DE3903246A1

DE3903246A1 - Detection and reduction of defects in sound irradiation in headphones

Info

Publication number: DE3903246A1
Application number: DE19893903246
Authority: DE
Inventors: Florian Dipl Ing Koenig
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1989-02-03
Filing date: 1989-02-03
Publication date: 1990-08-09

Abstract

A method or reducing the signal distortion occurring in the irradiation of the outer ear by means of headphones, in which, in addition to the known graphical sound assessment by listeners by means of determination of the propogation constant, the diaphragm pulse response and the transient response of the outer ear in the case of sound irradiation by headphones is additionally used for checking the multi-dimensional reproduced sound fields artifically generated by headphones which are as natural as possible. Findings related to the ideal measure which, in particular, relate to sound irradiation defects and are obtained by measurements and which are obtained compared with the free incidence of sound at the outer ear enable a subsequent optimisation of the sound irradiation to be designed for the transmission of sound from the headphones to the outer ear by means of a suitable signal processing device.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung und Reduktion von Kopfhörer spezifischen Beschallungsmängeln gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a method for Recording and reducing headphones specific sound defects according to the Preamble of claim 1.

Das vorgegebene Reduktionsverfahren soll einerseits über heute übliche Kopfhörer definierte Aussagen liefern, inwiefern sie natürliche, am menschlichen Außenohr anliegende Schallfelder originalgetreu reproduzieren, bei Kopfhörern eventuell vorhandene Beschallungsmängel erfassen und schließlich die Möglichkeit offerieren, diese zu reduzieren, oder direkt aus diesbezüglich allgemein gewonnenen Erkenntnissen ein neues Kopfhörer-Beschallungs konzept erbringen. Die Anpassung und/oder Optimierung der Beschallungseigenschaften eines Kopfhörers kann mittels des Verfahrens personenspezifisch oder über einen geeigneten Mittelwert basierend auf Personen-Gehör und/oder -Außenohreigenschaften zur klang- und richtungs-originalgetreuen Abbildung von Schallfeldern führen.On the one hand, the specified reduction process should Statements defined via headphones common today deliver to what extent they are natural to human Sound fields applied to the outer ear true to the original reproduce, possibly with headphones Record sound defects and finally the Offer the opportunity to reduce this, or directly from generally gained in this regard Findings of a new headphone sound system provide concept. The adjustment and / or Optimization of the sound reinforcement properties Headphones can be used by the procedure person-specific or via a suitable one Average based on people's hearing and / or outer ear properties for sound and true-to-original illustration of Lead sound fields.

Es ist bekannt, zur Erfüllung dieser Erfordernisse Kopfhörer einmal mittels u.A. diffusfeldentzerrung klanglich aufzuwerten und deren Beschallungs qualitäten mittels Kopfhörer-Übertragungsmaß bestimmungen meßtechnisch unter Würdigung des Textentwurfes zur Vornorm der DIN 45 619, Teil 3, zu erfassen [Rundfunktechnische Mitteilungen 32 (1988), Seiten 101 bis 115]. Insbesondere einige Kopfhörer-Hersteller und Hobby-Elektronik- Zeitschriften bieten Filter-Schaltungsvarianten an, mit deren Entzerrerwirkung das Übertragungs verhalten von Schallwandlern, je Kopfhörer-Type, aufgewertet werden kann.It is known to meet these needs Headphones once using a.o. diffuse field equalization Upgrading sound and their sound reinforcement qualities by means of headphone transmission measure determinations metrologically with the appreciation of Draft text on the pre-standard of DIN 45 619, part 3, to be recorded [Broadcast communications 32 (1988), pages 101 to 115]. Some in particular Headphone Manufacturer and Hobby Electronics Magazines offer filter circuit variants with the equalizing effect of the transmission behavior of sound transducers, per headphone type, can be upgraded.

Zur Aufnahme und Wiedergabe richtungsgetreuer Beschallungen wurden u.A. von Blauert/Boerger/Laws, Kürer/Plenge/Wilkens, Pfleiderer u.s.w. Anstrengungen unternommen, um den lästigen Nebeneffekt "Im-Kopf-Lokalisation" bei der Kopfhörerbeschallung zu reduzieren (Patentanmeldung: Nr. P 2 23 316.0, 26 28 053.0-31; Offenlegungsschriften: Nr. 19 27 401, 22 44 162, 25 45 446, 25 57 519; Funk Technik, Heft 6+7/1984, Sonderdruck). Andererseits versucht man u.A. die Abbildungsschärfe von Kopfhörer-Klangbildern mittels aktiver Pleid-Membranvorrausregelung zu verbessern, womit ein erzeugtes Impulsschall feld von Kopfhörermembranen dem elektrischen Verhalten des Originalimpulses nicht nachsteht (P. Pfleiderer: HiFi + Akustik, Richard Pflaum Verlag KG München; STEREO, Heft 6/1985, Sonderdruck).For recording and playback true to direction Public address systems have been from Blauert / Boerger / Laws, Kürer / Plenge / Wilkens, Pfleiderer etc. Made efforts to the annoying side effect "in-the-head localization" to reduce headphone sound (Patent application: No. P 2 23 316.0, 26 28 053.0-31; Publications: No. 19 27 401, 22 44 162, 25 45 446, 25 57 519; Funk Technik, issue 6 + 7/1984, Special printing). On the other hand, one tries the Image sharpness of headphone sound images using active Pleid membrane advance control to improve what a generated impulse sound field of headphone membranes the electrical Behavior of the original pulse is not inferior (P. Pfleiderer: HiFi + Akustik, Richard Pflaum Verlag KG Munich; STEREO, issue 6/1985, Special printing).

Auf ähnlichem Gebiet hat das Team um Prof. J. M. Burchard der HNO-Uni-Klinik in Hamburg-Eppendorf die Wirkungsweise der menschlichen Ohrmuschel impuls-meßtechnisch untersucht und dabei der Außenohr-Helix eine Signalverdoppelungsrolle zum Aufbau einer zweiten ortsbestimmenden Meßbasis zugeschrieben (Spektrum der Wissenschaft, Heft 6/1987, Seiten 66 bis 74).In a similar field, the team led by Prof. J. M. Burchard of the ENT university clinic in Hamburg-Eppendorf the mode of action of the human auricle impulse-metrologically examined and the Outer ear helix a signal doubling role to build a second location-determining measurement base attributed (spectrum of science, issue 6/1987, pages 66 to 74).

Demgegenüber ergaben jedoch meßtechnische Untersuchungen im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung als wesentlich neue Erkenntnis, daß mittels geeigneter Signale ein frequenzabhängiges Einschwingverhalten der Helix des menschlichen Außenohres nachzuweisen ist. In contrast, however, there were measurement technology Investigations in connection with the present invention as substantially new Realization that by means of suitable signals frequency-dependent transient response of the helix of the human outer ear is to be demonstrated.

Zudem versucht man bislang durch eine differenzierte Anordnung oder Formung von Kopfhörer-Miniaturschallwandlern deren Beschallungscharakteristik auf das anatomische Außenohr angepaßt aufzubessern (AIWA, AKG, Audiotechnica, Beyerdynamic, Jecklin, JVC, Koss, MB, Nakamichi, Sennheiser, Sony, Stax und Vivanco sind z.B. Kopfhörerhersteller).In addition, one has tried so far through one differentiated arrangement or formation of Miniature headphone transducers Sound reinforcement characteristics on the anatomical Outer ear adapted to repair (AIWA, AKG, Audiotechnica, Beyerdynamic, Jecklin, JVC, Koss, MB, Nakamichi, Sennheiser, Sony, Stax and Vivanco are e.g. Headphone manufacturer).

Dabei ist es allerdings nötig, die Aussagekraft des heute üblichen Klanggütebeurteilungsmeß verfahrens der Kopfhörer-Übertragungsmaßbestimmung auf den gesammten Hörfrequenzbereich feiner aufgelöst zu erweitern, die zeit- und kostenintensiven Meßprozeduren zu verringern, sowie auf das Impulsverhalten der Kopfhörermembran und dem daraus entstehenden Außenohr-Einschwingverhalten einzugehen.However, it is necessary to have meaningfulness today's sound quality assessment measurement procedure of headphone transmission measurement on the entire hearing frequency range finer resolved to expand the time and reduce costly measurement procedures, as well as on the impulse behavior of the Headphone membrane and the resulting Outer ear settling behavior.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Gesamtbild aufzubauen, das über die Fähigkeit natürliche Beschallungen mittels Kopfhörer individuell künstlich reproduzierter, richtungsabhängiger Klangbilder zu realisieren, Aufschluß gibt, wie bei einem Kopfhörer festgestellte Beschallungsmängel mittels geeigneter Signalverarbeitungsverfahren optimal zu eliminieren sind.The invention is based on the object Build overall picture that about ability natural sound through headphones individually artificially reproduced, to realize directional sound images, As with headphones, it provides information identified sound defects by means of suitable signal processing methods must be optimally eliminated.

Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. This task is done with a generic Procedure by the characteristic features of claim 1 solved.

Um eine ordnungsgemäße Realisierung des Reduktionsverfahrens zu gewährleisten, sind die im Textentwurf zur Vornorm der DIN 45 619 Teil 3, zur Bestimmung des Übertragungsmaßes von Kopfhörern durch Schalldruckmessung im Gehörgang von Testpersonen aufgeführten Genauigkeitsanforderungen bezüglich des Meßbereiches vorzugweise auf den Bereich von 20 Hz bis 20 kHz zu erweitern.In order to properly implement the To ensure the reduction process are in the draft text for the pre-standard of DIN 45 619 part 3, to determine the transfer dimension of Headphones through sound pressure measurement in the Auditory canal listed by test subjects Accuracy requirements regarding the Measuring range preferably in the range of Extend 20 Hz to 20 kHz.

Weiter ist es von Vorteil, daß bei der Bandpaß-Pegeljustage eines neu einzurichtenden Meßsystems die zu erstellenden Übertragungsmaße des Hallraumes und eines ausgewählten Kopfhörers vorzugsweise im Bereich von 20 Hz bis 200 Hz mit terzbreiten, von 200 Hz bis 2 kHz mit halbterzbreiten und von 2 kHz bis 20 kHz mit viertelterzbreiten Rausch-Bandpaßanalysen durchzuführen sind.It is also advantageous that the Bandpass level adjustment of a new one to be set up Measuring system the transmission dimensions to be created of the reverberation room and a selected headphone preferably in the range from 20 Hz to 200 Hz with third widths, from 200 Hz to 2 kHz with half-widths and from 2 kHz to 20 kHz with quarter-third noise bandpass analyzes are to be carried out.

Zudem ist es vorteilhaft, daß die für die Schalldruckmessung im Ohrkanal eingesetzte Sonde vorzugsweise mit einer hochwertigen Miniaturmikrofonkapsel aufzubauen ist, die Dynamikwerte größer 58 dB, eine Empfindlichkeitsschwankungsbreite kleiner +/-2 dB im Frequenzbereich von 20 Hz bis 20 kHz aufweisen sollte und, daß mittels regelbarem Aufholverstärker die Wechselsignale beliebig nachverstärkt werden können.It is also advantageous that the for sound pressure measurement in the ear canal probe used preferably with a to build high quality miniature microphone capsule is, the dynamic range is greater than 58 dB, a Sensitivity fluctuation range less than +/- 2 dB have in the frequency range from 20 Hz to 20 kHz should and that by means of adjustable catch-up amplifier the alternating signals are amplified as desired can.

Überdies ist es von Vorteil, daß bei den Schallmessungen der Schall vom Ohrkanal mittels eines im Ohrkanal mittig angebrachten, vorzugweise in Schaumgummi gelagerten, biegsamen Schlauches zu einer außerhalb des Ohres mittels z.B. Klettverschluß am Hals gesichert angebrachten Miniatur mikrofonkapsel geleitet wird, wobei dieser Schlauch innen mit faserigem Garn ausgestattet ist.Furthermore, it is advantageous that at the sound measurements Ear canal by means of a center in the ear canal attached, preferably in foam rubber stored, flexible hose into one outside the ear using e.g. Velcro fastener miniature attached to the neck microphone capsule is passed, this Inner tube equipped with fibrous yarn is.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß zur vereinfachten Schnellmessung vorzugsweise ein künstliches Ohr mit integrierter hochwertiger Mikrofonkapsel Verwendung findet, dabei die gewonnenen Meßwerte weiterhin in der bekannten Form zur Ermöglichung einer späteren Meßwerte-Nachbearbeitung abzuspeichern und/oder graphisch darzustellen sind.In addition, it is advantageous that for simplified rapid measurement preferably an artificial ear with integrated high quality microphone capsule is used, the measured values obtained continue in the known form to enable a later Save measured value postprocessing and / or are to be represented graphically.

Des weiteren ist es von Vorteil, daß die zu erstellenden Übertragungsmaße vorzugsweise mittels eines Stufen-Sinus-Sweeps, bei steigenden Frequenzwerten im Bereich von 20 Hz bis 200 Hz in Terzschritten, von 200 Hz bis 2 kHz in Halbterzschritten und von 2 kHz bis 20 kHz in Viertelterzschritten zu erstellen sind.Furthermore, it is advantageous that the transfer dimensions to be created preferably by means of a step sine sweep, with increasing Frequency values in the range from 20 Hz to 200 Hz in steps of thirds, from 200 Hz to 2 kHz in Half third steps and from 2 kHz to 20 kHz in Quarter thirds are to be created.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß vorzugsweise ein Kunstkopf anstatt Außenohren von einer ausreichenden Anzahl von Versuchspersonen für Kopfhörer-Übertragungsmaß-Bestimmungen verwendet wird, wobei der Kunstkopf vorzugsweise über nachgebildete, menschliche, anatomische, aus Silikon geformte Außenohren verfügt, deren Relief mindestens aus dem Mittelwert von 16 repräsentativ ausgewählten Probanden gebildet werden. It is also advantageous that preferably an artificial head instead of the outer ears of one sufficient number of subjects for Headphone transmission measure provisions used with the artificial head preferably about simulated, human, anatomical, has silicone-molded outer ears whose Relief at least from the mean of 16 representative selected subjects will.

Desweiteren ist es von Vorteil, daß bei Verwendung eines nicht diffusfeld-entzerrten Kunstkopfes eine sweep-stufenweise Pegelkorrektur, angelehnt an die Übertragungsmaßbestimmung gemäß Anspruch 2, mittels des ausgewählten Kopfhörers, permanent einzusetzen ist und die Korrekturwerte je Sweep-Stufe über den gesamten Meßbereich abzuspeichern sind.Furthermore, it is advantageous that at Use of a non-diffuse field equalized Artificial head a sweep gradually Level correction, based on the Transfer dimension determination according to claim 2, using the selected headphones, permanent is to be used and the correction values per sweep level over the entire measuring range are to be saved.

Zudem ist es vorteilhaft, daß bei Gleichheit der Beschallungcharakteristika von Kopfhörern auf das menschliche Außenohr vorzugsweise ein Kuppler zur Kopfhörer-Übertragungsmaßbestimmung mit geeigneten Pegelkorrekturwerten im gesamten Meßbereich des Stufen-Sinus-Sweeps Verwendung findet, dessen Pegelkorrekturwerte, für jede neue Systemkonfiguration bzw. Miniaturschallwandler anordnung eines Kopfhörers, nochmals neu zu erfassen und abzuspeichern sind.In addition, it is advantageous that in the case of equality Sound characteristics of headphones on the human outer ear preferably a coupler for Headphone transmission measurement with appropriate level correction values throughout Measuring range of step sinus sweep use finds its level correction values for each new one System configuration or miniature sound transducer arrangement of headphones, new again are to be recorded and saved.

Darüber hinaus ist es von Vorteil, daß der einzusetzende Kuppler vorzugsweise zur Reduzierung linearer Verzerrungen, möglichst entfernt von der Außenohrfilter-Funktion, d.h. z.B. kein erkennbares Ohrmuschel-Relief und/oder speziell bei Kopfhörer-Sonderformen, über einen auswechselbaren Sicherungsring und kopfformähnliche, z.B. aus Kunststoff gefertigten Kopfhörermuschel-Ankopplungselemente besteht.In addition, it is advantageous that the couplers to be used preferably for Reduction of linear distortions, if possible removed from the outer ear filter function, i.e. e.g. no recognizable pinna relief and / or especially for special forms of headphones, via an interchangeable locking ring and head-like, e.g. made of plastic Headphone shell coupling elements exist.

Weiter ist es vorteilhaft, daß ein geeigneter Nadelimpuls vorzugsweise mit einem Tastverhältnis von mindestens 1/80 (vorgeschlagene Impulsbreite von 40×10-6 Sekunden) und einer Pulsreinheit von minimal 10 : 1 (Pulsreinheit = Pulshauptlappen/Nebenlappen, d.h. Pulsamplitude bezogen auf die größte vorhandene Amplitude eines fehlerhaften Durchschwingers) zur Überprüfung des Schwingverhaltens von Kopfhörermembranen herangezogen wird.It is also advantageous that a suitable needle pulse preferably with a duty cycle of at least 1/80 (suggested pulse width of 40 × 10-6 seconds) and a pulse purity of at least 10: 1 (Pulse purity = main pulse lobe / secondary lobe, i.e. Pulse amplitude related to the largest available Amplitude of a faulty swing-through) to check the vibration behavior of Headphone membranes is used.

Überdies ist es vorteilhaft, daß die Impulsantwort des vom Kopfhörer-Schallwandlersystem akustisch erzeugten Signales mittels eines Kupplers zur Signalweiterverarbeitung erfaßt wird.Furthermore, it is advantageous that the impulse response of the headphone sound transducer system acoustically generated signals using a coupler for signal processing is detected.

Zudem ist es von Vorteil, daß vorzugsweise eine optische Kontrolle der Impulsantwort im Zeitbereich mittels eines rechneransteuerbaren Speicheroszilloskopes mit einer Signalnachberechnung des gleichermaßen im Oszilloskop festgehaltenen Impulses, unter Verwendung z.B. der Fast-Fourier-Transformation im Bildbereich, verbunden wird und deren jeweilige Komponentenwerte abzuspeichern sind.It is also advantageous that preferably a visual control of the impulse response in the time domain by means of a computer-controllable Storage oscilloscope with one Signal recalculation of the same in Oscilloscope captured pulse, under Use e.g. the Fast Fourier Transform in the image area, is connected and their respective component values must be saved.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß zur Eliminierung der bei der Schallerzeugung durch die Schallwandler im Kopfhörer erzeugten Signalverformungen durch Vergleich mit dem elektrischen Originalimpuls eine Abweichungscharakteristik ermittelt wird, deren Werte abgespeichert und als elektrische Vorkorrektur der Membranaussteuerung eingesetzt dann im weitern für die Erzeugung einer signalverformungsfreien Beschallung des Außenohres verwendet werden.In addition, it is advantageous that for Elimination of the noise generated by the transducers generated in the headphones Signal deformations by comparison with the original electrical impulse Deviation characteristic is determined, their values stored and as electrical Pre-correction of the diaphragm level used then further for the generation of a Deformation-free sound reinforcement of the outer ear be used.

Desweiteren ist es von Vorteil, daß die spektralen Komponenten der Membran-Eigenschaften in Abhängigkeit von der Frequenz aus Übersichtsgründen zusammen mit dem Zeitverlauf der Kopfhörer-Impulsreaktion in einer Graphik darzustellen sind.Furthermore, it is advantageous that the spectral components of the membrane properties depending on the frequency For reasons of clarity together with the course of time the headphone impulse response in a graph are to be presented.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß ein geeigneter Kunstkopf, von allen Seiten mit einer dreidimensional um beispielsweise räumlich 10 Grad zu variierenden Beschallungsposition und konstant zu haltendem Beschallungsabstand von einem hochwertigen akustischen Leistungs-Signalwandler, mit einem hochwertigen Impulssignal beschallt wird.It is also advantageous that a suitable dummy head, from all sides with a three-dimensional order, for example to be spatially varied by 10 degrees Public address position and to be kept constant Public address distance of a high quality acoustic power signal converter, with a high-quality pulse signal is sonicated.

Weiter ist von Vorteil, daß alle von einem Kopfhörer gewonnenen Impulsantworten im Zeit- und/oder Bildbereich durch ein rechneransteuerbares Speicheroszilloskop, mittels z.B. der Fast-Fourier-Transformation erfaßt, ausgewertet und abgespeichert werden.Another advantage is that all of one Impulse responses obtained in the headphones Time and / or image area by one computer-controlled storage oscilloscope, e.g. the Fast Fourier Transform recorded, evaluated and saved.

Überdies ist es vorteilhaft, daß ein geeigneter Kunstkopf von einem Kopfhörer beschallt wird, dessen Schallwandler durch einen hochwertigen Impuls ausgelenkt werden.Furthermore, it is advantageous that a suitable dummy head from a headphone is sonicated by its transducer a high-quality impulse can be deflected.

Zudem ist es von Vorteil, daß vorzugsweise die Kopfhörer-Kunstkopf-Impulsantwort im Zeit- und im Bildbereich durch ein rechneransteuerbares Speicheroszilloskop, mittels z.B. der Fast-Fourier-Transformation erfaßt, berechnet und abgespeichert wird.It is also advantageous that preferably the headphone dummy head impulse response in the time and in the image area by a computer-controlled storage oscilloscope, e.g. the Fast Fourier Transform is recorded, calculated and saved.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß die erfaßten Impulsantworten der aus verschiedenen Richtungen am Kunstkopf frei einfallenden und gemessenen Signale mit dem des vom Kopfhörer direkt am Kunstkopf eingeprägten Signales vorzugsweise mittels Differenzwertberechnung der einzelnen Fast- Fourier-Komponenten verglichen werden.In addition, it is advantageous that the impulse responses recorded from different directions on the artificial head freely incident and measured signals with that of the headphones directly on the artificial head impressed signals preferably by means of Difference value calculation of the individual fast Fourier components are compared.

Desweiteren ist es von Vorteil, daß alle vorliegenden Differenz-Fast-Fourier- Komponenten des Kopfhörers abgespeichert und übersichtlich zusammen im Zeit- und Bildbereich graphisch dargestellt werden.Furthermore, it is advantageous that all present difference Fast Fourier Components of the headphones saved and clear together in time and Image area can be displayed graphically.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß vorzugsweise zur Erfassung von Einschwingvorgängen am menschlichen, anatomischen Außenohr und/oder geeigneten Kunstkopf unter variierender Beschallungsrichtung ein hochwertiger, getasteter Sinus (auch Sinus-Packet genannt) mit allen Sinusfrequenzen, in Achtelterzschritten im Bereich von 1 kHz bis 20 kHz steigend, Verwendung findet, dessen Sinusperioden-: Pausendauer- Verhältnis mindestens 1 : 10 sein sollte und einschwingfrei mit einer Phasenlage Null oder 180 Grad zu beginnen hat, wobei jede Gruppenmessung mit einem Original-zu-Kuppler-, zu Kunstkopf-Freier-Schalleinfall- und zu Kunstkopf-Kopfhörer-Sinus-Packet-Vergleich unter Zuhilfenahme von Zeitverläufen, d.h. Oszillogrammen angesetzt wird.It is also advantageous that preferably for recording transient events on the human, anatomical outer ear and / or suitable artificial head under varying Sound direction a high quality, tactile Sinus (also called Sinus Packet) with everyone Sine frequencies, in eighth steps in Rising from 1 kHz to 20 kHz, use finds whose sine periods-: pause duration- Ratio should be at least 1:10 and transient-free with a zero phase position or 180 degrees to start with, each Group measurement with an original-to-coupler, to artificial head-free sound incidence and Dummy headphone sine packet comparison with the help of time courses, i.e. Oscillograms is applied.

Weiter ist es von Vorteil, daß vorzugsweise zur Erfassung der Einschwingvorgänge am menschlichen Außenohr eine Gegenüberstellung von frei, z.B. mit Zehn Grad räumlicher Auflösung, aus verschiedenen Richtungen einfallenden mit direkt vom Kopfhörer eingeprägten Signalen vorgenommen und die Meßwerterfassung bzw. Meßwertverrechnung gemäß den Ansprüchen 13 bis 22 vollständig bzw. in entsprechender Reihenfolge erarbeitet wird.It is also advantageous that preferably for Detection of the transient processes on the human Outer ear a comparison of free, e.g. With Ten degrees of spatial resolution, from different Incident directions with direct from headphones embossed signals and the Measured value acquisition or measurement value calculation according to claims 13 to 22 completely or is worked out in the appropriate order.

Überdies ist es vorteilhaft, daß das bei Kopfhörer-Sinus-Packet-Beschallung hauptsächlich nur um 10 kHz erkennbare Einschwingverhalten des Außenohres gesondert, in seinem Frequenzbereich markiert und in seiner zeitlichen Länge graphisch darzustellen und/oder abzuspeichern ist, um damit den Unterschied des Einschwingverhaltens mit identischem Signal unter natürlichen, freien, aus variierenden Richtungen einfallenden Schallen, überwiegend im Hörbereich oberhalb einer Frequenz von 6 kHz beginnend, besonders herauszustellen.Furthermore, it is advantageous that that with headphone sine packet sound reinforcement mainly only recognizable around 10 kHz Transient response of the outer ear separately, marked in its frequency range and in its graphical representation of the length of time and / or is to save the difference the transient response with identical Signal under natural, free, out sound coming from different directions, predominantly in the listening area above one Frequency starting from 6 kHz, especially to highlight.

Zudem ist es von Vorteil, daß zur Signalverwaltung (Musterabspeicherung), -steuerung (Sample-Hold), -bearbeitung (bit-weise Signallängenoptimierung) und -verschiebung (Frequenzlagenanhebung und -absenkung) vorzugsweise ein MIDI-keyboard-steuerbarer PCM-Sampler Verwendung findet, der über mindestens eine 16 bit-Analog-Digital-Wandlung bzw. 44,1 kHz-Abtastfrequenz verfügt (PCM ist eine Abkürzung für Puls-Code-Modulation).It is also advantageous that for signal management (Sample storage), control (sample hold), processing (bit-wise signal length optimization) and shift (frequency range increase and lowering) preferably one MIDI keyboard controllable PCM sampler Is used that has at least a 16 bit analog-digital conversion or 44.1 kHz sampling frequency (PCM is an abbreviation for pulse code modulation).

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß vorzugsweise zur Erfassung der Impuls-Außenohrreaktionen unter frei aus verschiedenen Richtungen einfallenden Schallen ein insbesondere bezüglich des Impulsverhaltens hochwertiger Lautsprecher einzusetzen ist. In addition, it is advantageous that preferably to capture the Impulse outer ear reactions under free out sound coming in different directions a particularly regarding impulse behavior high quality loudspeaker is to be used.

Desweiteren ist es von Vorteil, daß ein der Reduzierung der Bandpaßanalyse-Meßschleifen dienendes und damit zur erheblichen Absenkung der Geräuschbelästigungsgesamtzeit von Probanden hochintegriertes Rauschen (Englisch: UDRS, "uniformly distributed random sequenz") verwendet wird.Furthermore, it is advantageous that one of the Reduction of the bandpass analysis measuring loops serving and thus to considerable Reduction of total noise pollution time of subjects highly integrated noise (English: UDRS, "uniformly distributed random sequence ") is used.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß ein der Reduzierung der Geräuschbelästigung dienendes, mindestens 20 Sekunden dauerndes, vorverstärktes, mittels Sonde im Ohrkanal erfaßtes Testrauschen beispielsweise auf einem DAT-Rekorder aufgezeichnet und zur späteren Analyse in einen PCM-Sampler überspielt wird, wobei das Testrauschen durch die übliche Sample-Hold-Funktion beliebig verlängert werden kann.It is also advantageous that one of the Reducing noise pollution, Preamplified, lasting at least 20 seconds Test noise detected by probe in the ear canal for example on a DAT recorder recorded and for later analysis in a PCM sampler is dubbed, where the test noise through the usual Sample hold function extended as required can be.

Weiter ist es von Vorteil, daß vorzugsweise alle erfaßten, systembedingten mangelhaften Eigenschaften bei einer Kopfhörer-Außenohr- Beschallung im Vergleich zum freien natürlichen Schalleinfall auf Basis einer prozessorgesteuerten PCM-Signalverarbeitungs- Vorrichtung (abgekürzt: PSV) so weit wie möglich optimiert, verbessert werden und die PSV vorzugsweise nach dem neuesten Stand der Technik, d.h. z.B. mittels MASCAM (Masking-pattern Adapted Subband Coding And Multiplexing) oder ein evtl. noch hochwertigeres Verfahren als z.B. die Fast-Fourier-Transformation, realisiert wird. It is also advantageous that preferably all detected, systemic deficiencies Properties with a headphone outer ear Public address compared to the free one natural sound incidence based on a processor controlled PCM signal processing Device (abbreviated: PSV) as far as possible to be optimized, improved and the PSV preferably up to date of technology, i.e. e.g. using MASCAM (Masking-pattern adapted subband coding And multiplexing) or a possibly still higher quality process than e.g. the Fast Fourier transformation.

Zudem ist es vorteilhaft, daß die PCM-Signalverarbeitungs-Vorrichtung bezüglich der Signalverarbeitungs-Qualität, z.B. Klirrfaktor, Frequenzgang, S/N-Verhältnis vorzugsweise so hochwertig ist, wie das schlechteste Element einer dem Stand der Technik entsprechenden hochwertigen HiFi- oder Tonstudio-Anlage, wie das z.B. beim Einhalten der technischen Daten eines üblichen Digital-Delay's mit 16 bit-Wandlung und 44,1 kHz-Abtastfrequenz der Fall ist.It is also advantageous that the PCM signal processing device related to the Signal processing quality, e.g. Distortion factor, Frequency response, S / N ratio preferably like this high quality is like the worst element one corresponding to the state of the art high quality hi-fi or recording studio system like that e.g. when adhering to the technical data usual digital delays with 16 bit conversion and 44.1 kHz sampling frequency is the case.

Überdies ist es von Vorteil, daß vorzugsweise die abgespeicherten Daten über das Kopfhörer-Übertragungsmaß, -Impulsverhalten und -Außenohr-Einschwingverhaltens entweder über einen Datenbus seriell zur direkten Bearbeitung in einem eigens dafür geschaffenen Komponenten-Umsetzungsprogramm eingelesen oder in Einzelprogrammierarbeit im das Gerät zur Schallwandler-Signaloptimierung, je Kopfhörer, eingegeben werden.Furthermore, it is advantageous that preferably the stored data via the headphone transmission measure, impulse behavior and outer ear transient response either serial via a data bus for direct Processing in a specially created Component implementation program read in or in individual programming in the device Sound converter signal optimization, per headphone, can be entered.

Desweiteren ist es vorteilhaft, daß das unbearbeitete z.B. vom Vorverstärker gelieferte Eingangsoriginalsignal der Kopfhörer-Schallwandler-Signaloptimierungs- Vorrlchtung vorzugsweise auf digitaler Ebene zu den aus den Kopfhörer- Beschallungs-Eigenschaften resulierenden Fast-Fourier-Korrekturkomponenten additiv zusammenzumischen ist.Furthermore, it is advantageous that the unprocessed e.g. from the preamplifier supplied original input signal of the Headphone Sound Transducer Signal Optimization Device preferably on digital Level to those from the headphone Sound properties resulting Fast Fourier correction components additive is to mix together.

Außerdem ist es von Vorteil, daß die Optimierung der Beschallungseigenschaften eines Kopfhörers im Bereich des ohrbezüglichen Impuls-Einschwingverhaltens und im Übertragungsmaß vorzugsweise voneinander getrennt, aber seriell aufeinander aufbauend erfolgt.It is also advantageous that the Optimization of the sound reinforcement properties a headphone in the field of ear-related Impulse transient response and in the transmission dimension preferably separate, but serial built on each other.

Weiter ist es vorteilhaft, daß mittels geeigneter, die Qualität des Originalimpulses wiederherstellender Signalverarbeitungsmethoden die Fehleranteile des Impulsverhaltens von einem Kopfhörer in Form von beispielsweise inverser Fast-Fourier-Korrekturkomponenten-Addition bestmöglich ausgeglichen werden.It is also advantageous that means more appropriate, the quality of the original pulse restoring signal processing methods the error components of the impulse behavior of one Headphones in the form of, for example, inverse Fast Fourier correction component addition be balanced as best as possible.

Überdies ist es von Vorteil, daß abhängig von einem Klangqualitätsvergleich entschieden wird, ob permanent zur künstlichen Neuerregung beziehungsweise Verbesserung des Kopfhörer- Außenohr-Einschwingverhaltens von einer ausgewählten natürlichen Beschallungsrichtung oder von einer Summenbeschallung ausgegangen werden soll.It is also advantageous that depending on a sound quality comparison is decided, whether for permanent artificial stimulation or improvement of the headphone Outer ear transient response of one selected natural sound direction or assumed a total sound system shall be.

Desweiteren ist es vorteilhaft, daß mittels bekannter Signalverarbeitungsmethoden die bei Kopfhörer-Beschallung gegenüber natürlicher mehrdimensionaler Beschallung parziell ausbleibenden Einschwingeffekte am menschlichen anatomischen Außenohr neu zu simuliert bzw. zu regeneriert werden.Furthermore, it is advantageous that means known signal processing methods compared to headphones natural multi-dimensional sound partially absent settling effects on the human anatomical outer ear can be simulated or regenerated.

Zudem ist es von Vorteil, daß mittels bekannter Signalverarbeitungsmethoden, vorzugsweise mit einem digitalen Filterkonzept, die Unebenheiten eines bekannten Kopfhörer-Übertragungsmaßverlaufs ausgeglichen bzw. eingeebnet werden. It is also advantageous that by means of known Signal processing methods, preferably with a digital filter concept, the bumps of a known headphone transmission measure curve be balanced or leveled.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß bei Impulsmessungen ein Beschallungspegel von beispielsweise ca. 85 dBSPL gewählt wird und damit die gesichert innerhalb der maximalen Belastbarkeitsgrenze liegenden Schallwandler geringe Klirrfaktorwerte aufweisen.In addition, it is advantageous that at Pulse measurements a sound level of for example, approximately 85 dBSPL is selected and thus the secured within the maximum Sound transducer have low harmonic distortion values.

Weiter ist es von Vorteil, daß pro Kopfhörer-Kanal vorzugsweise mehrere Membranen mit mehreren spezifischen unterschiedlichen Signalen gespeist und/oder mittels voneinander getrennter Schlauch- und/oder gelöcherter, gitterartiger Schallzuführung zur Phasenverschiebung bzw. Schallerzeugungs- Positionsverschiebung, das System "Kopf-Außenohr- Kopfhörermuschel" voneinander entkoppeln und damit eine wahlfreie Außer-Kopf-Lokalisation von Schallfeldern ermöglichen.It is also advantageous that per Headphone channel preferably several Membranes with several specific ones different signals and / or by means of separate hose and / or perforated, grid-like sound supply for Phase shift or sound generation Position shift, the system "head-outer ear Decouple the headphone shell "and an optional out-of-head localization of sound fields.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß das Kopfhörer-Signalverarbeitungs- und Kopfhörer- Optimierungsverfahren nach Bedarf vorzugsweise auf eine einzelne Person und/oder auf ein mindestens 16-Probanden-Mittel zurückgeführt wird und dabei zur individuellen Abstimmung auf eine in Frage stehende Person auch psychoakustische Gesichtspunkten, z.B. Lautheits empfindung, zu dem erfaßten Außenohr- Filterverhalten mit herangezogen werden.It is also advantageous that the Headphone signal processing and headphone Optimization methods preferably as needed on a single person and / or on a at least 16 subjects' funds returned becomes and thereby for individual coordination to a person in question too psychoacoustic aspects, e.g. Loudness sensation to the sensed outer ear Filter behavior can also be used.

Überdies ist es von Vorteil, daß vorzugsweise das gesamte meßtechnisch erfaßte, durch Übertragungsmaß, Impuls- und Einschwingverhalten beschriebene Beschallungsverhalten eines Kopfhörers in frequenzabhängiger Intensität und/oder zeitaufgelöst dreidimensional in einem sogenannten Audiosentogramm zusammengefaßt graphisch dargestellt wird. Daraus folgt eine allgemeine 1. Definition: Das Audiosentogramm soll mindestens aus den kopfhörer-beschreibenden Teilgraphiken "Übertragungsmaß", "Impuls-" und "Einschwingverhalten" zusammengesetzt sein. Solche Mindestanforderungen können auch durch Klirrfaktor-Teilgraphiken ergänzt werden. Hinweis zur Namensgebung: Audio beschreibt den heute standardisierten HiFi-Frequenzgang von 20 Hz bis 20 kHz, der in diesem Verfahren Gültigkeit hat; "sentire" aus dem Italienischen übernommen, konjugiert "io sento", übersetzt "ich höre"; Gramm ist übernommen vom Begriff "Oszillogramm", was einen "aufgezeichneten Schwingungsvorgang" umschreibt.Furthermore, it is advantageous that preferably the entire metrologically captured by Transmittance, impulse and transient behavior described sound reinforcement behavior of a headphone in frequency dependent Intensity and / or time-resolved three-dimensional in a so-called Audio entogram summarized graphically is pictured. A general follows from this 1. Definition: The audio entogram should at least from the headphone descriptive Partial graphics "transfer dimension", "impulse" and "Transient response" be composed. Such minimum requirements can also be met by Distortion factor graphics are added. Note on naming: audio describes the HiFi frequency response standardized today from 20 Hz to 20 kHz, which in this process Is valid; "sentire" from Italian taken over, conjugated "io sento", translated "I hear"; Gram is taken from the term "Oscillogram" what a "recorded Oscillation process "describes.

Desweiteren ist es vorteilhaft, daß die Unterschiede des Beschallungsverhaltens eines Kopfhörers mit und ohne einer prozessorgesteuerten PCM-Signalverarbeitung- Vorrichtung in Form einer dreidimensionalen graphischen Darstellungsweise im sogenannten Differenz-Audiosentogramm zu wählen ist. Auch hier gilt die oben beschriebene Definition 1.Furthermore, it is advantageous that the Differences in the sound reinforcement behavior a headphone with and without one processor controlled PCM signal processing Device in the form of a three-dimensional graphic representation in the so-called Difference audio entogram is to be selected. The one described above also applies here Definition 1.

Zudem ist es von Vorteil, daß für beliebige Kopfhörer eine Erstellung bzw. eine Anwendung einer Außenohr-Beschallungsoptimierung u.A. vorzugsweise mittels einer PCM-Signalverarbeitungs-Vorrichtung erfolgt und diese Kopfhörer dann überwiegend "Mehrdimensional-Ortungsermöglichend, Helix-Einschwingverhalten-Impulsangepaßt" sind und deshalb als MOHEI-Kopfhörer bezeichnet werden und/oder als MOHEI-entzerrt gelten. Daraus ergibt sich die allgemeine 2. Definition: Sinngemäß sollen dabei die gewonnenen Ergebnisse in Gestalt der Teilgraphiken, gem. 1. Definition, ausgewertet und die daraus entstandenen bzw. verarbeiteten Erkenntnisse zur Verifikation einer natürlichen klangbild-verfälschungsarmen Kopfhörer-Beschallung führen.It is also advantageous that for any Headphones a creation or an application an outer ear sound system optimization etc. preferably by means of a PCM signal processing device is done and most of these headphones "Enabling multi-dimensional location, Helix transient response-pulse adjusted " are and therefore referred to as MOHEI headphones and / or are considered MOHEI equalized. Hence the general 2. Definition: Analogous should be used the results obtained in the form of the sub-graphics, acc. 1. Definition, evaluated and the resulting or processed findings for verification a natural sound image with little distortion Lead headphone sound.

Hinweis zur Namensgebung: Das Wort "MOHEI" setzt sich aus den breit gedruckten ersten Buchstaben der nacheinander folgenden fünf Begriffe Mehrdimensional, Ortung, Helix, Einschwingverhalten und Impuls zusammen; unter Helix sind die aus der Anatomie stammenden und beschreibenden Begriffe der menschlichen Außenohrpartien "Wurzel der Helix (Crus helicis)", "zum Tunnel eingerollte Krempe der Helix", "Darwinsches Hörnchen", "Tor zum Helixtunnel" und "Helix (Schnecke)" zusammengefaßt.Note on the naming: The word "MOHEI" is used itself from the broadly printed first letters of the five successive terms Multi-dimensional, location, helix, Settling behavior and momentum together; under Helix they are out anatomical and descriptive Terms of the human outer ear "Root of the Helix (Crus helicis)", "Brim of the Helix rolled up to the tunnel", "Darwinian croissant", "Gate to the Helix tunnel" and "Helix (snail)" summarized.

Überdies ist es vorteilhaft, daß die bei variablem Impuls-Beschallungspegel aufgenommenen und abgespeicherten Daten eines Kopfhörers das Zusammenwirken von Klirrfaktor bzw. Maximal belastbarkeitspegel und den Außenohr-Eigenschaften liefern, welches in das Baukonzept einer kopfhörer-beschallungs-optimierenden Signalverarbeitungs-Vorrichtung zu integrieren ist.In addition, it is advantageous that the variable Impulse sound levels recorded and stored data of a headphone that Interaction of distortion or maximum resilience level and the outer ear properties deliver which in the construction concept of a headphone-sound-optimizing Integrate signal processing device is.

Zudem ist es von Vorteil, daß das Zusammenwirken von nichtlinearen Verzerrungen und den Außenohr- Eigenschaften des Menschen in Abhängigkeit vom Impuls-Pegel in einem sogenannten Belastbarkeits-Audiosentogramm, vorzugsweise mehrdimensional, dargestellt wird.It is also advantageous that the interaction of nonlinear distortions and the outer ear Characteristics of humans in dependence from the pulse level in a so-called Resilience audio entogram, preferably multidimensional.

Außerdem ist es vorteilhaft, daß mittels eines geeigneten Impulses über die Außenohr-Kopfhörer-Systemantwort auch das Kopfhörer-Übertragungsmaß bestimmt werden kann.It is also advantageous that means a suitable impulse over the Outer ear headphone system response that too Headphone transmission measure can be determined.

Weiter ist es von Vorteil, daß aus den gewonnen und ausgewerteten Daten vieler Kopfhörer im Zusammenwirken mit dem menschlichen, anatomischen Außenohr, eine komplexe Simulation des Gesamtsystems, d.h. Kopfhörer-Außenohr, oder der einzelnen Komponenten erstellt werden kann.It is also advantageous that from the data obtained and evaluated many headphones in conjunction with the human, anatomical outer ear, one complex simulation of the overall system, i.e. Headphone outer ear, or the individual Components can be created.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, daß der zur Endlosschleifen-Bildung bekannte PCM-Sampler, nach Aufwertung des Abtastverhaltens (z.B. 18 bit- Wandlung und/oder 352,8 kHz-Abtastfrequenz), im Zusammenhang mit einem ausgewählten Aufhol verstärker und geeigneter Mikrofonkapsel, zur originalgetreuen Aufnahme und/oder Abspeicherung bzw. Wiedergabe von beispielsweise natürlichen Infra- und/oder Ultraschall-Lauten eingesetzt werden kann.In addition, it is advantageous that the for Infinite loop formation known PCM samplers, after upgrading the scanning behavior (e.g. 18 bit Conversion and / or 352.8 kHz sampling frequency), im Relation to a selected catch-up amplifier and suitable microphone capsule, for faithful recording and / or Storage or playback of for example natural infra and / or Ultrasound sounds can be used.

Zudem ist es von Vorteil, daß für eine Ermöglichung der Auswertung von Infra- und/oder Ultraschallen ein geeignetes rechnersteuerbares Speicheroszilloskop Verwendung findet, womit Signalverläufe und deren Spektren, vorzugsweise mittels Fast-Fourier-Transformation, dargestellt, berechnet und abgespeichert werden können. It is also advantageous that for a Enabling the evaluation of infra and / or Ultrasound is a suitable computer controllable Storage oscilloscope is used with what Waveforms and their spectra, preferably using Fast Fourier transformation, can be calculated and saved.

Mit der vorliegenden Erfindung werden Vorteile erzielt, die insbesondere darin bestehen, daßWith the present invention there are advantages achieved, which consist in particular in that

a) the state of the art so far Headphone transmission measurement for sound image assessment by essential measurements for the assessment of the Impulse and settling behavior from the system Headphone outer ear is supplemented and
b) one for the end product sought realizing lifelike, multidimensional Headphone sound a buildable Overall concept, by means of the under point a) won, evaluated and used Data, in the form of a PCM signal processing Device (MOHEI equalizer) is present.

Daneben sind noch folgende positive Merkmale der Erfindung zu nennen:In addition, there are the following positive characteristics to name the invention:

- Miniature headphones (e.g. Walkman- Headphones) tested for the first time and therefore also be upgraded.
- The costly and time-consuming comparison measurement move the diffuse field transfer dimension determination of headphones in DIN reverberation rooms can measure to about 20 seconds for each of the 16 required probe measurements can be reduced (see usual third-octave analysis with pink noise, about 4 minutes Noise annoyance of every test person).
- The measuring accuracy can be increased and / or the noise analysis time by the Use of UDRS noise reduced will.
- The transfer dimension determination over 16 Attempts and subsequent averaging can by an equivalent measurement, e.g. using an artificial head or, if necessary by means of a coupler further reduction in measuring time possible if a sine step sweep is used.)
- A review of the identical construction at the Series production of headphones (e.g. standard deviation) is among psychoacoustic Viewpoints possible.
- The necessary measuring computer signal analysis Total time may decrease about factors despite increased frequency resolution above 200 Hz. (See half third analysis of 20 Hz up to 20 kHz, about 9 minutes opposite 45 seconds analysis time in the best Case of the selected measurement type).
- Using a specially designed Higher measuring dynamics can be achieved with the probe and thus a measuring range from 20 Hz to 20 kHz available.
- In particular, the systematic / system dependent errors of the Measuring method and enables a Accuracy improvement depending on selected measuring method to approx Factor 2 to 8 (e.g. reduction or Elimination of noise variances).
- There is a better correlation between the perceived or judged Sound image of a headphone and that of Audio entogram than with comparable Method according to the state of the art.
- The measuring instruments necessary for the invention Configuration opened after insignificant technical upgrading, e.g. scientific Examinations outside the human Listening area.

Ein praxisnahes Ausführungsbeispiel der Erfindung soll diese in den folgenden Figuren und Erläuterungen näher beschreiben.A practical embodiment of the invention should this in the following figures and Describe explanations in more detail.

Es zeigenShow it

Fig. 1 ein Blockschaltbild mit den drei möglichen Meßvorgängen zur Kopfhörer-Übertragungsmaß bestimmung, Fig. 1 is a block diagram showing the three possible measurement operations intended for headphone transmission factor,

Fig. 2 ein Flußdiagramm der vorzu nehmenden Arbeitsabläufe zur Kuppler-Übertragungsmaßbestimmung von Kopfhörern, Fig. 2 is a flowchart of operations for receiving vorzu coupler Übertragungsmaßbestimmung headphones,

Fig. 3 den Aufbau einer geeigneten Schallmeß-Sonde, Fig. 3 shows the construction of a useful Schallmeß probe

Fig. 4 den Aufbau eines geeigneten Kupplers, Fig. 4 shows the construction of a suitable coupler,

Fig. 5 die Tabelle 1 mit Terz-, Halbterz- und Viertelterz-Frequenzwerten, Fig. 5, Table 1 with third octave, and Halbterz- Viertelterz-frequency values,

Fig. 6a ein Oszillogramm über einen am Analogausgang eines CD-Players abgegriffenen unverfälschten Impuls, FIG. 6a is an oscillogram of a tapped at the analog output of a CD player undistorted pulse,

Fig. 6b ein Oszillogramm eines mittels guten Kopfhörer- oder Lautsprecher-Schallwandler verfälschten Impulses, Fig. 6b is an oscillogram of a falsified by good headphone or speaker transducer pulse,

Fig. 6c ein Oszillogramm eines mittels schlechten Kopfhörer- Schallwandler verfälschten Impulses, Fig. 6c is an oscillogram of a falsified by bad headphone sound transducer pulse,

Fig. 6d ein Oszillogramm über das Impulsverhalten eines aus einer bestimmten Richtung frei einfallend beschallten Außenohres, Fig. 6d is an oscillogram about the behavior of a pulse from a certain direction free incident sonicated outer ear,

Fig. 6e ein Oszillogramm, welches Impulsverhalten eines mittels guten Kopfhörer beschallten Außenohres zeigt, Fig. 6e an oscillogram which shows impulse response of a sonicated by means of good outer ear headphones,

Fig. 7 ein Blockschaltbild zum MIDI-gesteuerten Sampler in der Funktion eines Impulsgenerators bzw. zur Verlängerung des Testrauschens, Fig. 7 is a block diagram of the MIDI-controlled sampler in the function of a pulse generator or the extension of the test noise,

Fig. 8a ein Oszillogramm eines unver fälschten getasteten Sinussignals (Sinus-Packet), geltend für a 1) geeignetes Original-Sinus- Packet bei allen Frequenzen, a 2) Kopfhörer-Beschallung des Außenohres (z.B. Frequenz = 7 kHz), a 3) freien Schalleinfall am Außenohr (z.B. Frequenz = 1 kHz), a 4) verstopfter Helix, Fig. 8a is an oscillogram of a non-falsified sampled sine signal (sine-Packet), suitable asserted for a 1) original sine Packet at all frequencies, a 2) Headphone sonication of the outer ear (eg frequency = 7 kHz), a 3) free sound incidence on the outer ear (e.g. frequency = 1 kHz), a 4 ) clogged helix,

Fig. 8b ein Oszillogramm eines Signals mit erkennbarem Einschwingverhalten des Außenohres geltend für b 1) freien Schalleinfall (z.B. Frequenz = 7 kHz), b 2) Kopfhörerbeschallung (z.B. Frequenz = 10 kHz), Fig. 8b is an oscillogram of a signal with recognizable transient response of the outer ear asserted for b 1) a free sound incidence (eg frequency = 7 kHz), b 2) headphone sound (for example, frequency = 10 kHz),

Fig. 8c ein Oszillogramm eines Signals mit erkennbarem Einschwingverhalten des Außenohres, geltend für freien Schalleinfall aus eines bestimmten Richtung (z.B. Frequenz = 10 kHz), Fig. 8c is an oscillogram of a signal with recognizable transient response of the outer ear, contends for a free sound incident from a certain direction (for example, frequency = 10 kHz),

Fig. 9 ein Blockschaltbild über den Aufbau einer PCM-Signalverarbeitungs- Vorrichtung zur Reduktion kopfhörerspezifischer Beschallungsmängel, 9 is a block diagram of headphones specific on the structure of a PCM signal processing apparatus for reducing acoustic deficiencies.,

Fig. 10 ein Oszillogramm eines erkennbar gemischt-frequenten Signals (z.B. Sprache) mit einigen kritischen, impulsartigen Partien, Fig. 10 is an oscillogram of a recognizable mixed-frequency signal (eg, Language) with some critical, pulse-like parts,

Fig. 11 und das Beispiel einer Version des Audiosentogrammes, ohne Reduktion von Beschallungs mängeln eines Kopfhörers. Fig. 11 and the example of a version of the audio entogram, without reduction of sound defects in a headphone.

Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezug auf die Abbildungen und den daraus zu entnehmenden Zusammenhängen näher erläutert. Hierbei wird von drei zur Verfügung stehenden unterschiedlichen Kopfhörer-Modellen und zusätzlich von einem geeigneten Kunstkopf ausgegangen.The invention will now be described with reference to FIG the illustrations and the ones to be extracted from them Connections explained in more detail. Here is from three different ones available Headphone models and also one suitable artificial head.

Die Erläuterungen sind in vier Abschnitte gegliedert, die sich (A) mit der Kopfhörer-Übertragungsmaßbestimmung, (B) der Impulsverhaltensmessung der Schallwandler, (C) dem Erfassen des Einschwingverhaltens unter variabler Beschallung und (D) einem vorgeschlagenen Konzept zum Aufbau einer PCM-Signalverarbeitungs-Vorrichtung auseinandersetzen. The explanations are in four sections structured, which (A) with the Headphone transfer measurement, (B) the Impulse behavior measurement of the transducers, (C) the detection of the transient response under variable sound and (D) one proposed concept for building a PCM signal processing device deal with.

A) Determination of transfer dimensions of headphones:

Der in dem Blockschaltbild gem. Fig. 1 gekennzeichnete Vier-Ebenen-Schalter S 1 (Ebenen a bis d) bestimmt im weiteren, welcher der drei Meßvorgänge im einzelnen vorgenommen wird, wie sie im Rahmen der Erfindung nötig sind. Daraus ergibt sich folgender Arbeitsgang-Fluß.The gem in the block diagram. Fig. 1 marked four-level switch S 1 (levels a to d ) further determines which of the three measuring processes is carried out in detail, as are necessary in the context of the invention. This results in the following process flow.

1. Arbeitsgang, erster Meßvorgang in Position I des Schalters S 1 durchführbar:
Erfassung der gemittelten Außenohr- Übertragungsfunktion von Probanden (6) mittels Sonde (8) bei kontrollierter (5) diffuser Beschallung im Hallraum (3) und Signalverarbeitung durch einen Aufholverstärker mit z.B. Terz-Pegelskala (9), Analyzer (10) zur z.B. Fast-Fourier- Transformation mit 16 bit-A/D-Wandler, einer EDV-Anlage zur Meßablaufssteuerung, Meßwerte- Nachbearbeitung und/oder -Abspeicherung (11) mit einem nachgeschalteten Sichtgerät (12). Das Schallfeld wird mittels Lautsprecher (3) erzeugt, der von einem mit hochintegrierten Rosa-Rauschen (1), d.h. z.B. auch UDRS-Rauschen, gespeisten Leistungsverstärker (2) angesteuert wird. Die Signalverarbeitung umfaßt kontinuierliche selektive Bandpaßmessungen in allen Frequenzbereichen des breitbandigen Rauschens, deren Resultate, in Form von Bandpaßmeßwerten von 20 Hz bis 20 kHz, eine Relativpegel-Treppengraphik ergibt. Diese entspricht einem Übertragungsmaß. 1st operation, first measurement in position I of switch S 1 can be carried out:
Detection of the averaged outer ear transfer function of test subjects ( 6 ) by means of a probe ( 8 ) with controlled ( 5 ) diffuse sound in the reverberation room ( 3 ) and signal processing by a catch-up amplifier with, for example, third-octave scale ( 9 ), analyzer ( 10 ) for example for fast Fourier transformation with 16-bit A / D converter, an EDP system for measuring sequence control, measured value postprocessing and / or storage ( 11 ) with a downstream display device ( 12 ). The sound field is generated by means of a loudspeaker ( 3 ) which is driven by a power amplifier ( 2 ) fed with highly integrated pink noise ( 1 ), ie for example also UDRS noise. The signal processing comprises continuous selective bandpass measurements in all frequency ranges of the broadband noise, the results of which, in the form of bandpass measurements from 20 Hz to 20 kHz, result in a relative level staircase graphic. This corresponds to a transmission measure.

2. Arbeitsgang, zweiter Meßvorgang in Position II des Schalters S 1 durchführbar:
Erfassung der gemittelten Außenohr- Übertragungsfunktion von Probanden (6) mittels Sonde (8) bei Beschallung durch einen ausgewählten, vorzugsweise diffusfeldentzerrten Kopfhörer (4 a) und Signalverarbeitung (9) bis (12). Der Kopfhörer wird von einer leistungsverstärkten (2), mit z.B. 120 Ohm Innenwiderstand ausgestatteten hochintegrierten Rosa-Rauschen-Signalquelle (1) gespeist.2nd operation, second measurement operation in position II of switch S 1 can be carried out:
Detection of the averaged outer ear transfer function of test subjects ( 6 ) by means of a probe ( 8 ) in the case of sound from a selected, preferably diffuse-field-equalized headphone ( 4 a ) and signal processing ( 9 ) to ( 12 ). The headphones are powered by a power-integrated ( 2 ), highly integrated pink noise signal source ( 1 ) equipped with, for example, 120 ohm internal resistance.

Hinweis 1: Anstatt der Arbeitsgänge 1 und 2 ist die Verwendung eines diffusfeld-entzerrten, ohrstrukturgemittelten Kunstkopfes möglich, mit dem funktionsmäßig die Sonde (8) im Ohrkanal des Außenohres (6) zusammengefaßt wird. Es besteht dann die Möglichkeit einer schnelleren Stufen-Sinus-Sweep-Übertragungsmaßbestimmung von Kopfhörern.Note 1: Instead of steps 1 and 2, the use of a diffuse-field-equalized, ear structure-mediated artificial head is possible, with which the probe ( 8 ) is functionally combined in the ear canal of the outer ear ( 6 ). There is then the possibility of a faster step-sine sweep transmission measurement of headphones.

Hinweis 2: Die für Sonden-Ohrkanalmessungen nötige Probanden-Rauschbelästigungsgesamtzeit kann mittels eines Digital-Delays oder eines für spätere Messungen besser geeigneten MIDI-gesteuerten Samplers (2), gem. Fig. 7, verkürzt werden, da jene Geräte über eine Sample-Hold-Funktion (z.B. durch das MIDI-Keyboard (3) ausgelöst) verfügen, mit der eine Endlosschleife aus der zur Verfügung stehenden 20 Sekunden-Ohrkanal- Rauschstichprobe (1) gebildet werden kann. Note 2: The total patient noise nuisance time required for probe ear canal measurements can be determined using a digital delay or a MIDI-controlled sampler ( 2 ), which is more suitable for later measurements. Fig. 7, can be shortened because those devices have a sample hold function (eg triggered by the MIDI keyboard ( 3 )), with which an endless loop is formed from the available 20-second ear canal noise sample ( 1 ) can be.

3. Arbeitsgang, dritter Meßvorgang in Position III des Schalters S 1 durchführbar:
Erfassung der Übertragungseigenschaften des ausgewählten Kopfhörers (4 a) am Kuppler (7) und Signalverarbeitung (9) bis (12). Der Kopfhörer wird mit leistungsverstärkten (2) Rosa-Rauschen (1) gespeist. Hinweis: Anstatt des Testrauschens kann die Übertragungsmaßbestimmung eines Kopfhörers mittels Stufen-Sinus-Sweep erfolgen.3rd operation, third measurement operation in position III of switch S 1 can be carried out:
Detection of the transmission properties of the selected headphones ( 4 a ) on the coupler ( 7 ) and signal processing ( 9 ) to ( 12 ). The headphones are fed with power-amplified ( 2 ) pink noise ( 1 ). Note: Instead of the test noise, the transmission measurement of a headphone can be carried out using a step sine sweep.

4. Arbeitsgang:
a) Berechnung der Pegeldifferenzwerte, wie sie sich zwischen dem Kopfhörer-Übertragungsmaß gem. 2. Arbeitsgang und dem Referenz- Übertragungsmaß gem. 1. Arbeitsgang ergeben.
b) Addition der gewonnenen Pegeldifferenzwerte zum Kopfhörer-Übertragungsmaß, womit das Referenz-Diffusfeld-Übertragungsmaß erstellt ist. Formelmäßige Berechnung der einzelnen Bandpaßpegelwerte gemäß 4. Arbeitsgang, bezogen auf die Arbeitsgänge 1. und 2.: {4.}={2.}+[{2.}-{1.}].4th step:
a) Calculation of the level difference values as they occur between the headphone transmission measure. 2nd operation and the reference transfer dimension acc. 1st operation result.
b) Addition of the level difference values obtained to the headphone transmission measure, with which the reference diffuse field transmission measure is created. Formula-based calculation of the individual bandpass level values according to the 4th step, based on the steps 1 and 2: {4.} = {2.} + [{2.} - {1.}].

5. Arbeitsgang:
Ermittlung der Pegelkorrekturwerte aus der Differenz des Kuppler-Übertragungsmaßes gem. 3. Arbeitsgang und dem Referenz-Diffusfeld- Übertragungsmaß gem. 4. Arbeitsgang, wie sie sich bei der Verwendung des Kupplers (7) zur Diffusfeld-Übertragungsmaßbestimmung als nötig ergeben. Formelmäßige Berechnung der einzelnen Bandpaßpegelwerte gem. 5. Arbeits gang, bezogen auf die Arbeitsgänge 3. und 4.: {5.}={4.}-{3}. 5th step:
Determination of the level correction values from the difference of the coupler transmission dimension acc. 3rd operation and the reference diffuse field transmission dimension acc. 4. Operation as they result when using the coupler ( 7 ) to determine the diffuse field transfer dimension as necessary. Formula-based calculation of the individual bandpass level values acc. 5th operation, based on operations 3 and 4: {5.} = {4.} - {3}.

6. Arbeitsgang:
Einspeicherung der im 5. Arbeitsgang ermittelten Pegelkorrekturwerte in der Signalverarbeitungs-Vorrichtung (9) bis (11).6th step:
Storage of the level correction values determined in the 5th operation in the signal processing device ( 9 ) to ( 11 ).

7. Arbeitsgang:
Diffusfeld-Übertragungsmaßbestimmung, basierend auf den Arbeitsgängen 3. und 6., für einen beliebigen, konstruktiv jedoch identischen Kopfhörer (4 b) am Kuppler (7), also unter der Vorraussetzung, daß der Kopfhörer (4 b) identische Beschallungseigenschaften auf das menschliche Außenohr aufweist, wie sie der ausgewählte Kopfhörer (4 a) aufgrund z.B. der Miniatur lautsprecher-Anordnung erkennen läßt. Bei evtl. auftretenden konstruktiven Abweichungen in der Schallwandleranordnung des Kopfhörers (4 c) müssen die Arbeitsgänge 2. bis 6. mit derselben Versuchspersonengruppe oder mittels eines geeigneten Kunstkopfes wiederholt werden. Im Zweifelsfall ist zunächst diejenige Versuchsperson unter den 16 Probanden auszuwählen, die bezüglich der Einzel- Übertragungsmaße vom Mittelwert, je Bandpaß pegelwert, am geringsten abweicht. Dann sind Messungen gem. den Arbeitsgängen 1. und 2. nur mehr einmal an dem ausgewählten Probanden-Außenohr auszuführen. Darauf ist gem. Arbeitsgang 4. das Einfach-Diffusfeld- Übertragungsmaß zu erstellen, das bei einer Gegenüberstellung mit dem Kuppler- Übertragungsmaß (pegeljustiert nach dem Kopfhörer (4 a)) desselben Kopfhörers z.B. (4 b) maximal um 2 dB abweichen sollte. Ansonsten handelt es sich um einen Kopfhörertyp (4 c). 7th step:
Diffuse field transmission measurement, based on the operations 3 and 6, for any, but structurally identical headphones ( 4 b ) on the coupler ( 7 ), so under the condition that the headphones ( 4 b ) have identical sound properties on the human outer ear has, as can be seen from the selected headphones ( 4 a ) due to, for example, the miniature speaker arrangement. If there are any design deviations in the transducer arrangement of the headphones ( 4 c ), operations 2 to 6 must be repeated with the same group of test subjects or with a suitable artificial head. In case of doubt, first select the test subject from the 16 subjects who deviates the least in terms of the individual transmission measures from the mean value per level bandpass. Then measurements according to Perform operations 1 and 2 only once on the selected test person's outer ear. According to it. Work step 4. to create the simple diffuse field transmission dimension, which should differ by a maximum of 2 dB when compared with the coupler transmission dimension (level-adjusted according to the headphones ( 4 a )) of the same headphones, for example ( 4 b ). Otherwise it is a headphone type ( 4 c ).

Die Verwendung eines geeigneten Kunstkopfes ist zu diesen Testzwecken vorteilhaft. Es ist sinnvoll bei Mehrfacheinsatz dieses Meßverfahrens eine Kuppler-Korrekturwerte- Dateien-Bibliothek, geordnet nach den existenten Kopfhörer-Schallwandler- Konfigurationen, anzulegen.The use of a suitable dummy head is advantageous for these test purposes. It makes sense with multiple use of this Measuring method a coupler correction values- Files library ordered by existing headphone transducer Configurations.

Um den Zusammenhang zwischen den verschiedenen Meß- bzw. Signalverarbeitungsreihenfolgen und die für das Endresultat "Kuppler-Diffusfeld- Übertragungsmaß" wichtigen Arbeitsgänge besser nachverfolgen zu können, wird in Fig. 2 anhand angenommener Übertragungsfunktionen der Ablauf der verschiedenen Meßvorgänge in ihrer Konsequenz auf das jeweilige Kopfhörer-Übertragungsmaß in einer Übersicht zusammengefaßt verdeutlicht. Abgesehen vom Diagramm (6), das einer Kuppler- Übertragungsmaßbestimmung von einem beliebigen Kopfhörer (4 b), gem. 3. Arbeitsgang, entspricht, sind sinngemäß alle anderen Übertragungsfunktionen in die durchnummerierten Arbeitsgänge 1. bis 7. überzuführen.In order to be able to better track the relationship between the various measurement or signal processing sequences and the work steps important for the end result "coupler diffuse field transmission dimension", the sequence of the different measurement processes and their consequences for the respective headphones are shown in FIG. 2 on the basis of assumed transfer functions - Transfer dimension summarized in an overview. Apart from the diagram ( 6 ), which shows a coupler transmission dimension determination from any headphones ( 4 b ), acc. 3rd operation corresponds, all other transfer functions are to be transferred to the numbered operations 1 to 7.

Für die Übertragungsmaßbestimmung von Kopfhörern ist beispielsweise eine immer dämpfungsbehaftete Sonde, gem. Fig. 3, bestehend aus einer Miniaturmikrofonkapsel (5) mit abgeschirmten Speisespannungs- und Wechselsignal-Anschlußkabeln (1), zu verwenden. Mittels eines höchst flexiblen Koppelelementes (2) aus Gummi, wird der Schall des Ohrkanals unter Verwendung eines Zentrierelements (3) aus Grob-Schaumstoff, in eine biegsame Schlauch-Schallzuführung (4), direkt zur Miniaturmikrofon-Kapsel (5) geleitet. For the transmission measurement of headphones, for example, an always damping probe, according to Fig. 3, consisting of a miniature microphone capsule ( 5 ) with shielded supply voltage and alternating signal connection cables ( 1 ) to use. By means of a highly flexible coupling element ( 2 ) made of rubber, the sound of the ear canal is conducted directly to the miniature microphone capsule ( 5 ) using a centering element ( 3 ) made of coarse foam in a flexible hose sound supply ( 4 ).

Der Schlauch ist mit einem dämpfenden faserigen Wollegarn gefüllt, um periodisch wiederkehrende Resonanzen zu unterdrücken.The hose is with a damping fibrous Wool yarn filled to recurring Suppress resonances.

Es kommen zum Aufbau einer Sonde (8), gem. Fig. 1, nur Elektret-Miniaturschallwandler-Kapseln (5), gem. Fig. 3, in Frage, die Dynamikwerte von mindestens 58 dB oder mehr aufweisen, da während der Messungen wesentliche Kopfhörer- Pegelschwankungen (4), gem. Fig. 1, bis zu 20 dB, Meßwert-Qualitätsminderung durch Höhendämpfung der Schlauch-Schallzuführung (4), gem. Fig. 3, bis zu 15 dB, typische, kammfilter artige Außenohr-Einbrüche bzw. Resonanzen (6), gem. Fig. 1, von mindestens 10 dB und nicht selten auftretende Hallraum-Frequenzgang-Abfälle (5), gem. Fig. 1, von 15 dB, wobei alle diese Vorgänge beliebig überlagert sein können, zu erwarten sind.A probe ( 8 ) is built up according to Fig. 1, only electret miniature transducer capsules ( 5 ), acc. Fig. 3, in question, the dynamic range of at least 58 dB or more, since significant headphone level fluctuations ( 4 ), according to. Fig. 1, up to 20 dB, measurement quality reduction by height attenuation of the hose sound supply ( 4 ), acc. Fig. 3, up to 15 dB, typical, comb filter-like outer ear dips or resonances ( 6 ), acc. Fig. 1, of at least 10 dB and not infrequently occurring reverberation frequency response drops ( 5 ), acc. Fig. 1, of 15 dB, all of these processes can be superimposed as desired, are to be expected.

Für den für die Übertragungsmaßbestimmung von Kopfhörern betimmten Kuppler, gem. Fig. 4, ist beispielsweise folgende Teile-Konfiguration zu verwenden, die von Hersteller zu Hersteller variieren kann:
Meistens bildet ein durch Gummifüße (1), fibrationsdämpfend getragener, aus Holz gefertigter Sockel (2) die Basis für einen z.B. aufgeklebten Montagezylinder (9). In den aus Stahl gefrästen Montagezylinder wird eine aus gleichem Material gedrehte, zylindrische Kabelzuführung (3) verschraubt. Beides soll als maximal wirkende Zugentlastung und Abschirmung gegen elektrische und ggf. magnetische Felder dienen, damit das im Millivoltbereich gelegene Wechselsignal der in den Montagezylinder (9) eingeschraubten Mikrofonkapsel (6) unverfälscht beim Aufhol verstärker (9), gem. Fig. 4, ankommt.For the coupler designed for the transmission measurement of headphones, acc. Fig. 4, for example, the following parts configuration to use, which can vary from manufacturer to manufacturer:
In most cases, a base ( 2 ) made of wood and supported by rubber feet ( 1 ), vibration-damping, forms the basis for a mounting cylinder ( 9 ), for example, glued on. A cylindrical cable feed ( 3 ) turned from the same material is screwed into the assembly cylinder milled from steel. Both should as a maximum acting strain relief and shield against electric and possibly magnetic fields are used, so that the alternating signal of which is screwed into the mounting cylinder (9) microphone capsule (6) located in the millivolt range unadulterated amplifier when catch-up (9), gem. Fig. 4 arrives.

In den heute üblichen Kupplern befinden sich ausschließlich Kondensator-Mikrofonkapseln mit extremen Dynamikwerten bis zu 140 dB, die nur durch eine externe Phantomspeisespannung von ca. 200 Volt realisierbar sind. Außerdem soll ein Kuppler, gem. Fig. 4, gegen die von oben gerichtete Andruckkraft eines vorzugsweise zentriert aufgelegten Kopfhörer-Schallwandler polsters (10) bestehen. Dazu dient u.a. eine kreisrunde Metallplatte (4). Der zwischen dem Montagezylinder (9) und der Metallplatte (4) eingepaßte Zentrierkonus (5), sorgt für eine trichterartige Schallübertragung zur Mikrofonkapsel (6). Bei den in Fig. 4 strichliert dargestellten Kupplerteilen, handelt es sich um einen aufsteckbaren Sicherungsring (7) und ein kopfrelief-angepaßtes Auflageelement (8) , welche nach Bedarf, zur Verbesserung der Kopfhörer-Ankopplung, auszutauschen sind.In today's customary couplers there are only condenser microphone capsules with extreme dynamic values of up to 140 dB, which can only be achieved with an external phantom power supply of approx. 200 volts. In addition, a coupler, acc. Fig. 4, against the pressure force directed from above of a preferably centered headphone transducer pad ( 10 ). A circular metal plate ( 4 ) is used for this purpose. The centering cone ( 5 ) fitted between the mounting cylinder ( 9 ) and the metal plate ( 4 ) ensures funnel-like sound transmission to the microphone capsule ( 6 ). The coupler parts shown in broken lines in FIG. 4 are a snap-on locking ring ( 7 ) and a support element ( 8 ) adapted to the top relief, which are to be replaced as needed to improve the headphone coupling.

Die für eine Übertragungsmaßbestimmung, gem. den Anforderungen der Erfindung, zu verwendenden Frequenzwerte für das Analyse-Verfahren sollten mit einigen Ergänzungen nach der DIN 45 401 (Rechenmethode und Tabelle zu Terzbandpaß- Mitten- und Eckfrequenzwerten) errechnet werden. Diesbezüglich eine kurzgefaßte Beschreibung mit folgenden Definitionen:The for a transfer dimension determination, acc. the Requirements of the invention to be used Frequency values for the analysis procedure should with some additions according to DIN 45 401 (Calculation method and table for third-octave bandpass Center and corner frequency values) can be calculated. In this regard, a brief description with the following definitions:

a) The frequency jump by one octave or downward describes a frequency value Doubling or halving (logarithmic calculated: numerical value * 21/2; 21/2 = "root from two "). Similarly, one applies to the third Frequency tripling or triple (calculated logarithmically: numerical value * 21/3; 21/3 = "third root of two").
b) For the half-third band center frequency values arises from multiplying the octave and thirds factors the formula Frequency half third third = frequency third corner = Numerical value * (21/2) 1/3 = numerical value * 21/6 = Numerical value * 1.12 {z. B. Numerical value = 20 Hz} to calculate increasing frequency values. Reciprocal from it is falling Frequency values have the formula numerical value / 1.12 to use.
c) To calculate the half-ore corner frequencies the formula applies analogously Frequency half third corner = Frequency center of quarter third = Numerical value * [(21/2) 1/2] 1/3 = Numerical value * 21/12 = numerical value * 1.06.
d) The calculated basic frequency values of a Bandpass, acc. b) and c) the lower bandpass limits or corner frequency evaluate.
e) The upper bandpass limits or corner frequencies are equal to the lower bandpass limit of next larger band pass, acc. a) to d).
f) The acoustic (audio) measuring range is from the corner frequency values 20 Hz and 20 kHz narrowed down what three frequency decades corresponds.
g) The first lower band center frequency of a Noise bandpass analysis corresponds to that Audio corner frequency value 20 Hz and also applies as the first frequency value for one Step sine sweep.

Eine Zusammenstellung der Oktav-, Terz-, Halbterz- und Viertelterz-Frequenzen im Bereich von 200 Hz bis 2 kHz ist aus der Tabelle 1, gem. Fig. 5, zu entnehmen (f = Frequenz). Für die Dekade ab 20 Hz sind die in der Tabelle 1 genannten Frequenzwerte mit dem Faktor Zehn zu teilen und ähnlich ab 2 kHz mit Zehn zu multiplizieren.A compilation of the octave, third, half third and quarter third frequencies in the range from 200 Hz to 2 kHz is shown in Table 1, acc. Fig. 5 can be seen (f = frequency). For the decade from 20 Hz, the frequency values listed in Table 1 must be divided by a factor of ten and similarly multiplied by ten from 2 kHz.

Im Sinne einer allgemeinen, programmgesteuerten Berechnung von beispielsweise Mittelwert und Standardabweichung zur Auswertung von Gruppen messungen, können wegen der sich überlagernden strukturell gleichen Verhaltensweisen (u.a. beinhaltet dies die Streuung von Rosa-Rauschen und der Außenohrvarianzen nach der Gaußschen Wahrscheinlichkeitsverteilung) die bekannten Gesetze der Statistik angewandt werden. Deshalb berechnet sich der Mittelwert je Halbterz-Pegel Pm,x aus (Pi,x + P 2,x + ... + P 16,x)/16 mit x als laufende Halbterz-Pegelnummer. Die Standardabweichung Sx wird je Halbterz aus {[(P 1, x-P,x) 2+(P 2,x-Pm,x) 2+. . . + (P 16,x-Pm,x) 2]/16}1/2 berechnet. Der Ausdruck {. . .}1/2 entspricht der Wurzel aus den in den geschweiften Klammern stehenden Summanden.In the sense of a general, program-controlled calculation of, for example, mean value and standard deviation for evaluating group measurements, the well-known laws of statistics can be applied due to the overlapping structurally identical behaviors (including the scattering of pink noise and the outer ear variances according to the Gaussian probability distribution) will. Therefore, the mean value per half-third level Pm, x is calculated from ( Pi, x + P 2, x + ... + P 16, x ) / 16 with x as the current half-third level number. The standard deviation Sx becomes {[( P 1, x - P, x) 2+ (P 2, x - Pm, x) 2+. . . + (P 16, x - Pm, x) 2] / 16} 1/2 calculated. The expression {. . .} 1/2 corresponds to the root of the summands in the curly brackets.

B) Recording the impulse behavior of headphone transducers:

Zur Überprüfung des Kopfhörer-Impulsverhaltens sind vorzugsweise, gem. Fig. 1, die Elemente Rauschgenerator (1) mit einem geeigneten Impulsgenerator oder CD-Player incl. ausgewählten Testsignal-CD und Analyzer (10) mit einem Speicheroszilloskop incl. Datenbus-Anschluß, auszutauschen. Der vorgeschlagene Kuppler, gem. Fig. 4, empfiehlt sich auch für Kopfhörer- Impulsmessungen. Der Testimpuls sollte dem Anspruch 12 genügen und als Vergleichsmaß einmal direkt, ohne Kopfhörer-Verfälschungen, mit dem Speicheroszilloskop aufgenommen werden.To check the headphone pulse behavior are preferably gem. Fig. 1, the elements noise generator ( 1 ) with a suitable pulse generator or CD player including selected test signal CD and analyzer ( 10 ) with a storage oscilloscope including data bus connection to exchange. The proposed coupler, acc. Fig. 4, is also recommended for headphone pulse measurements. The test pulse should meet claim 12 and be recorded directly with the storage oscilloscope as a comparative measure, without adulteration of the headphones.

D.h., daß das Impulsgenerator-Signal (1) ohne Umwege zum Speicheroszilloskop (10) geführt werden soll. Beispielsweise zeigt das Oszillogramm, gem. Fig. 6a, noch ein zulässiges Quellen-Impulsverhalten mit 25% Ein- und Ausschwinganteilen, auf dem dann resultierend die Kopfhörer-Membran-Schwingeigenschaften abzuleiten sind. Daraus ergibt sich der zweite Meßvorgang: Der Vier-Ebenen-Schalter S 1, gem. Fig. 1, befindet sich auf Position III, womit das vom gespeisenden Kopfhörer-Schallwandler (4) erzeugte akustische Signal vom Kuppler (7) aufgefangen und nachverstärkt (9) wird. Vorab ist mittels des regelbaren Leistungsverstärkers (2) ein Schalldruck von ca. 85 dBSPL (auf dem nachverstärkenden Prüfanalyzer (9) abzulesen) eingestellt worden. Abhängig von den Membran- Wandeleigenschaften, können sich beispielsweise Oszillogramme, gem. Fig. 6b, eines impuls-treuen Kopfhörers oder eines "schlechter schwingenden" Kopfhörers, gem. Fig. 6c, einstellen. Eine Gegenüberstellung der drei Impuls-Oszillogramme, gem. Fig. 6a bis 6c, läßt eindeutig eine Zunahme der Zahl der Halbwellen beim Ausschwingvorgang erkennen, auf die in Abschnitt C) genauer eingegangen wird und deshalb verlangt, daß jeder einzelne zeitliche Verlauf der verschiedenen Impulszüge in geeigneter Darstellung (z.B. mittels Fast-Fourier-Komponenten) hier und später grundsätzlich abgespeichert werden. This means that the pulse generator signal ( 1 ) should be routed to the storage oscilloscope ( 10 ) without detours. For example, the oscillogram, according to FIG. 6a, still an acceptable sources impulse response with 25% input and Ausschwinganteilen on which the earphone membrane resonant characteristics are then derive a result. This results in the second measurement process: The four-level switch S 1 , acc. Fig. 1, is in position III, whereby the acoustic signal generated by the feeding headphone transducer ( 4 ) is collected by the coupler ( 7 ) and amplified (9). A sound pressure of approx. 85 dBSPL (read on the post-amplifying test analyzer ( 9 )) has been set beforehand using the adjustable power amplifier ( 2 ). Depending on the membrane conversion properties, for example oscillograms, acc. Fig. 6b, a pulse-true headphones or a "poorly vibrating" headphones, acc. Fig. 6c, adjust. A comparison of the three pulse oscillograms, according to FIGS. 6a-6c, can clearly an increase in the number of half-wave detect at the decay process, will be discussed in more detail in section C) and, therefore, requires that each individual time profile of the different pulse trains in a suitable representation (eg by means of fast Fourier components ) are saved here and later.

C) Detection of the outer ear settling behavior under variable sound:

Für die folgende Versuchsreihe bleibt der Meßaufbau, gem. Fig. 1, erhalten, jedoch befindet sich der Vier-Ebenen-Schalter in Position I. Vorzugsweise sind die Sondenmessungen (8) im Ohrkanal (6) von Probanden durch einen beide Elemente verbindenden, geeigneten Kunstkopf zu ersetzten. Daraufhin ist beispielsweise eine Impuls-Freifeldbeschallung (u.a. in einem reflexionsarmen Raum; also enfällt der Hallraum (5)) im Nahfeld, d.h. vorzugsweise im Abstand von einem Meter vom Kunstkopf, zu realisieren. In diesem Zusammenhang soll ein hochwertiger impuls-treuer Lautsprecher (3) Verwendung finden, der ebenfalls mit einem Schalldruck von 85 dBSPL aus einer geeigneten Richtung den Kunstkopf beschallt. Der in Fig. 6d zu entnehmende Impulsverlauf, soll für ein aus horizontaler Richtung vor dem Ohr, 45 Grad schräg von unten einfallendes Schallfeld gelten. Dabei ist ein Lautsprecher-Impulsverhalten, gem. Fig. 6b, anzunehmen, falls die verschieden großen und mit unterschiedlicher Breite zusätzlich erkennbaren Impuls-Amplituden dem Impuls-Oszillogramm, gem. Fig. 6e, bei Außenohr- Beschallung mittels eines impuls-treuen Kopfhörers, gem. Fig. 6b, gegenübergestellt wird. Für diese Messung ist der Vier-Ebenen-Schalter S 1, gem. Fig. 1, auf die Position II umzuschalten. For the following series of experiments, the measurement setup according to Fig. 1, received, however, the four-level switch is in position I. Preferably, the probe measurements ( 8 ) in the ear canal ( 6 ) of subjects are to be replaced by a suitable artificial head that connects both elements. Thereupon, for example, an impulse free field sound system (among other things in a low reflection room; therefore the reverberation room ( 5 )) is not to be realized in the near field, ie preferably at a distance of one meter from the artificial head. In this context, a high-quality impulse-true loudspeaker ( 3 ) is to be used, which also sonicates the artificial head with a sound pressure of 85 dBSPL from a suitable direction. The pulse curve shown in FIG. 6d is intended to apply to a sound field incident 45 degrees obliquely from below from the horizontal direction in front of the ear. Here is a speaker impulse behavior, acc. 6b to accept., If the different size and additionally identifiable with different width pulse-amplitude pulse oscillogram, gem. Fig. 6e, with external ear sound using a pulse-true headphones, acc. Fig. 6b, is compared. For this measurement, the four-level switch S 1 , according to Fig. 1 to switch to position II.

Unter Bezugnahme der z.B. Summen-Impuls- Lokalisation mit der Mehrfachbeschallung und Superpositionsmethode der sich ergebenden, für geeignete aus verschiedenen Richtungen einfallende Schalle, läßt sich beispielsweise folgendes Einschwingkomponenten-Richtungszuordnungsschema erarbeiten:With reference to e.g. Sum impulse Localization with multiple sound reinforcement and Superposition method of the resulting, for suitable coming from different directions Sound, can be for example the following Transient component direction mapping scheme work out:

a) Proportion of a rather horizontal sound source directly in front of the test outer ear, predominantly recognizable → pulse amplitudes with a width Ta = 63 µs ("Proportionally more horizontal" means that sound incidence directions smaller, e.g. 45 degrees diagonally from front, back, The upper and lower are permissible; µs = 10-6 seconds).
b) Proportion of sound source located below the test ear → predominantly recognizable pulse amplitudes with a width of Tb = 94 µs.
c) A part of the sound source located above the test ear → predominantly recognizable pulse amplitudes with a width of Tc = 125 µs.
d) A part of the sound source located behind the test ear → predominantly recognizable pulse amplitudes with a width of Td = 156 µs.
e) Proportion of the sound source in front of the test ear → predominantly recognizable pulse amplitudes with a width of Te = 187 µs.
f) Proportionate for sound incidence directions predominate from above is with a frequency of positive pulse amplitudes too count.

Zur Absicherung des im Grunde mittels der Burst-Beschallung bereits erfaßten Außenohr- Einschwingverhaltens sollen nochmals Messungen, angelehnt an den Versuchsaufbau, gem. Fig. 1, stattfinden. Die Meßbasis bildet ein getasteter Sinus, der vorzugsweise durch einen MIDI- steuerbaren PCM-Sampler (2), gem. Fig. 7, günstig zu realisieren und anstatt des Rauschgenerators (1), gem. Fig. 1, zu verwenden ist. Dabei genügt ein Sinusgenerator (1), gem. Fig. 7, dessen ausgesandtes Signal mittels geeigneter Sample-Start-, -Stop-, -Tune- (Tonhöhenfein abstimmung) und Looping-Einstellung zu einem getasteten Sinus (Sinus-Packet) modifiziert wird. Der zeitliche Einsatzpunkt, die benötigte Dauer und die grobe Tonhöhe sind aufgrund der beliebigen Keyboard-Tasten-Betätigung (3) frei wählbar. Überdies nimmt für die laufenden Messungen das Speicheroszilloskop weiterhin die Stelle des Analyzers (10), gem. Fig. 7, ein. Der Vier-Ebenen-Schalter S 1, gem. Fig. 1, variiert zwischen Position II (Kunstkopf-Beschallung) und III (Kuppler-Beschallung). Das so beispielsweise mögliche Oszillogramm, gem. Fig. 8a, gilt für a 1) eine direkte Einspeisung des geeigneten Original-Sinuspacket-Signals in das Speicheroszilloskop bei allen Frequenzen, a 2) Kopfhörer-Beschallung des menschlichen Außenohres bei z.B. einer Frequenz von 7 kHz, a 3) freien Schalleinfall aus beliebiger Richtung auf das Außenohr und z.B. Frequenzen unter 6 kHz und a 4) freien Schalleinfall, gem. a 3), nur mit z.B. verstopfter Helix bei beliebigen Frequenzen. Demgegenüber zeigt Fig. 8b einen typischen Verlauf des Außenohr-Einschwingverhaltens bei a 1) freiem Schalleinfall aus beliebiger Richtung für z.B. Frequenzen um 7 kHz und a 2) Kopfhörer-Beschallung für z.B. Frequenzen um 10 kHz. Damit eine für alle Kriterien geltende Gegenüberstellung der Helix-Reaktionen (Beschallungsvarianten bzw. Frequenzen) ermöglicht wird, ist mit Hilfe des Oszillogramms, gem. Fig. 8c, das Einschwingverhalten des Außenohres bei freiem Schalleinfall aus einer bestimmten Richtung und einer Frequenz von 10 kHz komplettiert. Bei einem solchen Vergleich der Fig. 8a bis 8c lassen sich für die spätere Anwendungen in einer PCM-Signalverarbeitung-Vorrichtung wichtige Schlüsse ziehen: a) Bei Kopfhörer-Außenohr- Beschallung ist nur um ca. 10 kHz das normalerweise ab ca. 6 kHz auftretende Einschwingverhalten der Helix festzustellen und b) kommt i.a. die Einschwingdauer unter der von drei Perioden zum liegen. Zur Wiederherstellung des natürlichen Beschallungszustandes per Kopfhörer ist hieraus folgernd mittels digitaler Fast-Fourier-Komponenten eine additive Simulation des ausbleibenden Einschwingverhalten- Frequenzbereiches vorzunehmen.To safeguard the outer ear settling behavior, which is basically already recorded by means of burst sound, measurements should be taken again, based on the experimental setup, acc. Fig. 1, take place. The measuring base forms a keyed sine, which is preferably by a MIDI controllable PCM sampler ( 2 ), acc. Fig. 7, cheap to implement and instead of the noise generator ( 1 ), acc. Fig. 1 is to be used. A sine generator ( 1 ), according to. Fig. 7, the emitted signal is modified by means of suitable sample start, stop, tune (pitch fine tuning) and looping setting to a keyed sine (sine packet). The time, the required duration and the coarse pitch can be freely selected based on the keyboard key ( 3 ). In addition, the storage oscilloscope continues to take the place of the analyzer ( 10 ), according to. Fig. 7, a. The four-level switch S 1 , acc. Fig. 1, varies between position II (artificial head sound system) and III (coupler sound system). The oscillogram, for example possible according to. Fig. 8a, applies to a 1 ) a direct feed of the suitable original sine packet signal into the storage oscilloscope at all frequencies, a 2 ) headphone sonication of the human outer ear at, for example, a frequency of 7 kHz, a 3 ) free sound incidence from any Direction to the outer ear and, for example, frequencies below 6 kHz and a 4 ) free sound, acc. a 3 ), only with eg blocked helix at any frequencies. In contrast, FIG. 8b shows a typical course of the outer ear settling behavior with a 1 ) free sound incidence from any direction for eg frequencies around 7 kHz and a 2 ) headphone sound for eg frequencies around 10 kHz. To enable a comparison of the helix reactions (sound reinforcement variants or frequencies) that is valid for all criteria, the oscillogram, acc. Fig. 8c, the settling behavior of the outer ear with free sound from a certain direction and a frequency of 10 kHz completed. With such a comparison of FIGS. 8a to 8c, important conclusions can be drawn for the later applications in a PCM signal processing device: a) In the case of headphone sound from the outer ear, only around 10 kHz is what normally occurs from around 6 kHz Determine settling behavior of the helix and b) generally settling time is below that of three periods. In order to restore the natural sound level with headphones, an additional simulation of the missing transient response frequency range is to be carried out using digital Fast Fourier components.

D) Structure of a signal processing device to reduce sound defects for headphones:

Die für ein wirkungsvolles Konzept einer Kopfhörer- Beschallungs-Optimierung relevanten Erkenntnisse der Abschnitte A) bis C) sind parzielle Grundlage der vorliegenden Erfindung. For an effective concept of a headphone Public address optimization relevant knowledge Sections A) to C) are partial basis of the present invention.

Jede zu bewertende Veränderung, die bei der Kopfhörer-Übertragungmaßbestimmung oder Schallwandler-Impuls-Verhaltens-Überprüfung oder Überprüfung des Systemes Außenohr-Kopfhörer- Schallwandler auf deren Einschwingverhalten zu beobachten ist, muß in Reihenfolge, aufeinander aufbauend in das Konzept eingehen, um die untereinander existenten Einflüsse gering zu halten. Im einzelnen bedeutet das bei Abschnitten A) eine Pegelkorrektur in den je Frequenzabschnitt erkennbaren Übertragungsmaß- Unebenheiten, B) einen Impuls-Ausgleich, der die Ausschwingvorgänge weitestgehend reduziert und C) eine Simulation des ausbleibenden, frequenzabhängigen Außenohr-Einschwing verhaltens bei Kopfhörer-Beschallung. Die Gestaltung der Korrekturen soll auf den gewonnenen Fast-Fourier-Daten in digitaler Form basieren. Im Blockschaltbild, gem. Fig. 9, ist ein Beispiel für eine PCM-Signalverarbeitungs-Vorrichtung aufgezeigt:
Zunächst wird das Audio-Originalsignal analog/digital-gewandelt (1). Darauf folgt die erste Reduktion eines Kopfhörer- Beschallungsmangels in Form einer auf digitaler Filter basierender Originalsignal- Entzerrung (2) zur Einebnung des Kopfhörer- Übertragungsmaßes. Kurve 1, gem. Fig. 9, entspricht hier dem ursprünglichen Übertragungsmaß, zu dem die der Kurve 2, gem. Fig. 9, entsprechenden frequenzabhängigen Korrektur addiert wird, woraus das dem Stand der Technik geforderte ebene Übertragungsmaß, gem. Kurve 3 der Fig. 9, entsteht. Every change to be assessed, which can be observed during headphone transmission measurement or sound transducer impulse behavior check or review of the system outer ear headphone / sound transducer for their transient response, has to go into the concept in order, building on one another, to include the existing ones To keep influences to a minimum. Specifically, this means in section A) a level correction in the transmission level unevenness recognizable per frequency section, B) a pulse compensation that largely reduces the decay processes and C) a simulation of the lack of frequency-dependent outer ear settling behavior in headphone sound. The design of the corrections should be based on the Fast Fourier data obtained in digital form. In the block diagram, acc. Fig. 9 shows an example of a PCM signal processing device:
First, the original audio signal is converted to analog / digital ( 1 ). This is followed by the first reduction of a lack of headphone sound in the form of an original signal equalization ( 2 ) based on digital filter to level the headphone transmission measure. Curve 1 , acc. Fig. 9, corresponds here to the original transfer dimension, to which the curve 2 , according to. Fig. 9, corresponding frequency-dependent correction is added, from which the level transmission requirement required by the prior art, acc. Curve 3 of FIG. 9 arises.

Vorteilhaft ist es nun, mit der realisierten Entzerrung eine Optimierung des Kopfhörer- Schallwandler-Impulsverhaltens (3) vorzunehmen. Ähnlich der vorher gezeigten Methode soll dem ursprünglichen Impulsverhalten, gem. Kurve 1, gem. Fig. 9, eine geeignete Digital-Fast-Fourier- Struktur, gem. Kurve 2, zur Impuls-Korrektur des Kopfhörer-Schallwandlers addiert werden, damit das dem elektrischen Originalsignal entsprechende Impulsverhalten, gem. Kurve 3, an das Außenohr gelangen kann. In diesem Zusammenhang handelt es sich meist um die Verwendung zeitlich verzögerter, an das gewünschte Impulsverhalten sytemtheoretisch angepaßter, inverser, künstlicher korrektur-zusatzimpulsähnlicher Effekte, die zu einer Reduktion des Membran-Ausschwingens führt.It is now advantageous to optimize the headphone / sound transducer impulse behavior ( 3 ) with the implemented equalization. Similar to the previously shown method, the original impulse behavior, according to Curve 1 , acc. Fig. 9, a suitable digital Fast Fourier structure, acc. Curve 2 , are added to the pulse correction of the headphone sound transducer so that the pulse behavior corresponding to the original electrical signal, acc. Curve 3 , can reach the outer ear. In this context, it is usually the use of time-delayed, inverse, artificial correction-additional impulse-like effects that are system-theoretically adapted to the desired impulse behavior, which leads to a reduction in membrane decay.

Darauf aufbauend ist schließlich als letzte Korrektur das eigentliche natürliche, richtungsabhängige Einschwingverhalten des Außenohres wieder herzustellen. Beispielsweise gilt es die nur unvollständigen frequenzabhängigen Einschwing-Komponenten, gem. Kurve 1 in Fig. 9, neu und realitätsnah, gem. Kurve 2, digital zu erzeugen. Sie werden dann dem unrealistischen, vom Kopfhörer-Schallwandler am Außenohr ausgelösten, Einschwingverhalten (Kurve 1) zugefügt, woraus ein vorher ausgewähltes, z.B. richtungsabhängiges Helix-Einschwingen, gem. Kurve 3, gewonnen wird. Die zu diesem Zeitpunkt digital vorliegende, optimierte Audio-Signal-Information ist zum Schluß noch mittels eines Digital-Analog- Wandlers (5) , in die gewünschte hörbare Signalform zu wandeln, die z.B. in einen Kopfhörer- Verstärker (2), gem. Fig. 1, überprüfbar ist. Building on this, the final correction is to restore the natural, direction-dependent settling behavior of the outer ear. For example, the only incomplete frequency-dependent transient components apply, according to Curve 1 in Fig. 9, new and realistic, acc. Curve 2 , digitally generated. They are then added to the unrealistic settling behavior (curve 1 ) triggered by the headphone sound transducer on the outer ear, from which a previously selected, for example direction-dependent, helical settling, acc. Curve 3 is won. The digital audio signal information available at this point in time is finally converted into the desired audible signal form by means of a digital-to-analog converter ( 5 ), for example in a headphone amplifier ( 2 ) according to. Fig. 1, can be checked.

Interpretation of the invention

Anhand eines im Oszillogramm, gem. Fig. 10, vorzufindenden monoauralen Geräusches sei nochmals der Sinn einer PCM-Signalverarbeitungs- Vorrichtung (gen. MOHEI-Entzerrer) beispielhaft demonstriert:
Das z.B. mittels Sonde in einem Ohrkanal aufgegriffene, von einer Richtung einfallende, akustische Signal weistUsing one in the oscillogram, acc. Fig. 10, vorzufindenden monaural sound should again be the point of a PCM signal processing apparatus (gen Mohei equalizer.) Demonstrated by way of example:
The acoustic signal, which is picked up by a probe in an ear canal and is incident from one direction, indicates

a) a bass vibration with a frequency lower 400 Hz (period 2.5 ms),
b) some pronounced bursts ( 1 ) which indicate signal components of approximately 4 kHz to 20 kHz and
c) mixed-frequency signal sections ( 2 ), without predominant and energetically outstanding signal components

als charakteristische Merkmale auf.as characteristic features.

Bei künstlicher Außenohrbeschallung mittels eines Kopfhörers geringer Impulswandlungsgüte ist mit einer Verwischung der Markanten Signalpartien (1) zu rechnen. Ein Ergebnis in diesem Fall an gleicher Stelle z.B. eine künstlich geschaffene Signalform, gem. Oszillogramm-Partie (2). Musikalisch interpretiert würde dies einer künstlichen Präsenzanhebung (Höhenangebung, ähnlich einer Exciter-Arbeitsweise) mit kratzigem Klangcharakter entsprechen und/oder einer "schwammigen" Wiedergabe von pulsartigen Instrumenten (z.B. einer Schlagzeug-Baß-Drum). U.A. kann aber auch mit der Veränderung binauraler Informationen, je Kanal, gerechnet werden, was automatisch zur Fehlortung (Im-Kopf-Lokalisation) führt. In the case of artificial external ear sound using headphones of low impulse conversion quality, blurring of the striking signal areas ( 1 ) is to be expected. A result in this case in the same place, for example an artificially created signal form, according to Oscillogram section ( 2 ). Musically interpreted, this would correspond to an artificial presence increase (height indication, similar to an exciter mode of operation) with a scratchy sound character and / or a "spongy" reproduction of pulse-like instruments (eg a drum-bass drum). UA can also be expected to change binaural information per channel, which automatically leads to faulty location (in-the-head localization).

Für den vorliegenden angenommen "schlechten" Kopfhörertyp wäre z.B. ein Audiosentogramm, gem. Fig. 11, anzunehmen: Der QuadrantFor the present "bad" headphone type, for example, an audio entogram would be according to Fig. 11 to assume: the quadrant

I: represents a headphone transmission measure, i.e. Bandpass sound level depending on the Frequency represents
II: represents a partial graphic for the total distortion factor ( k 2 + k 3 ) as a function of the frequency,
III: represents the existing helix settling behavior with headphone sound depending of the frequency (spectral) and
IV: represents the impulse behavior of the Headphone membrane as a function of Frequency (spectral).

Die durchgezogenen Linien entsprechen dem Ist- und die strichlierten dem Soll-Graphikverlauf.The solid lines correspond to the actual and the dashed line the target graphic course.

Claims

1. A method for the detection and reduction of headphone-specific sound defects, characterized in that for checking the mono-acoustic headphone artificially created on an anatomical human outer acoustic sound conditions with regard to their desired binaural, lifelike, multi-dimensional sound image reproduction properties by means of suitable test signals, preferably generated, controlled, measured, numerically processed, stored, graphically represented in an audio entogram by an EDP system and then the knowledge derived from this can be integrated in the implementation of a MOHEI headphone.

2. The method according to claim 1, d.g. that the in Draft text for the pre-standard of DIN 45 619 part 3, to determine the transfer dimension of Headphones by measuring sound pressure in the Auditory canal listed by test subjects Accuracy requirements regarding the Measuring range preferably in the range of 20 Hz to 20 kHz must be expanded.

3. The method according to claims 1 and 2, d.g. that at the bandpass level adjustment of a new one Measuring system the transmission dimensions to be created of the reverberation room and a selected headphone preferably in the range from 20 Hz to 200 Hz with third widths, from 200 Hz to 2 kHz with half-widths and from 2 kHz to 20 kHz with quarter-third noise bandpass analyzes are to be carried out.

4. The method according to claims 1 to 3, d.g. that those for sound pressure measurement in the ear canal probe used preferably with a to build high quality miniature microphone capsule is, the dynamic range is greater than 58 dB, a Sensitivity fluctuation range less than +/- 2 dB have in the frequency range from 20 Hz to 20 kHz should and that by means of adjustable catch-up amplifier the alternating signals are amplified as desired can.

5. The method according to claims 1 to 4, d.g. that in the sound measurements the sound from Ear canal by means of a center in the ear canal attached, preferably in foam rubber stored, flexible hose into one outside the ear using e.g. Velcro fastener miniature attached to the neck microphone capsule is passed, this Inner tube equipped with fibrous yarn is.

6. The method according to claims 1, 2 and 4, d.g. that preferably for simplified quick measurement an artificial ear with integrated high quality microphone capsule is used, the measured values obtained continue in the known form to enable a later Save measured value postprocessing and / or are to be represented graphically.

7. The method according to claims 1 and 6, d.g. that the transfer dimensions to be created preferably by means of a step sine sweep, with increasing Frequency values in the range from 20 Hz to 200 Hz in steps of thirds, from 200 Hz to 2 kHz in Half third steps and from 2 kHz to 20 kHz in Quarter thirds are to be created.

8. The method according to claims 1, 2, 4, 6 and 7, i.e. that preferably an artificial head instead Outer ears of a sufficient number of Subjects for headphone transmission Provisions is used, the Dummy head preferably over replicated, human, anatomical, molded from silicone Outer ears, their relief at least representative from the mean of 16 selected subjects should be formed.

9. The method according to claims 1 and 8, d.g., that when using a non-diffuse field equalized artificial head a sweep gradually Level correction, based on the Transfer dimension determination according to claim 2, using the selected headphones, permanent is to be used and the correction values each Sweep level over the entire measuring range are to be saved.

10. The method according to claims 1, 2, 4, 6, 7 and 9, i.e. that if the Sound characteristics of headphones on the human outer ear preferably a coupler for Headphone transmission measurement with appropriate level correction values throughout Measuring range of step sinus sweep use finds its level correction values for each new one System configuration or miniature sound transducer arrangement of headphones, new again are to be recorded and saved.

11. The method according to claim 10, d.g. that the couplers to be used preferably for Reduction of linear distortions, if possible removed from the outer ear filter function, i.e. e.g. no recognizable pinna relief and / or especially for special forms of headphones, via an interchangeable locking ring and head-like, e.g. made of plastic Headphone shell coupling elements.

12. The method according to claims 1 and 4, d.g. that a suitable needle pulse preferably with a duty cycle of at least 1/80 (suggested pulse width of 40 × 10-6 seconds) and a pulse purity of at least 10: 1 to check the vibration behavior of Headphone membranes is used.

13. The method according to claims 1, 4, 6, 11 and 12, i.e. that the impulse response of the from Headphone acoustic transducer system generated signals using a coupler for signal processing is detected.

14. The method according to claims 1, 4, 6, 11, 12 and 13, That is, preferably an optical control the impulse response in the time domain using a computer-controlled storage oscilloscope with a signal recalculation of the same in Oscilloscope captured pulse, under Use e.g. the Fast Fourier transform in Image area, is connected and their respective Component values must be saved.

15. The method according to claims 1 and 14, d.g. that for Elimination of the noise generated by the Headphone membranes caused signal deformations by comparison with the original electrical impulse a deviation characteristic is determined, their values stored and as electrical Pre-correction of the diaphragm modulation used then further for generating a signal deformation-free sound of the outer ear be used.

16. The method according to claims 1, 14 and 15, d.g. that the spectral components of the membrane Properties depending on the frequency For reasons of clarity together with the course of time the headphone impulse response in a graph are to be presented.

17. The method according to claims 1, 4, 6, 8 and 12, That is, a suitable artificial head of all Pages with a three-dimensional spatial to vary, for example, 10 degrees Public address position and to be kept constant Public address distance of a high quality acoustic power signal converter, with a high-quality pulse signal is sonicated.

18. The method according to claim 1 and 17, d.g., that all obtained from headphones Impulse responses in the time and / or image area through a computer-controlled storage oscilloscope, e.g. the Fast Fourier Transform recorded, evaluated and saved.

19. The method according to claims 1, 4, 6, 8 and 12, That is, a suitable dummy head from one Headphones are sonicated, the transducer deflected by a high-quality impulse will.

20. The method according to claims 1 and 19, d.g., that the headphone dummy head impulse response preferably in the time and in the image area a computer-controlled storage oscilloscope, e.g. the Fast Fourier Transform is recorded, calculated and saved.

21. The method according to claims 1, 18 and 19, d.g., that the captured impulse responses from different directions on the artificial head freely incident and measured signals with that of the headphones directly on the artificial head impressed signal preferably by means of Difference value calculation of the individual fast Fourier components are compared.

22. The method according to claims 1 and 21, d.g. that all available differential Fast Fourier components of the headphones stored and clearly arranged in the Time and picture area graphically represented will.

23. The method according to claims 1, 4, 6, 8, and 11, That is, preferably for the detection of Settling processes on the human, anatomical Outer ear and / or suitable artificial head under varying direction of sound a high quality, keyed sinus (also called sinus packet) with Sine frequencies, in eighth steps in the range increasing from 1 kHz to 20 kHz, is used, whose sine period: pause duration ratio should be at least 1:10 and settling free directly with the phase position zero or 180 degrees has to start with each group measurement with an original-to-coupler, too Artificial head-free sound incidence and too Dummy headphone sine packet comparison with the help of time courses, i.e. Oscillograms is applied.

24. The method according to claims 1, 4, 6, 8, 11 and 13 to 23, i.e. that preferably for detection the transient processes on the human Outer ear a comparison of free, e.g. with ten degrees of spatial resolution, incident with signals embossed directly from the headphones made and the measured value acquisition or Measured value calculations according to claims 13 to 22 completely or in the corresponding order is worked out.

25. The method according to claims 1 and 24, d.g. that that with headphone sine packet sound reinforcement mainly only recognizable around 10 kHz Transient response of the outer ear separately, marked in its frequency range and in its graphical representation of the length of time and / or is to save the difference the transient response with identical Signal under natural, free, out sound coming from different directions, predominantly in the listening area above one Frequency starting from 6 kHz, especially to highlight.

26. The method according to claims 1 to 25, d.g., that for signal management (sample storage), -control (sample-hold), -processing (bit-wise Signal length optimization) and shift (Frequency range increase and decrease) preferably a MIDI keyboard controllable PCM sampler is used, the over at least one 16 bit analog-to-digital conversion or 44.1 kHz sampling frequency.

27. The method according to claims 1, 12, 17, 18 and 21 to 25, i.e. that preferably for detection the impulse outer ear reactions under freely sound coming in different directions a particularly regarding impulse behavior high quality loudspeaker is to be used.

28. The method according to claims 1 to 5 and 26, d.g., that a reduction in bandpass analysis Measuring loops serving and thus for significant reduction in noise pollution total time of subjects highly integrated Noise (English: UDRS, "uniformly distributed random sequence ") is used.

29. The method according to claims 1 to 5 and 28, d.g., that one of reducing noise pollution serving, lasting at least 20 seconds, preamplified, using a probe in the ear canal detected test noise, for example recorded on a DAT recorder and used later analysis in a PCM sampler is dubbed, the test noise by the usual sample hold function arbitrarily can be extended.

30. The method according to claims 1 to 29, d.g., that preferably all covered, predominantly defective properties due to the system with a headphone outer ear sound system compared to the free natural Sound incidence on the outer ear based on a processor controlled PCM signal processing Device optimized as much as possible, be improved.

31. Claims according to claims 1 and 30, d.g., that the processor-controlled signal processing Device related to signal processing Quality, e.g. THD, frequency response, S / N ratio is preferably so high quality like the worst element of a state of the art Technology corresponding high-quality HiFi or Recording studio facility.

32. The method according to claims 1 to 31, d.g., that preferably the stored data about the headphone transmission measure, impulse behavior and outer ear transient response either serial via a data bus for direct Processing in a specially created Component implementation program read in or in individual programming in the device Sound converter signal optimization, per headphone, can be entered.

33. The method according to claims 30 to 32, d.g., that the unprocessed e.g. from the preamplifier supplied original input signal of the Headphone Sound Transducer Signal Optimization Device preferably on digital Level to the from the measured headphones Sound properties resulting Fast Fourier correction components additive is to mix together.

34. The method according to claims 1 to 33, That is, the optimization of Sound properties of a headphone in the area of the ear-related impulse Transient response and in the transmission dimension preferably separated from each other, however building on each other in series.

35. The method according to claims 1, 12 to 34, d.g. that by means of appropriate, the quality of the Original pulse restoring Signal processing methods the error components the impulse behavior of a headphone in the form of, for example, inverse Fast Fourier correction component addition be balanced as best as possible.

36. The method according to claims 1 to 35, d.g. that depending on a sound quality comparison a decision is made as to whether it is to be artificial New excitement or improvement of Headphone outer ear transient response from one selected natural sound direction or assumed a total sound system shall be.

37. The method according to claims 1, 12 to 34, i.e. that using known signal processing methods compared to headphones natural multi-dimensional sound partially absent settling effects on the human anatomical outer ear can be simulated or regenerated.

38. The method according to claims 1 to 11 and 30 to 34, i.e. that by means of suitable Signal processing methods, for example with a digital filter concept, the bumps of a known headphone transmission measure to be balanced or leveled.

39. The method according to claims 12 to 37, d.g. that at Pulse measurements a sonic level of 85 dBSPL is chosen and thus the secured within the maximum load limit Sound transducers have low harmonic distortion values.

40. The method according to claims 1 to 39, d.g., that preferably per headphone channel multiple membranes with multiple specific different signals and / or by means of separate hose and / or perforated, grid-like sound supply for Phase shift or sound generation Position shift, the system "header Uncouple the outer ear headphones " and thus an optional out-of-head localization of sound fields.

41. The method according to claims 1, 30, 34 and 36 to 37, That is, the headphone signal processing and Headphone optimization process as needed preferably on a single person and / or on an at least 16 subject agent is returned to the individual Vote on a person in question also psychoacoustic aspects, e.g. Loudness sensation, to those recorded Outer ear filter properties also included will.

42. The method according to claims 1 to 41, d.g., that preferably the whole metrologically detected, by transfer, momentum and Sound absorption behavior described behavior of a headphone in frequency dependent Intensity and / or time-resolved, three-dimensional summarized in a so-called audio entogram is represented graphically.

43. The method according to claims 1 and 30 to 42, d.g., that the differences in sound reinforcement behavior a headphone with and without one processor controlled PCM signal processing Device in the form of a three-dimensional graphic representation in the so-called Difference audio entogram takes place.

44. The method according to claims 1 to 43, d.g. that a creation or Application of an outer ear sound system optimization i.a. preferably by means of a PCM signal processing device and most of these headphones "Enabling multi-dimensional location, Helix transient response-pulse adjusted " are and therefore referred to as MOHEI headphones and / or are considered MOHEI equalized.

45. The method according to claims 1 to 44, d.g., that at variable impulse sound levels recorded and saved data of a Headphones the interaction of distortion or Maximum resilience level and the outer ear Deliver properties, which in the construction concept a headphone-sound-optimizing Integrate signal processing device is.

46. The method according to claims 1 and 45, d.g., that the interaction of non-linear Distortion and the outer ear properties in Dependence on the pulse level in a so-called Resilience audio entogram, preferably multidimensional.

47. The method according to claims 1 to 6 and 12, d.g., that by means of the known impulse over the Outer ear headphone system response that too Headphone transmission measure can be determined.

48. The method according to claims 1 to 47, i.e. that from the data obtained and evaluated many headphones related to the human, anatomical outer ear a complex simulation of the overall system, i.e. Headphone outer ear, or the individual Components can be created.

49. The method according to claims 1 to 5 and 26, d.g. that the one known for endless loop formation PCM sampler, after upgrading the sampling behavioral, related to a selected one Catch-up amplifier and suitable microphone capsule, for faithful recording and / or Storage or playback of for example natural infra and / or Ultrasound sounds can be used.

50. The method according to claim 49, i.e. that to enable the evaluation of Infra- and / or ultrasound is a suitable one computer controlled storage oscilloscope Is used, with which signal time profiles and their spectra, preferably by means of Fast Fourier transform, shown can be calculated and saved.