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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verbesserung der Wahrnehmbarkeit einer Audiowiedergabe in Anwesenheit eines Geräuschs, insbesondere in einem Fahrzeug, bei dem gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Anspruch 1 das Geräusch erfasst und die Audiowiedergabe in Abhängigkeit des erfassten Geräuschs verändert wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens mit den Merkmalen von Anspruch 8.
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Die Wahrnehmung einer Audiowiedergabe wird insbesondere in Fahrzeugen durch eine Vielzahl an Geräuschen mitunter stark beeinträchtigt. Deren jeweilige Quellen liegen in der Umgebung und beim Fahrzeug selbst. Beispielhaft seien selbstverursachte wie auch vom Verkehr ausgehende Motor-, Antriebs- sowie Roll- und Windgeräusche genannt.
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Aus der deutschen Offenlegungsschrift
DE 34 26 068 A1 ist ein Verfahren bekannt, das die Anpassung einer Lautsprecherwiedergabe an ein störendes Geräusch ermöglicht. Hierzu wird zunächst der Pegel des Geräuschs über wenigstens ein mit einer Schaltung verbundenes Mikrofon erfasst. Liegt der Pegel des erfassten Geräuschs über dem der Lautsprecherwiedergabe, hebt die Schaltung die Wiedergabelautstärke insgesamt an. Besagte Anhebung erfolgt dabei so, dass der Pegel der Wiedergabe immer einige Dezibel (dB) über dem Pegel des erfassten Geräuschs liegt. Im Ergebnis wird eine Verbesserung in der Wahrnehmung der Lautsprecherwiedergabe erreicht, indem deren Lautstärke stets auf über denen des erfassten Geräuschs liegende Werte verändert wird. Insbesondere eine im Stand eines Fahrzeugs als angenehm empfundene Wiedergabelautstärke kann so mit steigendem Störgeräuschpegel angehoben und bei dessen Abnahme wieder abgesenkt werden.
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In der praktischen Anwendung ermöglicht das bekannte Verfahren eine Automatisierung der ansonsten intuitiven Lautstärkeanpassung einer Lautsprecherwiedergabe. Durch den Wegfall händischen Nachregelns wird neben dem Komfort vor allem die Fahrsicherheit erhöht. Gleichwohl ist diese Regelung nicht in der Lage, die durch störende Geräusche hervorgerufene Beeinträchtigung im Klangerlebnis vollends zu kompensieren. Je nach Geräuschpegel kann die insgesamt hochgeregelte Wiedergabelautstärke unangenehme Größenordnungen erreichen. Zudem führen Überlagerungen mit dem Störgeräusch zu einer oftmals nur bruchstückhaften Wahrnehmbarkeit der Audiowiedergabe. Angesichts dieser Beobachtungen bietet das bekannte Verfahren trotz der bereits erzielbaren Vorteile daher durchaus noch Raum für Verbesserungen.
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Vor diesem Hintergrund liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Anpassung einer Audiowiedergabe im Hinblick auf ein diese störendes Geräusch dahingehend weiterzuentwickeln, dass die Wahrnehmbarkeit der Wiedergabe qualitativ verbessert wird. Weiterhin soll eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Anordnung aufgezeigt werden.
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Die Lösung des verfahrenstechnischen Teils dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in einem Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1. Der gegenständliche Teil dieser Aufgabe wird durch eine Anordnung mit den Merkmalen von Anspruch 8 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der jeweils abhängigen Ansprüche 2 bis 7 sowie 9 und 10.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, wenigstens zwei im Geräusch enthaltene, insbesondere das Geräusch bildende, Geräusch-Frequenzbereiche zu ermitteln und deren zugehörigen Geräusch-Amplituden zu messen. Anschließend wird eine Wiedergabe-Amplitude eines in der Audiowiedergabe enthaltenen und von wenigstens einem der ermittelten Geräusch-Frequenzbereiche in seiner Wahrnehmung beeinträchtigten Wiedergabe-Frequenzbereichs gegenüber seiner Geräusch-Amplitude verändert.
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Der sich hieraus ergebende Vorteil liegt in der nunmehr selektiven, insofern also nur in Teilen erfolgenden Anpassung der Amplitude einer Audiowiedergabe. Dabei wird die Amplitude einer Audiowiedergabe nicht mehr insgesamt an das oder die jeweiligen Geräusche angepasst, sondern nur in ihren jeweils relevanten Bereichen. Kerngedanke ist, das in einer Audiowiedergabe enthaltene Frequenzband in Abschnitte einzelner Wiedergabe-Frequenzbereiche zu unterteilen. Die Geräusch-Amplituden der Geräusch-Frequenzbereiche dienen sodann als Basis für die Veränderung der Wiedergabe-Amplituden von in der Audiowiedergabe enthaltenen Wiedergabe-Frequenzbereichen. Auf diese Weise ist es möglich, nur jene, die Wahrnehmbarkeit beeinträchtigenden und insofern tatsächlich störenden Geräusch-Frequenzbereiche eines Geräuschs aufzufinden, um eine geeignete Anpassung der beeinträchtigten Wiedergabe-Frequenzbereiche zu veranlassen.
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Die Anpassung der Amplitude einer Audiowiedergabe in ihrer Gesamtheit kann zwar zur Verbesserung in Bezug auf deren Verständlichkeit beitragen, allerdings bleibt die Qualität der Audiowiedergabe mitunter stark beeinträchtigt. Insbesondere mit Blick auf eine möglichst optimale Klanggestaltung sind die dabei weiterhin vorhandenen Auswirkungen nicht zu vernachlässigen. Dies liegt im Wesentlichen daran, dass sich überlagernde Frequenzen einer Audiowiedergabe und eines Geräuschs in der Wahrnehmung aufheben, wobei eine undifferenzierte Amplitudenanhebung sich an der größten Amplitude einer Frequenz des Geräuschs orientieren müsste, um diese mit der identischen Frequenz der Audiowiedergabe zu übertönen. Hierdurch würde die Lautstärke zum Teil derart angehoben, dass diese unangenehm und/oder das Klangbild verzerren würde. Hier ermöglicht die demgegenüber nur teilweise Veränderung der Audiowiedergabe gemäß der Erfindung deren deutlich differenziertere Anpassung an das oder die jeweiligen Störgeräusche, was zu einer qualitativ besseren Wahrnehmbarkeit der Audiowiedergabe führt. Nicht selten werden Wiedergabe-Frequenzbereiche in Anwesenheit eines Geräuschs zumindest in Teilen in der Wahrnehmbarkeit ausgelöscht, was beispielsweise die mitunter schwere Verständlichkeit in der menschlichen Kommunikation beim Auftreten eines Geräuschs erklärt.
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Grundsätzlich kann das eine Audiowiedergabe störende Geräusch auch als Störgeräusch bezeichnet werden. Unter einer Audiowiedergabe werden sämtliche mittels Luftschall wahrnehmbare akustische Wiedergaben von Aufzeichnungen oder über einen Kanal eintreffender Signale verstanden. Hierzu zählen beispielsweise Musik und Sprache, wobei letztere beispielsweise von einem Hörbuch oder einem Telefonat stammen kann.
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Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens kann die Wiedergabe-Amplitude des in der Audiowiedergabe enthaltenen und von wenigstens einem der ermittelten Geräusch-Frequenzbereiche in seiner Wahrnehmung beeinträchtigten Wiedergabe-Frequenzbereichs durch ihre Vergrößerung über die Geräusch-Amplitude dieses Wiedergabe-Frequenzbereichs hinaus verändert werden. Dies meint, dass beim Auftreten eines Geräuschs wenigstens einer mit einer Wiedergabe-Frequenzbereiche identischer Geräusch-Frequenzbereich als Anlass genommen wird, um die Wiedergabe-Amplitude des Wiedergabe-Frequenzbereichs über die Geräusch-Amplitude des mit diesem identischen Geräusch-Frequenzbereichs anzuheben beziehungsweise zu vergrößern.
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Besonders bevorzugt kann die Veränderung der Wiedergabe-Amplitude eines Wiedergabe-Frequenzbereichs unter Berücksichtigung der menschlichen Hörschwelle in Bezug auf unterschiedliche Frequenzbereiche durchgeführt werden. Dieser Maßnahme liegt die Erkenntnis zugrunde, dass das menschliche Hörverhalten hinsichtlich des Empfindens eines Tons kein lineares Verhältnis zu dessen Amplitude aufweist. Über den Frequenzbereich hinweg weist das menschliche Gehör unterschiedliche Schwellenwerte für die Wahrnehmbarkeit einzelner Frequenzen auf, so dass beispielsweise Frequenzen zwischen 20 und 100 Hertz (niederfrequenter Bereich) einen gegenüber Frequenzen zwischen 1 und 5 Kilohertz (mittelfrequenter Bereich) größeren Schalldruckpegel beziehungsweise eine deutlich größere Amplitude benötigen, um wahrgenommen zu werden. Dies heißt, dass Töne mit unterschiedlichen Frequenzen trotz gleichem Schalldruckpegel als unterschiedlich laut empfunden werden; insofern also einen unterschiedlichen Lautstärkeeindruck hervorrufen.
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Im niederfrequenten Bereich weist das menschliche Hörverhalten eine höhere Auflösung auf, wobei ein hoher Schalldruckpegel in diesem Bereich dazu führt, dass im mitten- bis hochfrequenten Hörbereich liegende Töne bei gleichzeitigem Auftreten nicht mehr oder nur erschwert wahrnehmbar sind. Hierdurch leiden Klangbild und Verständlichkeit einer Audiowiedergabe mitunter erheblich.
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Hierzu kann die Berücksichtigung des Weber-Fechner-Gesetzes erfolgen, wonach sich „die subjektiv empfundene Stärke von Sinneseindrücken proportional zum Logarithmus der objektiven Intensität des physikalischen Reizes verhält“. Weitergehende Zusammenhänge liefert die Stevenssche Potenzfunktion von Stanley Smith Stevens, die als Erweiterung des Weber-Fechner-Gesetzes die Beziehung zwischen der menschlichen Empfindungsstärke und der Reizstärke beschreibt.
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Nach einer besonders bevorzugten Weiterbildung des grundsätzlichen Erfindungsgedankens kann das Geräusch durch wenigstens einen Schallwandler erfasst werden. Der Schallwandler dient dabei der Erfassung des diesen erreichenden Luftschalls des Geräuschs und dessen Umsetzung in entsprechende elektrische Signale. Besonders bevorzugt kann der Schallwandler dabei innerhalb eines zur Wahrnehmung der Audiowiedergabe vorgesehenen Hörbereichs angeordnet sein. Alternativ oder in Ergänzung hierzu ist dessen Anordnung in einer zur Wahrnehmung der Audiowiedergabe vorgesehenen üblichen Hörhöhe. Die Anordnung des Schallwandlers in einem solchen Hörbereich und/oder einer solchen Hörhöhe ermöglicht eine möglichst authentische Erfassung des Geräuschs, so wie dieses in der jeweiligen Situation von einer Person wahrgenommen wird. Hierdurch ist eine überaus stimmige Regelung der Audiowiedergabe möglich.
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Selbstverständlich kann das Geräusch auch durch zwei oder mehr Schallwandler gleichzeitig erfasst werden. Über deren Anordnung gilt das bereits zuvor Gesagte. Insbesondere die hierbei noch bessere und vor allem verteilte Anordnung der Schallwandler ermöglicht eine noch passenderen Abstimmung der Parameter für die Klanganpassung, da die Erfassung des Geräuschs noch mehr der tatsächlichen Wahrnehmung durch eine Person entspricht. Was die Regelung der Audiowiedergabe angesichts mehrere Schallwandler angeht, so kann beispielsweise ein Höchstwert der so gemessenen Geräusch-Amplituden der ermittelten Geräusch-Frequenzbereiche als Basis für die Anhebung beziehungsweise Veränderung wenigstens einer Wiedergabe-Amplitude eines Wiedergabe-Frequenzbereichs herangezogen werden. Alternativ hierzu kann auch zunächst ein Mittelwert der gemessenen Geräusch-Amplituden gebildet werden, welcher dann als Basis für besagte Anhebung beziehungsweise Veränderung dient.
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Vorteilhafterweise kann die Wiedergabe-Amplitude eines Wiedergabe-Frequenzbereichs der Audiowiedergabe mittels Manipulation eines diesem Wiedergabe-Frequenzbereich entsprechenden Equalizer-Frequenzbereichs eines Equalizers verändert werden. Mit anderen Worten dient hier ein Equalizer der selektiven Anpassung der Audiowiedergabe.
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Um eine möglichst unauffällige Veränderung einer oder mehrere Wiedergabe-Amplituden der Audiowiedergabe zu erhalten, sollte diese eine vorteilhafte Trägheit besitzen. Hiernach sollte die Veränderung der Wiedergabe-Amplitude eines Wiedergabe-Frequenzbereichs bevorzugt immer dann durchgeführt werden, sobald die Geräusch-Amplitude eines, beispielsweise mit diesem Wiedergabe-Frequenzbereich identischen, störenden Geräusch-Frequenzbereichs über einen vorgegebenen Zeitraum hinweg unverändert bei einem Wert oder innerhalb eines festgelegten Wertebereichs verbleibt. Damit ist sichergestellt, dass nur dauerhafte und/oder periodische Ereignisse eine erfindungsgemäße Regelung der Audiowiedergabe bewirken, während vereinzelte Geräusche keine solche Regelung nach sich ziehen. Damit ist gewährleistet, dass die Veränderungen der Audiowiedergabe keinen unangenehmen oder gar übertrieben nervösen Eindruck erwecken. Ein abzuwartender Zeitraum kann beispielsweise von drei bis 10 Sekunden reichen, bevor eine geeignete Regelung der Audiowiedergabe erfolgt.
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Nach einer vorteilhaften Weiterentwicklung kann die reine Erfassung eines Geräuschs durch ein darüber hinausgehendes Erkennen weiterer Ereignisse ergänzt werden, um eine möglichst angepasste Regelung der Audiowiedergabe an die jeweilige Situation zu erhalten. So kann ein, eine innerhalb eines vorgegebenen Zeitabschnitts sich wiederholende Schwankungen der Geräusch-Amplitude eines Geräusch-Frequenzbereichs verursachender Auslöser erkannt werden. Nach Erkennung des jeweiligen Auslösers kann dann die Wiedergabe-Amplitude eines, beispielsweise mit dem Geräusch-Frequenzbereich identischen, Wiedergabe-Frequenzbereichs beispielsweise auf einen konstanten Wert oberhalb des Werts der höchsten Geräusch-Amplitude des Geräusch-Frequenzbereichs verändert werden. Alternativ hierzu kann besagte Veränderung auch auf Basis eines Mittels der Werte der schwankenden Geräusch-Amplitude des Geräusch-Frequenzbereichs erfolgen.
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Ein solcher Auslöser kann eine sich wiederholende bauliche Ausgestaltung entlang eines Straßenabschnitts sein, die beim Vorbeifahren mit einem Fahrzeug periodisch auftretende Geräusche veranlasst. Beispielhaft sei hierzu die Anordnung von Fahrwegsbegrenzungen wie etwa Leitbaken oder in gleichmäßigen Abständen angeordneter Bäume genannt. Deren Erkennung kann bevorzugt über einen geeigneten Sensor erfolgen, wie etwa ein optisches System. Hierzu zählen beispielsweise Kameras und/oder Radarsysteme. Selbstverständlich kann das jeweilige Erkennen derartiger Auslöser auch auf Basis gespeicherter Daten erfolgen, so wie sie beispielsweise Straßenkarten für die Fahrzeugnavigation zugeordnet und mittels GPS-Unterstützung an der jeweiligen Stelle entnommen werden können. Selbstverständlich ist auch eine gleichzeitige Nutzung des Vorgenannten denkbar.
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Das nunmehr vorgestellte erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine qualitativ deutlich bessere automatische Anpassung einer Audiowiedergabe im Hinblick auf ein oder mehrere diese störende Geräusche. Insbesondere die selektive Veränderung der Audiowiedergabe ermöglicht es, störende Geräusch-Frequenzbereiche durch eine selektive Anhebung nur der damit identischen Wiedergabe-Frequenzbereiche der Audiowiedergabe zu übertönen. Alternativ oder ergänzend hierzu können auch andere Wiedergabe-Frequenzbereiche so verändert werden, dass die Anwesenheit der Geräusch-Frequenzbereiche eines Geräuschs keine störende oder gar auslöschende Wirkung auf Teile der Audiowiedergabe mehr erhält.
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Weiterhin ist die Erfindung auf eine Anordnung zur Durchführung des zuvor erläuterten erfindungsgemäßen Verfahrens gerichtet, welche wenigstens einen mit einer Schaltung verbundenen Schallwandler, insbesondere ein Mikrofon, sowie ein Mittel zur automatischen Regelung einer Audiowiedergabe umfasst. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird an dieser Stelle zunächst auf die näheren Ausführungen hierzu im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren verwiesen.
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Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der erfindungsgemäßen Anordnung kann das Mittel zur automatischen Regelung einer Audiowiedergabe ein Equalizer sein. Hierzu besitzt der Equalizer getrennt voneinander veränderbare Frequenzbänder beziehungsweise Equalizer-Frequenzbereiche. Eine möglichst hohe Anzahl an Frequenzbändern beziehungsweise Equalizer-Frequenzbereichen ist dabei von Vorteil, um eine für die hörende Person möglichst akzeptable Genauigkeit in der jeweiligen Frequenzanpassung zu erhalten. Demgegenüber würde eine beschränkte Anzahl an einstellbaren Frequenzbändern zu einer nur stufenweise möglichen Anpassung führen, was die Charakteristik des Klangs in eine unerwünschte da als abrupt wahrnehmbare Anpassung verändern würde.
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Weiterhin kann die erfindungsgemäße Anordnung ein Mittel aufweisen, welches zur, insbesondere optischen, Erkennung eines innerhalb eines vorgegebenen Zeitabschnitts wiederholende Schwankungen der Geräusch-Amplitude eines Geräusch-Frequenzbereichs verursachenden Auslösers dient. Hierbei kann es sich beispielweise um einen geeigneten Sensor, ein Kamera- und/oder ein Radarsystem handeln. Alternativ oder ergänzend hierzu kann das Mittel auch auf zuvor gespeicherte Daten zurückgreifen, die beispielsweise in Straßenkarten enthalten sein können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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