VERFAHREN ZUR FESTLEGUNG DER HIFI-POSITION EINES AUDIOSYSTEMS

Beschreibung

Technisches Gebiet

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Festlegung der HIFI-Position eines Audiosystems, insbesondere eines Autoradios, mit mindestens zwei Lautsprechern, wobei die Lautstärken und/oder Laufzeiten der einzelnen Lautsprechersignale gemessen werden und die Lautstärken und/oder Phasen der emittierten Lautsprechersignale in Abhängigkeit vom Ergebnis der Messung verändert werden.

Stand der Technik

[0002] Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus dem Stand der Technik von Autoradios (zum Beispiel Autoradio Blaupunkt Bremen RCM 127, Firma Bosch, Deutschland) bekannt. Bei der Einmessung der Lautsprecher dieses Autoradios wird ein mitgeliefertes Mikrofon mit der Öffnung nach unten am Fahrzeughimmel befestigt. Dies kann insbesondere für eine erste Position über dem Fahrer und für eine zweite Position über dem Beifahrersitz geschehen. Durch einen Tastendruck wird dann der Einmessvorgang gestartet. Hierbei werden von den Lautsprechern des Autoradios separat und in verschiedenen Frequenzen Testsignale ausgesandt, welche vom Mikrofon aufgezeichnet werden. Für die vier Lautsprecherpositionen wird dann jeweils ein 9-fach Equalizer angepasst. Dieses sogenannte DSA-System (Digital Signal Adaptation) verwendet einen digitalen Signalprozessor, um über das Messmikrofon den akustischen Frequenzgang im Fahrzeuginnenraum zu ermitteln und den Equalizer anzusteuern. Bei dem Equalizer handelt es sich um eine Klangregeleinrichtung, mit welcher zur Entzerrung, Korrektur oder sonstigen Beeinflussung des Klangbildes die Lautstärke mehrerer Frequenzbänder des gesamten Tonfrequenzbereichs getrennt geregelt werden kann. Als Ergebnis der Selbsteinmessung des DSA-Systems werden unabhängig von der Innenausstattung oder Karosseriebauart des Fahrzeuges die unterschiedlichen Laufzeiten von den vier Lautsprechern bis zum Kopf des Fahrers ermittelt und durch Laufzeitenkorrektur ausgeglichen. Der Fahrer beziehungsweise Beifahrer befindet sich somit in der "akustischen Mitte".

[0003] Für die Einmessungen muss eine ruhige Umgebung vorhanden sein. Fremdgeräusche verfälschen die Messung. Es sollten daher keine Insassen im Fahrzeug sein, und Gegenstände dürfen die Abstrahlung der Lautstärker nicht beeinträchtigen. Der Einmessvorgang ist somit verhältnismäßig umständlich und erfordert eine vom Benutzer durchzuführende aufwendige Prozedur. Eine Neufestlegung beziehungsweise Veränderung der HIFI-Position erfordert jedes Mal einen neuen gleichermaßen aufwendigen Messvorgang. Weiterhin verursacht die Bereitstellung eines separaten Mikrofons mit entsprechender Verkabelung und der Steckverbindungen am Autoradio einen entsprechend hohen Kostenaufwand.

[0004] Patent Abstract of Japan zu JP-6046499 offenbart eine Wiedergabevorrichtung für Audiosignale in einem Kraftfahrzeug, bei der das Audiosignal über mindestens zwei Lautsprecher im Fahrzeuginnenraum ausgegeben wird. Mittels eines im Bereich der Kopfposition des Fahrzeugführers installierten Mikrophons werden die Audiosignale aufgenommen und nachfolgend in einer adaptiven Steuerung mit den von der Signalquelle abgegebenen Audiosignalen verglichen, wobei aus dem Vergleich adaptive Filter zur Anpassung des Frequenzverlaufs, der Laufzeit und der Sprungantwort der Audiosignale angesteuert werden. Es wird also ein adaptives Filter automatisch auf eine vermutete Sitzposition des Hörers, an der das Mikrophon angeordnet ist, eingemessen.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, Vorteile

[0005] Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart zu verbessern, dass es vereinfacht durchzuführen ist, mehr Klangoptionen bietet und eine größere Positionsfreiheit für die Einstellung der HIFI-Positionen erlaubt. Ferner sollte eine kostengünstig herzustellende Vorrichtung zur Durchführung des Verfahren entwickelt werden.

[0006] Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

[0007] Bei dem Verfahren zur Festlegung der HIFI-Position eines Audiosystems, insbesondere eines Autoradios (einschließlich Rekorders und/oder CD-Spielers), welches mindestens zwei Lautsprecher enthält, werden die Lautstärken und/oder die Laufzeiten der einzelnen Lautsprechersignale gemessen und die Lautstärken und/oder Phasen der emittierten Lautsprechersignale in Abhängigkeit vom Ergebnis dieser Messung verändert. Das Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Messung an einer Referenzposition erfolgt und hieraus die zur Verlagerung der HIFI-Position notwendigen Veränderungen der Lautsprechersignale berechnet werden.

[0008] Anders als beim Stand der Technik muss also nicht zur Festlegung der gewünschten HIFI-Position ein Mikrofon an dieser Position angebracht werden, so dass für diese Position eine Messung und Veränderung der Lautsprechersignale erfolgen kann. Vielmehr wird die Messung an einer mehr oder weniger frei wählbaren Referenzposition durchgeführt, wobei in der Regel eine einmalige Messung für beliebig viele nachfolgende Veränderungen in der HIFI-Position ausreicht. Durch die Messung an einer festen Referenzposition kann der Materialaufwand und damit der Herstellungspreis des Audiosystems reduziert werden. Die Festlegung einer neuen HIFI-Position vereinfacht sich erheblich, da hierfür keine eigene Messung mit einem Mikrofon an der gewünschten Position notwendig ist, sondern da die erforderlichen Parameter durch Berechnungen aus der einmaligen Messung an der Referenzposition bestimmt werden können. Derartige Berechnungen lassen sich indes automatisieren und belasten den Benutzer des Audiosystems daher nicht.

[0009] Gemäss Anspruch 2 erfolgt bei dem Verfahren vorzugsweise die Messung und die Veränderung der Lautsprechersignale in verschiedenen Frequenzbereichen getrennt. Die Berücksichtigung der Frequenzabhängigkeit der Akustik erlaubt eine erhebliche Verbesserung der erreichbaren Klangqualität.

[0010] In Anspruch 3 ist eine Weiterentwicklung des Verfahrens wiedergegeben, welche eine besonders einfache Bestimmung der notwendigen Veränderungen der Lautsprechersignale für eine gewünschte HIFI-Position erlaubt. Nach diesem Verfahren werden zunächst aus den an der Referenzposition gemessenen Lautstärken von einem ersten Lautsprecher beziehungsweise einem zweiten Lautsprecher Verstärkungskorrekturfaktoren f₁ beziehungsweise f₂ für den genannten ersten Lautsprecher beziehungsweise den zweiten Lautsprecher derart bestimmt, dass eine Anwendung dieser Verstärkungsfaktoren auf den jeweiligen Lautsprecher dazu führt, dass die Signale dieser Lautsprecher dann an der Referenzposition eine gleich große Lautstärke oder einen gewünschten Laufzeitunterschied (insbesondere Null) erreichen. Die Anwendung dieser Verstärkungskorrekturfaktoren macht also mit anderen Worten die Referenzposition zur optimalen HIFI-Position. Die Faktoren können dabei auch mehrdimensional sein (Vektoren), um für verschiedene Frequenzbänder verschiedene Verstärkungen zu erlauben. Eine Verschiebung der HIFI-Position im Raum kann nun über die Festlegung eines einzigen (skalaren) Parameters λ erfolgen, wobei für ein gegebenes λ dem ersten Lautsprecher der Verstärkungsfaktor

und dem zweiten Lautsprecher der Verstärkungsfaktor

zugeordnet wird. Das heißt, dass vermöge des Parameters λ ein Überblenden (Fading) zwischen den beiden Lautsprechern stattfinden kann, welches mit λ = 0 bei dem Paar von Verstärkungskorrekturfaktoren (F₁(0), F₂(0)) = (f₁, f₂) beginnt und für λ = 1 bei (F₁(1), F₂(1)) = (f₂, f₁) endet. Eine derartige Überblendung kann grundsätzlich auch für mehr als zwei Lautsprecher erfolgen, wobei vermöge eines Parameters λ ein Vektor von Verstärkungskorrekturfaktoren (f₁, f₂ ... f_n) in einen anderen vorgegebenen Vektor (f₁', f₂' ... f_n') überführt werden kann. Das geschilderte Verfahren hat bei zwei Lautsprechern die Wirkung, dass mit Hilfe des Parameters λ die HIFI-Position entlang einer Achse parallel zur Verbindungslinie der beiden Lautsprecher verschoben werden kann. Wenn dabei die Referenzposition auf der Höhe eines der Lautsprecher liegt, wird sich der Parameter λ vornehmlich in dem Bereich zwischen 0 und 1 bewegen, wodurch die HIFI-Position entsprechend zwischen den beiden Lautsprechern verschoben wird. Für ein Autoradio ist ein derartiges Regelungsverfahren insbesondere für die Verlagerung der HIFI-Position in Richtung der Fahrzeugachse (von vorne nach hinten und zurück) vorteilhaft. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Referenzposition sich auf der Höhe des vorderen Lautsprechers befindet, was bei einer Integration der Referenzposition in das Autoradio in der Regel der Fall ist.

[0011] Eine Vorrichtung zur Durchführung des oben geschilderten Verfahrens, enthält ein in das Audiosystem integriertes Mikrofon zur Messung der Lautsprechersignale an der Referenzposition sowie eine Einstelleinrichtung zur Veränderung der emittierten Lautsprechersignale. Durch den festen Einbau des Mikrofons zur Einmessung des Audiosystems kann gegenüber den bekannten Systemen auf ein separates Mikrofon mit aufwendiger Verkabelung und mit passenden Stecksystemen verzichtet werden. Hierdurch reduzieren sich die Herstellungskosten des Audiosystems beziehungsweise Autoradios. Ferner lassen sich mit einer derartigen Vorrichtung die mit dem oben geschilderten Verfahren erzielbaren Vorteile verwirklichen, das heißt insbesondere eine einfachere und flexiblere Festlegung der HIFI-Position.

[0012] Gemäss einer Ausführungsform enthält die Einstelleinrichtung der Vorrichtung vorzugsweise einen Equalizer für jeden der angeschlossenen Lautsprecher. Hierdurch können für jeden Lautsprecher separat und nach Frequenzbereichen unterteilt optimale Parameter eingestellt werden.

[0013] In einer Weiterentwicklung der Vorrichtung enthält diese mindestens eine Eingabevorrichtung zur Vorgabe der gewünschten HIFI-Position durch den Benutzer. Bei einer solchen Eingabevorrichtung kann es sich insbesondere um einen Einstellknopf oder Einstellschieber oder dergleichen handeln. Vorzugsweise werden zwei derartige Eingabevorrichtungen vorgesehen, welche die HIFI-Position in zueinander orthogonalen Raumrichtungen verlagern. Darüber hinaus kann eine dritte Einrichtungsvorrichtung vorgesehen sein, welche die HIFI-Position in einer dritten, zu den ersten zwei Raumrichtungen orthogonalen Raumrichtung verschiebt. Da eine Verlagerung der HIFI-Position in der Höhe jedoch in einem Auto in der Regel keine Rolle spielt, kann hierauf beim Autoradio ohne Qualitätsverlust verzichtet werden. Vornehmlich sind die genannten zueinander senkrechten Raumrichtungen parallel beziehungsweise senkrecht zur Fahrzeugachse. Das heißt, dass über einen Regler die Rechts-/Links-Lage der HIFI-Position und über einen anderen Regler die Vorne-/Hinten-Lage festgelegt werden kann (Fading, Balance).

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0014] Im folgenden wird die Erfindung mit Hilfe der Figur am Beispiel eines Autoradios erläutert.

Bester Weg zur Ausführung der Erfindung

[0015] Die Abbildung zeigt schematisch die Verhältnisse in einem Auto, welches ein Autoradio 10 und vier in etwa an den Ecken eines Rechteckes angeordnete Lautsprecher RF, RR, LR, LF enthält. Unter Autoradio soll dabei allgemein ein im Auto eingesetzte Audiosystem verstanden werden, welches insbesondere eine Kassettenrekorder und/oder einen CD-Spieler enthalten kann. Die von den Lautsprechern ausgehenden Schallwellen (angedeutet durch Pfeile) erreichen verschiedene Punkte des Raumes zu unterschiedlichen Zeiten und mit unterschiedlichen Lautstärken, da sie zu diesen Punkten jeweils verschieden lange und verschieden geformte Wege zurücklegen müssen. Die optimale HIFI-Position ist dabei die Position im Raum, an welcher alle Lautsprechersignale genau zum "richtigen" Zeitpunkt und mit der "richtigen" Lautstärke eintreffen, welche den Verhältnissen bei der realen Tonaufnahme entsprechen. Man ist daher bestrebt, durch individuelle Veränderungen der Verstärkung der einzelnen Lautsprecher und gegebenenfalls durch eine Veränderung ihrer Phase (Laufzeitkorrektur) die HIFI-Position an die Stelle des Raumes zu schieben, an welcher der Hörer (zum Beispiel Fahrer oder Beifahrer) sitzt.

[0016] Beim Stand der Technik wird zu diesem Zweck an die gewünschte HIFI-Position ein Mikrofon gebracht und die Parameter der Lautsprechersignale werden sodann solange korrigiert, bis die HIFI-Position an den Ort des

[0017] Mikrofons zu liegen kommt. Dies erfordert jedoch für jede neue gewünschte HIFI-Position eine aufwendige Messprozedur unter Einsatz eines vom Autoradio separaten Mikrofons.

[0018] Um diese Prozedur zu vereinfachen und eine flexiblere Festlegung der HIFI-Position zu erlauben, wird bei einem Autoradio 10 gemäss der vorliegenden Erfindung ein Mikrofon 11 in der Kappe des Autoradios platziert und fest eingebaut. Die Öffnung des Mikrofons zeigt in den Fahrzeuginnenraum.

[0019] Bei der Durchführung des Einmessvorganges werden von den einzelnen Lautsprechern separat Signale in verschiedenen Frequenzbereichen abgegeben, deren Eintreffen am Mikrofon 11 aufgezeichnet wird. Die gemessenen Lautstärkewerte und gegebenenfalls Laufzeiten werden digital abgespeichert. Diese digitalisierten NF-Signale können dann vorzugsweise in einem Mikroprozessor (zum Beispiel ein DSA-Modul) verarbeitet werden.

[0020] Die Verschiebung der "HIFI-BEST-Position" an die Referenzposition, das heißt den Ort des Mikrofons 11, lässt sich anhand eines Beispiels wie folgt erläutern:

[0021] Wenn zum Beispiel bei der Messung für 100 Hz vom Lautsprecher LF +8 dB und vom Lautsprecher LR - 4 dB gemessen werden, dann ist die Verstärkung für den Lautsprecher LF bei 100 Hz um 8 dB zu vermindern, während der Pegel für den Lautsprecher LR um 4 dB angehoben wird. Die Veränderung der Parameter der übrigen Lautsprecher erfolgt in entsprechender Weise. Nach diesen Maßnahmen sollte die HIFI-Position 12 beim Mikrofon 11 liegen.

[0022] Unter Fortsetzung des oben begonnenen Zahlenbeispiels lässt sich die

[0023] Verschiebung der HIFI-Position an eine andere gewünschte Hörposition 13 (zum Beispiel Kopfbereich des Fahrers) wie folgt beschreiben. Die Annäherung an die Hörposition 13 wird mit einer Einstellmöglichkeit von zum Beispiel 24 Stufen vom Lautsprecher LF zum Lautsprecher LR realisiert. Es wird die Differenz der Verstärkungskorrekturfaktoren zwischen diesen beiden Lautsprechern errechnet und auf 24 Schritte aufgeteilt. Damit lassen sich zum Beispiel bei 100 Hz und Änderungen von LR nach LF folgende Einstellungen ausführen:

100 Hz	LR	LF
Gemessen [dB]:	8	- 4
Gerechnete Stelimöglichkeit:	12	12
Stellmöglichkeit/Step:	0,48	0,48
Stepweite:	0,5	0,5
Mögliche Steps:	Anhebung LR [dB]	Anhebung LF [dB]
12	8	-4
11	8	-4
10	7	-3
9	7	-3
8	6	-2
7	6	-2
6	5	- 1
5	5	- 1
4	0	0
3	4	0
2	3	1
1	3	1
0	2	2
- 1	2	2
- 2	1	3
- 3	1	3
- 4	0	4
- 5	0	4
- 6	- 1	5
- 7	- 1	5
- 8	-2	6
- 9	-2	6
- 10	- 3	7
- 11	-3	7
- 12	-4	8

[0024] Somit wird in diesem Beispiel zwischen den Messwerten LF und LR eine "Faderfunktion bei 100 Hz" durchgeführt.

[0025] Im Normalfall wird für jede Bandfrequenz des Equalizers mit Balance und Fader die Position eingestellt. Die Eckwerte zwischen denen eingestellt werden kann, sind die gemessenen Werte des Mikrofons.

[0026] Die Einstellungen der Einzelbänder wird in der Regel nicht vom Benutzer vorgenommen. Der Benutzer kann die HIFI-Position dagegen zum Beispiel mit einer GEO-Taste verschieben. Die Balance kann typischerweise mit +/- 12 Stufen und der Fader ebenso mit +/- 12 Stufen verschoben werden. Die einzelnen Frequenzbänder werden einzeln im Hintergrund angepasst. Der Vorgang dient zur Annäherung der Hörposition an die gemessene HIFI-Position, Höhen- und Bassanhebung können hinterher eingestellt werden.

Ansprüche

1. Verfahren zur Festlegung der HIFI-Position (13) eines Audiosystems, insbesondere eines Autoradios (10), mit mindestens zwei Lautsprechern (LF, LR, RF, RR), wobei die Lautstärken und/oder Laufzeiten der einzelnen Lautsprechersignale gemessen werden und die Lautstärken und/oder Phasen der emittierten Lautsprechersignale in Abhängigkeit vom Ergebnis der Messung verändert werden,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messung an einer Referenzposition erfolgt und hieraus die zur Verlagerung der HIFI-Position notwendigen Veränderungen der Lautsprechersignale berechnet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Messung und die Veränderung der Lautsprechersignale in verschiedenen Frequenzbereichen getrennt erfolgt.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass aus den an der Referenzposition gemessenen Lautstärken eines ersten Lautsprechers (LR) und mindestens eines zweiten Lautsprechers (LF) Verstärkungskorrekturfaktoren f₁ und f₂ für den ersten bzw. zweiten Lautsprecher berechnet werden, welche zu identischen Lautstärken bei der Referenzposition führen,
und dass die Verschiebung der HIFI-Position über die Einstellung eines Parameters λ erfolgt, wobei dem ersten Lautsprecher (LR) der Verstärkungskorrekturfaktor f₁ + λ (f₂ - f₁) und dem zweiten Lautsprecher (LF) der Verstärkungskorrekturfaktor f₂ + λ (f₁ - f₂) zugeordnet wird.

Claims

1. Method for fixing the hi-fi position (13) of an audio system, in particular a car radio (10), with at least two loudspeakers (LF, LR, RF, RR), the volumes and/or delay times of the individual loudspeaker signals being measured and the volumes and/or phases of the emitted loudspeaker signals being changed according to the result of the measurement, characterized in that the measurement takes place at a reference position and from this the changes of the loudspeaker signals necessary for shifting the hi-fi position are calculated.

2. Method according to Claim 1, characterized in that the measurement and the changing of the loudspeaker signals take place separately in different frequency ranges.

3. Method according to either of Claims 1 and 2, characterized in that the volumes of a first loudspeaker (LR) and at least a second loudspeaker (LF), measured at the reference position, are used to calculate respectively for the first and second loudspeakers gain correction factors f₁ and f₂ which lead to identical volumes at the reference position, and in that the displacement of the hi-fi position takes place by the setting of a parameter λ, the first loudspeaker (LR) being assigned the gain correction factor f₁ + λ (f₂ - f₁) and the second loudspeaker (LF) being assigned the gain correction factor f₂ + λ (f₁ - f₂).

Revendications

1. Procédé destiné à fixer la position hi-fi (13) d'un système audio, notamment d'un autoradio (10), doté d'au moins deux haut-parleurs (LF, LR, RF, RR), les intensités sonores et/ou les temps de propagation de tous les signaux de haut-parleur étant mesurés et les intensités sonores et/ou phases des signaux de haut-parleur émis étant modifiées en fonction du résultat de la mesure,
caractérisé en ce que
la mesure est effectuée à une position de référence et on en déduit par calcul les modifications de signaux de haut-parleur nécessaires au décalage de la position hi-fi.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que
la mesure et la modification des signaux de haut-parleur sont effectuées séparément, dans différentes gammes de fréquences.

3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2,
caractérisé en ce qu'
on calcule à partir des intensités sonores, mesurées à partir de la position de référence, d'un premier haut-parleur (LR) et d'au moins un deuxième haut-parleur (LF) des coefficients de correction d'amplification f₁ et f₂ pour le premier et pour le deuxième haut-parleur respectivement, lesquels mènent à des intensités sonores identiques pour la position de référence, et le décalage de la position hi-fi résulte du réglage d'un paramètre λ, le coefficient de correction d'amplification f₁ + λ (f₂ - f₁) étant associé au premier haut-parleur (LR) et le coefficient de correction d'amplification f₂ + λ (f₁ - f₂) étant associé au deuxième haut-parleur (LF).

Zeichnung