DE19726271C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Nachbildung von Maschinengeräuschen - Google Patents

Abstract

Ein Verfahren zur Simulation von Maschinen-, Fahrzeug- oder Fahrzeuginnenraumgeräuschen, die sich in der Realität in Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern verändern, die in der Realität jeweils Werte aus realen Parameterwertebereichen annehmen können, umfaßt die Aufzeichnung von Stichproben von Originalgeräuschen bei unterschiedlichen diskreten Parameterwerten und die Erzeugung von Geräuschen für vorgegebene Parameterwerte, die außerhalb der realen Parameterwertebereiche und zwischen den diskreten Werten liegen können, durch Wiedergabe von zumindest einer Stichprobe, wobei die Stichprobe(n) gegebenenfalls derart verändert wiedergegeben wird (werden), daß die erzeugten Geräusche im wesentlichen den Originalgeräuschen entsprechen, die sich bei den vorgegebenen Parameterwerten in der Realität ergeben würden.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Nachbildung von Maschinengeräuschen und insbesondere von Fahrzeuggeräuschen der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art, sowie auf eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Entwicklung, Auslegung und Erprobung von Fahrzeugen oder Maschinen aller Art werden in zunehmendem Maße Nachbildungs- oder Simulationssysteme eingesetzt. Ähnliche Systeme werden auch verwendet, um bei Messen und Präsentationen potentiellen Interessenten Eindrücke von Fahrzeugen oder Maschinen zu vermit­ teln, die möglicherweise noch gar nicht gebaut wurden. Ferner sind derartige Anordnungen auch im Freizeit- und Spielebereich zu finden. Zum Aufbau solcher Simulatoren werden Rechner eingesetzt, die das Verhalten eines Fahrzeugs oder einer Maschine durch Rechnerprogramme nachbilden.

Aus der DE-26 08 347 A1 ist beispielsweise ein Verfahren zur Simulation periodischer Töne oder Geräusche mittels elektro­ nischer Schaltungen bekannt. Dabei ist vorgesehen, daß ein oder mehrere Originaltöne digitalisiert und als jeweilige Kette von Abtastungen geespeichert werden. Weiterhin schlägt diese Druckschrift bereits vor, zur Erzeugung typischer Ein­ schwingvorgang-Geräusche, wie z. B. dem Anfahren oder Auslaufen von Turbinen oder Motoren, das Lesen der gespeicherten Ketten von Abtastungen mit einer jeweils ansteigenden oder abfallenden Frequenz vorzunehmen.

Insbesondere bei der manuellen Bedienung eines Simulators durch den Menschen, aber auch beim automatischen Ablauf von Betriebs­ zyklen auf dem Simulator sind akustische Rückmeldungen der beim Betrieb von Fahrzeugen oder Maschinen auftretenden Geräusche von großer Bedeutung, um deren Verhalten zu beurteilen. Ein bekann­ tes Beispiel hierfür ist, daß Autofahrer beim Schalten der Gänge eher auf das Motorgeräusch hören, als sich an der Anzeige des Drehzahlmessers zu orientieren. Daneben sind weitere Anwendungen denkbar, um beispielweise bei ferngesteuerten Fahrzeugen oder Maschinen dem Bediener akustische Informationen über den Betriebszustand der ferngesteuerten Anlage zu geben.

Obwohl nachstehend speziell die Anwedung derartiger Verfahren auf Kraftfahrzeuge erläutert wird, sind derartige Verfahren allgemein auf Maschinen aller Art anwendbar, bei deren Betrieb Geräusche auftreten.

Fahrzeuge in diesem Sinne schließen sowohl Straßenfahrzeuge, wie Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Krafträder, landwirtschaft­ liche Fahrzeuge, schienengebundene Fahrzeuge als auch Luft- und Wasserfahrzeuge ein. Dies schließt auch Teile oder Teilsysteme der genannten Fahrzeugarten ein.

Maschinen können in diesem Zusammenhang Kraftmaschinen, Arbeits­ maschinen, Werkzeugmaschinen, Maschinenanlagen, sowie Systeme, Teilsysteme und Bestandteile der genannten Arten von Maschinen sein. Dies schließt auch Anlagen im Bereich der Gebäude-, Transport- und Fertigungstechnik ein.

Im Betrieb von Kraftfahrzeugen treten beispielsweise die folgen­ den typischen Geräusche auf, die sich in kontinuierliche Ge­ räusche, die beliebig lang andauern können, wie zum Beispiel Motorgeräusche, Getriebegeräusche, Windgeräusche, Reifenge­ räusche, sowie in einmalige Geräuschereignisse mit einer begrenzten Dauer, wie Startvorgang bei einem Verbrennungsmotor, Schließen einer Fahrzeugtür und dergleichen, unterteilen lassen und entsprechend nachgebildet werden müssen.

Beispielsweise wird das Geräusch eines Verbrennungsmotors im wesentlichen von den beiden Parametern Drehzahl und Drehmoment beeinflußt. Das im Inneren eines Fahrzeugs hörbare Windgeräusch wird im wesentlichen von dem Parameter Fahrgeschwindigkeit beeinflußt.

Zur Erzeugung von Geräuschen wurden verschiedene Verfahren ein­ gesetzt, von denen einige vor allem im Musikbereich gebräuchlich sind, wo sie zur Nachbildung von Musikinstrumenten oder zur Erzeugung synthetischer Klänge eingesetzt werden. Die Verfahren wurden für musikalische Anwendungen als Synthesizer und Sampler implementiert. Die Anwendung zur Nachbildung von Maschinen­ geräuschen ist jedoch nicht ohne weiteres möglich.

Eines dieser Verfahren ist als synthetische Erzeugung durch additive Synthese bekannt. Dieses Verfahren verwendet die künstliche Erzeugung von Sinusschwingungen mit bestimmten Frequenzen und Amplituden, die anschließend addiert werden. Auf diese Weise erzeugte Geräusche können dynamisch verändert werden; der subjektive Klangeindruck wird jedoch als künstlich und leblos empfunden, da die geringen, stochastischen Veränderungen natür­ licher Klänge fehlen, die zum Beispiel bei Verbrennungsmotoren durch kleine Unterschiede im Verbrennungsverlauf bei den einzelnen Arbeitsspielen hervorgerufen werden.

Bei der synthetischen Erzeugung von Tonsignalen durch Modula­ tionsverfahren werden Sinussignale erzeugt, die einander auf vielfältige Weise mittels aus der Nachrichtentechnik bekannter Modulationsverfahren beeinflussen. Auf diese Weise lassen sich vielfältige Klangsspektren erzeugen, die jedoch nur mit großem Aufwand einem natürlichen Klang angenähert werden können.

Bei der elektronischen Musik ist weiterhin das Wavetable- Verfahren verbreitet, bei dem aus einem periodischen akustischen Signal eine Stichprobe entnommen wird, die exakt die Dauer einer Periode dieses Signals besitzt. Als Stichprobe wird hierbei ein Ausschnitt beliebiger Dauer bezeichnet, der aus dem Klang eines realen Musikinstruments entnommen und in digitaler Form als Folge von Abtastwerten gespeichert wird, die zu einem diskreten Zeitpunkt gemessen werden. Die Abtastwerte dieser Stichproben werden digital abgespeichert. Bei der Geräuscherzeugung wird diese Stichprobe fortlaufend wiederholt. Dadurch ergibt sich ein Klang, dessen spektrale Zusammensetzung zwar dem Originalklang weitgehend entspricht, jedoch trotzdem einen künstlichen Höreindruck hervorruft. Die Ursache hierfür ist, daß die meisten natürlichen Klänge, wie bereits erwähnt, nicht streng periodisch sind, sondern daß geringe, stochastische Veränderungen von Periode zu Periode auftreten, die bewirken, daß sich auch die spektrale Zusammensetzung des Klangs über der Zeit leicht verändert.

Ein weiteres Verfahren ist das Sampling-Verfahren, das im Bereich der elektronischen Musik häufig eingesetzt wird. Das Sampling-Verfahren besteht aus mehreren Teilverfahren, die hier als Methoden bezeichnet werden sollen.

Beim Sampling-Verfahren werden Stichproben aus dem Klang eines realen Musikinstruments entnommen und in digitaler, zeitdis­ kreter Form gespeichert. Bei Musikinstrumenten, die Klänge von kurzer Dauer oder Klänge mit geringen harmonischen Anteilen erzeugen (z. B. Schlaginstrumente), entspricht die Dauer einer Stichprobe zumeist der Dauer des natürlichen Klangs. Bei Instrumenten, die kontinuierliche Klänge beliebiger Dauer erzeugen können (z. B. Blas- und Streichinstrumente, Orgel) wird als Stichprobe nur ein zeitlich begrenzter Ausschnitt entnommen. Während der Aufzeichnung werden normalerweise die Tonhöhe und die Lautstärke konstant gehalten.

Beim sogenannten Multisampling werden mehrere Stichproben bei verschiedenen Tonhöhen und verschiedenen Lautstärken entnommen, beispielsweise in Tonintervallen im Quintabstand jeweils bei zwei Lautstärkewerten.

Bei der elektronischen Nachbildung der Klänge werden diese gespeicherten Stichproben in unveränderter oder modifizierter Form wiedergegeben Da zumeist nicht für jede Tonstufe eine eigene Stichprobe abgespeichert wurde, werden die fehlenden Tonhöhen dadurch nachgebildet, daß die Abtastfrequenz bei der Wiedergabe des gespeicherten Signals gegenüber der Abtastfre­ quenz bei der Aufnahme verändert wird. Eine höhere Abtastfre­ quenz ergibt einen höheren Ton, eine kleinere Abtastfrequenz ergibt einen tieferen Ton. Beim Multisampling wird dieses Vorgehen jeweils auf diejenige Stichprobe angewandt, die am nächsten bei der gewünschten Tonhöhe liegt Eine Variation der Lautstärke wird für jede Stichprobe durch Änderung der Amplitude erreicht. Beim Multisampling wird zur Realisierung verschiedener Lautstärkestufen diejenige Stichprobe wiedergegeben, die der gewünschten Lautstärke am nächsten kommt.

Zur Erzeugung von Tönen beliebiger Dauer wird die Methode der Schleifenbildung eingesetzt. Dabei wird eine Anzahl von digital gespeicherten Abtastwerten, deren Abfolge eine Stichprobe bildet, nacheinander mit konstanter oder variabler Abtastfre­ quenz ausgegeben. Wenn der letzte Abtastwert der Stichprobe erreicht ist, beginnt die Ausgabe ohne Verzögerung (also mit der nächsten Periode der Abtastfrequenz) erneut mit dem ersten Abtastwert.

Eine Verbesserung des Sampling-Verfahrens stellt das sogenannte Cross-Sampling dar. Hierbei werden zwei Stichproben mit einem festen Amplitudenverhältnis gemischt. Falls, wie bereits oben erwähnt, eine Tonhöhe erzeugt werden soll, die zwischen den Tonhöhen zweier gespeicherter Stichproben liegt, werden diese beiden Stichproben vorher durch Variation der Abtastfrequenzen auf die gleiche Tonhöhe gebracht. Durch das Cross-Sampling können musikalische Klänge, deren Tonhöhe und Lautstärke im Bereich zwischen den gespeicherten Stichproben liegt, naturgetreuer nachgebildet werden.

Keines der vorstehend erläuterten Verfahren ermöglicht die realistische Erzeugung von Fahrzeug- und Maschinengeräuschen im Simulationsbetrieb in zufriedenstellender Weise. Insbesondere ermöglichen es die bekannten Verfahren nicht, die nachgebildeten Maschinengeräusche bei kontinuierlichen und schnellen Verände­ rungen von geräuschbestimmenden Parametern wie Geschwindigkeit, Drehzahl oder Drehmoment hinreichend schnell anzupassen, damit der Zuhörer keine Verzögerungen oder Sprünge im Geräusch wahr­ nimmt. Des weiteren liefert keines der Verfahren stets natur­ getreue Geräusche, wenn ein oder mehrere der Parameter über den gesamten Wertebereich variiert werden. Weiterhin sind die bekannten Verfahren zum Teil mit einem hohen Kostenaufwand verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von den vorstehend beschriebenen Sampling-Vefahren ein universell einsetzbares Verfahren bereitzustellen, mit dem beliebige Fahrzeug- und Maschinengeräusche dynamisch in möglichst natur­ getreuer Weise erzeugt werden können, das echtzeitfähig ist und das die Unzulänglichkeiten der bisherigen Verfahren beseitigt.

Weiterhin soll eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung geschaffen werden.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 bzw. 7 angegebenen Merkmale gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ergibt sich der Vorteil, daß die Anzahl der Parameter, von denen ein Geräusch abhängen kann, nicht durch das Verfahren, sondern nur durch die Leistungsfähig­ keit der jeweils verwendeten Geräte begrenzt ist. Die erzeugten Geräusche können beliebig genau den Originalgeräuschen ange­ nähert werden, indem die Anzahl der Stichproben erhöht wird.

Das Verfahren eignet sich zur Erzeugung aller Geräuscharten, für die eine Abhängigkeit von einem oder mehreren Parametern gefunden werden kann.

Das Verfahren eignet sich gleichermaßen zur Erzeugung kontinu­ ierlicher Geräusche und einmaliger Geräuschereignisse. Theore­ tisch können beliebig viele Geräusche gleichzeitig erzeugt werden.

Die zur Duchführung des Verfahrens verwendete Geräuscherzeu­ gungseinheit kann an jeden Rechnertyp angekoppelt werden, wobei die Software zur Ansteuerung der Geräuscherzeugungseinheit nur eine geringe Rechenleistung erfordert.

Schließlich ist das Verfahren einfach zu handhaben, und die notwendigen Geräte sind im Vergleich zum Gesamtaufwand eines leistungsfähigen Simulationssystems preiswert.

Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie der zur Durchführung des Verfahrens verwendeten Geräte werden nachfolgend anhand der Zeichnungen noch näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Darstellung eines Schemas für Stichprobenentnahme aus einem Motorgeräusch,

Fig. 2 eine Darstellung der Verschiebung der diskreten Anteile im Spektrum am Beispiel der Drehzahlvariation bei einem Verbrennungsmotor,

Fig. 3 eine schematische Darstellung der Mischung mehrerer Stichproben durch Amplitudensteuerung und Änderung der Abtastfrequenz,

Fig. 4 ein Beispiel für die Kombination für einmaligen und kontinuierlichen Geräuscherzeugnissen am Beispiel eines Verbrennungsmotors,

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel einer Geräuscherzeu­ gungseinheit gemäß der Erfindung,

Fig. 6 ein Ausführungsbeispiel einer einzelnen Sampling-Einheit der Ausführungsform nach Fig. 5,

Fig. 7 eine Ausführungsform eines Signalflußdiagramms des Rechnerprogramms zur Ansteuerung der Geräuscherzeugungs­ einheit,

Fig. 8 eine schematische Darstellung zur Ableitung von Gleichungen zur Berechnung von Amplitudenverläufen in Abhängigkeit von einem Parameter,

Fig. 9 eine Veranschaulichung des Zusammenwirkens mehrerer Amplitudenverläufe nach Fig. 8 bei der Mischung von Stichproben.

Obwohl das erfindungsgemäße Verfahren nachfolgend anhand eines speziellen Beispiels der Nachbildung eines Motorgeräsches be­ schrieben wird, sind das erfindungsgemäße Verfahren und die beschriebenen Ausführungsformen der zur Durchführung des Ver­ fahrens verwendeten Geräte allgemein zur Nachbildung von Maschinengeräuschen geeignet, so daß die nachfolgende Beschrei­ bung keinerlei Beschränkung auf die spezielle Ausführungsform darstellen soll.

Zum besseren Verständnis des erfindungsgemäßen Verfahren sollen zunächst einige theoretische Grundlagen beschrieben werden, wobei die einzelnen Teilschritte des Verfahrens in der Reihenfolge beschrieben werden, in der sie bei der An­ wendung des Verfahrens durchgeführt werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren basiert auf dem Grundgedanken, daß sich die meisten Fahrzeug- oder Maschinengeräusche (z. B. ein Motorgeräusch), die von einem oder mehreren unabhängigen Parametern (z. B. der Motordrehzahl und dem Drehmoment) abhängen, bei kontinuierlicher Variation dieser Parameter nicht sprunghaft verändern, sondern über einen gewissen Wertebereich dieser Parameter ihre klangliche Zusammensetzung im wesentlichen beibehalten. Deshalb verwendet das erfindungsgemäße Verfahren eine begrenzte Anzahl von Stichproben von Originalgeräuschen, die aufgenommen, unter Zuordnung zu den jeweiligen bei der Aufnahme vorliegenden Parametern gespeichert und auf nachstehend beschriebene Weise kontinuierlich skaliert und miteinander verknüpft werden. So wird erreicht, daß auch für Parameter oder Parameterkombinationen, für die keine Stichprobe zur Verfügung steht, das Geräusch mit guter Qualität nachgebildet werden kann (Interpolation und Extrapolation). Es wird also eine stufenlose und dynamische Veränderung des erzeugten Geräusches ermöglicht, die bei kontinuierlicher Variation der Parameter in guter Näherung auch im Originalgeräusch auftritt.

Bei mehreren Parametern (mehrdimensionale Form des Verfahrens) werden die Stichproben bei diskreten Kombinationen von Parametern entnommen. Fig. 1 zeigt als Beispiel ein Schema für die Entnahme von Geräusch-Stichproben (markiert durch schwarze Punkte) eines Motors bei verschiedenen Betriebszuständen, die sich aus den Kombinationen der beiden unabhängigen Parameter Drehzahl und Drehmoment ergeben. Die Wahl der diskreten Parameterkombinationen zur Stichprobenentnahme erfolgt nach dem subjektiven Höreindruck und aus Erfahrung. Die Kombinationen können frei gewählt werden, müssen also keine festgelegten Abstände aufweisen. Dies hat den Vorteil, daß in einem Parame­ terbereich, in dem starke Veränderungen eines Geräusches auftre­ ten, durch kleinere Abstände zwischen den Parameterkombinationen mehr Stichproben entnommen werden können. So kann eine beliebige Verfeinerung und damit Verbesserung der Qualität erreicht werden, wobei die praktischen Grenzen nur durch die technischen Möglichkeiten der verwendeten Ausrüstung gegeben sind.

Die folgenden Ausführungen beziehen sich auf die Erzeugung eines einzelnen Fahrzeug- oder Maschinengeräusches. Sollen mehrere Geräusche gleichzeitig erzeugt werden, so werden die nachfol­ gend beschriebenen Methoden unter Verwendung einer entsprechen­ den Anzahl der weiter unten beschriebenen Geräuscherzeugungs­ einheiten zeitgleich mehrfach ausgeführt

Die obengenannten Stichproben werden mit einem Aufnahmegerät (z. B. analoges oder digitales Tonbandgerät) an der Geräusch­ quelle (Fahrzeug oder Maschine oder Teil davon, z. B. Motor, Lüfter) aufgenommen. Während der Dauer der Aufnahme jeder Stichprobe werden die Parameter nicht verändert (z. B. konstante Drehzahl und konstantes Drehmoment bei einem Motor).

Die Dauer der Stichproben entspricht der Mindestzeit, die benötigt wird, damit bei einer Schleifenbildung der Stichprobe für kontinuierliche Geräusche ein naturgetreuer Klangeindruck entsteht. Diese Zeit wird durch Versuche ermittelt oder ist aus Erfahrung bekannt. Bei einmaligen Geräuschereignissen entspricht die Dauer der Stichprobe der gesamten Zeit, die das echte Klangereignis vom Beginn bis zum Ende benötigt.

Die aufgenommenen Stichproben werden dann mit Hilfe geeigneter Geräte auf eine gleiche Maximalamplitude skaliert, damit bei der späteren Geräuscherzeugung keine Lautstärkeunterschiede bei der Mischung mehrerer Stichproben auftreten. Zur Erreichung eines möglichst naturgetreuen Klangeindrucks und unter Verwendung geeigneter Geräte können die Stichproben weiter nachbearbeitet werden, wobei unter anderem eine Bewertung mit einem Frequenz­ gang (Filterung) eingesetzt werden kann.

Bei der späteren Geräuscherzeugung im Simulationsbetrieb werden die aufgenommenen und nachbearbeiteten Geräusch-Stichproben mit einer geeigneten technischen Anordnung so skaliert und mitein­ ander gemischt, daß auch Geräusche, die in den Zwischenräumen der in Fig. 1 dargestellten Parameterkombinationen auftreten, stationär oder instationär nachgebildet werden. Es kommt eine Kombination mehrerer Methoden zum Einsatz, deren Anwendbarkeit von der Charakteristik des jeweiligen Geräusches abhängt:

Eine erste dieser Methoden ist die Schleifenbildung bei kontinu­ ierlichen Geräuscharten, die in der Realität beliebig lange andauern können, also länger als die aufgenommenen Stichproben sind. Hierbei wird durch Hörversuche oder mit Hilfe geeigneter Rechnerprogramme ein Ausschnitt aus jeder Stichprobe ermittelt, der als Schleife immer wieder von vorne abgespielt werden kann, ohne daß bei dieser Wiederholung Störungen wie Knacken oder Lautstärkesprünge auftreten. Der Ausschnitt muß lang genug sein, um die vorstehend erwähnten stochastischen Veränderungen natürlicher Geräusche zu enthalten.

Eine zweite Methode ist die Variation der Abtastfrequenz, die für Geräusche geeignet ist, die ausgeprägte Anteile bei diskreten Frequenzen in ihrem Spektrum haben.

Oftmals sind diese Geräusche von einem Parameter abhängig, dessen Variation zu einer Verschiebung der Spektrallinien im Spektrum zu höheren oder tieferen Frequenzen führt, wobei sich die Amplituden der Spektrallinien bei geringfügiger Variation dieses Parameters nur wenig ändern. Ein solcher Parameter wird im folgenden als frequenzbestimmender Parameter bezeichnet. Ein häufig auftretendes Beispiel für diesen Parametertyp ist die Drehzahl eines rotierenden Fahrzeug- oder Maschinenteils, beispielsweise die Kurbelwellendrehzahl eines Hubkolbenmotors.

Fig. 2 veranschaulicht beispielhaft die Verschiebung der Spektrallinien eines Motorgeräusches bei Verdoppelung der Motordrehzahl.

Dieser Effekt kann nachgebildet werden, indem die Abtastfrequenz einer digital aufgenommenen Stichprobe bei der Wiedergabe der Stichprobe im Simulationsbetrieb variiert wird. Bei einer Verdoppelung der Abtastfrequenz findet genau die gleiche Verschiebung der Spektrallinien wie in Fig. 2 abgebildet, statt. Dagegen ändern sich die Amplituden der einzelnen Linien nicht. Diese Amplitudenänderung kann, sofern notwendig, mit den weiter unten dargestellten Methoden bewirkt werden In Fig. 7 sind die mathematischen Zusammenhänge dargestellt, die zur Berechnung der notwendigen Abtastfrequenzen beim Vorliegen eines frequenzbe­ stimmenden Parameters verwendet werden

Eine weitere Gruppe von Fahrzeug- oder Maschinengeräuschen ist derart beschaffen, daß sich bei Variation eines 'Amplitudenpara­ meters' die Gesamtlautstärke und die spektrale Zusammensetzung (die Verteilung der einzelnen Spektrallinien bzw. der kontinu­ ierlichen Frequenzanteile im Frequenzspektrum) des betreffenden Geräusches ändert. Beispielsweise ändern sich bei Variation des Drehmoments eines Verbrennungsmotors die Amplituden der diskreten Spektrallinien, während deren Lage im Frequenzband konstant bleibt, sofern die Drehzahl konstant gehalten wird.

Diese Variation der spektralen Zusammensetzung kann beim nachgebildeten Geräusch durch kombinierte Anwendung folgender Methoden zusätzlich zu den bereits genannten ersten und zweiten Mthoden bewirkt werden:

• 1. Mischung mehrerer Stichproben
• 2. Änderung der Amplituden der Stichproben
• 3. Bewertung der Stichproben mit einem Frequenzgang über ein geeignetes Filter

Werden ein oder mehrere Parameter bei der Geräuscherzeugung so stark verändert, daß ein natürlicher Klangeindruck durch ausschließliche Skalierung einer einzelnen Stichprobe mit den vorstehend beschriebenen Methoden nicht mehr erreichbar ist, so werden zwei oder mehrere benachbarte Stichproben gemischt. Der Begriff 'benachbart' bezieht sich auf die in Fig. 1 beispielhaft dargestellte Verteilung von Stichproben in einem Feld von diskreten Parameterkombinationen, wobei dieser Begriff auch für die Verteilung von Stichproben in einem Parameterraum beliebiger Dimension verwendet wird.

Eine eindimensionale Mischung von Stichproben ist für den Fall geeignet, bei dem ein Geräusch lediglich von einem Parameter abhängt. Dieser Parameter kann der frequenzbestimmende Parameter sein, kann jedoch auch gleichzeitig andere Eigenschaften des Geräusches beeinflussen (z. B. die Amplitude).

Bei der Überblendung von einer Stichprobe zur benachbarten Stichprobe wird die Amplitude der ersten Stichprobe kontinuier­ lich vermindert und die der benachbarten Stichprobe erhöht. Falls der Übergang durch Variation eines frequenzbestimmenden Parameters ausgelöst wird, so wird die beschriebene Änderung der Abtastfrequenz auf beide Stichproben angewandt, und zwar so, daß die erste Stichprobe schneller (mit größerer Abtastfrequenz) und die zweite Stichprobe langsamer (mit kleinerer Abtastfrequenz) wiedergegeben wird, so daß beide Stichproben den gleichen subjektiven Tonhöheneindruck ergeben. Das bedeutet physikalisch, daß die diskreten Spektralanteile beider Stichproben nahezu bei den gleichen Frequenzen liegen. Durch Mischung (Addition) dieser Stichproben ergibt sich ein subjektiver Höreindruck, der zwischen den Höreindrücken der beiden reinen Stichproben liegt.

Dieser Mischvorgang wird in Fig. 3 am Beispiel der drehzahlab­ hängigen Erzeugung eines Motorgeräusches aus drei Stichproben dargestellt. Die schwarzen Punkte geben die Drehzahlen und relativen Abtastfrequenzen an, bei denen die Stichproben aus dem originalen Motorgeräusch entnommen werden. Die Kurven im oberen Teil von Fig. 3 geben die Amplituden an, mit der die jeweilige Stichprobe vor der Mischung bewertet wird. Dies ist ein Beispiel für die eindimensionale Form des Verfahrens.

Es sei darauf hingewiesen, daß der Begriff "Amplitude" in den Fig. 2, 3, 5, 7, 8 und 9 und in den Gleichungen in Fig. 8 nicht mit der elektrischen Spannung identisch ist, die bei der Aufnahme oder Wiedergabe von Stichproben an den jeweiligen Ein- und Ausgängen meßbar ist. Vielmehr muß diese Größe als Lautstärkeempfindung interpretiert werden. Da jedoch die Abhängigkeit der Lautstärkeempfindung von der physikalischen Größe Spannung relativ komplex ist (logarithmischer Zusammenhang und zusätzliche Bewertung mit einer Gehörkurve), wird hier aus Gründen der Übersichtlichkeit durchgängig darauf verzichtet, diese Zusammenhänge in Formeln und Bildern einzubringen.

Bei Bedarf werden die genannten Skalierungen innerhalb der in Fig. 5 dargestellten Amplitudenmodulatoren 10, 11, 12 vorgenommen. Die Eingangsgröße 'Amplitude' eines solchen Amplitudenmodulators bezeichnet also die Soll-Lautstärke des jeweiligen Signals, wobei der Wert 0 als 'nicht hörbar' und der Wert 1 als 'maximale Lautstärke' vom Amplitudenmodulator interpretiert werden.

Als besonders geeignet für die meisten Geräuscharten hat sich die Berechnung der Amplituden anhand den Gleichungen in Fig. 8 erwiesen. Diese Gleichungen besitzen als Freheitsgrade für jede Stichprobe zwei Parameterwerte, zwischen denen nur diese Stichprobe mit der Amplitude 1 wiedergegeben wird. Diese zwei Werte können frei gewählt werden, was vorteilhaft ist, falls die Stichproben nicht in äquidistanten Schritten aufgenommen wurden. Die Anwendung dieser Gleichungen ist jedoch nicht zwingend erforerlich. Es können bei Bedarf auch andere Amplitudenverläufe vorgegeben werden. Dabei sollte zur Erreichung eines gleichmäßi­ gen Höreindrucks jedoch beachtet werden, daß die Summe der Amplituden aller Stichproben stets den Wert 1 aufweist.

Einzelheiten zur Berechnung der Abtastfrequenz- und Amplituden­ werte nach den Gleichungen in den Fig. 7 und 8 werden weiter unten erläutert.

Die Anzahl der unabhängigen Parameter (die Dimension des Verfahrens) ist theoretisch nicht beschränkt. Bei Abhängigkeit eines Geräusches von mehreren Parametern gelten die vorstehenden Aussagen sinngemäß für die Übergänge zwischen mehreren Stich­ proben, die in einem mehrdimensionalen Feld aus Parameterkombi­ nationen entnommen wurden. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist es sinnvoll, die Stichproben in einem regelmäßigen 'Gitternetz' von Parameterkombinationen (wie in Fig. 1 beispielhaft für den zweidimensionalen Fall dargestellt) zu entnehmen. Dies ist jedoch nicht zwingend notwendig.

Im mehrdimensionalen Fall werden die Gleichungen zur Berechnung der Amplitudenverläufe so erweitert, daß sich auch im mehrdimen­ sionalen Parameterraum sinngemäß die in Fig. 9 eindimensional dargestellten Übergänge zwischen den verschiedenen Stichproben ergeben, wobei auch in diesem Fall der rampenförmige Verlauf der Amplituden gut geeignet, jedoch nicht zwingend erforderlich ist.

Wie im eindimensionalen Fall kann auch hier einer der Parameter ein frequenzbestimmender Parameter sein, aus dem die Abtast­ frequenzen für die Stichproben unter Verwendung der in Fig. 7 angegebenen Gleichungen berechnet werden Beim mehrdimensionalen Verfahren dürfen beliebig viele Parameter gleichzeitig variiert werden.

Durch gezielte, gleichzeitige Anwendung einer Kombination der vorstehend beschriebenen Methoden kann bei kontinuierlicher Variation eines oder mehrerer Parameter ein fließender und schneller Übergang zwischen allen verwendeten Stichproben erzielt werden, der vom Hörer nicht wahrgenommen wird.

Das beschriebene Verfahren ist auch geeignet, um fließende Übergänge zwischen einmaligen Geräuschereignissen und kontinuierlichen Geräuschen zu erzeugen. Dieser Fall tritt in der Realität häufig auf und ist in Fig. 4 am Beispiel des Geräusches eines Verbrennungsmotors dargestellt.

Das Anlassgeräusch ist ein einmaliges Geräuschereignis. Die gespeicherte Stichprobe beinhaltet den Anlassvorgang bis zum Erreichen der Leerlaufdrehzahl. Diese Stichprobe wird auf eine weitere Stichprobe überblendet, die bei konstanter Leerlauf­ drehzahl ohne Last aufgenommen wurde und auf die die Methode der Schleifenbildung angewandt wird (kontinuierliches Geräusch). Bei der Erzeugung der Geräusche, die der Motor beim Betrieb mit dynamischen Parametern abgibt, wird zwischen mehreren Stich­ proben überblendet. Beim Abstellen des Motors wird bei Unter­ schreiten der Leerlaufdrehzahl auf eine weiter Stichprobe überblendet, die das einmalige Geräuschereignis 'Abstellen des Motors' enthält.

Versuche im Rahmen der Entwicklung des beschriebenen Verfahrens haben gezeigt, daß die dargestellten Skalierungsmethoden auch auf transiente Geräusche (Beispiel: Das Schließen einer Fahrzeugtür) und auf kontinuierliche stochastische Geräusche, d. h. Geräusche mit Rauschanteil (Beispiel: Windgeräusche), angewandt werden können.

Nachdem vorstehend die Grundlagen des erfindungsgemäßen Verfahrens erläutert wurden, werden nachfolgend bevorzugte Ausführungsformen von Geräten näher erläutert, die auch dem weiteren Verständnis des Verfahrens dienen.

Zur Erzeugung von Geräuschen im Simulationsbetrieb aus den nachbearbeiteten Stichproben und zur Durchführung der beschriebenen Skalierungsmethoden des Verfahrens wird eine elektronische Schaltung mit den nachfolgend beschriebenen Eigenschaften verwendet. Jede Anordnung, die diese Eigenschaften besitzt, wird im folgenden als Geräuscherzeugungseinheit bezeichnet:

Die elektronische Schaltung ist in der Lage, Geräusch-Stich­ proben in Zuordnung zu den bei ihrer Aufnahme vorliegenden Parametern in digitaler Form zu speichern bzw. analog aufgenommene Stichproben in diese digitale Form zu wandeln.

Die Zuordnung kann hierbei dadurch erfolgen, daß die Stichproben an den Parametern zugeordneten Speicheradressen gespeichert werden, oder daß die Stichproben zusammen mit der Parameter­ information gespeichert werden.

Durch zeitkontinuierliche Ansteuerung mittels geeigneter Steuer­ signale (analoge oder digitale Signale) kann die elektronische Schaltung dazu veranlaßt werden, die gespeicherten Stichproben wiederzugeben und dabei die vorstehend beschriebenen Skalie­ rungsmethoden zeitkontinuierlich auf die Stichproben anzuwenden.

Die elektronische Schaltung besitzt Signalausgänge, über die das erzeugte Geräusch mittels geeigneter Verstärker und Lautsprecher hörbar gemacht werden kann.

Die Geräuscherzeugungseinheit ist in der Lage, folgende Skalierungen an einer oder mehreren Stichproben gleichzeitig und in Echtzeit auszuführen, um die vorstehend beschriebenen Methoden praktisch umzusetzen.

• a) Schleifenbildung für die Stichproben
• b) Kontinuierliche Änderung der Abtastfrequenz
• c) Kontinuierliche Änderung der Amplitude
• d) Mischung der nach a), b), und c) modifizierten Stichproben
• e) ggfs. Filterung (Bewertung der Stichproben mit einem Frequenzgang, nicht zwingend erforderlich)

Fig. 5 zeigt anhand eines Blockschaltbildes die Funktionalität einer Geräuscherzeugungseinheit zur Erzeugung eines einzelnen Geräusches, während in Fig. 6 Einzelheiten der Sampling-Ein­ heiten dieser Geräuscherzeugungseinheit dargestellt sind.

Die Geräuscherzeugungseinheit nach Fig. 5 besteht aus n identi­ schen Kanälen, von denen lediglich drei Kanäle dargestellt sind. Die Anzahl n entspricht der begrenzten Anzahl der Stichproben, die bei der Aufzeichnung des Originalgeräusches aufgenommen und gespeichert wurden.

Jeder Kanal umfaßt eine Sampling-Einheit 10, 11 bzw. 12 und einen jeweiligen Amplitudenmodulator 13, 14 bzw. 15 und realisiert die Anwendung der vorstehend beschriebenen Methoden auf eine Stichprobe, die aus diesem Geräusch entnommen wurde.

Die Bedeutung der Bezeichnungen in den Fig. 5 und 6 ist wie folgt:

A_i Amplituden-Steuersignal von einem Steuerrechner
f_i Abtastfrequenz-Steuersignal von einem Steuerrechner
U_i Ausgangsspannung der i-ten Sampling-Einheit
U_AM,i Ausgangsspannung des i-ten Amplitudenmodulators
U_ges Ausgangsspannung des Summierers
i Index, i = 1 . . . n
n Anzahl der Kanäle der Geräuscherzeugungseinheit bzw. Anzahl der Stichproben, aus denen Geräusche gebildet werden
f_Takt vom Frequenzgenerator gebildete Taktfrequenz
k Nummer des Abtastwerts, der aus dem Speicher ausgelesen wird (Speicheradresse, wird vom Zähler hochgezählt)
L Anzahl der Abtastwerte, die eine Stichprobe bilden
X_k Abtastwert, der aus dem Speicher ausgelesen wird

Jede Sampling-Einheit 10, 11, 12 kann den in Fig. 6 dargestell­ ten Aufbau aufweisen und erhält als Eingangsgröße den Sollwert für die Abtastfrequenz f_i in Form eines Abtastfrequenz-Steuer­ signals der Recheneinheit nach Fig. 7. Ein Frequenzgenerator 20 erzeugt daraus ein Taktsignal mit genau dieser Frequenz. Durch Veränderung der Steuergröße f_i kann somit die vorstehend be­ schriebene Variation der Abtastfrequenz für die i-te Stichprobe erreicht werden. Das Taktsignal steuert einen Adresszähler 21 an, dessen Ausgangswert eine Speicheradresse k ist, wobei k mit jedem Taktimpuls um 1 erhöht wird. Über die Adresse k werden aus einem Speicher 22 nacheinander die gespeicherten Abtatstwerte ausgelesen, bis die höchste Adresse L erreicht ist (k = 1 bis L). L ist die Anzahl der Abtastwerte einer Stichprobe, die in dem Speicher 22 gespeichert ist.

Falls für diese Stichprobe eine Schleifenbildung erreicht werden soll, springt der Zähler 21 nach Erreichen der Adresse k = L mit dem nächsten Taktimpuls wieder auf den Wert k = 1 und zählt somit zyklisch weiter: Dadurch wird die vorstehend beschriebene Schleifenbildung für kontinuierliche Geräusche realisiert.

Zur Erzeugung einmaliger Geräuschereignisse wird der Zähler 21 so modifiziert, daß er nach dem ersten Erreichen der Adresse L nicht mehr weiterzählt und die gespeicherte Stichprobe somit nur einmal ausgegeben wird.

Die aus dem Speicher 22 ausgelesenen numerischen Abtastwerte werden über einen Digital-Analog-Wandler 23 in elektrische Spannungswerte gewandelt. Ein nachgeschaltetes Tiefpassfilter 24 filtert die hochfrequenten, von der Taktfrequenz verursachten Störungen aus dem Signal aus.

Die Ausgangsspannung U_i jeder Sampling-Einheit 10, 11, 12 wird dem jeweiligen Amplitudenmodulator 13, 14 bzw. 15 zugeführt. Das zweite Eingangssignal eines Amplitudenmodulators ist der Wert der momentanen Amplitude A_i, mit dem die i-te Stichprobe bewertet werden soll. Dieses zweite Eingangssignal wird in Form eines Amplituden-Steuersignals vin der Recheneinheit nach Fig. 7 geliefert. Der Amplitudenmodulator führt diese Bewertung durch, wobei für die Interpretation des Begriffs 'Amplitude' die vorstehend gemachten Aussagen gelten.

Die Ausgangssignale der n Amplitudenmodulatoren 10, 11, 12 werden einem Summierer 16 zugeführt, der alle Signale addiert und somit die vorstehend beschriebene Mischung der Stichproben realisiert. Das Ausgangssignal des Summierers 16 bildet das erzeugte Geräusch und wird über einen Verstärker 17 und einen Lautsprecher 18 hörbar gemacht.

Bei Bedarf, also falls die Leistung einer Geräuscherzeugungsein­ heit nach Fig. 5 nicht ausreicht oder falls mehrere Geräusche gleichzeitig erzeugt werden sollen, können mehrere dieser Geräuscherzeugungseinheiten gleichzeitig (parallel) betrieben werden.

Die Steuersignale A₁ . . . A_n und f₁ . . . f_n für die Geräuscherzeugungseinheit werden mit Hilfe eines Rechner­ programms in einer Recheneinheit gebildet, für die ein Signalflußbild in Fig. 7 dargestellt ist, in der folgende Bezeichnungen verwendet werden:

P . . . Parametervektor, P = [p₁, p₂, . . ., p_m]
P . . . frequenzbestimmender Parameter (1 Wert aus dem Parametervektor P)
A_i(P) . . . Funktion zur Berechnung der Amplitude der i-ten Stichprobe
A_i . . . Amplitude der i-ten Stichprobe
_i(P ) . . . Funktion zur Berechnung der Abtastfrequenz der i-ten Stichprobe
_i . . . Abtastfrequenz der i-ten Stichprobe
_iorg . . . Abtastfrequenz, mit der die i-te Stichprobe aufgenommen wurde
P _iorg . . . Wert des frequenzbestimenden Parameters, bei dem die i-te Stichprobe aufgenommen wurde
m . . . Anzahl der Parameter (Dimension des Verfahrens)
n . . . Anzahl der Stichproben
i . . . Index: i = 1 . . . n

Das Programm erhält als Eingangsgrößen die unabhängigen Parameter, die zu jedem Zeitpunkt entweder von einem Simulationsprogramm errechnet, an einer realen technischen Anordnung gemessen, oder von einer anderen Signalquelle bereitgestellt werden (z. B. Drehzahl und Drehmoment, falls ein Motorgeräusch erzeugt werden soll).

Aus diesen Parametern bildet das Programm unter Berücksichtigung der vorstehend beschriebenen Methoden zeitkontinuierlich geeig­ nete Steuersignale für die Geräuscherzeugungseinheit nach und leitet diese Steuersignale über eine Verbindung (z. B. eine parallele oder serielle Schnittstelle) an die Geräuscherzeu­ gungseinheit nach Fig. 5 weiter.

Das Programm erhält als Eingangssignal einen Parametervektor P, der die m unabhängigen, zeitlich veränderlichen Parameter p₁ . . . pm enthält.

Im oberen Teil von Fig. 7 werden durch die Funktionen A_i(P) aus dem Parametervektor P fortlaufend die Soll-Amplituden A₁ . . . A_n für die n Stichproben berechnet, aus denen das zu erzeugende Geräusch gebildet werden soll und die der Geräusch­ erzeugungseinheit nach Fig. 5 als Amplituden-Steuersignale zugeführt werden.

Wie bereits erläutert wurde, ergibt ein rampenförmiger Verlauf der Amplitudenwerte A_i sehr gute Ergebnisse für die meisten Geräuscharten. Gleichung (2) in Fig. 8 unter Berücksichtigung von Gleichung (3) realisiert diesen rampenförmigen Verlauf von A_i für den eindimensionalen Fall. Die Parameterwerte pi₁ bis pi₄ sind für jede der n Funktionen unter Berücksichtigung von Gleichung (3) frei wählbar und legen die Parametergrenzen fest, zwischen denen eine Stichprobe allein zur Erzeugung des Geräu­ sches verwendet wird, und zwischen welchen Parameterwerten eine Mischung stattfindet. Durch Gleichsetzen der Parameterwerte pi₂ und pi₃ mit dem Wert, den der Parameter bei der Aufnahme der Stichprobe hatte (pi₂ = pi₃ = p_i,org) kann auch ein dreieckförmiger Verlauf der Amplituden erreicht werden, um eine kontinuierliche Überblendung im ganzen Wertebereich zwischen den Parameterwerten, bei den zwei Stichproben aufgenommen wurden, zu erreichen. Dies hat sich beispielsweise zur Erzeugung der Geräusche von Verbrennungsmotoren als beste Lösung erwiesen.

Fig. 9 veranschaulicht beispielhaft den Verlauf der Amplituden A_i (i = 1 . . . n) in Abhängigkeit von einem Parameter p (eindimensionaler Fall).

Die Gleichungen (2) und (3) nach Fig. 8 lassen sich auf den mehrdimensionalen Fall übertragen, so daß rampenförmige Überblendungen zwischen mehreren Stichproben stattfinden. Unter der Voraussetzung, daß die Stichproben in einem regelmäßigen Gitternetz aus Kombinationen von m Parametern aufgenommen wurden (Verfahren der Dimension m), finden die Übergänge im m-dimensionalen Raum zwischen jeweils maximal 2^m Stichproben statt. Da die mathematischen Formulierungen für die mehrdimensionalen Formen des Verfahrens sehr komplex sind, sind entsprechende Gleichungen hier nicht angegeben, sie sind für den Fachmann anhand der vorstehenden Informationen jedoch ohne weiteres ableitbar.

Falls einer der Parameter aus dem Vektor P ein frequenzbestim­ mender Parameter für das zu erzeugende Geräusch ist, wird dieser als p_f bezeichnet und dem unteren Teil von Fig. 7 zugeführt.

Aus diesem Parameter wird unter Berücksichtigung des Parameter­ wertes, der bei der Aufnahme jeder Stichprobe vorlag, und der Abtastfrequenz, mit der diese Stichprobe aufgenommen wurde, eine Soll-Abtastfrequenz für die Wiedergabe der Stichprobe berechnet, wobei die in den Blöcken im unteren Teil von Fig. 7 eingetrage­ nen Gleichungen (1) verwendet werden. Für jede der n Stichproben wird ein eigener Abtastfrequenz-Sollwert f_i berechnet.

Falls kein frequenzbestimmender Parameter p_f existiert, oder falls die Abtastfrequenz bestimmter Stichproben nicht verändert werden soll, so wird in den Gleichung (1) der Quotient p_f/p_fi,org jeweils konstant gleich 1 gesetzt, d. h. die betreffenden Stichproben werden mit genau der Abtastfrequenz wiedergegeben, bei der sie aufgenommen wurden.

Die Amplitudenwerte A_i und die Abtastfrequenzwerte f_i bilden die Ausgangssignale des Programms und werden der Geräsucher­ zeugungseinheit nach Fig. 5 zugeführt.

Ein konkretes Beispiel für den eindimensionalen Fall, bei dem mit Hilfe der angegebenen Gleichungen aus einem Parameter p die Ausgangssignale A und f berechnet werden, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Größe 'relative Abtastfrequenz' ist definiert als

f_rel = f_i/f_i,org,

wobei dieselben Bezeichnungen gelten wie in den Fig. 7 und 8.

Das Programm bildet, falls notwendig, noch weitere Steuersignale für die Geräuscherzeugungseinheit, die aus Gründen der Übersichtlichkeit in den Fig. 5, 6 und 7 nicht dargestellt sind, und zwar beispielsweise Signale, die bestimmen, ob eine bestimmte Stichprobe einmalig oder in einer Schleife wiederge­ geben werden soll, Signale, die die Geräuscherzeugungseinheit in einen bestimmten Anfangszustand versetzen, Signale, die das Verhalten der in Fig. 5 dargestellten Amplitudenmodulatoren beeinflussen, um gegebenenfalls eine logarithmische Kennlinie oder die Bewertung der Ausgangssignale mit einer Gehörkurve zu realisieren, und dergleichen.

Claims (8)

1. Verfahren zur Simulation von Maschinengeräuschen, insbeson­ dere von Fahrzeuggeräuschen, die sich in der Realität in Abhän­ gigkeit von zumindest zwei Parametern verändern, die in der Realität jeweils Werte aus realen Parameterwertebereichen annehmen können, mit den folgenden Schritten:

• 1. Aufzeichnung einer begrenzten Anzahl von Stichproben mindestens eines Originalgeräusches bei unterschiedlichen diskreten Parameterwertekombinationen,
• 2. Digitales Speichern der Stichproben in Zuordnung zu den bei ihrer Aufzeichnung vorliegenden Parameterwertekombinationen,
• 3. Erzeugung von Geräuschen für vorgegebene Parameterwerte­ kombinationen, die außerhalb der realen Parameterwertebereiche und/oder zwischen den diskreten Parameterwertekombinationen liegen können, durch zeitkontinuierliche, bewertete Kombination von ausgewählten Stichproben, deren Parameterwertekombinationen den vorgegebenen Parameterwertekombinationen benachbart sind, wobei die zeitkontinuierliche Bewertung eine Funktion der Differenz zwischen Parameterwertekombinationen der ausgewählten Stichproben des Originalgeräusches und den vorgegebenen Para­ meterwertekombinationen ist, wobei zumindest einige der ausge­ wählten Stichproben vor der Kombination in Abhängigkeit von den vorgegebenen Parameterwertekombinationen einer zeitkonti­ nuierlichen Bearbeitung nach einer oder mehreren der Methoden Schleifenbildung, Änderung der Abtastfrequenz, Änderung der Amplitude und Beaufschlagung mit einem Frequenzgang unterworfen werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzahl der ausgewählten Stich­ proben der begrenzten Anzahl der aufgezeichneten Stichproben entspricht.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stichproben auf eine vorgegebene gleiche Maximalamplitude skaliert werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer jeder der begrenzten Anzahl von Stichproben eine derartige Länge aufweist, daß stochastische Änderungen der Originalgeräusche erfaßt werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zeitdauer jeder der begrenzten Anzahl von Stichproben bei einmaligen Geräuschereignissen eine Länge aufweist, die der des Originalgeräusches entspricht.

6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Recheneinheit und mindestens eine Geräuscherzeugungseinheit vorgesehen sind, daß die Recheneinheit für jede der ausgewählten Anzahl von Stichpro­ ben den Wert eines Amplituden- und/oder Abtastfrequenz-Steuer­ signals berechnet, mit dem diese Stichprobe zu bewerten ist, daß die Geräuscherzeugungseinheit eine der ausgewählten Anzahl von Stichproben entsprechende Anzahl von Kanälen aufweist, daß jeder Kanal eine das Abtastfrequenz-Steuersignal empfangende Sampling-Einheit (10, 11, 12) und einen das Amplituden-Steuersig­ nal empfangenden Amplitudenmodulator (13, 14, 15) aufweist, der an seinem zweiten Eingang das Ausgangssignal der Sampling- Einheit empfängt und dessen Ausgangssignal das Ausgangssignal des jeweiligen Kanals bildet, und daß die Ausgangssignale aller Kanäle in einem Summierer (16) summiert und einem Verstärker (17) und Lautsprecher (18) zugeführt werden.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß jede Sampling-Einheit (10, 11, 12) einen Frequenzgenerator (20) zur Erzeugung eines Taktsignals in Abhängigkeit von dem Abtastfrequenz-Steuersignal, einen das Taktsignal empfangenden Adresszähler (21), der Adressensignale an einen Speicher (22) zur Speicherung der Abtastwerte der jeweiligen Stichprobe liefert, und einen Digital-/Analogwandler (23) aufweist, dessen Analog-Ausgangssignal dem zweiten Eingang des jeweiligen Amplitudenmodulators des Kanals zugeführt wird.