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EP 0 377 142 B1 |
(12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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11.05.1994 Patentblatt 1994/19 |
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Anmeldetag: 13.12.1989 |
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Verfahren und Vorrichtung zur Korrektur einer Verfälschung der Lautheitsempfindung
eines reproduzierten Schallereignisses
Method and device for correcting a distortion of the loudness perception of a reproduced
sound presentation
Méthode et dispositif de correction d'une distorsion de la sensation d'intensité sonore
lors de la reproduction d'un événement sonore
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(84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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BE DE FR GB IT NL |
(30) |
Priorität: |
03.01.1989 DE 3900043
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(43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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11.07.1990 Patentblatt 1990/28 |
(73) |
Patentinhaber: Nokia (Deutschland) GmbH |
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75175 Pforzheim (DE) |
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(72) |
Erfinder: |
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- Kreitmeier, Leonhard
D-8057 Guenzenhausen (DE)
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Entgegenhaltungen: :
EP-A- 0 281 123 FR-A- 2 514 213
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DE-A- 2 224 246
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- PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, Band 1, Nr. 159, 16. Dezember 1977, Seite 8613 E 77;& JP-A-52
102 020 (HITACHI) 26-08-1977
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Bemerkungen: |
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The file contains technical information submitted after the application was filed
and not included in this specification |
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Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der durch den im Wiedergaberaum
erzeugten Diffusschall bewirkten Verfälschung der Lautheitsempfindung bei einem durch
ein Schallwandlersystem reproduzierten Schallereignis, welches aus einem Direktschallanteil
mit einer linearen Freifeldübertragungskurve (ebenes Schallfeld) und einem Diffusschallanteil
besteht, dessen Schalldruckpegel von einer Korrekturgröße derart korrigiert wird,
daß die durch den Diffusschall erzeugte Lautheitsempfindung am Hörort derjenigen des
ebenen Schallfeldes entspricht.
[0002] Ein solches Verfahren ist bekannt (Aufsatz: "Anatomie eines aktiven Vierweg-Lautsprechers"
in FUNKSCHAU 1980, H.7, S. 85-87 und H.8, S. 113, 114).
[0003] Wenn bei der Wiedergabe eines auf einem Tonträger gespeicherten reproduzierten Schallereignisses
die Wiedergabe-Vorrichtung das Schallereignis in Richtung auf den Zuhörer abstrahlt,
dann setzt sich der Schall am Hörort aus dem Direktschall und dem Diffusschall zusammen.
Wie allgemein bekannt, nimmt die Intensität des Direktschalles mit dem Abstand zwischen
Schallquelle und Hörort linear ab, während die Intensität des Diffusschalles von diesem
Abstand unabhängig ist. Der Abstand, bei dem die Intensität von Direktschall und Diffusschall
gleich sind, wird als Hallradius bezeichnet.
[0004] Wie weiterhin allgemein bekannt, weist der Diffusschall eine gegenüber dem Direktschall
verfälschte frequenzabhängige Lautheit auf, so daß ein Hörer des von einem Schallwandlersystem
reproduzierten Schallereignisses einen verfälschten Lautheitseindruck erhält. Dieser
Sachverhalt ist in dem Buch von Zwicker-Feldtkeller "Das Ohr als Nachrichtenempfänger"
S. Hirzel-Verlag, Stuttgart, 1967, Seiten 121 und 122 beschrieben.
[0005] Bei der bekannten Wiedergabevorrichtung ist dieser Fehler dadurch korrigiert worden,
daß die verschiedene Frequenzbereiche abstrahlenden Lautsprecher eine gezielte unterschiedliche
Bündelung aufweisen.
[0006] Diese bekannte Lösung erfordert einen erheblichen Aufwand, welcher nur bei hochwertigen
Musikübertragungsanlagen gerechtfertigt ist.
[0007] Das der Erfindung zugrunde liegende technische Problem besteht deshalb darin, ein
Korrekturverfahren anzugeben, welches das gleiche Resultat mit geringerem Aufwand
erzielt und welches daher bei alltäglichen Übertragungsvorrichtungen eines Schallereignisses,
wie einem Fernsehgerät oder einem Autoradio, angewendet werden kann.
[0008] Die Lösung dieses technischen Problems besteht darin, daß die Korrekturgröße von
wenigstens einem zusätzlichen, einen weiteren Diffusschallanteil erzeugenden Lautsprecher
erzeugt wird.
[0009] Vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung sind in den Ansprüchen 2
bis 7 enthalten. Sie ist nachstehend anhand der Figuren 1 bis 7 erläutert. Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch die Anordnung zur Wiedergabe eines reproduzierten Schallereignisses in
einem Raum,
- Fig. 2
- ein Diagramm, welches die frequenzabhängige Differenz der Lautheit zwischen Direktschall
und Diffusschall im Hörort wiedergibt,
- Fig. 3
- das Diagramm der frequenzabhängigen Korrekturgröße,
- Fig. 4
- die Verwirklichung der Erfindung bei einem Fernsehgerät,
- Fig. 5
- die Verwirklichung der Erfindung bei einer Regalbox,
- Fig. 6
- die Verwirklichung der Erfindung bei einer PKW-Übertragungsanlage und
- Fig. 7
- ein Diagramm, welches den Schalldruckpegel in Abhängigkeit von der Frequenz nach Korrektur
des Lautheitseindrucks am Hörort wiedergibt.
[0010] Fig. 1 verdeutlicht die Wiedergabe eines reproduzierten Schallereignisses in einem
Raum, bei welcher das entweder z. B. auf einer Schallplatte gespeicherte Schallereignis
oder das drahtlos übertragene Schallereignis von dem Lautsprecher 1 abgestrahlt wird.
Das Schallereignis gelangt auf zwei verschiedenen Wegen zum Hörer 2 am Hörort, nämlich
einerseits als Direktschall D und andererseits als Diffusschall I. Wie bereits erwähnt,
ist am Hörort, wenn der Abstand zwischen Lautsprecher und Hörort größer als der Hallradius
ist, bei vernachlässigbarem Fehler nur noch der Diffusschall I wirksam. Das menschliche
Ohr weist jedoch - wie allgemein bekannt - für den Diffusschall frequenzabhängig ein
anderes Lautheitsempfinden auf.
[0011] Die frequenzabhängige Differenz zwischen dem Lautheitsempfinden für den Direktschall
D und dem Diffusschall I am Hörort ist in dem Diagramm in Fig. 2 wiedergegeben.
[0012] Dieses Diagramm verdeutlicht, daß der Diffusschall im Frequenzbereich etwa zwischen
300 Hz und 1,5 kHz als lauter, im Frequenzbereich zwischen 2 und 5 kHz leiser, und
im Frequenzbereich zwischen 5 und 20 kHz lauter empfunden wird. Um diese Verfälschung
auszugleichen, muß die Schallintensität entsprechend dem Diagramm in Fig. 3 verzerrt
werden. Dieses Diagramm verdeutlicht, daß die Frequenzen zwischen 300 Hz und 1,5 kHz
im Schalldruckverlauf abgesenkt, die Frequenzen zwischen 2 und 5 kHz angehoben und
die Frequenzen zwischen 5 und 20 kHz wieder abgesenkt werden müssen.
[0013] Fig. 4 verdeutlicht, wie dies bei einem freistehenden Fernsehgerät oder einer freistehenden
Lautsprecherbox 3 verwirklicht werden kann.
[0014] Die in an sich bekannter Weise auf der dem Zuhörer zugewandten Vorderseite angeordneten
Lautsprecher strahlen den Direktschall D und den Diffusschall I ab, wie beispielsweise
in Fig. 1 gezeigt. Auf der Rückseite der Lautsprecherbox 3 ist wenigstems ein weiterer
Lautsprecher 4 angeordnet, der einen zusätlichen Diffusschall I
Z abstrahlt, welcher zusammen mit dem Diffusschall I und dem Direktschall D einen Schalldruckfrequenzgang
gemäß Fig. 3 ergibt. Es sind die Frequenzen zwischen 300 Hz und 1,5 kHz im Schalldruck
abgesenkt, die Frequenzen zwischen 2 und 5 kHz angehoben und die Frequenzen zwischen
5 und 20 kHz wieder abgesenkt.
[0015] Ein gutes Ergebnis wird bei einer einfachen Vorrichtung zur Wiedergabe eines reproduzierten
Schallereignisses schon erzielt, wenn als Lautsprecher 4 ein Mitteltonlautsprecher
mit Bandpaßübertragungseigenschaften und einer Mittenfrequenz von 2500 Hz verwendet
wird
[0016] Bei dem zusätzlichen Lautsprecher kann es sich entweder um einen einzelnen Lautsprecher
oder um mehrere Lautsprecher handeln, von denen jeder besondere Wiedergabeeigenschaften
besitzt, d.h. der entweder ein Tiefton-, Mittelton- oder Hochtonlautsprecher ist.
Der oder die Lautsprecher können an einen getrennten Verstärker angeschlossen sein.
Wenn mehrere Lautsprecher als zusätzlicher Lautsprecher verwendet werden, kann auch
eine getrennte Frequenzweiche vorhanden sein. Wird als zusätzlicher Lautsprecher auch
tatsächlich nur ein Lautsprecher vorgesehen (wie in Fig. 4 gezeigt), dann kann diesem
das NF-Signal über einen getrennten Zweig der ohnehin vorhandenen Frequenzweiche zugeführt
werden.
[0017] Durch diese Maßnahme entsteht am Hörort der gleiche Lautheitseindruck wie bei der
Wiedergabe in einem direkten (ebenen) Schallfeld, d. h. als ob der Lautheitsdruck
nur durch den Direktschall hervorgerufen würde.
[0018] Bei dem aus Fig. 5 erkennbaren Ausführungsbeispiel ist die Korrektur des Lautheitseindrucks
bei einer Regalbox 5 dadurch verwirklicht, daß die den Direktschall D und den Diffusschall
I abstrahlenden Lautsprecher schräg nach vorn strahlend angeordnet, während der den
verzerrten Diffusschall I
Z abstrahlende Lautsprecher 6 schräg seitlich abstrahlt.
[0019] Fig. 6 zeigt die gleiche Anordnung für die in einem Kraftfahrzeug angeordneten Lautsprecher.
Der oder die den Direktschall D und den Diffusschall I abstrahlende Lautsprecher ist
zum Fahrer und Beifahrer hin gerichtet. Der den verzerrten Diffusschall I
Z abstrahlende Lautsprecher dagegen so gerichtet, daß er nur zum Diffusschall beiträgt.
[0020] Durch die vorstehend beschriebene Maßnahme wird die Wiedergabe eines reproduzierten
Schallereignisses am Hörort für alle Frequenzen gleichmäßig laut empfunden. Das Diagramm
gemäß Fig. 7 verdeutlicht erneut den hierzu erforderlichen Schalldruckverlauf des
Diffusschallfeldes.
1. Verfahren zur Korrektur der durch den im Wiedergaberaum erzeugten Diffusschall bewirkten
Verfälschung der Lautheitsempfindung bei einem durch ein Schallwandlersystem reproduzierten
Schallereignis, welches aus einem Direktschallanteil mit einer linearen Freifeldübertragungskurve
(ebenes Schallfeld) und einem Diffusschallanteil besteht, dessen Schalldruckpegel
von einer Korrekturgröße derart korrigiert wird, daß die durch den Diffusschall erzeugte
Lautheitsempfindung am Hörort derjenigen des ebenen Schallfeldes entspricht,
dadurch gekennzeichnet, daß die Korrekturgröße von wenigstens einem zusätzlichen, einen weiteren Diffusschallanteil
erzeugenden Lautsprecher erzeugt wird.
2. Vorrichtung zur Kompensation von Verfälschungen im Lautheitsempfinden zwischen Diffus-
und Direktschallfeld eines im Wiedergaberaum angeordneten Schallwandlersystems zur
Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein zusätzlicher Lautsprecher (4,6) vorhanden ist, dessen abgestrahlte
Schallereignisse zur Kompensation von Unterschieden im Lautheitsempfinden ausschließlich
zum Diffusschallfeld (Iz) beitragen, und der an einen zusätzlichen Verstärker mit integrierter Vorrichtung
zur Verzerrung eines dem Lautsprecher (4,6) elektrischen Signals angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach dem Oberbegriff von Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß wenigstens ein zusätzlicher Lautsprecher vorhanden ist, dessen abgestrahlten Schallereignisse
zur Kompensation von Unterschieden im Lautheitsempfinden ausschließlich zum Diffusschallfeld
(Iz) beitragen und in dessen das elektrische NF-Signal führende Leitung eine Frequenzweiche
oder ein Teil einer Frequenzweiche eingeschaltet ist.
4. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche
Lautsprecher Bandpaßübertragungseigenschaften aufweist.
5. Vorrichtung nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als zusätzlicher Lautsprecher eine Mehrzahl von jeweils besondere Wiedergabeeigenschaften
für einen Frequenzbereich (Tiefton-, Mittelton- oder Hochton-Lautsprecher) aufweisende
Lautsprecher vorgesehen ist, welche über eine Frequenzweiche an ein elektrisches NF-Signal
angeschlossen sind und bei dem die Frequenzweiche derart ausgebildet ist, daß sie
eine Verzerrung des NF-Signals bewirkt.
6. Vorrichtung nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß als zusätzlicher Lautsprecher eine Mehrzahl von jeweils besondere Wiedergabeeigenschaften
für einen Frequenzbereich (Tiefton-, Mittelton- oder Hochton-Lautsprecher) aufweisende
Lautsprecher vorgesehen ist, welche an einen zusätzlichen Verstärker mit integrierter
Vorrichtung nur zur Verzerrung des den Lautsprechern zugefügten elektrischen Signals
angeschlossen sind.
7. Vorrichtung nach den Ansprüchen 2 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstärker
in der Lautstärke verstellbar ausgebildet ist.
1. Method for correcting the falsification in loudness sensation caused by the diffuse
sound generated in the reproduction space in the case of an acoustic event, reproduced
by a transducer system and consisting of a direct sound component with a linear free-field
transfer curve (flat sound field) and a diffuse sound component, whose acoustic pressure
level is corrected by a correction variable in such a way that the loudness sensation
generated by the diffuse sound corresponds at the listening position to that of the
flat sound field,
characterized in that
the correction variable is generated by at least one additional loudspeaker generating
a further diffuse sound component.
2. Apparatus for compensating for falsifications in loudness sensation between diffuse
and direct sound fields of a transducer system arranged in the reproduction space,
for implementing the method according to Claim 1,
characterized in that
at least one additional loudspeaker (4, 6) is present, whose radiated acoustic events
contribute, in order to compensate for differences in loudness sensation, exclusively
to the diffuse sound field (Iz), and which is connected to an additional amplifier with an integrated apparatus
for distorting an electrical signal [delivered] to the loudspeaker (4, 6).
3. Apparatus according to the preamble of Claim 2,
characterized in that
at least one additional loudspeaker is present, whose radiated acoustic events contribute,
in order to compensate for differences in loudness sensation, exclusively to the diffuse
sound field (Iz), and into whose conductor carrying the electrical LF signal a crossover network
or a portion of a crossover network is inserted.
4. Apparatus according to Claims 2 and 3,
characterized in that
the additional loudspeaker possesses bandpass transfer characteristics.
5. Apparatus according to Claim 2,
characterized in that
a plurality of loudspeakers each having particular reproduction characteristics for
one frequency range (bass, midtone, or treble loudspeakers), which are connected via
a crossover network to an electrical LF signal and in which the crossover network
is configured in such a way that it causes a distortion of the LF signal, is provided
as the additional loudspeaker.
6. Apparatus according to Claim 3,
characterized in that
a plurality of loudspeakers each having particular reproduction characteristics for
one frequency range (bass, midtone, or treble loudspeakers), which are connected to
an additional amplifier with an integrated apparatus only for distortion of the electrical
signal delivered to the loudspeakers, is provided as the additional loudspeaker.
7. Apparatus according to Claims 2 and 6,
characterized in that
the amplifier is configured with adjustable loudness.
1. Procédé pour corriger l'altération de la sensation d'intensité de son provoquée par
la réverbération générée dans le local de restitution par un incident acoustique reproduit
par un système de transformation de son, consistant en une part de son direct avec
une courbe linéaire de transmission à champ libre (champ sonore plan) et une part
de son diffus, le niveau de pression acoustique de laquelle est corrigé par une grandeur
de correction de telle sorte que la sensation d'intensité de son produite par le son
diffus à l'endroit d'audition correspond à celle du champ sonore plan,
caractérisé en ce que
la grandeur de correction est produite par au moins un haut-parleur additionnel générant
une autre part de son diffus.
2. Dispositif pour la compensation d'altération dans la sensation d'intensité de son
entre le champ sonore diffus et le champ sonore direct dans le local de restitution
pour la réalisation du procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
on dispose d'au moins un haut-parleur additionnel (4, 6), les incidents acoustiques
rayonnés duquel contribuent à compenser des différences dans la sensation d'intensité
de son uniquement par rapport au champ sonore diffus (Iz) et qui est raccordé à un amplificateur additionnel avec un dispositif intégré pour
la distorsion d'un signal électrique amené au haut-parleur (4, 6).
3. Dispositif selon le préambule de la revendication 2,
caractérisé en ce que
on dispose d'au moins un haut-parleur additionnel, les incidents acoustiques rayonnés
duquel contribuent à compenser des différences dans la sensation d'intensité de son
exclusivement par rapport au champ sonore diffus (Iz) et dans la ligne conduisant le signal électrique B.F. duquel est connecté un diplexeur
ou une partie d'un diplexeur.
4. Dispositif selon les revendications 2 et 3,
caractérisé en ce que
le haut-parleur additionnel présente des qualités de transmission de passe-bande.
5. Dispositif selon la revendication 2,
caractérisé en ce que
comme haut-parleur additionnel est prévu un haut-parleur présentant une pluralité
de qualités de restitution spéciales respectivement pour une gamme de fréquences (haut-parleur
grave, haut-parleur pour fréquences moyennes ou haut-parleur aigu) qui sont branchés
à travers un diplexeur sur un signal électrique B.F. et dans lequel le diplexeur est
réalisé de telle sorte qu'il provoque une distorsion du signal B.F.
6. Dispositif selon la revendication 3,
caractérisé en ce que
comme haut-parleur additionnel est prévu un haut-parleur présentant une pluralité
de qualités de restitution spéciales respectivement pour une gamme de fréquences (haut-parleur
grave, haut-parleur pour fréquences moyennes ou haut-parleur aigu) qui est branché
sur un amplificateur additionnel avec un dispositif intégré destiné uniquement à la
distorsion du signal électrique amené aux haut-parleurs.
7. Dispositif selon les revendications 2 et 6,
caractérisé en ce que
l'amplificateur additionnel est réalisé de telle sorte que son intensité sonore peut
être réglée.