EP1570244A1 - Device, method and headphones for registering and reproducing noises, in particular for analysing acoustic components in motor vehicles - Google Patents

Device, method and headphones for registering and reproducing noises, in particular for analysing acoustic components in motor vehicles

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Publication number
EP1570244A1
EP1570244A1 EP03758041A EP03758041A EP1570244A1 EP 1570244 A1 EP1570244 A1 EP 1570244A1 EP 03758041 A EP03758041 A EP 03758041A EP 03758041 A EP03758041 A EP 03758041A EP 1570244 A1 EP1570244 A1 EP 1570244A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
noise
ears
real
noises
signal processing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP03758041A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Michael Schliep
Szabolcs TÖRGYEKES
Walter Zipp
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mercedes Benz Group AG
Original Assignee
DaimlerChrysler AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DaimlerChrysler AG filed Critical DaimlerChrysler AG
Publication of EP1570244A1 publication Critical patent/EP1570244A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01H—MEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H3/00—Measuring characteristics of vibrations by using a detector in a fluid

Definitions

  • the invention relates to a device and a method for detecting and reproducing noises, in particular for a- acoustic component analysis in motor vehicles.
  • the invention also relates to a headphone, in particular for use in the device according to the invention and the method according to the invention.
  • an apparatus and a method for detecting and reproducing noises, in particular for acoustic component analysis in motor vehicles, are to be improved.
  • a device for detecting and reproducing noises, in particular for acoustic component analysis in motor vehicles, having at least two microphones for arrangement in the region of the two ears of a user for the binaural detection of noises and for conversion into electrical signals, with two noise protection devices - z.
  • two noise protection devices - z For example, with a noise attenuation of 20 dB at frequencies above 250 Hz - for arrangement in the region of the two ears for the shielding of the two ears from the detected noise, with signal processing means for real-time processing or real time transmission of the generated electrical signals and with two transducers Arrangement in the region of the two ears for the binaural real-time generation of sound signals according to the transmitted or processed signals.
  • detected sounds can be filtered, manipulated and reproduced aurally in real time.
  • the invention provides the conditions for a real-time assessment of noises. Previous known complex methods are thereby considerably simplified, so that a meaningful application in the development and service area is even possible.
  • An essential advantage of the invention is that the signal processing takes place in real time and therefore no time-consuming post-processing of data has to be undertaken. Rather, in the case of a motor vehicle, a noise during a test drive can be manipulated in real time and reproduced again.
  • the signal processing means have means for reducing or increasing the sound level radiated by the sound transducer relative to the noise level detected by the two microphones.
  • the passive shielding by the auricle by a low-frequency acting, z. B. 16 - 300 Hz, noise reduction system by means of destructive interference - known from headsets for aircraft pilots - combined.
  • Low-frequency chassis noise and low motor orders are thus greatly attenuated.
  • High-frequency components, which are difficult to attenuate interferometrically, are sufficiently attenuated by the passive shielding of the auricle.
  • the signal processing means comprise filter means for masking frequency ranges of the detected sound, wherein over time seen fixed or variable frequency ranges are hideable.
  • the signal processing means have control devices for controlling the filter devices as a function of operating parameters of a further system, in particular of an object or motor vehicle being examined.
  • control or triggering of the filter device can be effected as a function of a rotational speed signal, a driving speed or a switch-on signal of a fan or of a turbocharger.
  • the control of the filter devices can also be carried out as a function of a further sensor, for example a structure-borne sound sensor.
  • control devices have means for representing neural networks and / or fuzzy logic.
  • database facilities in particular for storing noise patterns, are provided.
  • noise patterns for comparison and for documenting development intermediate states can be stored.
  • synthesizing devices are provided for generating noise patterns from the detected noises.
  • the signal processing means comprise mixing devices for mixing generated noise patterns and / or stored noise patterns with the further processed or passed on signals.
  • a noise impression can be simulated, for example a sound impression resulting in equipment with special equipment of a motor vehicle.
  • the mixing devices are controlled as a function of operating parameters of a further system, in particular of a tested object or motor vehicle.
  • a further system in particular of a tested object or motor vehicle.
  • fuzzy logic can be used for control neural networks and fuzzy logic.
  • At least one communication interface is provided.
  • data can be passed on to other systems or received by them.
  • control or regulation of other subsystems is possible.
  • driving programs can be created, which make a setting of transmission, motors and possibly fans for the least possible noise nuisance.
  • the problem underlying the invention is also solved by a method for detecting and reproducing noises, in particular for acoustic component analysis in motor vehicles, in which the following steps are provided: Binaural detection of noise in the two ears of a user and converting into electrical signals Shielding the two ears from the noise, processing or passing the generated electrical signals in real time and binaural generating sound signals in the region of the two ears in real time according to the passed or processed signals.
  • filtering may be provided to hide temporally constant and / or variable frequency ranges.
  • the filtering can be carried out as a function of operating parameters of a further system, in particular of an examined object or motor vehicle and possibly using neural networks and fuzzy logic.
  • Synthesizing noise patterns from the detected sounds may be provided, as well as mixing sensed, synthesized, and / or stored noise patterns.
  • the mixing can take place as a function of operating parameters of a further system, in particular of an examined object or motor vehicle, wherein the mixing can take place using neural networks and / or fuzzy logic.
  • a headphone in particular for use in the device according to the invention and the method according to the invention, with two shields for human ears and in each case at least one sound transducer in each shielding shell, wherein at least one outer shell facing away from the ear at least a microphone is arranged.
  • the aurally accurate recording of noises and the aurally accurate, possibly manipulated reproduction of noises is made possible on the one hand.
  • the sound impression can be manipulated in real time during a test drive in the motor vehicle. It is essential that with the invention in real time and thus substantially simultaneously sounds aurally, preferably binaurally, can be detected and reproduced.
  • a replica of a human ear is arranged on the outer side facing away from the ear of each shield, in the area of which the microphone is located.
  • Fig. 2 is a further schematic representation of the device according to the invention with a headphone according to the invention and
  • Fig. 3 is a schematic flow diagram of the method according to the invention.
  • FIG. 1 shows the device according to the invention, which has two microphones 10, 12, which are provided for the arrangement in the region of the two ears of a user.
  • the microphones 10, 12 detect noises on the two ears of the user and pass them on to a real-time processor 14.
  • the signals supplied by the microphones 10, 12 are processed or merely looped through. For example, only the reduced or increased noise level.
  • the processed or looped signals are then output to two sound transducers 16, 18, which convert the received electrical signals into sound signals.
  • the sound transducers 16, 18 are each arranged within an earpiece of a headphone.
  • the microphones 10, 12, which are arranged on the outside of the earpieces, and the sound transducers 16, 18 within the earpiece can thus be carried out a binaural sound detection and sound reproduction.
  • the sound detection and the sound reproduction takes place substantially simultaneously, possibly with an intermediate real-time processing of the signals in the real-time processor 14.
  • a test person can be guaranteed a generally authentic hearing situation when he / she is staying in an environment with sound effects.
  • special components of the total noise for the test person can be filtered out in real time if required. This greatly facilitates real-time source identification of sounds for the subject. This is of considerable interest in particular in the development and maintenance of motor vehicles. For example, noise causes on motor vehicles, in general also technical devices, can be detected by means of the device according to the invention.
  • a performed after recording frequency analysis can also be dynamic in addition to static sounds Sounds, for example engine orders, can be precisely analyzed and assigned to the technical cause on the basis of the synchronous detection of the engine speed
  • a tonal noise component or a so-called howling noise can be emitted, for example, by hydraulic components of the oil pump, chain toothing or the generator certain engine order and possibly a noise-causing assembly assigned.
  • such an analysis of noises can take place in real time, so that, for example, during a test drive engine orders can optionally be filtered out to find out the cause of interfering noises under realistic conditions, especially aurally accurate detection and reproduction of noises.
  • signal processing of the electrical signals supplied by the microphones 10, 12 is performed.
  • the real-time processor 14 for example, a digital frequency analysis and a filtering of the received frequency spectrum to hide frequency ranges of the detected noise. This frequency ranges can be hidden, which are constant in time or variable. For example, as already stated, motor orders can be masked out or even seen over time constant frequency ranges, such as resonance frequencies of critical components.
  • the real-time processor 14 the manipulated frequency spectrum is again converted into a time signal and output to the sound transducers 16, 18.
  • the real-time processor 14 receives input data from another system or subsystem 20, for example an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • operating data is provided by the subsystem 20, which may include, for example, an engine speed, a vehicle speed, switching states of fans, turbocharger boost pressure, or the like.
  • the real-time processor 14 also receives input signals from a reference sensor 22.
  • a reference sensor may be, for example, a structure-borne sound sensor which is attached to a suspect component.
  • the noise component generated by the structure-borne noise of the suspect component can be selectively filtered out in order to be able to assess the subjectively perceptible contribution of the suspected component to the overall noise in real time.
  • the reference sensor 22 can also be designed as a microphone, for example, which is arranged outside the vehicle interior. In this way, for example, the audible influence of wind noise, tire rolling noise and exhaust muzzle noise can be examined.
  • the real-time processor 14 can exchange data with a database 24 and obtain data from this database 24.
  • the database 24 is provided for storing noise patterns acquired by the microphones 10, 12. If necessary, the recorded noise patterns can be filtered. Furthermore, 24 synthesized noise patterns are stored in the database, which generates based on the detected by means of the microphones 10, 12 noise were. Furthermore, the database 24 may be used to store noise patterns, for example based entirely on simulation or acquired on systems other than the subsystem 20.
  • the noise patterns stored in the database 24 can be superimposed by the real-time processor 14 in real time to the sounds detected by the microphones 10, 12. Through such an admixture of noise patterns, auditory impressions can be simulated. For example, a hearing impression can be simulated, which results when a motor vehicle is provided with a special option or another variant of a built-component.
  • the mixing in of stored noise patterns can take place, for example, under the control of operating data of the subsystem 20 or of signals from the reference sensor 22.
  • the mixing of noise patterns from the database 24, as well as the filtering of the detected sounds within the real-time processor 14, can be controlled by means of artificial intelligence, represented by neural networks or fuzzy logic.
  • the device according to the invention is provided with a communication unit 26, via which a data and signal exchange with other systems can take place.
  • Other systems may be controlled or regulated by signals from the real-time processor 14.
  • the real-time processor 14 can deliver signals to a motor control via the communication unit 26 in order to operate a combustion engine as quietly as possible.
  • the device of Fig. 1 is shown in more detail and specifically the arrangement of the microphones 10, 12 and the sound transducer 16, 18 can be seen on a headphone 28 according to the invention.
  • the headphone 28 has, in and of itself, in a conventional manner, two shielding shells 30, 32 which are connected by means of a bracket 34 and each shield one ear of a user 54 against ambient noise.
  • the sound transducer or loudspeaker 16 is arranged and within the shielding shell 32, the sound transducer or loudspeaker 18 is arranged.
  • an artificial auricle 36, 38 or a suitable arrangement of sound transducers, by the interaction of which the spatial directional characteristic of an auricle can be achieved, is arranged.
  • the microphone 10 is placed and within the artificial auricle 38, which is arranged on the shielding shell 32, the microphone 12 is arranged.
  • the artificial auricles 36, 38 and the microphones 10, 12 aurally accurate, binaural detection of ambient noise is possible, which is indicated by means of the double arrows 40.
  • the artificial auricles 36, 38 are not shown to scale. It can be seen that in order to achieve as close to realistic pressure as possible, the artificial auricles 36 are to be arranged as close as possible to the head or ears of the user 34.
  • the noises detected by the microphones 10, 12 are converted by these into electrical signals and transferred to the real-time processor 14.
  • the real-time processor 14, which may also be referred to as a sound processor, performs an analysis of the electrical signals corresponding to the detected noise. It contains at least one order filter, at least one static filter and can also provide documentation of the recorded sounds and manipulations performed. For example, corresponding data can be stored in the database 24 or transferred to a display device.
  • the real-time processor 14 receives operating data from a further system, in the illustrated case a motor vehicle 22. For example, a speed signal can be transmitted as a trigger signal by the motor vehicle 22.
  • the real-time processor 14 is further provided with a conventional second headphone output 42 which allows monitoring of the detected or manipulated noise.
  • the signals filtered by the real-time processor 14 and possibly further manipulated are output to the sound transducers 16, 18, which generate sound signals and emit them within the shielding shells 30, 32 in the direction of the user's ears 34.
  • the user 54 thereby receives an aurally accurate reproduction of the filtered and possibly further manipulated noise.
  • they are by means of a respective flexible seal 44 at the head of the user 54 at.
  • the headphone 28 thus combines a binaural headband microphone, as is known in a similar form from the acoustic artificial head measuring technique, with a closed headphone with strong shielding.
  • the sound is detected by a microphone with an artificial auricle, similar to a dummy head.
  • the microphones 10, 12 with the artificial auricles 36, 38 are located directly on the outer sides of the Ablemuscheln 30, 32 and as close to the ears of the user 34 to ensure the authentic hearing.
  • the real-time processor 14 transmits the detected sounds to the transducers 16, 18 without manipulative filtering, but with an auditory correction
  • the user 54 has substantially the same auditory impression as if he did not wear the headphone 28 . If the detected signals are manipulated by the real-time processor 14, this ensures that the user 54 sets de Hearing impression the authentic perception of the residual noise without the intentionally hidden components.
  • the eighteenth engine order can be heard as a result of the teeth of the chain drive of the camshaft.
  • the after-running of the turbocharger whose speed has no fixed ratio to the engine speed on.
  • a notch filter can be placed on the eighteenth engine order, taking into account the engine speed.
  • the eighteenth engine order can be faded out without impairing the remaining sound perception via the closed headphones 28.
  • the howling sound of the chain drive can not be heard at any engine speed and the comparison with the unfiltered signal identifies the noise-causing component, namely the chain drive.
  • the speed of the turbocharger has no fixed ratio to the engine speed, its howling noise can not be hidden by a simple engine trim filter.
  • the rotational speed of the turbocharger for example via a structure-borne noise sensor, corresponding to a reference sensor 22, must be detected. Thereby, the required filter parameters in the real-time processor 14 can be determined and the howling sound of the turbocharger can be faded out.
  • the real-time processing of the signals in the real-time processor 14 makes it possible to compare the unfiltered and the filtered noise on the real object, without requiring any time delay or reproduction of recording devices. would be. This makes assessments easier and development cycles can be shortened.
  • Such separate microphones or other sensors can be arranged in the near field of a suspicious noise source, so that noise patterns of this source are detected. By passing these detected noise patterns to the real-time processor 14, the latter can filter out the noise patterns typical of the source from the transmission path between the microphones 10, 12 and the sound transducers 16, 18.
  • noise patterns In addition to filtering out noise patterns, the possible addition of other noise patterns from the database 24 allows simulating the exchange of noisy units in real time, for example, during a test drive.
  • Fig. 3 shows schematically an embodiment of the method according to the invention.
  • step 46 the binaural detection of noise by means of the microphones 10, 12, which are in the artificial ears 36, 38 and thus when the user 54 carries the headphone 28, are arranged in the region of its two ears.
  • the microphones 10, 12 convert the detected sounds into electrical signals in step 46 and pass them on to the real-time processor 14.
  • Real-time processor 14 in step 48, effects real-time processing of the electrical signals generated by microphones 10, 12. For example, only one noise level can be increased or decreased, or the signals can even be output unchanged to the sound transducers 16, 18. Usually, however, a Fourier transformation of the temporal signals obtained by the microphones 10, 12, filtering or other manipulation in the frequency domain. In step 48, a synthesizing and storing of noise patterns from the noise patterns detected by means of the microphones 10, 12 can also take place.
  • step 50 a mixing of the noise patterns detected by the microphones 10, 12 and optionally manipulated in step 48 with stored noise patterns in the time or frequency range can take place.
  • the optionally filtered and manipulated electrical signals are output after retransformation into the time domain to the sound transducer 16, 18, which then cause a binaural and aurally sound generation of sound signals.
  • noises can be examined under real test conditions, for example during a test drive. This is for the subjective assessment of noises whose authenticity is to a considerable extent the sum of all ambient conditions, such as seat vibration, acceleration effects and correlation with the vehicle operation, for. B. domes, accelerator, depends, essential.
  • the noise of a virtual drive train can be simulated in motor vehicles, in particular in prototypes that are subject to interference.

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Abstract

The invention relates to a device for registering and reproducing noises, in particular for analysing acoustic components in motor vehicles. According to the invention, at least two microphones are placed in the vicinity of both ears of a user in order to binaurally register noises and to convert the latter into electric signals. The inventive device also comprises two noise protection devices, which are positioned in the vicinity of both ears in order to shield the latter from the registered noises, signal processing means for processing or reproducing the generated electric signal in real time and two sound converters, which are positioned in the vicinity of both ears in order to binaurally generate real time sound signals that correspond to the reproduced or processed signals. Said device is used e.g. for acoustics development in motor vehicles.

Description

VORRICHTUNG UND VERFAHREN ZUM ERFASSEN UND WIEDERGEBEN VON GERAUSCHEN, INSBESOND ERE ZUR AKUSTISCHEN KOMPONENTENANALYSE BEI KRAFTFAHRZEUGEN, UND KOPFHÖRERDEVICE AND METHOD FOR RECORDING AND RENEWING NOISE, IN PARTICULAR ERE, FOR AUDIBLE COMPONENT ANALYSIS IN MOTOR VEHICLES, AND HEADPHONES
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen und Wiedergeben von Geräuschen, insbesondere zur a- kustischen Komponentenanalyse bei Kraftfahrzeugen. Die Erfindung betrifft auch einen Kopfhörer, insbesondere zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren.The invention relates to a device and a method for detecting and reproducing noises, in particular for a- acoustic component analysis in motor vehicles. The invention also relates to a headphone, in particular for use in the device according to the invention and the method according to the invention.
Aus der deutschen Patentschrift DE 195 31 402 C2 ist eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erkennen von Defekten an einem Kraftfahrzeug bekannt. Zum Analysieren von Defekten werden Schwingungen im Fahrgastraum eines Kraftfahrzeugs er- fasst und mit gespeicherten Schwingungsmustern verglichen, wobei zu verschiedenen Betriebszuständen des Kraftfahrzeugs verschiedene Schwingungsmuster abgespeichert sind. Durch Defekte von Komponenten ändert sich deren Eigenfrequenz und bei einem Vergleich der erfassten Schwingungsmuster mit den abgespeicherten Schwingungsmustern kann ein Defekt erkannt werden. Die Analyse der verglichenen Schwingungsmuster erfolgt anhand einer Frequenzanalyse mit Darstellung des Summenspektrums aus gespeichertem Schwingungsmuster und erfasstem Schwingungsmuster .From the German patent DE 195 31 402 C2 a device and a method for detecting defects on a motor vehicle is known. For analyzing defects, vibrations in the passenger compartment of a motor vehicle are detected and compared with stored vibration patterns, different vibration patterns being stored for different operating states of the motor vehicle. By defects of components changes their natural frequency and in a comparison of the detected vibration pattern with the stored vibration patterns, a defect can be detected. The analysis of the compared vibration patterns is based on a frequency analysis with representation of the sum spectrum from the stored vibration pattern and the detected vibration pattern.
Aus der deutschen Offenlegungsschrift DE 198 44 784 AI ist ein Verfahren zur Ermittlung eines von einem Betreiber subjektiv wahrgenommenen Störgeräusches bekannt, bei dem ein Geräusch eines Kraftfahrzeugs, das von einem Benutzer subjektiv als störend empfunden wird, aufgenommen wird. Die Erfassung des Geräuschs erfolgt bevorzugt binaural . Mittels einer Signalnachverarbeitung außerhalb des Fahrzeugs wird die Geräuschkulisse dem Benutzer über Kopfhörer vorgespielt und der Benutzer wird gebeten, das Störgeräusch zu identifizieren. Das identifizierte Störgeräusch wird einer Frequenzanalyse unterworfen und derart manipuliert, dass bestimmte Frequenzen oder Gruppen von Frequenzen verstärkt oder abgeschwächt werden. Die Manipulation erfolgt mittels Filterung. Das manipulierte Frequenzspektrum wird in ein Zeitsignal rücktransformiert und dem Benutzer erneut vorgespielt. Der Benutzer soll dann bewerten, ob das Störgeräusch noch vorhanden ist. Entsprechend der Bewertung des Benutzers wird eine entsprechende Maßnahme, speziell eine Reparatur des Fahrzeugs vorgenommen.From the German patent application DE 198 44 784 AI a method for determining a subjectively perceived by an operator noise is known in which a noise of a motor vehicle, the subjective of a user is perceived as disturbing, is recorded. The detection of the noise is preferably binaural. By means of a signal post-processing outside the vehicle, the background noise is played to the user via headphones and the user is asked to identify the noise. The identified noise is subjected to frequency analysis and manipulated to amplify or attenuate certain frequencies or groups of frequencies. The manipulation is done by filtering. The manipulated frequency spectrum is transformed back into a time signal and replayed to the user. The user should then evaluate whether the noise is still present. According to the evaluation of the user, an appropriate measure, especially a repair of the vehicle is made.
Mit der Erfindung sollen eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Erfassen und Wiedergeben von Geräuschen, insbesondere zur akustischen Komponentenanalyse bei Kraftfahrzeugen, verbessert werden.With the invention, an apparatus and a method for detecting and reproducing noises, in particular for acoustic component analysis in motor vehicles, are to be improved.
Erfindungsgemäß ist hierzu eine Vorrichtung zum Erfassen und Wiedergeben von Geräuschen, insbesondere zu akustischen Komponentenanalyse bei Kraftfahrzeugen vorgesehen, mit wenigstens zwei Mikrofonen zur Anordnung im Bereich der beiden Ohren eines Benutzers für die binaurale Erfassung von Geräuschen und für die Umsetzung in elektrische Signale, mit zwei Geräuschschutzeinrichtungen - z. B. mit einer Geräuschdämpfung von 20 dB bei Frequenzen oberhalb von 250 Hz - zur Anordnung im Bereich der beiden Ohren für die Abschirmung der beiden Ohren von den erfassten Geräuschen, mit Signalverarbeitungsmitteln zur Echtzeitverarbeitung oder Echtzeitweitergabe der erzeugten elektrischen Signale und mit zwei Schall- wandlern zur Anordnung im Bereich der beiden Ohren für die binaurale Echtzeiterzeugung von Schallsignalen entsprechend der weitergegebenen oder verarbeiteten Signale. Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können erfasste Geräusche in Echtzeit gefiltert, manipuliert und gehörrichtig reproduziert werden. Durch die Erfindung werden die Voraussetzungen für eine Echtzeitbeurteilung von Geräuschen geschaffen. Bisherige bekannte aufwendige Verfahren werden dadurch erheblich vereinfacht, so dass eine sinnvolle Anwendung im Entwicklungs- und Servicebereich überhaupt erst möglich wird. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung ist, dass die Signal - Verarbeitung in Echtzeit erfolgt und damit kein zeitaufwendiges Postprozessing von Daten vorgenommen werden muss. Vielmehr kann im Falle eines Kraftfahrzeugs ein Geräusch während einer Testfahrt in Echtzeit manipuliert und erneut wiedergegeben werden.According to the invention, a device is provided for detecting and reproducing noises, in particular for acoustic component analysis in motor vehicles, having at least two microphones for arrangement in the region of the two ears of a user for the binaural detection of noises and for conversion into electrical signals, with two noise protection devices - z. For example, with a noise attenuation of 20 dB at frequencies above 250 Hz - for arrangement in the region of the two ears for the shielding of the two ears from the detected noise, with signal processing means for real-time processing or real time transmission of the generated electrical signals and with two transducers Arrangement in the region of the two ears for the binaural real-time generation of sound signals according to the transmitted or processed signals. By means of the device according to the invention, detected sounds can be filtered, manipulated and reproduced aurally in real time. The invention provides the conditions for a real-time assessment of noises. Previous known complex methods are thereby considerably simplified, so that a meaningful application in the development and service area is even possible. An essential advantage of the invention is that the signal processing takes place in real time and therefore no time-consuming post-processing of data has to be undertaken. Rather, in the case of a motor vehicle, a noise during a test drive can be manipulated in real time and reproduced again.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die Signalverarbeitungsmittel Einrichtungen zum Verringern oder Erhöhen des durch die Schallwandler abgestrahlten Geräuschpegels gegenüber dem durch die beiden Mikrofone erfassten Geräuschpegel auf .In a development of the invention, the signal processing means have means for reducing or increasing the sound level radiated by the sound transducer relative to the noise level detected by the two microphones.
Auf diese Weise wird eine Echtzeitbeurteilung auch sehr starker oder sehr schwacher Geräusche oder Geräuschanteile möglich, die allein durch das menschliche Ohr nicht sinnvoll beurteilt werden könnten. Vorteilhafterweise kann die passive Abschirmung durch die Ohrmuschel durch ein niederfrequent wirkendes, z. B. 16 - 300 Hz, Geräuschminderungssystem mittels destruktiver Interferenz - bekannt von Headsets für Flugzeugpiloten - kombiniert werden. Damit werden niederfrequente Fahrwerksgeräusche sowie die niedrigen MotorOrdnungen stark gedämpft. Hochfrequente Anteile, die interferometrisch schwer zu dämpfen sind, werden durch die passive Abschirmung der Ohrmuschel ausreichend gedämpft .In this way, a real-time assessment of very strong or very weak noises or noise components is possible, which could not be meaningfully assessed by the human ear alone. Advantageously, the passive shielding by the auricle by a low-frequency acting, z. B. 16 - 300 Hz, noise reduction system by means of destructive interference - known from headsets for aircraft pilots - combined. Low-frequency chassis noise and low motor orders are thus greatly attenuated. High-frequency components, which are difficult to attenuate interferometrically, are sufficiently attenuated by the passive shielding of the auricle.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die Signalverarbeitungsmittel Filtereinrichtungen zum Ausblenden von Frequenzbereichen des erfassten Geräuschs auf, wobei über die Zeit gesehen feste oder variable Frequenzbereiche ausblendbar sind.In a further development of the invention, the signal processing means comprise filter means for masking frequency ranges of the detected sound, wherein over time seen fixed or variable frequency ranges are hideable.
Auf diese Weise wird eine Komponentenanalyse durch Ausblenden von z.B. Motorordnungen oder Resonanzfrequenzen kritischer Bauteile während einer Testfahrt ermöglicht.In this way, a component analysis by fading out e.g. Motor orders or resonant frequencies of critical components during a test drive allows.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die Signalverarbeitungsmittel Steuereinrichtungen zum Steuern der Filtereinrichtungen in Abhängigkeit von Betriebsparametern eines weiteren Systems, insbesondere eines untersuchten Objekts oder Kraftfahrzeugs auf.In a development of the invention, the signal processing means have control devices for controlling the filter devices as a function of operating parameters of a further system, in particular of an object or motor vehicle being examined.
Beispielsweise kann eine Steuerung oder Triggerung der Filtereinrichtung in Abhängigkeit eines Drehzahlsignals, einer Fahrgeschwindigkeit oder eines Einschaltsignals eines Lüfters oder eines Turboladers erfolgen. Die Steuerung der Filtereinrichtungen kann auch in Abhängigkeit eines weiteren Sensors, beispielsweise eines Körperschallsensors, erfolgen.For example, control or triggering of the filter device can be effected as a function of a rotational speed signal, a driving speed or a switch-on signal of a fan or of a turbocharger. The control of the filter devices can also be carried out as a function of a further sensor, for example a structure-borne sound sensor.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die Steuereinrichtungen Mittel zum Darstellen neuronaler Netze und/oder Fuzzylogik auf.In a development of the invention, the control devices have means for representing neural networks and / or fuzzy logic.
Durch diese Maßnahmen wird die Darstellung künstlicher Intelligenz möglich.These measures make the representation of artificial intelligence possible.
In Weiterbildung der Erfindung sind Datenbankeinrichtungen, insbesondere zum Abspeichern von Geräuschmustern, vorgesehen.In a further development of the invention, database facilities, in particular for storing noise patterns, are provided.
Auf diese Weise können beispielsweise Geräuschmuster zum Vergleich und zum Dokumentieren von Entwicklungszwischenständen abgespeichert werden.In this way, for example, noise patterns for comparison and for documenting development intermediate states can be stored.
In Weiterbildung der Erfindung sind Synthetisiereinrichtungen zum Erzeugen von Geräuschmustern aus den erfassten Geräuschen vorgesehen. Durch diese Maßnahmen wird die Darstellung eines gewünschten Höreindrucks möglich und die Beurteilung des Einflusses von Veränderungen an Komponenten auf das abgegebene Geräusch.In a development of the invention, synthesizing devices are provided for generating noise patterns from the detected noises. By these measures, the representation of a desired auditory impression is possible and the assessment of the influence of changes in components on the emitted noise.
In Weiterbildung der Erfindung weisen die Signalverarbeitungsmittel Mischeinrichtungen zum Zumischen von erzeugten Geräuschmustern und/oder abgespeicherten Geräuschmustern zu den weiterverarbeiteten oder weitergegebenen Signalen auf.In a development of the invention, the signal processing means comprise mixing devices for mixing generated noise patterns and / or stored noise patterns with the further processed or passed on signals.
Auf diese Weise kann ein Geräuscheindruck simuliert werden, beispielsweise ein Geräuscheindruck der sich bei einer Ausrüstung mit Sonderausstattungen eines Kraftfahrzeugs ergibt.In this way, a noise impression can be simulated, for example a sound impression resulting in equipment with special equipment of a motor vehicle.
In Weiterbildung der Erfindung werden die Mischeinrichtungen in Abhängigkeit von Betriebsparametern eines weiteren Systems, insbesondere eines untersuchten Objekts oder Kraftfahrzeugs, gesteuert. Zur Steuerung können neuronale Netze und Fuzzylogik verwendet werden.In a development of the invention, the mixing devices are controlled as a function of operating parameters of a further system, in particular of a tested object or motor vehicle. For control neural networks and fuzzy logic can be used.
In Weiterbildung der Erfindung ist wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle vorgesehen.In a further development of the invention, at least one communication interface is provided.
Auf diese Weise können Daten an weitere Systeme weitergegeben oder von diesen empfangen werden. Beispielsweise ist auch die Steuerung oder Regelung weiterer Subsysteme möglich. Beispielsweise können Fahrprogramme erstellt werden, die eine Einstellung von Getriebe, Motoren und ggf. Lüfter für eine geringstmögliche Geräuschbelästigung vornehmen.In this way data can be passed on to other systems or received by them. For example, the control or regulation of other subsystems is possible. For example, driving programs can be created, which make a setting of transmission, motors and possibly fans for the least possible noise nuisance.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch ein Verfahren zum Erfassen und Wiedergeben von Geräuschen, insbesondere zur akustischen Komponentenanalyse bei Kraftfahrzeugen gelöst, bei dem folgende Schritte vorgesehen sind: Binaurales Erfassen von Geräuschen im Bereich der beiden Ohren eines Benutzers und Umsetzen in elektrische Signale unter Abschirmung der beiden Ohren von den Geräuschen, Verarbeiten oder Weitergeben der erzeugten elektrischen Signale in Echt- zeit und binaurales Erzeugen von Schallsignalen im Bereich der beiden Ohren in Echtzeit entsprechend der weitergegebenen oder verarbeiteten Signale.The problem underlying the invention is also solved by a method for detecting and reproducing noises, in particular for acoustic component analysis in motor vehicles, in which the following steps are provided: Binaural detection of noise in the two ears of a user and converting into electrical signals Shielding the two ears from the noise, processing or passing the generated electrical signals in real time and binaural generating sound signals in the region of the two ears in real time according to the passed or processed signals.
Bei der Echtzeitsignalverarbeitung kann eine Filterung zum Ausblenden zeitlich konstanter und/oder veränderlicher Frequenzbereiche vorgesehen sein.In the case of real-time signal processing, filtering may be provided to hide temporally constant and / or variable frequency ranges.
Die Filterung kann in Abhängigkeit von Betriebsparametern eines weiteren Systems, insbesondere eines untersuchten Objekts oder Kraftfahrzeugs und ggf. unter Einsatz von neuronalen Netzen und Fuzzylogik erfolgen.The filtering can be carried out as a function of operating parameters of a further system, in particular of an examined object or motor vehicle and possibly using neural networks and fuzzy logic.
Eine Synthetisierung von Geräuschmustern aus den erfassten Geräuschen kann vorgesehen sein sowie das Mischen von erfassten, synthetisierten und/oder abgespeicherten Geräuschmustern. Das Mischen kann in Abhängigkeit von Betriebsparametern eines weiteren Systems, insbesondere eines untersuchten Objekts oder Kraftfahrzeugs, erfolgen, wobei das Mischen unter Einsatz von neuronalen Netzen und/oder Fuzzylogik erfolgen kann.Synthesizing noise patterns from the detected sounds may be provided, as well as mixing sensed, synthesized, and / or stored noise patterns. The mixing can take place as a function of operating parameters of a further system, in particular of an examined object or motor vehicle, wherein the mixing can take place using neural networks and / or fuzzy logic.
Weiterhin kann ein Datenaustausch und/oder eine Kommunikation mit weiteren Systemen erfolgen.Furthermore, data exchange and / or communication with other systems can take place.
Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird auch durch einen Kopfhörer, insbesondere zur Verwendung bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung und dem erfindungsgemäßen Verfahren gelöst, mit zwei Abschirmmuscheln für menschliche Ohren und jeweils wenigstens einem Schallwandler in jeder Abschirmmuschel, wobei an einer dem Ohr abgewandten Außenseite jeder Abschirmmuschel wenigstens ein Mikrophon angeordnet ist .The problem underlying the invention is also solved by a headphone, in particular for use in the device according to the invention and the method according to the invention, with two shields for human ears and in each case at least one sound transducer in each shielding shell, wherein at least one outer shell facing away from the ear at least a microphone is arranged.
Mittels eines solchen Kopfhörers wird zum einen die gehörrichtige Erfassung von Geräuschen und die gehörrichtige, ggf. manipulierte Wiedergabe von Geräuschen ermöglicht. Dadurch kann beispielweise während einer Testfahrt im Kraftfahrzeug der Geräuscheindruck in Echtzeit manipuliert werden. Wesentlich ist, dass mit der Erfindung in Echtzeit und somit im wesentlichen gleichzeitig Geräusche gehörrichtig, vorzugsweise binaural, erfasst und wiedergegeben werden können.By means of such a headphone, the aurally accurate recording of noises and the aurally accurate, possibly manipulated reproduction of noises is made possible on the one hand. Thereby For example, the sound impression can be manipulated in real time during a test drive in the motor vehicle. It is essential that with the invention in real time and thus substantially simultaneously sounds aurally, preferably binaurally, can be detected and reproduced.
In Weiterbildung der Erfindung ist an der dem Ohr abgewandten Außenseite jeder Abschirmmuschel eine Nachbildung eines menschlichen Ohres angeordnet, in deren Bereich sich das Mikrophon befindet .In a further development of the invention, a replica of a human ear is arranged on the outer side facing away from the ear of each shield, in the area of which the microphone is located.
Durch diese Maßnahmen wird eine gehörrichtige Erfassung nach Art eines Kunstkopfes ermöglicht.These measures enable aurally accurate detection in the manner of a dummy head.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit den Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the claims and the following description of a preferred embodiment of the invention taken in conjunction with the drawings. In the drawings show:
Fig. 1 eine schematische Blockdarstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung,1 is a schematic block diagram of the device according to the invention,
Fig. 2 eine weitere schematische Darstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einem erfindungsgemäßen Kopfhörer undFig. 2 is a further schematic representation of the device according to the invention with a headphone according to the invention and
Fig. 3 ein schematisches Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens .Fig. 3 is a schematic flow diagram of the method according to the invention.
Die Darstellung der Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung, die zwei Mikrofone 10, 12 aufweist, die für die Anordnung im Bereich der beiden Ohren eines Benutzers vorgesehen sind. Die Mikrofone 10, 12 erfassen Geräusche an den beiden Ohren des Benutzers und geben diese an einen Echtzeitprozessor 14 weiter. Im Echtzeitprozessor 14 werden die von den Mikrofonen 10, 12 gelieferten Signale verarbeitet oder lediglich durchgeschleift. Beispielsweise kann lediglich der Ge- räuschpegel verringert oder erhöht werden. Die verarbeiteten oder durchgeschleiften Signale werden dann an zwei Schall- wandler 16, 18 ausgegeben, die die erhaltenen elektrischen Signale in Schallsignale umsetzen. Die Schallwandler 16, 18 sind jeweils innerhalb einer Hörmuschel eines Kopfhörers angeordnet. Mittels der Mikrofone 10, 12, die außen an den Hörmuscheln angeordnet sind, und den Schallwandlern 16, 18 innerhalb der Hörmuschel kann somit eine binaurale Geräuscherfassung und Geräuschwiedergabe erfolgen. Die Geräuscherfassung und die Geräuschwiedergabe erfolgt im wesentlichen gleichzeitig, ggf. mit einer zwischengeschalteten Echtzeitverarbeitung der Signale im Echtzeitprozessor 14.The illustration of Fig. 1 shows the device according to the invention, which has two microphones 10, 12, which are provided for the arrangement in the region of the two ears of a user. The microphones 10, 12 detect noises on the two ears of the user and pass them on to a real-time processor 14. In the real-time processor 14, the signals supplied by the microphones 10, 12 are processed or merely looped through. For example, only the reduced or increased noise level. The processed or looped signals are then output to two sound transducers 16, 18, which convert the received electrical signals into sound signals. The sound transducers 16, 18 are each arranged within an earpiece of a headphone. By means of the microphones 10, 12, which are arranged on the outside of the earpieces, and the sound transducers 16, 18 within the earpiece can thus be carried out a binaural sound detection and sound reproduction. The sound detection and the sound reproduction takes place substantially simultaneously, possibly with an intermediate real-time processing of the signals in the real-time processor 14.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann einem Probanden beim Aufenthalt in einer Umgebung mit Geräuscheinwirkung eine im allgemeinen authentische Hörsituation gewährleistet werden. Mittels des Echtzeitprozessors 14 können bei Bedarf spezielle Bestandteile des Gesamtgeräusches für den Probanden in Echtzeit herausgefiltert werden. Dadurch wird eine in Echtzeit stattfindende Quellenidentifikation von Geräuschen für den Probanden erheblich erleichtert. Dies ist insbesondere bei Entwicklungs- und Instandhaltungsarbeiten von Kraftfahrzeugen von erheblichem Interesse. So können beispielsweise Geräuschursachen an Kraftfahrzeugen, allgemein auch technischen Geräten, mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung aufgespürt werden.By means of the device according to the invention, a test person can be guaranteed a generally authentic hearing situation when he / she is staying in an environment with sound effects. By means of the real-time processor 14, special components of the total noise for the test person can be filtered out in real time if required. This greatly facilitates real-time source identification of sounds for the subject. This is of considerable interest in particular in the development and maintenance of motor vehicles. For example, noise causes on motor vehicles, in general also technical devices, can be detected by means of the device according to the invention.
Bei hochdynamischen Maschinen, wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug-Verbrennungsmotor, treten im Betrieb häufig to- nale Geräuschanteile auf, die trotz ihres relativ niedrigen Pegels den Charakter des Gesamtgeräusches dominieren. Häufig sind solche tonalen Geräuschanteile der Grund für Kundenbeanstandungen. Die technischen Ursachen dieser tonalen Geräuschanteile liegen oft in der Periodizität dieser mechanischer o- der hydraulischer Ereignisse, die in einem festen Zahlenverhältnis zur Motordrehzahl stehen. Die Motordrehzahl selbst wird als Grundordnung oder erste Ordnung bezeichnet. Ein Ver- zahnungsgeräusch eines Kettenantriebs mit beispielsweise 18 Zähnen am Zahnrad erzeugt dann typischer Weise die sogenannte 18te Motorordnung.In highly dynamic machines, such as for example a motor vehicle internal combustion engine, in the course of operation there are frequently sound components which, despite their relatively low level, dominate the character of the overall noise. Frequently, such tonal noise components are the reason for customer complaints. The technical causes of these tonal noise components often lie in the periodicity of these mechanical or hydraulic events, which are in a fixed ratio to the engine speed. The engine speed itself is referred to as a basic order or first order. An agreement Tooth noise of a chain drive with, for example, 18 teeth on the gear then typically produces the so-called 18th order of motor.
Wird ein Fahrzeug wegen hoher tonaler Geräuschanteile, sogenannter Heulgeräusche, beanstandet, so kann durch eine subjektive Beurteilung allein durch das menschliche Gehör häufig nicht genau genug die frequenzmäßige Lage des tonalen Geräuschanteils "erkannt werden. Eine nach der Aufnahme durchgeführt Frequenzanalyse kann neben statischen Töne auch dynamische Töne, beispielsweise Motorordnungen, anhand der synchronen Erfassung der Motordrehzahl exakt analysieren und der technischen Ursache zuordnen. Ein tonaler Geräuschanteil oder ein sogenanntes Heulgeräusch kann beispielsweise von hydraulischen Komponenten der Ölpumpe, von Kettenverzahnungen oder dem Generator abgestrahlt werden. Nach Durchführung der Frequenzanalyse kann ein Heulgeräusch einer bestimmten Motorordnung und möglicherweise einer geräuschverursachenden Baugruppe zugeordnet werden.If a vehicle, objected because of high tonal noise components, so-called whining so ", by a subjective assessment solely by the human ear is often not accurate enough, the frequency consistent position of the tonal noise fraction are recognized. A performed after recording frequency analysis can also be dynamic in addition to static sounds Sounds, for example engine orders, can be precisely analyzed and assigned to the technical cause on the basis of the synchronous detection of the engine speed A tonal noise component or a so-called howling noise can be emitted, for example, by hydraulic components of the oil pump, chain toothing or the generator certain engine order and possibly a noise-causing assembly assigned.
Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung kann eine solche Analyse von Geräuschen in Echtzeit erfolgen, so dass beispielsweise während einer Probefahrt Motorordnungen wahlweise herausgefiltert werden können, um unter realistischen Bedingungen, speziell gehörrichtiger Erfassung und Wiedergabe von Geräuschen, die Ursache von störenden Geräuschen herauszufinden. Mittels des EchtZeitprozessors 14 wird eine Signalverarbeitung der von den Mikrofonen 10, 12 gelieferten elektrischen Signale durchgeführt. Hierzu erfolgt mittels des Echtzeitprozessors 14 beispielsweise eine digitale Frequenzanalyse und eine Filterung des erhaltenen Frequenzspektrums zum Ausblenden von Frequenzbereichen des erfassten Geräuschs. Hierbei können Frequenzbereiche ausgeblendet werden, die zeitlich gesehen konstant oder variabel sind. Beispielsweise können, wie bereits ausgeführt wurde, Motorordnungen ausgeblendet werden oder auch über die Zeit gesehen konstante Frequenzbereiche, wie Resonanzfrequenzen kritischer Bauteile. Mittels des Echtzeitprozessors 14 wird auch das manipulierte Frequenzspektrum wieder in ein zeitliches Signal umgesetzt und an die Schallwandler 16, 18 ausgegeben.By means of the device according to the invention, such an analysis of noises can take place in real time, so that, for example, during a test drive engine orders can optionally be filtered out to find out the cause of interfering noises under realistic conditions, especially aurally accurate detection and reproduction of noises. By means of the real-time processor 14, signal processing of the electrical signals supplied by the microphones 10, 12 is performed. For this purpose, by means of the real-time processor 14, for example, a digital frequency analysis and a filtering of the received frequency spectrum to hide frequency ranges of the detected noise. This frequency ranges can be hidden, which are constant in time or variable. For example, as already stated, motor orders can be masked out or even seen over time constant frequency ranges, such as resonance frequencies of critical components. By means of the real-time processor 14, the manipulated frequency spectrum is again converted into a time signal and output to the sound transducers 16, 18.
Um beispielsweise Motorordnungen ausblenden zu können, erhält der Echtzeitprozessor 14 Eingangsdaten von einem weiteren System oder Subsystem 20, beispielsweise einem Verbrennungsmotor eines Kraftfahrzeugs. Allgemein werden von dem Subsystem 20 Betriebsdaten zur Verfügung gestellt, die beispielsweise eine Motordrehzahl, eine Fahrgeschwindigkeit, Schaltzustände von Lüftern, den Ladedruck eines Turboladers oder dergleichen umfassen können.For example, in order to be able to hide motor orders, the real-time processor 14 receives input data from another system or subsystem 20, for example an internal combustion engine of a motor vehicle. In general, operating data is provided by the subsystem 20, which may include, for example, an engine speed, a vehicle speed, switching states of fans, turbocharger boost pressure, or the like.
Der Echtzeitprozessor 14 erhält weiterhin Eingangssignale von einem Referenzsensor 22. Ein solcher Referenzsensor kann beispielsweise ein Körperschallsensor sein, der an einem verdächtigen Bauteil angebracht ist. Mittels des Echtzeitprozessors 14 kann dadurch der vom Körperschall des verdächtigen Bauteils erzeugte Geräuschanteil wahlweise herausgefiltert werden, um den subjektiv wahrnehmbaren Beitrag der verdächtigten Komponente zum Gesamtgeräusch in Echtzeit beurteilen zu können. Der Referenzsensor 22 kann aber beispielsweise auch als Mikrophon ausgebildet sein, das außerhalb des Fahrzeuginnenraums angeordnet ist. Auf diese Weise kann beispielsweise der hörbare Einfluss von Windgeräuschen, Reifenabrollgeräuschen und Auspuffmündungsgeräuschen untersucht werden.The real-time processor 14 also receives input signals from a reference sensor 22. Such a reference sensor may be, for example, a structure-borne sound sensor which is attached to a suspect component. By means of the real-time processor 14, the noise component generated by the structure-borne noise of the suspect component can be selectively filtered out in order to be able to assess the subjectively perceptible contribution of the suspected component to the overall noise in real time. However, the reference sensor 22 can also be designed as a microphone, for example, which is arranged outside the vehicle interior. In this way, for example, the audible influence of wind noise, tire rolling noise and exhaust muzzle noise can be examined.
Weiterhin kann der Echtzeitprozessor 14 Daten mit einer Datenbank 24 austauschen und Daten von dieser Datenbank 24 erhalten. Die Datenbank 24 ist für das Abspeichern von Geräuschmustern vorgesehen, die mittels der Mikrofone 10, 12 erfasst wurden. Die erfassten Geräuschmuster können gegebenenfalls gefiltert werden. Weiterhin werden in der Datenbank 24 synthetisierte Geräuschmuster abgespeichert, die auf Basis der mittels der Mikrofone 10, 12 erfassten Geräusche erzeugt wurden. Weiterhin kann die Datenbank 24 zur Speicherung von Geräuschmustern verwendet werden, die beispielsweise vollständig auf Simulation beruhen oder die an anderen Systemen als dem Subsystem 20 erfasst wurden.Furthermore, the real-time processor 14 can exchange data with a database 24 and obtain data from this database 24. The database 24 is provided for storing noise patterns acquired by the microphones 10, 12. If necessary, the recorded noise patterns can be filtered. Furthermore, 24 synthesized noise patterns are stored in the database, which generates based on the detected by means of the microphones 10, 12 noise were. Furthermore, the database 24 may be used to store noise patterns, for example based entirely on simulation or acquired on systems other than the subsystem 20.
Die in der Datenbank 24 abgelegten Geräuschmuster können mittels des Echtzeitprozessors 14 in Echtzeit den Geräuschen, die mittels der Mikrofone 10, 12 erfasst werden, überlagert werden. Durch eine solche Zumischung von Geräuschmustern können Höreindrücke simuliert werden. Beispielsweise kann ein Höreindruck simuliert werden, der sich ergibt, wenn ein Kraftfahrzeug mit einer speziellen Sonderausstattung oder einer anderen Variante eines verbauten Bauteils versehen ist. Das Zumischen abgespeicherter Geräuschmuster kann beispielsweise unter Steuerung von Betriebsdaten des Subsystems 20 o- der von Signalen des Referenzsensors 22 erfolgen. Weiterhin kann die Zumischung von Geräuschmustern aus der Datenbank 24, wie auch die Filterung der erfassten Geräusche innerhalb des Echtzeitprozessors 14, mittels künstlicher Intelligenz, dargestellt durch neuronale Netze oder Fuzzylogik, gesteuert werden .The noise patterns stored in the database 24 can be superimposed by the real-time processor 14 in real time to the sounds detected by the microphones 10, 12. Through such an admixture of noise patterns, auditory impressions can be simulated. For example, a hearing impression can be simulated, which results when a motor vehicle is provided with a special option or another variant of a built-component. The mixing in of stored noise patterns can take place, for example, under the control of operating data of the subsystem 20 or of signals from the reference sensor 22. Furthermore, the mixing of noise patterns from the database 24, as well as the filtering of the detected sounds within the real-time processor 14, can be controlled by means of artificial intelligence, represented by neural networks or fuzzy logic.
Schließlich ist die erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer Kommunikationseinheit 26 versehen, über die ein Daten- und Signalaustausch mit weiteren Systemen erfolgen kann. Weitere Systeme können durch Signale von dem Echtzeitprozessor 14 gesteuert oder auch geregelt werden. Beispielsweise kann der Echtzeitprozessor 14 über die Kommunikationseinheit 26 Signale an eine Motorsteuerung abgeben, um einen Verbrennungsmotor möglichst geräuscharm zu betreiben.Finally, the device according to the invention is provided with a communication unit 26, via which a data and signal exchange with other systems can take place. Other systems may be controlled or regulated by signals from the real-time processor 14. For example, the real-time processor 14 can deliver signals to a motor control via the communication unit 26 in order to operate a combustion engine as quietly as possible.
In der Darstellung der Fig. 2 ist die Vorrichtung der Fig. 1 detaillierter dargestellt und speziell ist die Anordnung der Mikrofone 10, 12 und der Schallwandler 16, 18 an einem erfindungsgemäßen Kopfhörer 28 zu erkennen. Der Kopfhörer 28 weist in an und für sich konventioneller Weise zwei Abschirmmuscheln 30, 32 auf, die mittels eines Bügels 34 verbunden sind und jeweils ein Ohr eines Benutzers 54 gegen Umgebungsgeräusche abschirmen. Innerhalb der Abschirmmuschel 30 ist der Schallwandler oder Lautsprecher 16 angeordnet und innerhalb der Abschirmmuschel 32 ist der Schallwandler oder Lautsprecher 18 angeordnet.In the illustration of Fig. 2, the device of Fig. 1 is shown in more detail and specifically the arrangement of the microphones 10, 12 and the sound transducer 16, 18 can be seen on a headphone 28 according to the invention. The headphone 28 has, in and of itself, in a conventional manner, two shielding shells 30, 32 which are connected by means of a bracket 34 and each shield one ear of a user 54 against ambient noise. Within the shielding shell 30, the sound transducer or loudspeaker 16 is arranged and within the shielding shell 32, the sound transducer or loudspeaker 18 is arranged.
Auf der Außenseite der Abschirmmuscheln 30, 32, die dem jeweiligen, abgeschirmten Ohr des Benutzers 54 abgewandt ist, ist jeweils eine künstliche Ohrmuschel 36, 38 oder eine geeignete Anordnung von Schallwandlern, durch deren Zusammenwirken die räumliche Richtcharakteristik einer Ohrmuschel erreicht werden kann, angeordnet. Innerhalb der künstlichen Ohrmuschel 36, die an der Abschirmmuschel 30 angeordnet ist, ist das Mikrofon 10 platziert und innerhalb der künstlichen Ohrmuschel 38, die auf der Abschirmmuschel 32 angeordnet ist, ist das Mikrofon 12 angeordnet. Mittels der künstlichen Ohrmuscheln 36, 38 und der Mikrofone 10, 12 ist eine gehörrichtige, binaurale Erfassung eines Umgebungsgeräuschs möglich, das mittels der Doppelpfeile 40 angedeutet ist. In der schematischen Darstellung der Fig. 2 sind die künstlichen Ohrmuscheln 36, 38 nicht maßstäblich dargestellt. Es ist einzusehen, dass im Sinne eines möglichst realitätsnahen Hδrein- drucks die künstlichen Ohrmuscheln 36 möglichst nahe am Kopf oder an den Ohren des Benutzers 34 anzuordnen sind.On the outside of the shielding shells 30, 32, which faces away from the respective, shielded ear of the user 54, an artificial auricle 36, 38 or a suitable arrangement of sound transducers, by the interaction of which the spatial directional characteristic of an auricle can be achieved, is arranged. Within the artificial auricle 36, which is disposed on the shielding shell 30, the microphone 10 is placed and within the artificial auricle 38, which is arranged on the shielding shell 32, the microphone 12 is arranged. By means of the artificial auricles 36, 38 and the microphones 10, 12, aurally accurate, binaural detection of ambient noise is possible, which is indicated by means of the double arrows 40. In the schematic representation of FIG. 2, the artificial auricles 36, 38 are not shown to scale. It can be seen that in order to achieve as close to realistic pressure as possible, the artificial auricles 36 are to be arranged as close as possible to the head or ears of the user 34.
Die von den Mikrofonen 10, 12 erfassten Geräusche werden von diesen in elektrische Signale umgesetzt und an den Echtzeitprozessor 14 übergeben. Der Echtzeitprozessor 14, der auch als Sound-Prozessor bezeichnet werden kann, führt eine Analyse der dem erfassten Geräusch entsprechenden elektrischen Signale durch. Er enthält mindestens einen Ordnungsfilter, mindestens einen statischen Filter und kann darüber hinaus eine Dokumentation der erfassten Geräusche und durchgeführten Manipulationen bewirken. Beispielsweise können entsprechende Daten in der Datenbank 24 abgelegt oder an eine Anzeigevorrichtung übergeben werden. Wie bereits ausgeführt wurde, erhält der Echtzeitprozessor 14 Betriebsdaten von einem weiteren System, im dargestellten Fall ein Kraftfahrzeug 22. Vom Kraftfahrzeug 22 kann beispielsweise ein Drehzahlsignal als Triggersignal übergeben werden. Der Echtzeitprozessor 14 ist weiterhin mit einem konventionellen zweiten Kopfhörerausgang 42 versehen, der das Mithören des erfassten oder des manipulierten Geräusches ermöglicht .The noises detected by the microphones 10, 12 are converted by these into electrical signals and transferred to the real-time processor 14. The real-time processor 14, which may also be referred to as a sound processor, performs an analysis of the electrical signals corresponding to the detected noise. It contains at least one order filter, at least one static filter and can also provide documentation of the recorded sounds and manipulations performed. For example, corresponding data can be stored in the database 24 or transferred to a display device. As already stated, the real-time processor 14 receives operating data from a further system, in the illustrated case a motor vehicle 22. For example, a speed signal can be transmitted as a trigger signal by the motor vehicle 22. The real-time processor 14 is further provided with a conventional second headphone output 42 which allows monitoring of the detected or manipulated noise.
Die vom Echtzeitprozessor 14 gefilterten und ggf. weiter manipulierten Signale werden an die Schallwandler 16, 18 ausgegeben, die Schallsignale erzeugen und diese innerhalb der Abschirmmuscheln 30, 32 in Richtung auf die Ohren des Benutzers 34 abstrahlen. Der Benutzer 54 erhält dadurch eine gehörrichtige Wiedergabe des gefilterten und ggf. weiter manipulierten Geräuschs. Um dabei eine möglichst gute Abschirmung durch die Abschirmmuscheln 30, 32 zu erreichen, liegen diese mittels jeweils einer flexiblen Abdichtung 44 am Kopf des Benutzers 54 an.The signals filtered by the real-time processor 14 and possibly further manipulated are output to the sound transducers 16, 18, which generate sound signals and emit them within the shielding shells 30, 32 in the direction of the user's ears 34. The user 54 thereby receives an aurally accurate reproduction of the filtered and possibly further manipulated noise. In order to achieve the best possible shielding by the Abschirmmuscheln 30, 32, they are by means of a respective flexible seal 44 at the head of the user 54 at.
Der erfindungsgemäße Kopfhörer 28 kombiniert somit ein binaurales Kopfbügelmikrofon, wie es in ähnlicher Form aus der a- kustischen Kunstkopfmesstechnik bekannt ist, mit einem geschlossenen Kopfhörer mit starker Abschirmung. Die Schallerfassung erfolgt durch ein Mikrofon mit künstlicher Ohrmuschel, ähnlich einem Kunstkopf. Die Mikrofone 10, 12 mit den künstlichen Ohrmuscheln 36, 38 sind direkt an den Außenseiten der Abschirmmuscheln 30, 32 und möglichst nahe an den Ohren des Benutzers 34 angeordnet, um die authentische Hörwahrnehmung zu gewährleisten. Im Basiszustand der erfindungsgemäßen Vorrichtung, in dem der Echtzeitprozessor 14 die erfassten Geräusche ohne manipulierende Filterung, jedoch mit einer Gehörrichtigkeitskorrektur, an die Schallwandler 16, 18 weitergibt, hat der Benutzer 54 im wesentlichen den gleichen Höreindruck, als ob er den Kopfhörer 28 nicht tragen würde. Werden die erfassten Signale vom Echtzeitprozessor 14 manipuliert, gewährleistet der sich bei dem Benutzer 54 einstellen- de Höreindruck die authentische Wahrnehmung des Restgeräusches ohne die gezielt ausgeblendeten Bestandteile.The headphone 28 according to the invention thus combines a binaural headband microphone, as is known in a similar form from the acoustic artificial head measuring technique, with a closed headphone with strong shielding. The sound is detected by a microphone with an artificial auricle, similar to a dummy head. The microphones 10, 12 with the artificial auricles 36, 38 are located directly on the outer sides of the Abschirmmuscheln 30, 32 and as close to the ears of the user 34 to ensure the authentic hearing. In the base state of the device according to the invention, in which the real-time processor 14 transmits the detected sounds to the transducers 16, 18 without manipulative filtering, but with an auditory correction, the user 54 has substantially the same auditory impression as if he did not wear the headphone 28 , If the detected signals are manipulated by the real-time processor 14, this ensures that the user 54 sets de Hearing impression the authentic perception of the residual noise without the intentionally hidden components.
Im folgenden werden Anwendungsbeispiele für die erfindungsgemäße Vorrichtung und das erfindungsgemäße Verfahren gegeben.In the following, application examples for the device according to the invention and the method according to the invention are given.
Beim Fahren eines Kraftfahrzeugs mit turboaufgeladenem Verbrennungsmotor stechen aus dem Gesamtgeräusch zwei Bestandteile signifikant heraus. Zum einen ist infolge der Verzahnung des Kettenantriebs der Nockenwelle die achtzehnte Motorordnung zu hören. Zum anderen fällt nach schneller Lastwegnahme das Nachlaufen des Turboladers, dessen Drehzahl kein festes Verhältnis zur Motordrehzahl hat, auf. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann unter Berücksichtigung der Motordrehzahl ein Bandsperrfilter auf die achtzehnte Motorordnung gelegt werden. Dadurch kann die achtzehnte Motorordnung ausgeblendet werden, ohne die übrige Geräuschwahrnehmung über den geschlossenen Kopfhörer 28 zu beeinträchtigen. Dadurch ist das Heulgeräusch des Kettenantriebs bei keiner Motordrehzahl zu hören und der Vergleich mit dem ungefilterten Signal identifiziert das geräuschverursachende Bauteil, nämlich den Kettenantrieb.When driving a motor vehicle with a turbocharged internal combustion engine, two components stand out significantly from the overall noise. On the one hand, the eighteenth engine order can be heard as a result of the teeth of the chain drive of the camshaft. On the other hand falls after fast load take-off the after-running of the turbocharger whose speed has no fixed ratio to the engine speed on. By means of the device according to the invention, a notch filter can be placed on the eighteenth engine order, taking into account the engine speed. As a result, the eighteenth engine order can be faded out without impairing the remaining sound perception via the closed headphones 28. As a result, the howling sound of the chain drive can not be heard at any engine speed and the comparison with the unfiltered signal identifies the noise-causing component, namely the chain drive.
Da die Drehzahl des Turboladers kein festes Verhältnis zur Motordrehzahl hat, kann sein Heulgeräusch nicht durch ein einfaches Motorordnungsfilter ausgeblendet werden. Zur gezielten Steuerung des notwendigen Bandsperrfilters muss die Drehzahl des Turboladers beispielsweise über einen Körperschallsensor, entsprechend einem Referenzsensor 22, erfasst werden. Dadurch können die erforderlichen Filterparameter im Echtzeitprozessor 14 bestimmt werden und das Heulgeräusch des Turboladers kann ausgeblendet werden.Since the speed of the turbocharger has no fixed ratio to the engine speed, its howling noise can not be hidden by a simple engine trim filter. For targeted control of the necessary band-stop filter, the rotational speed of the turbocharger, for example via a structure-borne noise sensor, corresponding to a reference sensor 22, must be detected. Thereby, the required filter parameters in the real-time processor 14 can be determined and the howling sound of the turbocharger can be faded out.
Durch die Echtzeitverarbeitung der Signale im Echtzeitprozessor 14 kann am realen Objekt ein Vergleich des ungefilterten und des gefilterten Geräuschs erfolgen, ohne dass ein Zeitverzug oder ein Reproduktion von AufZeichnungsgeräten erfor- derlich wäre. Dadurch werden Beurteilungen erleichtert und Entwicklungszyklen können verkürzt werden.The real-time processing of the signals in the real-time processor 14 makes it possible to compare the unfiltered and the filtered noise on the real object, without requiring any time delay or reproduction of recording devices. would be. This makes assessments easier and development cycles can be shortened.
Als weiteres Beispiel sei die Verwendung separater Mikrofone oder anderer Sensoren erwähnt . Solche separaten Mikrofone o- der weitere Sensoren können im Nahfeld einer verdächtigen Geräuschquelle angeordnet werden, so dass Geräuschmuster dieser Quelle erfasst werden. Indem diese erfassten Geräuschmuster an den Echtzeitprozessor 14 übergeben werden, kann dieser das für die Quelle typische Geräuschmuster aus dem Übertragungsweg zwischen den Mikrofonen 10, 12 und den Schallwandlern 16, 18 herausfiltern.As another example, the use of separate microphones or other sensors may be mentioned. Such separate microphones or other sensors can be arranged in the near field of a suspicious noise source, so that noise patterns of this source are detected. By passing these detected noise patterns to the real-time processor 14, the latter can filter out the noise patterns typical of the source from the transmission path between the microphones 10, 12 and the sound transducers 16, 18.
Neben der Herausfilterung von Geräuschmustern erlaubt die mögliche Zumischung anderer Geräuschmuster aus der Datenbank 24 die Simulierung des Austauschs geräuschlich wahrnehmbarer Aggregate in Echtzeit, beispielsweise während einer Probefahrt .In addition to filtering out noise patterns, the possible addition of other noise patterns from the database 24 allows simulating the exchange of noisy units in real time, for example, during a test drive.
Die Darstellung der Fig. 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens. Im Schritt 46 erfolgt das binaurale Erfassen von Geräuschen mittels der Mikrofone 10, 12, die in den künstlichen Ohrmuscheln 36, 38 und somit dann, wenn der Benutzer 54 den Kopfhörer 28 trägt, im Bereich seiner beiden Ohren angeordnet sind. Die Mikrofone 10, 12 setzen die erfassten Geräusche im Schritt 46 in elektrische Signale um und geben diese an den Echtzeitprozessor 14 weiter.The representation of Fig. 3 shows schematically an embodiment of the method according to the invention. In step 46, the binaural detection of noise by means of the microphones 10, 12, which are in the artificial ears 36, 38 and thus when the user 54 carries the headphone 28, are arranged in the region of its two ears. The microphones 10, 12 convert the detected sounds into electrical signals in step 46 and pass them on to the real-time processor 14.
Der Echtzeitprozessor 14 bewirkt im Schritt 48 eine Echtzeitverarbeitung der von den Mikrofonen 10, 12 erzeugten elektrischen Signale. Beispielsweise kann lediglich ein Geräuschpegel erhöht oder erniedrigt werden oder die Signale können gar unverändert wieder an die Schallwandler 16, 18 ausgegeben werden. Üblicherweise erfolgt aber eine Fouriertransformation der von den Mikrofonen 10, 12 erhaltenen zeitlichen Signale, eine Filterung oder sonstige Manipulation im Frequenzbereich. In Schritt 48 kann auch eine Synthetisierung und Abspeicherung von Geräuschmustern aus den mittels der Mikrofone 10, 12 erfassten Geräuschmustern erfolgen.Real-time processor 14, in step 48, effects real-time processing of the electrical signals generated by microphones 10, 12. For example, only one noise level can be increased or decreased, or the signals can even be output unchanged to the sound transducers 16, 18. Usually, however, a Fourier transformation of the temporal signals obtained by the microphones 10, 12, filtering or other manipulation in the frequency domain. In step 48, a synthesizing and storing of noise patterns from the noise patterns detected by means of the microphones 10, 12 can also take place.
In optionalem Schritt 50 kann ein Mischen der von den Mikrofonen 10, 12 erfassten und im Schritt 48 gegebenenfalls manipulierten Geräuschmuster mit abgespeicherten Geräuschmustern im Zeit- oder Frequenzbereich erfolgen.In optional step 50, a mixing of the noise patterns detected by the microphones 10, 12 and optionally manipulated in step 48 with stored noise patterns in the time or frequency range can take place.
Im nachfolgenden Schritt 52 werden die gegebenenfalls gefilterten und manipulierten elektrischen Signale nach Rücktransformation in den Zeitbereich an die Schallwandler 16, 18 ausgegeben, die daraufhin eine binaurale und gehörrichtige Erzeugung von Schallsignalen bewirken.In the subsequent step 52, the optionally filtered and manipulated electrical signals are output after retransformation into the time domain to the sound transducer 16, 18, which then cause a binaural and aurally sound generation of sound signals.
Wesentlich ist, dass mit der Erfindung der subjektive Ein- fluss von Veränderungen der Geräuschmuster beurteilt werden kann, da eine binaurale Erfassung und Wiedergabe von Schall - Signalen unter Berücksichtigung der Empfindlichkeitskurven des menschlichen Gehörs erfolgen. Da Erfassung, Manipulation und Wiedergabe der Geräuschmuster im wesentlichen gleichzeitig, in Echtzeit, erfolgen, lassen sich Geräusche unter realen Testbedingungen, beispielsweise während einer Testfahrt, untersuchen. Dies ist für die subjektive Beurteilung von Geräuschen, deren Authentizität in nicht unerheblichem Maß von der Summe aller Umgebungsbedingungen, wie Sitzvibration, Beschleunigungseinwirkungen und Korrelation mit der Fahrzeugbedienung, z. B. Kuppeln, Gasgeben, abhängt, von wesentlicher Bedeutung. Dadurch lässt sich in Kraftfahrzeugen, insbesondere in mit Störgeräuschen behafteten Prototypen, das Geräusch eines virtuellen Antriebsstrangs simulieren.It is essential that the subjective influence of changes in the noise patterns can be assessed with the invention, since a binaural detection and reproduction of sound signals takes place taking into account the sensitivity curves of the human ear. Since acquisition, manipulation and reproduction of the noise patterns occur essentially simultaneously, in real time, noises can be examined under real test conditions, for example during a test drive. This is for the subjective assessment of noises whose authenticity is to a considerable extent the sum of all ambient conditions, such as seat vibration, acceleration effects and correlation with the vehicle operation, for. B. domes, accelerator, depends, essential. As a result, the noise of a virtual drive train can be simulated in motor vehicles, in particular in prototypes that are subject to interference.
Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, die in jedem Fahrzeug vorhandene Hörsituation von störenden Klangkomponenten zu bereinigen und in direkter Korrelation zu Bedienungen des Fahrers mit zusätzlichen, z. B. synthetischen und/oder gesampel- ten, Klangkomponenten anzureichern. Somit ergibt sich die Möglichkeit, einen virtuellen Motor testzufahren. Insbesondere ein typischer Sportwagen-Sound, der durch gewisse zugemischte Klangkomponenten mit entsprechender Drehzahlabhängigkeit und Lastabhängigkeit, erzeugbar ist, lässt sich direkt erleben und in der authentischen Umgebung eines Fahrzeuges angemessen dosieren. Somit ist das Zielgeräusch konkretisierbar, lange bevor der zukünftige Motor auch nur auf dem Prüfstand läuft. This results in the ability to clean the existing in each vehicle hearing situation of disturbing sound components and in direct correlation with the driver's operations with additional, z. B. synthetic and / or sampled to enrich sound components. This results in the possibility of testing a virtual motor. In particular, a typical sports car sound, which can be generated by certain mixed-in sound components with corresponding speed dependency and load dependency, can be experienced directly and dosed appropriately in the authentic environment of a vehicle. Thus, the target noise is concretable long before the future engine even runs on the test bench.

Claims

Patentansprüche Claims
Vorrichtung zum Erfassen und Wiedergeben von Geräuschen, insbesondere zur akustischen Komponentenanalyse bei Kraftfahrzeugen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s wenigstens zwei Mikrofone (10, 12) zur Anordnung im Bereich der beiden Ohren eines Benutzers (54) für die binaurale Erfassung von Geräuschen und für die Umsetzung in elektrische Signale, zwei Geräuschschutzeinrichtungen (30, 32) zur Anordnung im Bereich der beiden Ohren für die Abschirmung der beiden Ohren von den erfassten Geräuschen, Signalverarbeitungsmittel (14) zur Echtzeitverarbeitung oder Echtzeitweitergabe der erzeugten elektrischen Signale und zwei Schallwandler (16, 18) zur Anordnung im Bereich der beiden Ohren für die binaurale Echt- zeiterzeugung von Schallsignalen entsprechend der weitergegebenen oder verarbeiteten Signale vorgesehen sind.Device for recording and reproducing noise, in particular for acoustic component analysis in motor vehicles, characterized in that at least two microphones (10, 12) for arrangement in the region of the two ears of a user (54) for the binaural detection of noise and for the conversion into electrical Signals, two noise protection devices (30, 32) for arrangement in the area of the two ears for shielding the two ears from the detected noises, signal processing means (14) for real-time processing or real-time transmission of the generated electrical signals and two sound converters (16, 18) for arrangement in the Area of the two ears are provided for the binaural real-time generation of sound signals in accordance with the passed on or processed signals.
Vorrichtung nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Signalverarbeitungsmittel (14) Einrichtungen zum Verringern oder Erhöhen des durch die Schallwandler (16, 18) abgestrahlten Geräuschpegels gegenüber dem durch die beiden Mikrofone (10, 12) erfassten Geräuschpegel aufweisen.Device according to Claim 1, which also comprises the signal processing means (14) for reducing or increasing the noise level emitted by the sound transducers (16, 18) compared to the noise level detected by the two microphones (10, 12).
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Signalverarbeitungsmittel (14) Filtereinrichtungen zum Ausblenden von Frequenzbereichen des erfassten Geräuschs aufweisen, wobei über die Zeit gesehen feste oder variable Frequenzbereiche ausblendbar sind.Device according to claim 1 or 2, characterized in that the signal processing means (14) filter devices for masking out frequency ranges of the detected noise, wherein fixed or variable frequency ranges can be masked out over time.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Signalverarbeitungsmittel (14) Steuereinrichtungen zum Steuern der Filtereinrichtungen in Abhängigkeit von Betriebsparametern eines weiteren Systems (22) , insbesondere eines untersuchten Objekts oder Kraftfahrzeugs, aufweisen.4. The device according to claim 3, which also comprises signal processing means (14) control devices for controlling the filter devices as a function of operating parameters of a further system (22), in particular an object or motor vehicle being examined.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4 , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Steuereinrichtungen Mittel zum Darstellen, vorzugsweise Formen der künstlichen Intelligenz wie neuronaler Netze und/oder Fuzzylogik aufweisen.5. The apparatus of claim 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the control devices have means for displaying, preferably forms of artificial intelligence such as neural networks and / or fuzzylogic.
6. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s Datenbankeinrichtungen (24) , insbesondere zum Abspeichern von Geräuschmustern, vorgesehen sind.6. Device according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that a s database devices (24), in particular for storing noise patterns, are provided.
7. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Signalverarbeitungsmittel (14) Synthetisiereinrichtungen zum Erzeugen von Geräuschmustern aus den erfassten Geräuschen aufweisen.7. Device according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t s s s the signal processing means (14) synthesizing devices for generating noise patterns from the detected noises.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 und 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Signalverarbeitungsmittel (14) Mischeinrichtungen zum Zumischen von erzeugten Geräuschmustern und/oder abgespeicherten Geräuschmustern zu den weiterverarbeiteten o- der weitergegebenen Signalen aufweisen. 8. The device according to claim 6 and 7, characterized in that the signal processing means (14) have mixing devices for admixing generated noise patterns and / or stored noise patterns to the further processed or the transmitted signals.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Signalverarbeitungsmittel (14) Steuereinrichtungen zum Steuern der Mischeinrichtungen in Abhängigkeit von Betriebsparametern eines weiteren Systems (22) , insbesondere eines untersuchten Objekts oder Kraftfahrzeugs, aufweisen.9. The device according to claim 8, d a d u r c h g e k e n n e e e c h n e t that the signal processing means (14) control devices for controlling the mixing devices depending on the operating parameters of another system (22), in particular an object or motor vehicle examined.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Steuereinrichtungen Mittel zum Darstellen, vorzugsweise Formen der künstlichen Intelligenz wie neuronaler Netze und/oder Fuzzylogik aufweisen.10. The apparatus of claim 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t that the control devices have means for displaying, preferably forms of artificial intelligence such as neural networks and / or fuzzy logic.
11. Vorrichtung nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s wenigstens eine Kommunikationsschnittstelle (26) vorgesehen ist.11. Device according to one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that at least one communication interface (26) is provided.
12. Verfahren zum Erfassen und Wiedergeben von Geräuschen, insbesondere zur akustischen Komponentenanalyse bei Kraftfahrzeugen, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s folgende Schritte vorgesehen sind: Binaurales Erfassen von Geräuschen im Bereich der beiden Ohren eines Benutzers und Umsetzen in elektrische Signale unter Abschirmung der beiden Ohren von den Geräuschen, Verarbeiten o- der Weitergeben der erzeugten elektrischen Signale in Echtzeit und binaurales Erzeugen von Schallsignalen im Bereich der beiden Ohren in Echtzeit entsprechend der weitergegebenen oder verarbeiteten Signale.12. A method for detecting and reproducing noises, in particular for acoustic component analysis in motor vehicles, characterized in that the following steps are provided: binaural detection of noises in the area of the two ears of a user and conversion into electrical signals while shielding the two ears from the noises, Processing or forwarding of the generated electrical signals in real time and binaural generation of sound signals in the area of the two ears in real time in accordance with the forwarded or processed signals.
13. Verfahren nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s bei der Echtzeitsignalverarbeitung eine Filterung zum Ausblenden zeitlich konstanter und/oder veränderlicher Frequenzbereiche vorgesehen ist. 13. The method according to claim 12, characterized in that in real-time signal processing, a filtering is provided to hide time-constant and / or variable frequency ranges.
14. Verfahren nach Anspruch 13, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Filterung in Abhängigkeit von Betriebsparametern eines weiteren Systems (22) , insbesondere eines untersuchten Objekts oder Kraftfahrzeugs, erfolgt.14. The method according to claim 13, wherein the filtering is carried out as a function of operating parameters of a further system (22), in particular an object or motor vehicle being examined.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Filterung unter Einsatz von künstlicher Intelligenz, insbesondere von neuronalen Netzen und/oder Fuzzylogik erfolgt .15. The method according to claim 13 or 14, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the filtering is carried out using artificial intelligence, in particular neural networks and / or fuzzy logic.
16. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s eine Synthetisierung von Geräuschmustern aus den erfassten Geräuschen vorgesehen ist .16. The method according to any one of the preceding claims, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that a s synthesizing of noise patterns from the detected noises is provided.
17. Verfahren nach Anspruch 16, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Mischen von erfassten, synthetisierten und/oder abgespeicherten Geräuschmustern vorgesehen ist .17. The method as claimed in claim 16, which also provides for the mixing of recorded, synthesized and / or stored noise patterns.
18. Verfahren nach Anspruch 17, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Mischen in Abhängigkeit von Betriebsparametern eines weiteren Systems (22) , insbesondere eines untersuchten Objekts oder Kraftfahrzeugs, erfolgt.18. The method as claimed in claim 17, in which the mixing takes place as a function of operating parameters of a further system (22), in particular an object or motor vehicle being examined.
19. Verfahren nach Anspruch 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s das Mischen unter Einsatz von künstlicher Intelligenz, insbesondere von neuronalen Netzen und/oder Fuzzylogik erfolgt .19. The method of claim 18, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, that the mixing is carried out using artificial intelligence, in particular neural networks and / or fuzzylogic.
20. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s ein Datenaustausch und/oder eine Kommunikation mit weiteren Systemen erfolgt .20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that data exchange and / or communication with other systems takes place.
21. Kopfhörer, insbesondere zur Verwendung bei der Vorrichtung und bei dem Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit zwei Abschirmmuscheln (30, 32) für menschliche Ohren und jeweils wenigstens einem Schallwandler (16, 18) in jeder Abschirmmuschel 30, 32), d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s an einer dem Ohr abgewandten Aussenseite jeder Abschirmmuschel (30, 32) wenigstens ein Mikrofon (10, 12) angeordnet ist.21. Headphones, in particular for use in the device and in the method according to one of the preceding claims, with two shielding shells (30, 32) for human ears and in each case at least one transducer (16, 18) in each shielding shell 30, 32), characterized that at least one microphone (10, 12) is arranged on an outer side of each shielding shell (30, 32) facing away from the ear.
22. Kopfhörer nach Anspruch 21, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s die Dämpfung des störenden Außengeräusches durch die Abschirmmuscheln im niederfrequenten Bereich durch Methoden der destruktiven Interferenz unterstützt wird.22. Headphones according to claim 21, which also supports the attenuation of the interfering external noise by the shielding shells in the low-frequency range by methods of destructive interference.
23. Kopfhörer nach Anspruch 21 oder 22, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , d a s s an der dem Ohr abgewandten Aussenseite jeder Abschirmmuschel (30, 32) eine Nachbildung (36, 38) eines menschlichen Ohres angeordnet ist, in deren Bereich das Mikrofon (10, 12) angeordnet ist. 23. Headphones according to claim 21 or 22, characterized in that a replica (36, 38) of a human ear is arranged on the outside of each shielding shell (30, 32) facing away from the ear, in the area of which the microphone (10, 12) is arranged .
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