten nicht übereinstimmen. In diesem Fall verbleibt ein Teil der Fahrzeug-Übertragungsfunktion beim Entziehen der Fahrzeug-Übertragungsfunktion aus dem Audiomaterial im Audiomaterial. Es ist kann Sache des Konsumenten oder der Voreinstellungen sein, eine für alle oder für eine Position optimale Fahrzeug-Übertragungsfunktion zu wählen.
Die Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{j} (t)$
hängt vom Fahrzeug, insbesondere dem Audio-Wiedergabesystem und der Raumakustik und der Sitzkonfiguration ab. Gemäß einer Ausführungsform bleibt die Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{j} (t)$
während einer Fahrt konstant und wird zu Beginn einer Fahrt bereitgestellt. Beispielsweise kann der Schritt c) zu Beginn einer Fahrzeugbelegung mit Konsumenten durchgeführt werden. Insbesondere kann eine Auswahl aus mehreren Fahrzeug-Übertragungsfunktion gemäß der Schritte g) und h) geschehen.
Im Gegensatz zur Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{j} (t)$
variiert das Audiomaterial im Allgemeinen während einer Fahrt. Der Konsument konsumiert beispielsweise unterschiedliche Musikstücke. Während der Fahrt des Fahrzeuges werden dann die Schritte a), b), d), e) und f) periodisch wiederholt.
In der 1 wird eine Audiodatei bereitgestellt, diese weist Nutzdaten und Metadaten auf, wobei die Nutzdaten Audiomaterial X (t) aufweisen, und die Metadaten eine Soll-Übertragungsfunktion H_SOLL(t) aufweisen. Die Schritte a) und b) des Verfahrens werden daher in dieser Ausführungsform simultan ausgeführt.
Das Modifizieren durch Entziehen der Fahrzeug-Übertragungsfunktion in Schritt d) und das Modifizieren durch Aufprägen der Soll-Übertragungsfunktion e) erzeugen das modifizierte Audiomaterial $H_{P K W}^{j}^{- 1} (t) * X (t) * H_{S O L L} (t) .$
Dabei ist das Entziehen in dem modifizierten Audiomaterial durch die Faltung des Audiomaterials X(t) mit der inversen Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{j}^{- 1} (t)$
dargestellt. Das Aufprägen ist entsprechend durch die Faltung des Audiomaterials X(t) mit der Soll-Übertragungsfunktion H_SOLL(t) mit anschließender Rücktransformation dargestellt. Das Symbol * steht insbesondere für eine Faltung.
Das Modifizieren in den Schritten d) und e) kann insbesondere durch Multiplikation mit den jeweils Fourier-Transformierten des Audiomaterials X(t), der Soll-Übertragungsfunktion H_SOLL(t), und der inversen Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{j}^{- 1} (t)$
geschehen.
Das modifizierte Audiomaterial $H_{P K W}^{j}^{- 1} (t) * X (t) * H_{S O L L} (t)$
wird in Schritt f) durch das Audio-Wiedergabesystem des Fahrzeuges abgespielt und vom Konsumenten im Fahrzeug wahrgenommen. Beim Abspielen wird unabwendbar die Fahrzeug-Übertragungsfunktion auf das modifizierte Audiomaterial $H_{P K W}^{j}^{- 1} (t) * X (t) * H_{S O L L} (t)$
aufgeprägt. Durch das vorangestellte Entziehung der Fahrzeug-Übertragungsfunktion $H_{P K W}^{j} (t)$
und dem Aufprägen der Soll-Übertragungsfunktion H_SOLL(t) entspricht das Klangerlebnis des Konsumenten dem des reinen Audiomaterials X(t) mit der Soll-Übertragungsfunktion H_SOLL(t). Die Fahrzeug-Übertragungsfunktion gleicht sich mit ihrer Inversen $H_{P K W}^{j}^{- 1} (t)$
zum neutralen Element aus.
Die Schritte d), e) und f) können durch schnelle Fourier-Transformation in Echtzeit in einem vorgegebenen Zeitfenster und/oder in nahezu simultaner Verarbeitung des eingehenden Audiomaterials durchgeführt werden. So ist es beispielsweise denkbar, dass eine empfangene Radiosendung neben dem Audiomaterial X(t) eine Soll-Übertragungsfunktion H_SOLL(t) sendet und diese quasi-unmittelbar bei der Wiedergabe modifiziert wird. Eine kurze Verzögerung durch eine geringe Verarbeitungszeit wird dabei von einem Konsumenten quasi nicht wahrgenommen.
Das hier dargestellte Flussdiagramm stellt ebenso einen Algorithmus eines Computerprogrammproduktes dar. Dieses kann direkt in einen internen Speicher einer digitalen Rechenvorrichtung, insbesondere einer in einem PKW fest verbauten Rechenvorrichtung, geladen werden und umfasst Softwarecodeabschnitte, mit denen die Schritte a) bis h) beispielsweise in der dargestellten Reihenfolge ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Rechenvorrichtung läuft. Insbesondere können die Schritte a), b), d), e) und f) periodisch wiederholt werden.

Claims

Verfahren zur Wiedergabe eines Audiomaterials in einem Fahrzeug, insbesondere in einem PKW, wobei das Fahrzeug ein Audio-Wiedergabesystem aufweist und das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: a. Bereitstellen eines Audiomaterials; b. Bereitstellen einer Soll-Übertragungsfunktion; c. Bereitstellen einer Fahrzeug-Übertragungsfunktion des Fahrzeugs; d. Modifizieren des Audiomaterials durch Entziehen einer Fahrzeug-Übertragungsfunktion; e. Modifizieren des Audiomaterials durch Aufprägen der Soll-Übertragungsfunktion; f. Abspielen des modifizierten Audiomaterials durch das Audio-Wiedergabesystems des Fahrzeuges.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei mehrere Fahrzeug-Übertragungsfunktionen des Fahrzeugs bereitgestellt sind und/oder werden, und das Fahrzeug mehrere, die Belegung vorhandener Fahrzeugsitze beschreibende Sitzkonfigurationen aufweisen kann, wobei jeder Sitzkonfiguration eine bestimmte Fahrzeug-Übertragungsfunktionen zugeordnet ist, und das Verfahren weiterhin aufweist: g. Bestimmen einer Sitzkonfiguration im Fahrzeug durch Detektion vorhandener Personen und/oder Gegenstände; h. Auswahl der bestimmten Fahrzeug-Übertragungsfunktion, die der bestimmten Sitzkonfiguration zugeordnet ist, wobei das Modifizieren des Audiomaterials durch Entziehen einer Fahrzeug-Übertragungsfunktion, insbesondere gemäß Schritt d), mit der ausgewählten Fahrzeug-Übertragungsfunktion erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Modifizieren des Audiomaterials durch Entziehen einer Fahrzeug-Übertragungsfunktion, insbesondere gemäß Schritt d), eine Faltung des Audiomaterials mit der Inversen der Fahrzeug-Übertragungsfunktion umfasst, und/oder wobei das Modifizieren des Audiomaterials durch Aufprägen der Soll-Übertragungsfunktion, insbesondere gemäß Schritt e), eine Faltung des Audiomaterials mit der Soll-Übertragungsfunktion umfasst.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Schritte d), e) und/oder f), insbesondere in Echtzeit, durch schnelle Fourier-Transformationen (FFT) durchgeführt werden.
Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Schritte a) und b) simultan durch das Bereitstellen einer Audiodatei mit Nutzdaten und Metadaten erfolgen, wobei die Nutzdaten das Audiomaterial aufweisen und die Metadaten die Soll-Übertragungsfunktion aufweisen.
Computerprogrammprodukt, das direkt in einen internen Speicher einer digitalen Rechenvorrichtung, insbesondere einer in einem PKW fest verbauten Rechenvorrichtung, geladen werden kann und Softwarecodeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5 ausgeführt werden, wenn das Computerprogrammprodukt auf der Rechenvorrichtung läuft.
Fahrzeug, insbesondere PKW, aufweisend eine digitale Rechenvorrichtung, die eingerichtet ist, das Computerprogrammprodukt nach Anspruch 6 auszuführen.
Fahrzeug, insbesondere PKW, aufweisend ein Audio-Wiedergabesystem, aufweisend - eine Rechenvorrichtung mit einem Speicher; und - eine oder mehrere auf dem Speicher abgelegte Fahrzeug-Übertragungsfunktionen des Fahrzeugs; wobei die Rechenvorrichtung eingerichtet ist, die Schritte gemäß des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 auszuführen.
Fahrzeug nach Anspruch 8, wobei mehrere Fahrzeug-Übertragungsfunktionen des Fahrzeugs auf dem Speicher abgelegt sind, und die Rechenvorrichtung eingerichtet ist, eine Auswahl aus den Fahrzeug-Übertragungsfunktionen durchzuführen.
Fahrzeug nach Anspruch 8 oder 9, weiterhin aufweisend: - eine Sensorvorrichtung, die eingerichtet ist, die Sitzkonfiguration im Fahrzeug zu bestimmen.
Fahrzeug nach Anspruch 10, wobei die Rechenvorrichtung mit der Sensorvorrichtung derart verbunden ist, dass die Rechenvorrichtung die bestimmte Sitzkonfiguration verarbeiten kann, und die der bestimmten Sitzkonfiguration zugeordnete Fahrzeug-Übertragungsfunktion für das Modifizieren ausgewählt wird.
Audiodatei, aufweisend Nutzdaten und Metadaten, wobei die Nutzdaten Audiomaterial aufweisen, und die Metadaten eine Soll-Übertragungsfunktion aufweisen, wobei die Audiodatei mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6 ausführbar ist.