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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Konfiguration eines Audio-Ausgabesystems, eine Vorrichtung zur automatischen Konfiguration eines Audio-Ausgabesystems sowie ein nichtflüchtiges Speichermedium.
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Hintergrund
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Audio-Ausgabesysteme umfassen normalerweise mehrere Lautsprecherboxen bzw. Lautsprecher, die sich in einem Raum befinden. Im Folgenden werden die Begriffe „Lautsprecherbox“ und „Lautsprecher“ synonym verwendet, sofern nicht anders angegeben. Die Lautsprecher werden durch die jeweiligen Kanäle eines Mehrkanal-Audiosystems angesteuert. Je nach Mehrkanal-Audiosystem sind dabei bestimmte Positionen im Raum und relativ zu einer Hörposition vorgeschrieben, an denen die Lautsprecher zu positionieren sind, um eine optimale Audiowiedergabe an der Hörposition zu erreichen. Zum Beispiel sind für das Stereoformat zwei Lautsprecher zu positionieren, die sich jeweils in einem Winkel von 30° links und rechts vor der Hörposition befinden. Für das Surround-Format oder 5.1-Format sind fünf Lautsprecher und ein Subwoofer gemäß folgendem Muster zu positionieren: ein Lautsprecher mittig vor der Hörposition, zwei Lautsprecher in einem Winkel von 30° links und rechts vor der Hörposition, und zwei weitere Lautsprecher in einem Winkel von 110° links und rechts hinter der Hörposition. Die Position des Subwoofers ist hier unkritisch, weil der Gehörsinn des Hörers die von ihm wiedergegebenen tiefen Frequenzen nicht oder kaum orten kann. Die Abstände zur Hörposition sollen für alle Lautsprecher gleich sein, ebenso sollen sich alle Lautsprecher (bis auf den Subwoofer) auf Höhe der Ohren des Hörers befinden. Es gibt zahlreiche weitere mögliche Mehrkanal-Audiosysteme bzw. entsprechende Anordnungen von Lautsprechern, z.B. für 4 oder 7 oder noch mehr Kanäle. Die Lautsprecheranordnung wird auch als Setup bezeichnet. Die Positionen der Lautsprecher sind vorgeschrieben, weil ihnen die entsprechenden Audiokanäle zugeführt werden, die in dem jeweiligen Mehrkanal-Audiosystem enthalten sind. Wenn ein Lautsprecher anders als vorgeschrieben positioniert wird, wird das entsprechende Audiosignal von der falschen Position wiedergegeben, so dass das Wiedergabeschallfeld nicht mehr originalgetreu ist. Dies betrifft sowohl den Azimutwinkel (Ebenenwinkel) als auch den Elevationswinkel (Höhenwinkel) und die Entfernung des Lautsprechers relativ zur Hörposition. In solchen Fällen kann es möglich sein, die Audiosignale für den Lautsprecher entsprechend seiner Position zu korrigieren, z.B. durch Filterung und/oder Verzögerungselemente, um die Audiosignale an die Position anzupassen. Dies ist jedoch sehr aufwändig, weil die Position jedes Lautsprechers genau ausgemessen und die entsprechende Korrektur ermittelt werden muss.
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In einigen Fällen, z.B. in Studiogebäuden, werden größere Audio-Ausgabesysteme benutzt, die Setups bzw. Lautsprecheranordnungen in mehreren Räumen umfassen. Es ist dann vorteilhaft, wenn jeder Lautsprecher von einer Zentralstelle aus über ein Netzwerk konfiguriert werden kann, um die oben beschriebene Anpassung vorzunehmen.
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EP 2 996 354 B1 beschreibt eine Vorrichtung zur Lautsprechersteuerung, die auf einer grafischen Benutzeroberfläche eine räumliche Darstellung von Lautsprecher-Elementen anzeigt. Jedes Element ist einem an ein Netzwerk angeschlossenen physischen Lautsprecher zugeordnet. Jedes der dargestellten Elemente kann vom Nutzer auf der grafischen Benutzeroberfläche an die Position des entsprechenden physischen Lautsprechers bewegt werden, wobei dieser physische Lautsprecher während der Bewegung des zugehörigen Elements ein sensorisches Signal aussendet. Die Position des Elements auf der grafischen Benutzeroberfläche wird bestimmt und dem Element sowie dem zugehörigen Lautsprecher daraufhin ein Name zugewiesen. Dieser Name wird sowohl durch die Position als auch durch den Lautsprechertyp beeinflusst, den die Vorrichtung direkt vom Lautsprecher über das Netzwerk empfängt. Diese bekannte Lösung geht jedoch davon aus, dass sich alle Lautsprecher im selben Raum wie die Vorrichtung befinden. Da grafische Elemente für alle Lautsprecher angezeigt werden, ist die bekannte Vorrichtung nicht geeignet, solche Lautsprecheranordnungen zu konfigurieren, bei denen sich nicht alle Lautsprecher im selben Raum befinden.
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US 2015/0098596 A1 zeigt ein Verfahren zur automatischen Konfiguration eines Audio-Ausgabesystems für eine Lautsprecheranordnung bestehend aus mehreren Lautsprechern mittels einer Konfigurationseinheit. Die Lautsprecheranordnung und die Konfigurationseinheit können sich im gleichen Raum befinden und an ein Netzwerk angeschlossen sein. Sequentiell wird für jeden Lautsprecher, der zu der Lautsprecheranordnung gehört, als aktueller Lautsprecher ein akustisches oder optisches Signal durch den jeweiligen aktuellen Lautsprecher erzeugt. Eine Nutzereingabe wird empfangen für denjenigen virtuellen Lautsprecher, der sich an der Position des jeweiligen aktuellen Lautsprechers befindet. Eine Audiosignalverarbeitung für den aktuellen Lautsprecher wird entsprechend der zugewiesenen Position konfiguriert, wobei die Konfiguration die folgenden Schritte aufweist: Lautsprechertyp-Informationsdaten vom Lautsprecher werden über das Netzwerk empfangen. Charakteristische Informationsdaten des Lautsprechers werden entsprechend dem Lautsprechertyp empfangen. Ein Korrekturfilter für den Lautsprecher wird aus Informationen über die Position des Lautsprechers im Raum und aus den charakteristischen Informationsdaten des Lautsprechers berechnet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung einer alternativen Vorrichtung zur automatischen und einfach durchzuführenden Konfiguration eines Audio-Ausgabesystems, die unabhängig davon einsetzbar ist, ob sich alle an das Netzwerk angeschlossenen Lautsprecher im selben Raum befinden. Die Konfiguration umfasst auch eine Lokalisation von an das Netzwerk angeschlossenen Lautsprechern, deren physische Position zunächst nicht bekannt ist. Insbesondere sollen auch solche Audio-Ausgabesysteme konfiguriert werden können, die mehrere Lautsprecheranordnungen in verschiedenen Räumen umfassen. Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Bereitstellung eines entsprechenden Verfahrens zur automatischen und einfach durchzuführenden Konfiguration eines Audio-Ausgabesystems.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren ist in Anspruch 1 angegeben. Eine entsprechende Vorrichtung ist in Anspruch 12 angegeben.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren und der entsprechenden Vorrichtung lassen sich die individuellen Lautsprecher einer Lautsprecheranordnung sehr einfach identifizieren bzw. lokalisieren und konfigurieren, insbesondere im Hinblick auf eine Kalibrierung des Frequenzgangs, der Lautstärke und der Verzögerung.
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Weitere vorteilhafte Ausführungsformen werden in den Ansprüchen 2-11, 13-16 beschrieben.
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Figurenliste
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Weitere Einzelheiten und vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Zeichnungen dargestellt. Darin zeigt
- 1 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung;
- 2 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Verfahrens;
- 3 ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer Ausführungsform;
- 4 Freifeldantworten verschiedener Lautsprecher und die Auswirkung des boundary effects auf die Antworten der Lautsprecher;
- 5 eine Korrekturfilterkurve für boundary effects;
- 6 Leistungsantworten verschiedener Lautsprecher und deren Korrekturfilterkurven;
- 7 das Prinzip der Interpolation oder Überblendung;
- 8 zwei Seiten einer Nutzerschnittstelle zur Eingabe erster Daten; und
- 9 zwei Seiten einer Nutzerschnittstelle zur Eingabe zweiter Daten;
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt ein Blockdiagramm einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur automatischen Konfiguration eines Audio-Ausgabesystems für eine Lautsprecheranordnung aus mehreren Lautsprechern 191,192 mittels einer Konfigurationseinheit 100, wobei sich die zu der Lautsprecheranordnung gehörigen Lautsprecher sowie die Konfigurationseinheit 100 im gleichen Raum befinden und an ein Netzwerk 105 angeschlossen sind. Weitere, nicht zur Lautsprecheranordnung gehörige Lautsprecher im gleichen oder in einem anderen Raum können ebenfalls an das Netzwerk 105 angeschlossen sein (nicht dargestellt). Die Konfiguration erfolgt durch das Netzwerk 105. Die Konfigurationseinheit 100 der Vorrichtung enthält ein Netzwerkschnittstellen-Modul 110, das automatisch alle an das Netzwerk angeschlossenen Lautsprecher ermitteln kann, und ein Detektions-Modul 120 zum Ermitteln der Anzahl von Lautsprechern, die sich in dem Raum befinden und die zu der Lautsprecheranordnung gehören, und zum Ermitteln einer Lautsprecheranordnung gemäß dieser ermittelten Anzahl. Dazu können in einem Speicher 120 typische Lautsprecheranordnungen für verschieden viele Lautsprecher hinterlegt sein.
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Außerdem enthält die Konfigurationseinheit 100 ein Anzeige-Erzeugungs-Modul 130 zum automatischen Erzeugen einer Darstellung der ermittelten virtuellen Lautsprecheranordnung auf einer grafischen Anzeige 135 der Konfigurationseinheit. Daten zur Anzahl der Lautsprecher und deren möglicher Anordnung erhält das Anzeige-Erzeugungs-Modul 130 vom Detektions-Modul 120. Als „virtuell“ werden die auf der grafischen Anzeige 135 dargestellte Lautsprecheranordnung und deren einzelne Lautsprecher bezeichnet, im Gegensatz zu den physisch vorhandenen Lautsprechern. Die Anzahl der zur Lautsprecheranordnung gehörigen Lautsprecher ist zunächst nicht festgelegt. Zu verschiedenen möglichen Größen der Lautsprecheranordnung, d.h. Anzahl der beteiligten Lautsprecher, kann mindestens eine vordefinierte virtuelle Lautsprecheranordnung vorgegeben und in einem Speicher 125 des Detektions-Moduls 120 hinterlegt sein. Dabei hat jedervirtuelle Lautsprecher der virtuellen Lautsprecheranordnung eine bestimmte Position. Wenn z.B. die ermittelte Anzahl von Lautsprechern sechs ist, kann automatisch eine virtuelle 5.1 bzw. Surround-Konfiguration angezeigt werden. Dabei sind die einzelnen virtuellen Lautsprecher entsprechend der für diese Konfiguration vordefinierten Positionen bezeichnet, z.B. „vorn links“, „hinten links“ usw. In einer Ausführungsform zeigt die Anzeige eine 3D-Ansicht der Konfiguration.
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Die Konfigurationseinheit 100 enthält außerdem ein Konfigurations-Modul 140, das sequentiell für die direkt oder indirekt an das Netzwerk angeschlossenen Lautsprecher, und damit mindestens für jeden Lautsprecher, der zu der Lautsprecheranordnung gehört, folgendes ausführt: Zunächst lässt es den jeweils aktuellen (physischen) Lautsprecher 191,192 ein akustisches und/oder optisches Signal erzeugen bzw. wiedergeben. Dazu kann z.B. der Lautsprecher über das Netzwerk 105 angesteuert werden, oder eine vom Konfigurations-Modul 140 gesteuerte Audioquelle (nicht dargestellt) kann dem Lautsprecher über denjeweiligen Audiokanal Ch1, Ch2 ein Signal zuspielen. Der Nutzer wählt dann mittels der grafischen Anzeige 135 der Konfigurationseinheit denjenigen virtuellen Lautsprecher aus, der sich an der Position des jeweiligen aktuellen physischen Lautsprechers 191,192 befindet. Wenn es sich zum Beispiel bei dem Lautsprecher, den das Konfigurations-Modul 140 ein Signal wiedergeben lässt, um den linken hinteren Lautsprecher einer Surround-Anordnung handelt, wählt der Nutzer den virtuellen linken hinteren Lautsprecher auf der grafischen Anzeige 135 aus. Das Konfigurations-Modul 140 empfängt die Nutzereingabe, und weist dem aktuellen Lautsprecher 191,192 die Position des virtuellen Lautsprechers zu. Die grafische Anzeige 135 kann in einer Ausführungsform als Touchscreen ausgeführt sein, in einer anderen als Display mit einem Cursor.
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Die Konfiguration erfolgt dann dadurch, dass das Konfigurations-Modul 140 dem aktuellen Lautsprecher 191, 192 eine Audio-Signalverarbeitung entsprechend seiner zugewiesenen Position zuweist.
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In einer Ausführungsform enthält die Konfigurationseinheit 100 eine Nutzerschnittstelle 135 zum Empfangen von Nutzereingabedaten. Diese können erste Nutzereingabedaten enthalten, die die Anzahl von Lautsprechern umfassen, die sich in dem Raum befinden und die zu der Lautsprecheranordnung gehören, und/oder zweite Nutzereingabedaten, die eine Auswahl zwischen mehreren Möglichkeiten von Lautsprecheranordnungen mit der ermittelten Anzahl von im Raum befindlichen Lautsprechern darstellen. Zum Beispiel kann für eine ermittelte Anzahl von sechs Lautsprechern eine andere Anordnung als 5.1 bzw. Surround-Sound möglich sein, z.B. eine gleichmäßige Verteilung auf einem Kreis. In diesem Fall kann der Nutzer auswählen, welche der möglichen Anordnungen vorliegt.
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In einer Ausführungsform ist das Empfangs-Modul 110 geeignet, Informationsdaten vom Lautsprecher 191, 192 betreffend den Lautsprechertyp zu empfangen. Z.B. kann einer der Lautsprecher 191 eine 2-Wegebox vom Typ Neumann KH80 sein, ein anderer 192 eine indirekt angeschlossene 3-Wegebox vom Typ Neumann KH420. Dabei enthält das Konfigurations-Modul 140 ein Zuordnungs-Modul 150 zum Zuordnen von charakteristischen Informationen des Lautsprechers gemäß dem Lautsprechertyp. Das Zuordnungs-Modul 150 kann auf einen Speicher 1502 zugreifen, um diese Daten abzurufen. Die charakteristischen Informationen können z.B. Frequenzgänge oder Leistungsantworten sein.
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In einer Ausführungsform enthält das Konfigurations-Modul 140 ein Filteradapter-Modul 160 zum Berechnen einer Korrekturfilterkurve, ein Pegelbestimmungs-Modul 170 zum Ermitteln eines Pegels und ein Verzögerungsbestimmungs-Modul 180 zum Ermitteln einer Verzögerung für den Lautsprecher. Das Filteradapter-Modul 160 dient zum Berechnen einer Korrekturfilterkurve für den Lautsprecher aus geometrischen Parametern des Raumes, aus Informationen über die Lautsprecherposition im Raum und aus Parametern betreffend die direkte Umgebung des Lautsprechers. Diese Werte können z.B. über die grafische Nutzerschnittstelle (GUI) 135 vom Nutzer eingegeben werden. Die berechnete Korrekturfilterkurve kann durch das Netzwerkschnittstellen-Modul 110 an einen Korrekturfilter 193,194 für den Lautsprecher ausgegeben werden. Der Korrekturfilter 193,194 kann in den jeweiligen Lautsprecher oder ein damit verbundenes Gerät integriert oder eine separate Baueinheit sein. Wenn die berechnete Korrekturfilterkurve auf den Lautsprecher angewendet wird, kalibriert sie diesen. Details dazu werden weiter unten beschrieben.
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In einer Ausführungsform enthält das Filteradapter-Modul 160 zwei Filterkurven-Berechnungseinheiten: die erste Filterkurven-Berechnungseinheit 1601 ist zum Berechnen einer ersten vorläufigen Korrekturfilterkurve geeignet, die eine Halligkeit des Raumes kompensiert. Die zweite Filterkurven-Berechnungseinheit 1602 ist geeignet zum Berechnen einer zweiten vorläufigen Korrekturfilterkurve, die eine akustische Interaktion (boundary effects) des Lautsprechers mit seiner direkten Umgebung kompensiert. Beide werden berechnet aus den charakteristischen Informationsdaten des Lautsprechers und den Parametern betreffend die akustische Beschaffenheit der direkten Umgebung des Lautsprechers. Weiterhin enthält das Filteradapter-Modul 160 in dieser Ausführungsform eine Interpolationsfaktor-Berechnungseinheit 1604 zum Ermitteln eines umgebungsspezifischen Interpolationsfaktors S aus den Informationen über die Position des Lautsprechers relativ zur Hörposition, und ein Interpolationsmodul 1603. Das Interpolationsmodul 1603 ist geeignet zum Erzeugen der Korrekturfilterkurve durch Interpolation zwischen der ersten und der zweiten vorläufigen Korrekturfilterkurve unter Benutzung des ermittelten Interpolationsfaktors. Dabei ist der Einfluss der zweiten vorläufigen Korrekturfilterkurve gegenüber der ersten umso größer, je näher die Hörposition am Lautsprecher ist. Dies wird weiter unten im Zusammenhang mit den 5-7 näher beschrieben.
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2 zeigt ein Ablaufdiagramm eines Verfahren 200 zur automatischen Konfiguration eines Audio-Ausgabesystems für eine Lautsprecheranordnung aus mehreren Lautsprechern 191,192 mittels einer Konfigurationseinheit 100, wobei sich die Lautsprecheranordnung und die Konfigurationseinheit im gleichen Raum befinden und an ein Netzwerk 105 angeschlossen sind und die Konfiguration durch das Netzwerk erfolgt. Das Verfahren hat die Schritte: automatisches Ermitteln 210 aller an das Netzwerk angeschlossenen Lautsprecher, Ermitteln 220 der Anzahl von Lautsprechern, die sich in dem Raum befinden und die zu der Lautsprecheranordnung gehören, und automatisches Erzeugen 230 einer Darstellung einer virtuellen Lautsprecheranordnung auf einem Bildschirm der Konfigurationseinheit gemäß der ermittelten Anzahl, wobei jeder virtuelle Lautsprecher der Bildschirmdarstellung eine der Lautsprecheranordnung entsprechende Position hat. Dann werden sequentiell für jeden Lautsprecher, der zu der Lautsprecheranordnung gehört, als aktuellem Lautsprecher, die folgenden Schritte ausgeführt: ein akustisches und/oder optisches Signal wird durch den jeweils aktuellen Lautsprecher erzeugt 240, eine Nutzereingabe wird empfangen 250, die denjenigen virtuellen Lautsprecher kennzeichnet, der sich an der Position des jeweiligen aktuellen Lautsprechers befindet, und die Position des virtuellen Lautsprechers wird dem aktuellen Lautsprecher zugewiesen 260. Schließlich wird die Audio-Signalverarbeitung für den aktuellen Lautsprecher entsprechend seiner zugewiesenen Position konfiguriert 270. Vor dieser Konfiguration 270 muss jedoch die Korrekturfilterkurve bekannt sein. Daher kann die Konfiguration 270 der Lautsprecher auch in einer separaten, anschließenden Schleife über alle zur Lautsprecheranordnung gehörenden Lautsprecher stattfinden. Die Korrekturfilterkurven können zwischen den beiden Schleifen ermittelt werden.
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In einer Ausführungsform erfolgt das Ermitteln 220 der Anzahl von Lautsprechern, die sich in dem Raum befinden und die zu der Lautsprecheranordnung gehören, durch Empfangen von Nutzereingabedaten.
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In einer Ausführungsform werden Nutzereingabedaten empfangen, die eine Auswahl zwischen mehreren Möglichkeiten von Lautsprecheranordnungen mit der ermittelten Anzahl von im Raum befindlichen Lautsprechern darstellen, wobei die Darstellung einer virtuellen Lautsprecheranordnung auf einem Bildschirm gemäß der ermittelten Anzahl und der Nutzereingabedaten erfolgt.
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In einer Ausführungsform ist mindestens ein weiterer Lautsprecher an das Netzwerk angeschlossen, der sich nicht in dem Raum befindet, wobei das Erzeugen eines akustischen und/oder optischen Signals auch durch den mindestens einen nicht im Raum befindlichen Lautsprecher erfolgt. Dabei definiert eine Nutzereingabe für den mindestens einen nicht im Raum befindlichen Lautsprecher, dass sich dieser nicht im Raum befindet.
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In einer Ausführungsform hat jeder virtuelle Lautsprecher der Bildschirmdarstellung zusätzlich zur Position einen Namen, der die Position anzeigt und der dem aktuellen Lautsprecher zugewiesen wird. In einer Ausführungsform enthält die Konfiguration 270 einer Audio-Signalverarbeitung für den aktuellen Lautsprecher entsprechend seiner zugewiesenen Position die folgenden weiteren Schritte: Empfangen von Lautsprechertyp-Informationsdaten vom Lautsprecher über das Netzwerk, Empfangen von charakteristischen Informationsdaten des Lautsprechers entsprechend dem Lautsprechertyp, z.B. mittels des Zuordnungs-Moduls 150 und des Speichers 1502, dann Berechnen eines Korrekturfilters für den Lautsprecher aus geometrischen Parametern des Raumes, aus Informationen über die Position des Lautsprechers im Raum, aus Parametern betreffend die direkte Umgebung des Lautsprechers sowie aus den charakteristischen Informationsdaten des Lautsprechers, und Anwendung des berechneten Korrekturfilters auf den Lautsprecher, wodurch der Lautsprecher kalibriert wird.
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Insbesondere umfasst in einer Ausführungsform das Berechnen des Korrekturfilters die folgenden Schritte: anhand der Parameter der akustischen Beschaffenheit des Raumes wird eine Halligkeit des Raumes ermittelt, und aus der Halligkeit wird eine erste vorläufige Korrekturfilterkurve ermittelt, die die Halligkeit des Raumes kompensiert. Eine zweite vorläufige Korrekturfilterkurve, die eine akustische Interaktion (boundary effects) des Lautsprechers mit seiner direkten Umgebung kompensiert, wird aus den charakteristischen Informationsdaten des Lautsprechers und den Parametern betreffend die akustische Beschaffenheit der direkten Umgebung des Lautsprechers ermittelt. Schließlich wird die Korrekturfilterkurve erhalten durch Interpolation zwischen der ersten und der zweiten vorläufigen Korrekturfilterkurve unter Benutzung des ermittelten Interpolationsfaktors, wobei der Einfluss der zweiten vorläufigen Korrekturfilterkurve umso größer ist, je näher die Hörposition am Lautsprecher ist.
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In einer Ausführungsform enthält das Verfahren die weiteren Schritte Empfangen von ersten Nutzereingabedaten, die die Parameter der akustischen Beschaffenheit des Raumes umfassen, Empfangen von zweiten Nutzereingabedaten, die die Parameter betreffend die akustische Beschaffenheit der direkten Umgebung des Lautsprechers umfassen, und Empfangen von dritten Nutzereingabedaten, die die Informationen über die Position des Lautsprechers im Raum relativ zur Hörposition umfassen.
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In einer Ausführungsform enthält das Verfahren die weiteren Schritte Ermitteln eines Pegels in einem Pegelbestimmungs-Modul 170 und Ermitteln einer Verzögerung in einem Verzögerungsbestimmungs-Modul 180, wobei beides aus den Parametern der akustischen Beschaffenheit des Raumes, den Informationen über die Position des Lautsprechers im Raum relativ zur Hörposition, und den Parametern betreffend die akustische Beschaffenheit der direkten Umgebung des Lautsprechers ermittelt wird. Die ermittelten Pegel- und Verzögerungswerte werden über das Netzwerk an eine Pegeladaptions-Einheit und eine Verzögerungsadaptions-Einheit für den jeweiligen Lautsprecher ausgegeben.
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In einer Ausführungsform umfassen die Parameter betreffend die akustische Beschaffenheit des Raumes eine geschätzte Einstufung bezüglich der Halligkeit, wobei die Einstufung nicht mehr als zehn Stufen hat. In einer Ausführungsform umfassen die Parameter betreffend die akustische Beschaffenheit der direkten Umgebung des Lautsprechers Informationen über schallreflektierende Oberflächen innerhalb eines Umkreises von etwa 1 m um den Lautsprecher.
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In einer Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Speichermedium mit darauf gespeicherten Instruktionen, die, wenn sie von einem Computer ausgeführt werden, den Computer das oben beschriebene Verfahren oder zumindest Teile davon ausführen lassen.
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3 zeigt ein Blockdiagramm einer Vorrichtung 300 zur Konfiguration eines Lautsprechers 191, 192, in einer Ausführungsform der Erfindung. Diese Ausführungsform dient der Konfiguration einzelner Lautsprecher und kann benutzt werden, wenn bekannt ist, dass sich alle Lautsprecher 191, 192 der Lautsprecheranordnung im selben Raum befinden. Die Vorrichtung 300 enthält ein Netzwerkschnittstellen-Modul 110, das automatisch eine Verbindung zu mindestens einem an das Netzwerk 105 angeschlossenen Lautsprecher aufbauen und Informationsdaten vom Lautsprecher 191, 192 betreffend den Lautsprechertyp empfangen kann. Dabei enthält die Vorrichtung 300 ein Zuordnungs-Modul 150 zum Zuordnen von charakteristischen Informationen des Lautsprechers gemäß dem Lautsprechertyp. Das Zuordnungs-Modul 150 kann auf einen Speicher 1502 zugreifen, um diese Daten abzurufen. Weiter enthält die Vorrichtung 300 ein Filteradapter-Modul 160 zum Berechnen einer Korrekturfilterkurve, ein Pegelbestimmungs-Modul 170 zum Ermitteln eines Pegels und ein Verzögerungsbestimmungs-Modul 180 zum Ermitteln einer Verzögerung für den Lautsprecher, wie oben beschrieben. Die dafür notwendigen Werte können z.B. über die grafische Nutzerschnittstelle (GUI) 135 vom Nutzer empfangen werden. Die berechnete Korrekturfilterkurve kann durch das Netzwerkschnittstellen-Modul 110 an einen Korrekturfilter 193, 194 für den Lautsprecher ausgegeben werden.
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4 zeigt im linken Diagramm Freifeldantworten verschiedener Lautsprecher. Dabei ist die Freifeldantwort FFRs eines kleineren Lautsprechers im Wesentlichen linear oberhalb einer Frequenz von ca. 100 Hz, während die Freifeldantwort FFRL eines größeren Lautsprechers bereits oberhalb einer Frequenz von ca. 60 Hz linear ist. Im rechten Diagramm wird die Auswirkung der akustischen Interaktion des Lautsprechers mit seiner direkten Umgebung (des sogenannten boundary effects) auf die Antworten der Lautsprecher gezeigt. Dabei entsteht als „boundary effect response“ BER eine Überhöhung bis zu 5dB für tiefe Frequenzen bis ca. 300 Hz. Die Überhöhung kann in diesem Beispiel bis zu 5dB für größere Lautsprecher und 3dB für kleinere Lautsprecher betragen. Um diese zu kompensieren, wird ein Kompensationsfilter für boundary effects mit einer Korrekturfilterkurve CFBE wie in 5 gezeigt berechnet. Für die Korrekturfilterkurve CFBE gilt die am rechten Rand des Diagramms dargestellte Skala.
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Eine andere Korrekturfilterkurve gilt für die Halligkeit des Raumes, in dem sich die Lautsprecher befinden. Diese ist abhängig vom Lautsprechertyp. In 6 ist die Halligkeit als Signalleistungs-Antwort (signal power response) SPR dargestellt. Für einen kleineren Lautsprecher gilt dabei eine Leistungsantwort SPRs, die eine Überhöhung bis zu 8dB unterhalb von ca.2 kHz mit einem Maximum bei ca.150 Hz zeigt. Die Leistungsantwort SPRL für einen größeren Lautsprecher hat eine Überhöhung bis zu 8dB dagegen unterhalb von ca.600 Hz mit einem Maximum bei ca.70 Hz. Die entsprechenden Korrekturfilter für kleinere Lautsprecher haben daher andere Filterkurven CFSPR,S als diejenigen für größere Lautsprecher CFSPR,L, wobei für die Korrekturfilter wieder die am rechten Rand des Diagramms aufgetragene Skala gilt. Die 4-6 zeigen vereinfachte Beispiele: es können jedoch genauere Messkurven aufgenommen werden, um daraus durch Inversion die entsprechenden Korrekturfilterkurven zu ermitteln.
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In einer Ausführungsform der Erfindung werden die jeweiligen beiden Korrekturfilterkurven als vorläufige Korrekturfilterkurven ermittelt und es wird eine Interpolation zwischen ihnen durchgeführt, um beide Effekte zu kompensieren. Dabei wird für einen kleineren Lautsprecher interpoliert zwischen der Korrekturfilterkurve für seine Leistungsantwort CFSPR,S und der Korrekturfilterkurve CFBE, die eine akustische Interaktion (boundary effects) des kleineren Lautsprechers mit seiner direkten Umgebung kompensiert. Entsprechend wird für einen größeren Lautsprecher interpoliert zwischen der Korrekturfilterkurve für seine Leistungsantwort CFSPR,L und der Korrekturfilterkurve CFBE, die eine akustische Interaktion (boundary effects) des größeren Lautsprechers mit seiner direkten Umgebung kompensiert. Der Interpolationsfaktor ist umgebungsspezifisch und wird aus den Informationen über die Position des Lautsprechers relativ zur Hörposition ermittelt. Dabei ist der Einfluss bzw. die Wichtung WBE der Korrektur des boundary effects umso größer, je näher die Hörposition am Lautsprecher ist, d.h. je kleiner die Hördistanz ist. Entsprechend geringer ist die Wichtung WSPR der Korrektur der Signalleistungs-Antwort. Die Interpolation oder Überblendung kann linear erfolgen, wie in 7 angedeutet, oder nicht-linear. Es ist auch möglich, die Interpolation nur bis zu einer maximalen Hördistanz LDfar oder nur für einen Hördistanzbereich zwischen einer minimalen Hördistanz und einer maximalen Distanz LDfar durchzuführen. Für größere Hördistanzen wird die akustische Interaktion des Lautsprechers mit seiner direkten Umgebung vernachlässigt. Für sehr geringe Hördistanzen kann dagegen die Leistungsantwort des Lautsprechers vernachlässigt werden.
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8 zeigt exemplarisch zwei Seiten einer Nutzerschnittstelle zur Eingabe erster Daten, aus denen die Halligkeit des Raumes abgeschätzt wird. Der Nutzer kann hier auf einer ersten Seite Raumdimensionen 810 oder ein Raumvolumen 820 eingeben. Auf einer zweiten Seite kann der Nutzer eine geschätzte Klassifikation des Raumes 830 auswählen oder eine gemessene durchschnittliche Nachhallzeit des Raumes 840 angeben. Die Klassifikation umfasst wenige (maximal zehn) Kategorien. In diesem Beispiel sind es sechs Kategorien RC1-RC6, etwa: Tab.1: Kategorien zur geschätzten Klassifikation des Raumes
| RC1 | Halliger Raum mit harten Oberflächen; wenig Möbel; ohne Akustikbehandlung |
| RC2 | Raum ohne Teppich; nur wenige Möbel mit harten Oberflächen |
| RC3 | Raum mit Möbeln und dünnen Teppichen/Vorhängen; ohne Akustikbehandlung |
| RC4 | Raum mit Möbeln und dicken Teppichen/Vorhängen; einfache Akustikbehandlung |
| RC5 | Raum mit guter Akustikbehandlung |
| RC6 | Offener Raum ohne Hall |
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9 zeigt exemplarisch eine Nutzerschnittstelle zur Eingabe zweiter Daten, die Parameter betreffend die akustische Beschaffenheit der direkten Umgebung des Lautsprechers enthalten, und aus denen eine akustische Interaktion (boundary effects) des Lautsprechers mit seiner direkten Umgebung abgeschätzt wird. Diese Parameter umfassen hier auf der ersten Seite eine 3-stufige Klassifizierung 910, 910' der Entfernung des Lautsprechers von der nächsten Wand, eine ebenfalls 3-stufige Klassifizierung 920, 920' der Reflektivität der direkten Umgebung des Lautsprechers und eine Distanz zur Hörposition 930, 930'. Die Nutzerschnittstelle zur Eingabe zweiter Daten hat hier nur eine Seite und ist für zwei verschiedene Beispiele dargestellt. Im links dargestellten Beispiel, das sich auf einen vorn links positionierten Lautsprecher bezieht, befindet sich dieser weniger als 1 m von der Wand entfernt auf einer Tischplatte neben einem Monitor, in einem Abstand von 150 cm von der Hörposition. Im rechts dargestellten Beispiel, das auf einen vorn rechts positionierten Lautsprecher beschreibt, befindet sich dieser mehr als 1 m von der Wand entfernt freistehend im Raum in einem Abstand von 100 cm von der Hörposition. In einer Ausführungsform, wie in 9 gezeigt, kann eine den gewählten Parametern entsprechende grafische Darstellung automatisch erzeugt werden.
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Es ist selbstverständlich, dass die genannten Ausführungsbeispiele kombiniert werden können, soweit es sinnvoll ist, auch wenn solche Kombinationen nicht ausdrücklich genannt sind.
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Die Erfindung ist vorteilhaft zur automatischen Konfiguration eines Audio-Ausgabesystems einsetzbar.
