FI100839B

FI100839B - A method for adjusting the frequency response in audio playback

Info

Publication number: FI100839B
Application number: FI956134A
Authority: FI
Inventors: Ari Ikonen
Original assignee: Nokia Technology Gmbh
Priority date: 1995-12-20
Filing date: 1995-12-20
Publication date: 1998-02-27
Also published as: FI956134A0; FI956134A

Description

100839100839

Menetelmä taajuusvasteen säätämiseksi äänentoistossaA method for adjusting the frequency response in audio playback

Esillä oleva keksintö kohdistuu menetelmään taajuusvasteen säätämiseksi äänentoistossa, jossa äänisignaalia käsitellään ainakin osittain 5 äänentoistolaitteistossa ja muutetaan kuultavaksi ääneksi.The present invention relates to a method for adjusting the frequency response in sound reproduction, in which the sound signal is at least partially processed in the sound reproduction apparatus and converted into audible sound.

Äänellä tässä selityksessä tarkoitetaan pääasiassa ihmiskorvin kuultavalla taajuusalueella olevia ilmanpaineen vaihteluita. Äänentoistolaitteistossa äänisignaalia käsitellään sähköisessä muodossa ja muute-10 taan ääneksi kaiuttimissa, kuulokkeissa tai vastaavissa.By sound in this description, air pressure variations are mainly in the audible frequency range of the human ear. In audio equipment, the audio signal is processed in electronic form and converted into sound through speakers, headphones, or the like.

Ihmiskorvan kuulokyky heikkenee tavallisimmin iän myötä. Kuulokyky heikkenee voimakkaimmin kuuloalueen ylätaajuuksilla. Nuorella ihmisellä kuuloalue voi ulottua n. 20 Hzrstä 20.000 Hz:iin. Myöhemmin ylä-15 raja saattaa pudota jopa huomattavasti alle 15.000 Hz:in, joillakin henkilöillä jopa 10.000 Hz on vaivoin kuultavissa. Korvan kuulokyky vaihtelee myös eri henkilöillä. Korvan kuulokykyyn voivat vaikuttaa heikentävästi myös voimakkaat, erityisesti impulssimaiset äänet, jolloin mikäli joudutaan työskentelemään tai oleskelemaan pitkiä aikoja voi-20 makkaiden äänilähteiden läheisyydessä, saattaa nuorillakin ihmisillä korvan kuulokyky heikentyä oleellisesti. Myös voimakkaat, äkilliset pai-nevaihtelut voivat vaurioittaa korvan kuulokykyä.The hearing of the human ear usually decreases with age. Hearing loss is most severe at the upper frequencies of the hearing range. In a young person, the hearing range can range from about 20 Hz to 20,000 Hz. Later, the upper-15 limit may even drop well below 15,000 Hz, with some individuals even 10,000 Hz barely audible. The hearing ability of the ear also varies from person to person. Loud hearing can also be impaired by loud, especially impulse-like sounds, so that if you have to work or stay in the vicinity of loud sound sources for long periods of time, even young people may have a significant loss of hearing. Strong, sudden pressure fluctuations can also damage the ear's hearing.

Korvan herkkyys eritaajuisille äänille vaihtelee myös edellä mainitun 25 kuuloalueen sisällä. Korvan herkkyydestä eritaajuisille äänille käytetään tässä yhteydessä nimitystä korvan taajuusvaste. Useilla ihmisillä saattaa korvan kuuloalueella olla heikompia alueita, joita ei edes tiedosteta.The sensitivity of the ear to different frequency sounds also varies within the aforementioned 25 hearing ranges. The sensitivity of the ear to sounds of different frequencies is referred to herein as the frequency response of the ear. Many people may have weaker areas in the hearing area of the ear that are not even conscious.

Tällöin esimerkiksi musiikkiesityksiä kuunneltaessa voi osa musiikista jäädä täysin havaitsematta. Tämä saattaa vaikuttaa myös puheen ym-30 märrettävyyteen, jos heikompi kuuloalue on osittain puheen äänitaa-juusalueella.In this case, for example, when listening to music performances, some of the music may go completely unnoticed. This may also affect the configurability of speech, etc., if the weaker hearing range is partially in the audio frequency range of speech.

Nykyisin taajuusvaste pyritään säätämään arvioimalla äänen kuuluvuutta normaalikuuntelussa ja asettelemalla ekvalisaattorin säädöt ha-35 lutun mukaisesti. Voidaan käyttää myös mittamikrofonia, jonka avulla säätö suoritetaan. Näiden tunnettujen menetelmien epäkohtana on se, että taajuusvasteen säätö perustuu arviointiin, jolloin säädössä ei välttämättä päästä käyttäjän kannalta parhaaseen lopputulokseen.At present, the aim is to adjust the frequency response by assessing the audibility of the sound during normal listening and adjusting the equalizer settings as desired. A measuring microphone can also be used to perform the adjustment. The disadvantage of these known methods is that the control of the frequency response is based on evaluation, in which case the control may not achieve the best result for the user.

2 1008392 100839

Nyt esillä olevan keksinnön tavoitteena on poistaa edellä mainitut epäkohdat ja saada aikaan menetelmä ja laite, jolla taajuusvastetta voidaan helposti ja nopeasti säätää käyttäjän ja kuunteluympäristön olo-5 suhteita paremmin vastaavaksi. Tämän toteuttamiseksi keksinnön mukaiselle menetelmälle on tunnusomaista se, mitä on sanottu patenttivaatimuksen 1 tunnusmerkkiosassa. Keksinnön mukaisessa menetelmässä voidaan suorittaa yksilökohtaiset säädöt, jotka tallennetaan myöhemmin noudettavaksi. Tällöin riittää kertaalleen suoritettu säätö 10 kunkin henkilön kohdalla. Keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta voidaan lisäksi käyttää henkilön korvan kuuloalueen tutkimisessa. Menetelmä ja laite voidaan toteuttaa edullisesti myös kotikäyttöisiin äänentoistolaitteisiin, jolloin myös kuuloalueen tutkiminen voidaan suorittaa kotiolosuhteissa, mikä nykyisin käytettävillä laitteilla ei ole helposti ja 15 edullisesti toteutettavissa. Kuulovaurioiden etenemistä voidaan kuitenkin useimmiten hidastaa, mikäli kuulovauriot todetaan riittävän ajoissa.It is an object of the present invention to obviate the above-mentioned drawbacks and to provide a method and apparatus by which the frequency response can be easily and quickly adjusted to better suit the conditions of the user and the listening environment. To achieve this, the method according to the invention is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1. In the method according to the invention, individual adjustments can be made, which are stored for later retrieval. In this case, a single adjustment 10 for each person is sufficient. The method and device according to the invention can furthermore be used for examining the auditory area of a person's ear. The method and device can advantageously also be implemented in home audio devices, in which case the examination of the hearing area can also be carried out at home conditions, which is not easily and advantageously feasible with the devices currently in use. However, the progression of hearing loss can most often be slowed down if hearing loss is detected early enough.

Keksintö perustuu siihen ajatukseen, että jaetaan äänentoistoalue osa-20 alueisiin, muodostetaan kunkin osa-alueen säätämisessä käytettävää taajuutta vastaava äänisignaali, joka johdetaan äänentoistolaitteistoon. Äänentoistolaitteisto muuttaa äänisignaalin kuultavaksi ääneksi. Äänen voimakkuuden perusteella käyttäjä voi säätää äänisignaalin tasoa, kunnes äänen voimakkuus vastaa vertailutasoa. Vertailutasona voidaan 25 käyttää esimerkiksi kuulokynnystä, jolloin äänen ollessa juuri ja juuri kuultavissa on vertailutaso saavutettu. Tätä äänenvoimakkuutta vastaava äänisignaalin taso tallennetaan muistiin säätämisessä käytetyn taajuuden kohdalle. Tämän jälkeen valitaan seuraava osa-alue ja muodostetaan sitä vastaava taajuus sekä suoritetaan edellä mainitut vertai-30 lu- ja säätötoimenpiteet, kunnes vertailutaso on saavutettu. Edellä mainittuja valinta-, vertailu- ja säätötoimenpiteitä toistetaan niin kauan, kunnes kaikki osa-alueet on käyty läpi. Tämän jälkeen on saatu tutkitun henkilön korvan taajuusvaste mitattua.The invention is based on the idea of dividing the sound reproduction area into sub-areas 20, generating an audio signal corresponding to the frequency used in adjusting each sub-area, which is fed to the sound reproduction equipment. The audio equipment converts the audio signal into audible sound. Based on the volume, the user can adjust the level of the audio signal until the volume matches the reference level. For example, a hearing threshold can be used as the reference level, in which case the reference level has been reached when the sound is barely audible. The level of the audio signal corresponding to this volume is stored in the memory at the frequency used for adjustment. The next sub-range is then selected and the corresponding frequency is formed, and the above-mentioned reference and adjustment operations are performed until the reference level is reached. The above selection, comparison and adjustment procedures are repeated until all aspects have been covered. The frequency response of the subject's ear has then been measured.

35 Nyt esillä olevalla keksinnöllä saavutetaan huomattavia etuja tekniikan tason mukaisiin laitteisiin verrattuna. Keksinnöllä voidaan muodostaa äänentoistolaitteeseen käyttäjän korvan kuulokykyä vastaava taajuus-vasteen korjaus, jolloin äänentoistolaitteessa vahvistetaan sellaisia 3 100839 taajuuksia, joissa käyttäjän korvan kuulokyky on heikentynyt ja vastaavasti vaimennetaan sellaisia taajuuksia, joissa käyttäjän korvan kuulo-kyky on vertailuarvoa parempi. Tällöin lopputuloksena saadaan miellyttävä ja oleellisesti koko kuuloalueella tasainen äänentoisto. Keksinnös-5 sä huomioidaan myös kuunteluympäristön vaikutukset eri taajuisiin ääniin. Eri henkilöiden korvan taajuusvasteet voidaan tallentaa äänen-toistolaitteiston muistiin, jolloin kukin äänentoistolaitteistoa käyttävä henkilö voi hakea itselleen parhaiten sopivan taajuusvasteen.The present invention provides significant advantages over prior art devices. The invention makes it possible to provide a frequency response correction corresponding to the hearing of the user's ear in the sound reproducing device, in which case the frequencies in which the hearing of the user's ear is impaired are amplified in the sound reproducing device and frequencies in which the hearing of the user's ear is better than the reference value are attenuated. This results in a pleasant and substantially even sound reproduction over the entire hearing area. The invention also takes into account the effects of the listening environment on sounds of different frequencies. The frequency responses of different people's ears can be stored in the memory of the audio reproducing apparatus, so that each person using the audio reproducing apparatus can search for the frequency response that suits him best.

10 Keksinnöllä voidaan myös toteuttaa edullinen korvan taajuusvasteen mittaus. Mittaus voidaan suorittaa kotioloissa, jolloin henkilöt voivat itse mitata korviensa taajuusvasteen.The invention can also realize an advantageous measurement of the frequency response of the ear. The measurement can be performed at home, allowing individuals to measure the frequency response of their ears themselves.

Keksintöä selostetaan seuraavassa tarkemmin viittaamalla samalla 15 oheisiin piirustuksiin, joissa kuva 1 esittää keksinnön mukaisen laitteiston lohkokaaviota, kuva 2 esittää vuokaaviona keksinnön erästä edullista suoritusmuo-20 toa, kuva 3a esittää tilannetta, jossa keksinnön mukaista äänentoistolaitteistoa käytetään korvan taajuusvasteen määrittämisessä, ja 25 kuva 3b esittää erästä kaukosäätölähetintä.The invention will now be described in more detail with reference to the accompanying drawings, in which Figure 1 shows a block diagram of an apparatus according to the invention, Figure 2 shows a flow chart of a preferred embodiment of the invention, Figure 3a shows a situation where the audio apparatus according to the invention is used to determine ear frequency response, and Figure 3b shows a remote control transmitter.

Kuvassa 1 on esitetty keksinnön mukaisen äänentoistolaitteiston 1 eräs edullinen suoritusmuoto. Äänentoistolaitteistolla 1 toistettava äänisig-30 naali johdetaan IN-linjan kautta ekvalisaattorille 2. Äänisignaalina voi olla esimerkiksi televisiovastaanottimen 20 äänikanavan demodulaat-torin signaali, radiovastaanottimen demodulaattorin signaali, cd-levy-soittimen signaali tai vastaava. Ekvalisaattorilla 2 äänentoistolaitteiston taajuusvastetta voidaan säätää. Ekvalisaattorin 2 taajuusalue on jaettu 35 osa-alueisiin, jolloin kunkin osa-alueen vahvistusta voidaan säätää erikseen. Tällöin ekvalisaattorin 2 läpi johdettavan äänisignaalin eri taajuuskomponenttien vahvistus tai vaimennus riippuu ekvalisaattorin 2 kunkin osa-alueen vahvistuskertoimesta. Ekvalisaattorin 2 taajuusalue 4 100839 käsittää sopivimmin ainakin kuuloalueen 20—20.000 Hz. Tämä taajuusalue on jaettu osa-alueisiin, esim. kymmeneen osa-alueeseen sopivimmin logaritmisesti. Tällöin esimerkiksi ensimmäinen osa-alue käsittää taajuudet 20—40 Hz, toinen osa-alue taajuudet 40—80 Hz, kol-5 mas osa-alue taajuudet 80—160 Hz,..., kymmenes osa-alue taajuudet 10.240—20.480 Hz. Ekvalisaattori 2 voidaan toteuttaa sinänsä tunnetuilla menetelmillä. Esimerkiksi voidaan käyttää kaistanpäästösuodat-timia. Tällöin ensimmäisen kaistanpäästösuodattimen päästökaista käsittää ensimmäisen osa-alueen taajuudet (20—40 Hz), toinen kais-10 tanpäästösuodatin käsittää toisen osa-alueen (40—80 Hz) jne. Kuhunkin kaistanpäästösuodattimeen liittyy vahvistuselin, jolla kunkin kaistanpäästösuodattimen vahvistusta voidaan säätää.Figure 1 shows a preferred embodiment of an audio reproducing apparatus 1 according to the invention. The audio signal to be reproduced by the audio reproducing apparatus 1 is passed through the IN line to the equalizer 2. The audio signal may be, for example, the signal of the audio channel demodulator of the television 20, the signal of the radio demodulator, the signal of the CD player or the like. With equalizer 2, the frequency response of the audio equipment can be adjusted. The frequency range of the equalizer 2 is divided into 35 sub-areas, whereby the gain of each sub-area can be adjusted separately. In this case, the gain or attenuation of the different frequency components of the audio signal passed through the equalizer 2 depends on the gain of each sub-area of the equalizer 2. The frequency range 4 100839 of the equalizer 2 preferably comprises at least a hearing range of 20 to 20,000 Hz. This frequency range is divided into sub-areas, e.g. ten sub-areas, preferably logarithmically. In this case, for example, the first sub-area comprises frequencies 20-40 Hz, the second sub-area frequencies 40-80 Hz, the third sub-area frequencies 80-160 Hz, ..., the tenth sub-area frequencies 10.240-202080 Hz. The equalizer 2 can be implemented by methods known per se. For example, bandpass filters can be used. In this case, the passband of the first bandpass filter comprises the frequencies of the first sub-range (20-40 Hz), the second band-10 pass filter comprises a second sub-range (40-80 Hz), etc. Each bandpass filter is associated with a gain member for adjusting the gain of each bandpass filter.

Ekvalisaattorilta 2 signaali johdetaan vahvistuksen säätöelimelle 3.The signal from the equalizer 2 is applied to the gain control member 3.

15 Vahvistuksen säätöelimen taajuusvaste on sopivimmin vakio koko äänentoistolaitteen taajuusalueella, tässä tapauksessa 20—20.000 Hz. Vahvistuksen säätöelimeltä 3 taajuuskorjattu ja vahvistettu äänisignaali johdetaan päätevahvistlmeen 4, jossa signaalia vahvistetaan ja signaa-litaso sovitetaan äänenmuodostuselimelle 5 sopivaksi. Myös pääte-20 vahvistimen 4 taajuusvaste on sopivimmin oleellisesti vakio koko käytettävällä taajuusalueella.15 The frequency response of the gain control element is preferably constant over the entire frequency range of the audio device, in this case 20-20,000 Hz. The frequency-corrected and amplified audio signal from the gain control member 3 is fed to a power amplifier 4, where the signal is amplified and the signal level is adjusted to suit the sound generating member 5. Also, the frequency response of the terminal 20 amplifier 4 is preferably substantially constant over the entire frequency range used.

Äänenmuodostuselimenä 5 on esimerkiksi kaiutin tai vastaava, jolla sähköisessä muodossa oleva äänisignaali muutetaan ilmanpaineen 25 vaihteluiksi, eli ääneksi.The sound generating means 5 is, for example, a loudspeaker or the like, with which the sound signal in electronic form is converted into variations in air pressure 25, i.e. sound.

Mikroprosessori 6 ohjaa kuvan 1 suoritusmuodon mukaisen laitteiston toimintaa. Muistilohko 7 käsittää sopivimmin sekä lukumuistia ROM että luku/kirjoitusmuistia RAM. Lukumuistissa ROM on mikroprosessori-30 toimintaa ohjaava ohjelmisto, joka käsittää myös keksinnön toteuttamisessa tarvittavan ohjelmiston. Luku/kirjoitusmuistia RAM käytetään erilaisen muuttuvan ja väliaikaisen tiedon tallennukseen.The microprocessor 6 controls the operation of the apparatus according to the embodiment of Figure 1. The memory block 7 preferably comprises both a read-only memory ROM and a read / write memory RAM. The read-only memory ROM contains software for controlling the operation of the microprocessor-30, which also comprises the software required for carrying out the invention. Read / write memory RAM is used to store various variable and temporary data.

Kuvan 1 laitteistossa on myös äänitaajuusgeneraattori 8 taajuusvasteen 35 säätämisessä tarvittavien eri taajuisten äänisignaalien muodostamiseksi. Äänitaajuusgeneraattorin 8 ohjaus suoritetaan mikroprosessorin 6 avulla, sopivaa liityntäväylää käyttämällä. Taajuusvasteen säätämisen aikana mikroprosessori 6 ohjaa äänitaajuusgeneraattoria 8 muo 5 100839 dostamaan äänisignaalin, jonka taajuus vastaa kulloinkin säädettävänä olevaa osa-aluetta, sopivimmin osa-alueen keskitaajuutta, eli 30 Hz, 60 Hz, 120 Hz, .... 15 360 Hz. Taajuusvasteen säätämisen aikana ekvalisaattorille 2 johdetaan äänitaajuusgeneraattorin 8 muodostama 5 äänisignaali. Tämä suoritetaan esimerkiksi vaihtokytkimellä, jota mikroprosessori 6 ohjaa. Vaihtokytkimen ensimmäisessä asennossa ekva-lisaattorin 2 sisäänmenosignaaliksi valitaan IN-linjan kautta tuleva äänisignaali ja vaihtokytkimen toisessa asennossa ekvalisaattorin 2 si-säänmenoksi valitaan äänitaajuusgeneraattorin 8 muodostama äänisig-10 naali. Äänitaajuusgeneraattorilta 8 ekvalisaattorin 2 kautta johdetun äänisignaalin taso ekvalisaattorin ulostulolinjassa 9 riippuu mm. äänisignaalin taajuudesta sekä ekvalisaattorin taajuusvasteesta kyseiselle taajuudelle. Äänitaajuusgeneraattorin 8 ääni on edullista syöttää ekvalisaattorin 2 kautta, koska ekvalisaattori voi tällöin suodattaa testi-15 äänessä mahdollisesti olevaa säröä (yliaaltoa ym).The apparatus of Figure 1 also includes an audio frequency generator 8 for generating audio signals of different frequencies required to adjust the frequency response 35. The control of the sound frequency generator 8 is performed by means of a microprocessor 6, using a suitable access bus. During the adjustment of the frequency response, the microprocessor 6 controls the audio frequency generator 8 to output an audio signal having a frequency corresponding to the sub-range to be adjusted, preferably the center frequency of the sub-range, i.e. 30 Hz, 60 Hz, 120 Hz, .... 15 360 Hz. During the adjustment of the frequency response, an audio signal 5 generated by the audio frequency generator 8 is applied to the equalizer 2. This is done, for example, by a changeover switch controlled by the microprocessor 6. In the first position of the toggle switch, the audio signal coming through the IN line is selected as the input signal of the equalizer 2, and in the second position of the toggle switch, the audio signal generated by the audio frequency generator 8 is selected as the input of the equalizer 2. The level of the audio signal transmitted from the sound frequency generator 8 via the equalizer 2 in the equalizer output line 9 depends e.g. the frequency of the audio signal and the frequency response of the equalizer to that frequency. It is advantageous to feed the sound of the sound frequency generator 8 via the equalizer 2, because the equalizer can then filter out any distortion (harmonic, etc.) in the sound of the test-15.

Mikroprosessorilta 6 ekvalisaattorille 2 on muodostettu ekvalisaattorin ohjausväylä 10, joka käsittää mm. ekvalisaattorin taajuusvasteen oh-jauslinjat (ei esitetty). Tällöin mikroprosessori 6 pystyy säätämään 20 ekvalisaattorin 2 taajuusvasteen kutakin osa-aluetta erikseen. Mikroprosessori 6 on lisäksi tiedonsiirtoyhteydessä näyttölaitteen ohjauseli-meen 11. Näyttölaitteen ohjauselin 11 muodostaa näyttölaitteelle 12 ohjaussignaalit, jolloin näyttölaitteella 12 voidaan esittää menetelmän toteuttamisessa tarvittavia käyttöohjeita ja taajuusvasteen säätötietoa.An equalizer control bus 10 is formed from the microprocessor 6 to the equalizer 2, which comprises e.g. equalizer frequency response control lines (not shown). In this case, the microprocessor 6 is able to adjust each frequency domain of the equalizer 2 of the equalizer 2 separately. The microprocessor 6 is further in communication with the control device 11 of the display device. The control element 11 of the display device generates control signals for the display device 12, whereby

25 Taajuusvasteen säätötieto voi olla esimerkiksi kunkin osa-alueen vah-vistuskerroin. Esimerkiksi televisiosovelluksessa näyttölaitteen oh-jauselimenä voidaan käyttää sinänsä tunnettua grafiikkapiiriä, jolla myös muuta televisiovastaanottimen 20 säädössä tarpeellista informaatiota voidaan muodostaa näyttölaitteella näytettäväksi. Näyttölaitteena 30 12 voi olla esimerkiksi televisiovastaanottimen 20 kuvaruutu 21.The frequency response control information may be, for example, a gain factor for each sub-area. For example, in a television application, a graphics circuit known per se can be used as the control device of the display device, with which other information necessary for the adjustment of the television receiver 20 can also be formed to be displayed on the display device. The display device 30 12 may be, for example, the screen 21 of the television receiver 20.

Kuvan 1 äänentoistolaitteistossa 1 on lisäksi kaukosäätölähetin 13 ja kaukosäätövastaanotin 14. Kaukosäätölähetin 13 käsittää edullisesti näppäimistön ohjauskomentojen valitsemiseksi, näppäimistöön tie-35 donsiirtoyhteydessä olevan ohjauskomentojen muodostuselimen (ei esitetty) sekä ohjauskomennot kaukosäätövastaanottimelle 14 lähetettäväksi signaaliksi muuntavan lähetyselimen (ei esitetty). Kaukosäätö-lähettimellä 13 voi äänentoistolaitteiston 1 käyttäjä 22 antaa taajuus- 6 100839 vasteen säätämisessä tarvittavia ohjauskomentoja. Ohjauskomennot välitetään sopivimmin langattomassa muodossa kuten infrapunasignaalina kaukosäätövastaanottimelle 14. Kaukosäätövastaanottimessa 14 vastaanotetut ohjaussignaalit muunnetaan sähköiseen muotoon ja 5 välitetään mikroprosessorille 6. Kaukosäätövastaanotin 14 voi lisäksi tulkita vastaanotetut signaalit ja välittää tutkintatiedot mikroprosessorille 6. Kaukosäätölähetin 13 ja kaukosäätövastaanotin 14 voivat olla sinänsä tunnettuja vastaanottimen yhteydessä käytettäviä laitteita, joihin on lisätty taajuusvasteen säätämisessä tarvittavia toimintoja. Tällöin taa-10 juusvasteen säätämisen toteuttamisessa ei tarvita erillisiä kaukosäätö-lähettimiä 13 ja kaukosäätövastaanottimia 14.The audio reproducing apparatus 1 of Fig. 1 further has a remote control transmitter 13 and a remote control receiver 14. The remote control transmitter 13 preferably comprises a keyboard for selecting control commands, a control command generating means (not shown) in communication with the keyboard, and control commands for the remote control receiver 14. With the remote control transmitter 13, the user 22 of the audio reproducing apparatus 1 can issue the control commands necessary for adjusting the frequency response. The control commands are preferably transmitted in a wireless format such as an infrared signal to the remote control receiver 14. The control signals received at the remote control receiver 14 are converted to electronic form and transmitted to the microprocessor 6. to which the functions required to adjust the frequency response have been added. In this case, separate remote control transmitters 13 and remote control receivers 14 are not required to implement frequency-10 response.

Seuraavassa selostetaan lähemmin kuvan 1 mukaisen äänentoistolait-teiston 1 toimintaa taajuusvasteen säätämisessä viitaten samalla kuvan 15 2 vuokaavioon. Käyttäjä sijoittuu sopivalle etäisyydelle äänentoistolait teesta (kuva 3). Etäisyydellä ei ole suurta merkitystä, jos mitataan vain äänen suhteellisia tasoja. Äänentoistolaitteisto voi olla esim. radion, TV:n, audiovahvistimen, puhelimen, radiopuhelimen tai matkaviestimen äänentoistolaitteisto.In the following, the operation of the audio reproducing apparatus 1 according to Fig. 1 in adjusting the frequency response will be described in more detail with reference to the flow chart of Fig. 15 2. The user is located at a suitable distance from the audio device (Figure 3). Distance does not matter much if only relative levels of sound are measured. The audio equipment can be, for example, the audio equipment of a radio, TV, audio amplifier, telephone, radiotelephone or mobile station.

2020

Taajuusvasteen säätäminen aloitetaan painamalla kaukosäätölähetti-men 13 ennalta määrättyä painokytkintä, joka voi olla esim. MENU-pai-nokytkin 15. Kaukosäätölähetin 13 muodostaa sinänsä tunnetulla tavalla ohjaussignaalin, joka välitetään kaukosäätövastaaottimeen 14.The control of the frequency response is started by pressing a predetermined pushbutton of the remote control transmitter 13, which may be e.g. a MENU pushbutton 15. The remote control transmitter 13 generates in a manner known per se a control signal which is transmitted to the remote control receiver 14.

25 Kaukosäätövastaanotin 14 muuntaa ohjaussignaalin sähköiseen muotoon ja tulkitsee vastaanotetun komennon. Komento välitetään mikroprosessorille 6, esimerkiksi keskeytysperiaatteella, jolloin mikroprosessorin 6 keskeytyspalveluohjelmassa luetaan kaukosäätövastaanotti-melta 14 komento. Mikroprosessori 6 havaitsee, että kyseessä on 30 MENU-komento, jolloin mikroprosessori 6 välittää näyttölaitteen oh-jauselimelle 11 tästä tiedon ja muodostaa näyttölaitteen ohjauselimen 11 välityksellä näyttölaitteelle 12 vastanäytön. Vastanäytössä eräänä valittavana vaihtoehtona on taajuusvasteen säätäminen. Tällöin käyttäjä 22 voi kaukosäätölähettimen 13 sopivia painonäppäimiä, esim. nuoli 35 ylös ja nuoli alas -näppäimiä 16, 17 painamalla valita vastanäytöstä kohdan "taajuusvasteen säätö". Tämän jälkeen mikroprosessori 6 siirtyy taajuusvasteen säätö-ohjelmaan (kuva 2). Tässä vaiheessa voidaan 7 100839 kysyä käyttäjän nimi tai muu tunnus, jolloin käyttäjä voi myöhemminkin hakea mittaustulokset laitteen muistista.The remote control receiver 14 converts the control signal into electronic form and interprets the received command. The command is transmitted to the microprocessor 6, for example on the interrupt principle, in which case the command 14 is read from the remote control receiver 14 in the interrupt service program of the microprocessor 6. The microprocessor 6 detects that it is a MENU command, in which case the microprocessor 6 transmits information about this to the control device 11 of the display device and forms a counter-display to the display device 12 via the control element 11 of the display device. On the counter screen, one of the options to select is to adjust the frequency response. In this case, the user 22 can select "frequency response adjustment" on the counter display by pressing the appropriate pushbuttons of the remote control transmitter 13, e.g. the up arrow 35 and the down arrow keys 16, 17. The microprocessor 6 then enters the frequency response control program (Figure 2). At this point, the user's name or other identifier can be queried, so that the user can later retrieve the measurement results from the device's memory.

Mikroprosessori 6 asettaa ekvalisaattorin vaihtokytkimen toiseen asen-5 toon (lohko 201), jolloin ekvalisaattorin 2 sisäänmenosignaalina käytetään äänitaajuusgeneraattorin 8 muodostamaa äänisignaalia. Seuraa-vaksi mikroprosessori 6 valitsee ensimmäisen säädettävän taajuuden (lohko 202) ja ohjaa äänitaajuusgeneraattorin 8 muodostamaan äänisignaalin, jonka taajuus vastaa valittua taajuutta, esim. 30 Hz (lohko 10 203). Äänisignaali voi olla jaksottaista, esim. 1—2 kertaa sekunnissa toistuvaa, jolloin äänen havaitseminen on helpompaa. Näyttölaitteen ohjauselin 11 on muodostanut näyttölaitteelle 12 myös vertailutason, jolloin käyttäjällä 22 on havainto siitä, onko kulloinkin säädettävän osa-alueen taajuusvaste vertailutason ylä- vai alapuolella (lohko 204).The microprocessor 6 sets the equalizer toggle switch to the second position (block 201), whereby the audio signal generated by the audio frequency generator 8 is used as the input signal of the equalizer 2. Next, the microprocessor 6 selects the first adjustable frequency (block 202) and directs the audio frequency generator 8 to generate an audio signal having a frequency corresponding to the selected frequency, e.g., 30 Hz (block 10 203). The audio signal can be intermittent, e.g., 1-2 times per second, making it easier to detect the sound. The control device 11 of the display device has also formed a reference level for the display device 12, whereby the user 22 has an indication of whether the frequency response of the adjustable part in each case is above or below the reference level (block 204).

15 Äänitaajuusgeneraattorin 8 muodostama taajuus johdetaan siis ekvalisaattorin 2, vahvistuksensäätöelimen 3 ja päätevahvistimen 4 kautta äänenmuodostuselimelle 5. Äänenmuodostuselin 5 muodostaa äänisignaalia vastaavan äänen, jolloin käyttäjä 22 voi äänen perusteella säätää äänisignaalin tasoa (lohko 205, 206). Äänisignaalin tason säätö 20 voidaan suorittaa esim. nuolinäppäimillä 16,17 ylös-ja alaspäin, jolloin kaukosäätölähetin 13 muodostaa painettua näppäintä vastaavan ohjaussignaalin, joka välitetään edelleen kaukosäätövastaanottimen 14 välityksellä mikroprosessorille 6. Mikäli käyttäjä 22 on valinnut äänisignaalin tason nostonäppäimen, ohjaa mikroprosessori 6 vahvistuksen-25 säätöelintä 3 siten, että vahvistuksensäätöelimen 3 vahvistus kasvaa (lohko 207), jolloin myös äänenmuodostuselimen 5 muodostaman äänen voimakkuus kasvaa. Vastaavasti, mikäli käyttäjä 22 on valinnut äänisignaalin tason laskunäppäimen, mikroprosessori 6 säätää vahvistuksensäätöelimen 3 vahvistusta pienemmäksi (lohko 208), jolloin 30 äänenmuodostuselimen 5 muodostaman äänen voimakkuus pienenee. Vertailutasona voidaan käyttää esimerkiksi kuulokynnystä, jolloin käyttäjä 22 suorittaa edellä mainittuja säätötoimenpiteitä niin kauan, kunnes ääni on juuri ja juuri kuultavissa.The frequency generated by the audio frequency generator 8 is thus passed through an equalizer 2, a gain control member 3 and a power amplifier 4 to a sound generating member 5. The sound generating member 5 generates a sound corresponding to the audio signal, allowing the user 22 to adjust the audio signal level (block 205, 206). The audio signal level adjustment 20 can be performed e.g. with the up and down arrow keys 16,17, whereby the remote control transmitter 13 generates a control signal corresponding to the pressed key, which is further transmitted to the microprocessor 6 via the remote control receiver 14. If the user 22 has selected the audio signal level the adjusting member 3 so that the gain of the gain adjusting member 3 increases (block 207), whereby the volume of the sound generated by the sound generating member 5 also increases. Similarly, if the user 22 has selected the audio signal level down key, the microprocessor 6 adjusts the gain of the gain control member 3 to a lower level (block 208), thereby reducing the volume of the sound generated by the sound generating member 5. As a reference level, for example, a hearing threshold can be used, in which case the user 22 performs the above-mentioned adjustment measures until the sound is barely audible.

35 Vahvistuksensäätöelimen 3 vahvistustaso näytetään sopivimmin koko säätötapahtuman ajan näyttölaitteella 12, kuten kuvassa 3 on esitetty.The gain level of the gain control member 3 is preferably displayed throughout the adjustment event by the display device 12, as shown in Fig. 3.

Kulloinkin säädettävänä olevaa osa-aluetta esittävä vahvistustaso voidaan näyttää erivärisenä kuin muut, jolloin käyttäjä 22 havaitsee, mitä 8 100839 osa-aluetta ollaan säätämässä. Kun äänenvoimakkuus on oleellisesti sama kuin vertailutaso, voidaan osa-alueen säätöarvo tallentaa ja siirtyä säätämään seuraavaa taajuusvasteen osa-aluetta. Tämä voidaan suorittaa esimerkiksi siten, että käyttäjä 22 painaa nuoli oikealle 5 -näppäintä 18, jolloin mikroprosessori 6 valitsee seuraavan säädettävän taajuuden (lohko 210) ja ohjaa äänitaajuusgeneraattoria 8 siten, että se muodostaa äänisignaalin, jonka taajuus on oleellisesti sama kuin valittu taajuus. Tämän jälkeen toistetaan edellä mainittuja säätötoimenpiteitä niin kauan, kunnes vertailutaso on saavutettu. Edellä 10 mainittuja vaiheita toistetaan, kunnes kaikki osa-alueet on käyty läpi (lohko 209). Säätö voidaan lopettaa esim. OK-näppäintä 19 painamalla.The gain level representing the currently adjustable sub-area can be displayed in a different color than the others, whereby the user 22 detects which 8 100839 sub-areas are being adjusted. When the volume is substantially the same as the reference level, the sub-range adjustment value can be stored and moved to adjust the next frequency response sub-range. This can be done, for example, by the user 22 pressing the right arrow 5 key 18, whereby the microprocessor 6 selects the next adjustable frequency (block 210) and controls the audio frequency generator 8 to generate an audio signal having a frequency substantially equal to the selected frequency. The above adjustment procedures are then repeated until the reference level is reached. The above 10 steps are repeated until all sub-areas have been completed (block 209). The adjustment can be stopped, for example, by pressing the OK key 19.

Tämän jälkeen on taajuusvaste saatu säädettyä, jolloin säätöarvo on tallennettu mikroprosessorin muistiin 7 (lohko 211), sopivimmin haihtu-mattomaan luku/kirjoitusmuistiin NVRAM. Näyttölaitteella 12 on näky-15 vissä taajuusvaste säädön jälkeen. Mikäli vertailutasona on ollut käyttäjän 22 äänikynnys, vastaa taajuusvaste hänen korvansa taajuusvastetta. Taajuusvasteesta voidaan tällöin havaita, millä taajuuksilla käyttäjän 22 kuulokyky on heikompi. Näyttölaitteella 12 taajuusvaste voidaan esittää esimerkiksi pylväinä, jolloin kukin pylväs vastaa taajuusvasteen 20 osa-aluetta. Korkeampi pylväs kuvaa sitä, että korvan kuulokyky on parempi kyseisellä osa-alueella ja vastaavasti matalampi pylväs kuvaa sitä, että korvan kuulokyky on heikompi.Thereafter, the frequency response is adjusted, whereby the adjustment value is stored in the microprocessor memory 7 (block 211), preferably in the non-volatile read / write memory NVRAM. The display device 12 has a frequency response of 15 after adjustment. If the reference level has been the voice threshold of the user 22, the frequency response corresponds to the frequency response of his ear. From the frequency response, it can then be seen at which frequencies the hearing ability of the user 22 is weaker. With the display device 12, the frequency response can be displayed, for example, in bars, whereby each bar corresponds to a sub-area of the frequency response 20. A higher bar indicates that the hearing of the ear is better in that area, and a correspondingly lower bar indicates that the hearing of the ear is lower.

Mikäli äänenmuodostuselimenä 5 käytetään kaiutinta, vaikuttaa taa-25 juusvasteeseen korvan kuulokyvyn lisäksi myös kuuntelutilan akustiikka, jolloin keksinnön mukaisella taajuusvasteen säädöllä kompensoidaan myös kuuntelutilan akustiikasta johtuvat epätasaisuudet äänentoistossa.If a loudspeaker is used as the sound generating means 5, the frequency response is affected not only by the hearing of the ear but also by the acoustics of the listening mode, whereby the frequency response control according to the invention also compensates for unevenness in sound reproduction due to listening acoustics.

30 Laitteeseen 1 voidaan tallentaa edullisesti myös useiden eri kuulijoiden taajuusvasteet, jolloin kukin käyttäjä 22 suorittaa taajuusvasteen säädön ja tallentaa taajuusvasteen laitteen muistiin 7. Lisäksi tallennetaan käyttäjän 22 tunnus, jolloin myöhemmin käyttäjä 22 voi noutaa muistista 7 itselleen parhaimman taajuusvasteen kuuntelutapahtuman ajaksi.Advantageously, the frequency responses of several different listeners can also be stored in the device 1, whereby each user 22 adjusts the frequency response and stores the frequency response in the device memory 7. In addition, the user 22 ID is stored so that the user 22 can later retrieve the best frequency response from the memory 7.

35 Ekvalisaattorissa 2 pienennetään sellaisten taajuuksien vahvistusta, joissa mitattu käyttäjän 22 korvan kuulokyky on parempi, eli näyttölaitteella 12 esitetyssä pylväsdiagrammissa korkeampien pylväiden vastin-taajuuksilla. Vastaavasti ekvalisaattorin 2 vahvistusta suurennetaan 9 100839 käyttäjän 22 korvan kuulokyvyn heikommilla taajuuksilla, eli näyttölaitteen 2 pylväsdiagrammin matalampien vastintaajuuksien alueella.The equalizer 2 reduces the gain of the frequencies at which the measured hearing power of the ear of the user 22 is better, i.e. in the bar graph shown by the display device 12 at the counter-frequencies of the higher bars. Correspondingly, the gain of the equalizer 2 is increased by 9 100839 at lower frequencies of the hearing of the ear 22 of the user 22, i.e. in the range of the lower counter-frequencies of the bar graph of the display device 2.

Kun taajuusvaste on säädetty, vaihtaa mikroprosessori 6 ekvalisaattorin 5 vaihtokytkimen ensimmäiseen asentoon (lohko 212), jolloin ekvalisaattorin 2 äänisignaalilähteenä käytetään normaalia sisäänmenolinjaa IN.When the frequency response is adjusted, the microprocessor 6 switches the changeover switch of the equalizer 5 to the first position (block 212), whereby the normal input line IN is used as the audio signal source of the equalizer 2.

Lisäksi mikroprosessori 6 voi lisäksi muuttaa ekvalisaattorin 2 taajuus-vastetta siten, että taajuusvaste kompensoi käyttäjän 22 korvan taajuusvasteen. Tällöin lopputuloksena saadaan mahdollisimman tasainen 10 kuulovaikutelma riippumatta äänisignaalin taajuudesta.In addition, the microprocessor 6 can further change the frequency response of the equalizer 2 so that the frequency response compensates for the frequency response of the user's 22 ear. In this case, the end result is as smooth a hearing effect as possible, regardless of the frequency of the audio signal.

Vaikka edellä keksintöä on selostettu televisiovastaanottimeen liittyen, voidaan keksinnön mukaista menetelmää ja laitetta käyttää myös muissa äänentoistolaitteissa, kuten audiovahvistimissa ja radiovastaanotti-15 missä. Menetelmää voidaan käyttää myös radiopuhelimissa ja matkaviestimissä, missä taajuusvaste (kuuloke-korva) vaikuttaa ratkaisevasti puheen ymmärrettävyyteen. Tällöin näyttölaitteena 12 voi olla esimerkiksi nestekidenäyttö tai vastaava. Keksintöä voidaan soveltaa myös ilman näyttölaitteen ohjauselintä 11 ja näyttölaitetta 12 sellaisissa 20 tilanteissa, joissa vertailutasona on käyttäjän 22 kuulokynnys. Tällöin ei kuitenkaan saada näköhavaintoa käyttäjän 22 korvan taajuusvasteesta.Although the invention has been described above in connection with a television receiver, the method and apparatus according to the invention can also be used in other audio reproducing devices, such as audio amplifiers and radio receivers. The method can also be used in radiotelephones and mobile stations, where the frequency response (headphone-ear) has a decisive effect on speech intelligibility. In this case, the display device 12 may be, for example, a liquid crystal display or the like. The invention can also be applied without the display device control element 11 and the display device 12 in such situations in which the hearing level of the user 22 is the reference level. In this case, however, no visual perception is obtained of the frequency response of the user's 22 ear.

Keksinnön mukaisella menetelmällä ja laitteella voidaan toteuttaa edullinen käyttäjän 22 korvan kuulokyvyn mittaus. Mittaus voidaan suorittaa 25 helposti myös kotioloissa. Korvan kuulokyvyn mittauksessa äänenmuo-dostuseliminä 5 käytetään sopivimmin kuulokkeita, jolloin ympäristön vaikutukset taajuusvasteeseen voidaan eliminoida. Käyttäjä 22 voi itse mitata korvansa taajuusvasteen keksinnön mukaisella laitteistolla suorittamalla vastaavat toimenpiteet, kuin edellä taajuusvasteen säädön 30 yhteydessä on esitetty.With the method and device according to the invention, a preferred measurement of the hearing of the user's ear 22 can be realized. The measurement can also be easily performed at home. In the measurement of the hearing capacity of the ear, headphones are preferably used as the sound-producing means 5, whereby the effects of the environment on the frequency response can be eliminated. The user 22 can himself measure the frequency response of his ear with the apparatus according to the invention by performing similar operations as described above in connection with the frequency response control 30.

Keksinnön mukainen käyttäjän kuulokyvyn mittaus voidaan toteuttaa myös tietokonemonitorin tai multimediapäätelaitteen yhteyteen.The measurement of the user's hearing ability according to the invention can also be implemented in connection with a computer monitor or a multimedia terminal.

35 Luonnollisesti taajuusvasteen säätö saadaan sitä tarkemmaksi, mitä useampaan osa-alueeseen säädettävä taajuusvaste jaetaan.35 Naturally, the more precise the frequency response to be adjusted, the more precise the frequency response control becomes.

10 10083910 100839

Keksintöä voidaan soveltaa edullisesti jo olemassa olevissa laitteissa siten, että laitteiden toiminnalliseen ohjelmistoon lisätään keksinnön toteuttamisessa tarvittavat ohjelmat, jolloin ei tarvita uusia laiteinvestointeja.The invention can be advantageously applied in already existing devices by adding to the functional software of the devices the programs necessary for the implementation of the invention, in which case no new equipment investments are required.

55

Kuvan 1 laitteen eri toiminnalliset lohkot voidaan toteuttaa myös muilla, sinänsä tunnetuilla menetelmillä kuin edellä on esitetty. Esimerkiksi ekvalisaattori 2 voidaan toteuttaa ainakin osittain digitaalisen signaalin käsittelyprosessorin (DSP) avulla, jolloin taajuusvasteen säätö voidaan 10 suorittaa digitaalisen signaalinkäsittelyprosessorin taajuusvasteen säätö parametreja muuttamalla. Lisäksi mikroprosessori 6 ja muisti-lohko 7 voidaan toteuttaa myös mikro-ohjaimen avulla, mikä on alan ammattimiehen tuntemaa tekniikkaa.The various functional blocks of the device of Figure 1 can also be implemented by other methods known per se than those described above. For example, the equalizer 2 may be implemented at least in part by a digital signal processing processor (DSP), whereby frequency response control may be performed by changing the frequency response control parameters of the digital signal processing processor. In addition, the microprocessor 6 and the memory block 7 can also be implemented by means of a microcontroller, which is a technique known to a person skilled in the art.

15 Säätö- ja mittausarvojen tallennus voidaan suorittaa myös sen jälkeen kun kaikki osa-alueet on käsitelty. Tällöin osa-alueiden säätö- ja mittausarvot tallennetaan väliaikaisesti sopivimmin luku/kirjoitusmuistiin RAM.15 The recording of control and measured values can also be performed after all components have been processed. In this case, the control and measurement values of the sub-areas are temporarily stored, preferably in the read / write memory RAM.

20 Keksintöä ei ole rajoitettu ainoastaan edellä esitettyihin suoritusmuotoihin, vaan sitä voidaan muunnella oheisten patenttivaatimusten puitteissa.The invention is not limited only to the embodiments described above, but can be modified within the scope of the appended claims.

Claims

100839 11

A method for adjusting a frequency response in a sound reproduction, wherein the audio signal is at least partially processed in the sound reproduction apparatus and converted into an audible sound, the method comprising a) dividing the frequency response into sub-areas, selecting one frequency from each sub-area to be used to adjust the frequency response; at least the following steps: b) selecting a lower limit and an upper limit of the reference level to which the volume of the sound generated at the respective adjustable frequency is compared; c) selecting one of the frequencies selected in step a), d) generating an audio signal corresponding to the selected frequency, which is applied to the audio equipment; ) comparing the volume of the generated sound with the reference level, f) if the volume of the sound is lower than the lower limit of the reference level, the volume of the audio signal is increased, 20 g) if the volume of the sound is greater than ve the upper limit of the reference level, reduce the volume of the audio signal, h) repeat steps e), f), g) until the volume is between the lower limit of the reference level and the upper limit, i) select one of the frequencies selected in step a) that is not yet selected, and j) repeat steps c) to i) until the frequency response adjustment at all frequencies selected in step a) is completed.

Method according to Claim 1, characterized in that the frequencies are selected logarithmically.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the adjustable frequency response comprises frequencies from 20 Hz to 20,000 Hz.

Method according to claims 2 and 3, characterized in that the frequency response is divided into ten sub-areas, the first sub-area comprising frequencies from 20 to 40 Hz, the second sub-area comprising frequencies from 40 to 80 Hz, the third part range comprises frequencies from 80 to 160 Hz, the tenth sub-range comprises frequencies from 10 240 to 20 480 Hz.

Method according to one of Claims 1 to 4, characterized in that the substantially middle frequency of the subregion is selected from each subregion.

A method for measuring a frequency response, wherein the audio signal is at least partially processed in an audio apparatus and converted into an audible sound, the method comprising a) dividing the frequency response into sub-areas, selecting one frequency from each sub-area to be used to measure the frequency response, the method comprising in addition, at least the following steps: b) selecting a lower limit and an upper limit of the reference level to which the volume of the sound generated at the frequency to be measured is compared, c) selecting one of the frequencies selected in step a), d) generating an audio signal corresponding to the selected frequency. , e) comparing the volume of the generated sound with the reference level, f) if the volume of the sound is lower than the lower limit of the reference level, increase the volume of the audio signal, 25 g) if the volume of the sound is higher than the upper limit of the reference level, reducing the volume of the audio signal, h) repeating steps e), f), g) until the volume is between the lower and upper limits of the reference level, i) selecting one of the frequencies selected in step a) that has not yet been used to measure the frequency response, and j) repeating steps c) to i) until the frequency response measurement at all frequencies selected in step a) is performed.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that a hearing threshold is used as the reference level. 13 100839

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the value of the sound signal corresponding to the reference level of each sub-area is stored.

A method according to claim 8, characterized in that the method further stores the identification data of the person to be measured, wherein the measurement results can be retrieved on the basis of the person identification data.

10 Patentkrav