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(11) |
EP 1 900 250 B1 |
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EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
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Hinweis auf die Patenterteilung: |
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19.05.2010 Patentblatt 2010/20 |
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Anmeldetag: 23.06.2006 |
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Internationale Patentklassifikation (IPC):
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2006/063515 |
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Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2007/003519 (11.01.2007 Gazette 2007/02) |
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| (54) |
ELEKTROAKUSTISCHES VERFAHREN
ELECTROACOUSTIC METHOD
PROCEDE ELECTRO-ACOUSTIQUE
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IS IT LI LT LU LV MC NL PL PT RO SE
SI SK TR |
| (30) |
Priorität: |
01.07.2005 DE 102005030855
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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19.03.2008 Patentblatt 2008/12 |
| (73) |
Patentinhaber: Müller BBM GMBH |
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82152 Planegg bei München (DE) |
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Erfinder: |
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- ENGEL, Gunter
86853 Langerringen (DE)
- MÜLLER, Karlheinz
81377 München (DE)
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| (74) |
Vertreter: Skuhra, Udo |
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Reinhard, Skuhra, Weise & Partner GbR
Patent- und Rechtsanwälte
Friedrichstraße 31 80801 München 80801 München (DE) |
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Entgegenhaltungen: :
US-A- 5 109 419 US-A- 5 452 360
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US-A- 5 142 586
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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 vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern der wahrgenommenen
Akustik eines Raumes, insbesondere zum Verbessern der Raumakustik eines Veranstaltungssaales,
einer offenen Veranstaltungsstätte oder dergleichen mittels elektroakustischer Maßnahmen.
[0002] In Veranstaltungsräumen entsprechen die raumakustischen Bedingungen meist nur sehr
begrenzt unterschiedlichen Anforderungen verschiedener Veranstaltungsarten. Beispielsweise
unterscheiden sich die raumakustischen Anforderungen für Sprachveranstaltungen, Musiktheater
oder Musikveranstaltungen mit unterschiedlicher instrumentaler Besetzung erheblich.
Bei Sprachveranstaltungen, wie Sprechtheater oder Vorlesungen sind starke frühe Reflexionen
und eine ausreichende Signallautstärke zur Sicherstellung einer guten Verständlichkeit
erforderlich. Eine Nachhallzeit für derartige Räume für hauptsächlich Sprachveranstaltungen
sollte zwischen 0,5 und 1,5 s liegen. Bei Musikveranstaltungen hingegen ist ein stärkeres
Nachklingen des Raumes abhängig von Raumvolumen, Stilrichtung der Musik und Besetzung
des Orchesters zwischen 1,0 und 2,5 s bei klassischer Musik und sogar 2 bis 10 s bei
geistlicher Musik erwünscht. Ferner sind gegebenenfalls seitliche Reflexionen zur
Erhöhung der Räumlichkeit und der empfundenen Schallquellengröße anzustreben.
[0003] In der Regel sind die natürlichen raumakustischen Verhältnisse in Veranstaltungsräumen
auf einen speziellen Veranstaltungstyp zugeschnitten wie beispielsweise bei einer
Philharmonie, Opernsälen oder Hörsälen, sodass die akustischen Ergebnisse für abweichende
Veranstaltungstypen oftmals unbefriedigend sind. In gewissen Grenzen kann eine Anpassung
der raumakustischen Verhältnisse durch variable Absorberflächen, verstellbare Reflektoren
oder zusätzliche Hallkammern erfolgen, was jedoch einen hohen technischen und finanziellen
Aufwand erfordert.
[0004] Es sind daher elektroakustische Systeme entwickelt worden, mit denen zusätzliche
Reflexionen und Hall in verschiedene Raumbereiche eingespielt werden können. Eine
besondere Schwierigkeit besteht dann darin, eine Klang verfärbende Rückkopplung der
eingespielten Signale in Aufnahmemikrofone zu verhindern. Häufig geschieht dies durch
die Verwendung von Mikrofonen und Lautsprechern mit einer ausgeprägten Richtwirkung
und durch den Einsatz dynamischer Filter zur Unterdrückung von etwaigen Rückkopplungsfrequenzen.
Gleichzeitig ist aber für Systeme zur elektronischen Raumakustikbeeinflussung eine
homogene Aufnahme der Schallquellen im gesamten Bühnenbereich und von hoher Qualität
erforderlich. Dabei soll die Mikrofonanordnung bei unterschiedlichen Veranstaltungstypen
möglichst nicht verändert werden. Stark richtende Mikrofone zur Unterdrückung von
Rückkopplungen sind daher eher ungeeignet.
[0005] Zudem ist bei Opernaufführungen oder in Mehrzwecksälen die Bühnensituation sehr variabel,
wodurch sich die natürlichen raumakustischen Bedingungen auch im Verlaufe der Vorstellung
ändern können. Eine Umpositionierung von Aufnahmemikrofonen ist dann kaum möglich.
[0006] In jüngerer Zeit sind daher elektroakustische Systeme zur Verbesserung der Raumakustik
vorgeschlagen worden, die das Rückkopplungsproblem auf verschiedene Weise behandeln.
Aus der
US 5,109,419 ist beispielsweise ein elektroakustisches System bekannt, bei dem über Mikrofon aufgezeichnete
Klangsignale an eine Vielzahl von Hallgeneratoren geführt werden, die jeweils den
entsprechenden Signalen einen synthetischen Hall aufprägen. Diese Signale werden über
eine Vielzahl von Lautsprechern, welche in einem entsprechend ausgestatteten Saal
angeordnet sind, wiedergegeben. Die verschiedenen Hallgeneratoren erzeugen dabei eine
zufällige Verzögerungszeit und weisen jeweils nicht korrelierte Übertragungsfunktionen
auf. Die Lautsprecher werden derart angesteuert, dass benachbarte Lautsprecher nicht
von demselben Signal angesprochen werden. Dadurch, dass gemäß der
US 5,109,419 die Amplituden-und Zeitverzögerungen der einzelnen Signale sowie die verwendeten
Übertragungsfunktionen für die Hallgeneratoren zeitlich kontinuierlich und zufällig
verändert werden, kann so eine Rückkopplung vermindert werden. Derartig synthetisch
erzeugte zusätzliche Reflexionen bzw. Nachhall kann jedoch für einen Zuhörer unnatürlich
wirken. Die zufällig synthetisierte Nachhallerzeugung hat auch den Nachteil, dass
die speziellen Charakteristika des Raumes, in dem ein derartiges elektroakustisches
System eingesetzt wird, durch die Randomisierung und künstliche Erzeugung des Halls
nur unzureichend berücksichtigt werden.
[0007] Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und System zum
Verbessern einer wahrgenommenen Akustik eines Raumes zu schaffen, bei dem an möglichst
jedem Zuhörerplatz natürliche akustische Signale des Raumes mit elektroakustisch erzeugten
Signalen zeitsynchron ergänzt sind, ohne dass eine Klang verfärbend wahrnehmbare Rückkopplung
entsteht oder die zusätzlich erzeugten elektroakustischen Signale von einem Zuhörer
lokalisiert werden können.
[0008] Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Verbessern einer wahrgenommenen Akustik
eines Raumes mit den Verfahrensschritten des Patentanspruchs 1 gelöst. Ferner löst
ein erfindungsgemäßes Klangsystem mit den Merkmalen des Patentanspruchs 17 diese Aufgabe.
[0009] Demgemäß ist ein Verfahren mit den folgenden Verfahrensschritten vorgesehen:
- a) Aufnehmen mindestens eines Klangsignals über ein Aufnahmemittel in der Nähe mindestens
einer Klangquelle in dem Raum;
- b) Durchführen von jeweils einer Faltung des aufgenommenen Klangsignals mit jeweils
einer Impulsantwortfunktion zum Erzeugen von unterschiedlichen optimierten Klangsignalen,
wobei die jeweilige Impulsantwortfunktion aus einer Auswahl von vorgegebenen Impulsantwortfunktionen
für den Raum ausgewählt werden;
- c) Wiedergeben der optimierten Klangsignale über in dem Raum angeordnete Klangwiedergabemittel,
wobei jedem Klangwiedergabemittel ein unterschiedliches optimiertes Klangsignal zugeführt
wird, und wobei jeweils nach einem Umschaltzeitintervall die optimierten Klangsignale
den Wiedergabemitteln derart zugeführt werden, dass keinem der Wiedergabemittel in
direkt aufeinander folgenden Umschaltzeitintervallen dasselbe optimierte Klangsignal
zugeführt wird.
[0010] Entsprechend sieht das erfindungsgemäße Klangsystem für einen Raum, insbesondere
zur Durchführung dieses erfindungsgemäßen Verfahrens vor:
- a) mindestens ein Mikrofon zum Aufnehmen mindestens eines Klangsignals in der Nähe
einer Klangquelle;
- b) eine Faltungseinrichtung zum Falten des aufgenommenen Klangsignals mit vorgegebenen
Impulsantwortfunktionen zum Erzeugen von optimierten Klangsignalen;
- c) eine an die Faltungseinrichtung gekoppelte Umschalteinrichtung; und
- d) an die Umschalteinrichtung gekoppelte Lautsprecher zum Wiedergeben der optimierten
Klangsignale;
- e) wobei die Umschalteinrichtung jeweils nach einem Umschaltzeitintervall die optimierten
Klangsignale den Lautsprechern derart zuführt, dass keinem der Lautsprecher in direkt
aufeinander folgenden Umschaltzeitintervallen dasselbe optimierte Klangsignal zugeführt
wird.
[0011] Gemäß der Erfindung werden aus einem Klangsignal der entsprechenden Klangquelle in
dem Raum, wie beispielsweise Musik oder Sprache, mehrere optimierte Klangsignale durch
Faltung mit vorgegebenen Impulsantwortfunktionen erzeugt und diese über mehrere im
Raum verteilte Lautsprecher wiedergegeben. Erfindungsgemäß wird die Rückkopplungssicherheit
dadurch erzielt, dass die entsprechenden Abstrahlorte einem periodischen Wechsel in
Umschaltzeitintervallen unterliegen. Durch die Umschaltung der wiedergegebenen optimierten
Klangsignale ist es einem Zuhörer dann auch nicht möglich, den eingespielten Klang
zu lokalisieren. Vielmehr führt das erfindungsgemäße Verfahren zu einem besonders
angenehmen räumlichen Klangbild. Ferner müssen auch häufig gerade in der Nähe der
Bühne oder der Klangquelle zusätzliche Reflexionen oder Nachhall eingespielt werden,
um eine möglichst angenehme Raumakustik zu erzielen. Bei Systemen nach dem Stand der
Technik war dies meist problematisch, da dann leicht Rückkopplungen auftreten können.
Durch die Erfindung wird allerdings gerade auch die Einspielung von zusätzlichem Hall
in der Bühnennähe ermöglicht.
[0012] Bevorzugt werden mindestens drei unterschiedliche optimierte Klangsignale erzeugt,
und es sind mindestens drei Wiedergabemittel vorgesehen.
[0013] Vorzugsweise ist das Umschaltzeitintervall so kurz gewählt, dass zwischen einem jeweiligen
Wiedergabemittel und dem Aufnahmemittel keine Klang verfärbende Rückkopplung entsteht.
Als Klang verfärbend werden üblicherweise ungewünschte Pegelanhebungen begrenzter
Frequenzbereiche empfunden. Bereits in einem Vorstadium der eigentlichen Rückkopplung,
die beispielsweise zu einen deutlich wahrnehmbaren Pfeifen führen kann, sind derartige
Erhöhungen des Signalpegels selbst von lokalen Frequenzen störend. Erfindungsgemäß
wird solchen möglichen Klangverfärbungen durch das Umschalten begegnet.
[0014] Das Umschaltzeitintervall hängt vom Abstand zwischen dem entsprechenden Aufnahmemittel
oder Aufnahmemikrofon und den im Saal angeordneten Lautsprechern zur Wiedergabe der
optimierten Klangsignale ab. Ein bevorzugtes Umschaltzeitintervall liegt etwa in einem
Bereich zwischen 100ms und 500ms.
[0015] In einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Umschaltzeitintervall
zeitlich verändert. Dabei sind verschiedene Intervalldauern beispielsweise abhängig
von Art der Klangquelle und Veranstaltung einstellbar. Die Intervalldauer kann auch
zufällig gewählt werde, sodass die optimierten Klangsignale vollständig stochastisch
den Lautsprechern zugeführt werden.
[0016] In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird bei einem
Wechsel von einem ersten zu einem zweiten einem Wiedergabemittel zugeführten optimierten
Klangsignal das jeweilige erste in das jeweilige zweite optimierte Klangsignal weich
übergeblendet. Durch einen derartigen weichen Übergang entsteht ein besonders homogener
Klangteppich, der bei bestimmten Typen von Klangquellen als angenehm empfunden wird.
[0017] Die optimierten Klangsignale werden vorzugsweise in einer periodischen Reihenfolge
oder zufällig stochastich verteilt an die Wiedergabemittel geführt.
[0018] In einer Weiterbildung des Verfahrens wird im Schritt b) eine Anzahl optimierter
Klangsignale erzeugt, welche größer ist als die Anzahl der Wiedergabemittel. Dann
wird mindestens eines der erzeugten optimierten Klangsignale während eines jeweiligen
Umschaltintervalls nicht an ein Wiedergabemittel geführt. Bei dieser Alternative des
Verfahrens wird somit eines der optimierten Klangsignale nicht wiedergegeben, wodurch
eine gewisse Randomisierung der Wiedergabe aller optimierten Klangsignale erreicht
wird. Bevorzugterweise sind die vorgegebenen lmpulsantwortfunktionen untereinander
unkorreliert.
[0019] In einer Weiterbildung des Verfahrens können zur Bestimmung mindestens einer der
vorgegebenen Impulsantwortfunktionen die Schritte vorgesehen sein:
i) Messen einer Impulsantwortfunktion an einem Ort in dem Raum; und
ii) Entfernen oder Zufügen von Hallanteilen zu den gemessenen Impulsantwortfunktionen
zum Erzeugen einer entsprechenden vorgegebenen Impulsantwortfunktion.
iii) Abspeichern der gemessenen Impulsantwortfunktion und/oder erzeugten vorgegebenen
Impulsantwortfunktion.
[0020] Besonders bevorzugter Weise werden die vorgegebenen Impulsantwortfunktionen für mehrere
Orte in dem Raum erzeugt. Dadurch, dass zur Justierung oder Installation des erfindungsgemäßen
Verfahrens in dem entsprechenden Raum zunächst die natürlichen Impulsantwortfunktionen
gemessen werden, können zum Bestimmen der vorgegeben Impulsantwortfunktionen gewisse
Anteile zugefügt werden, um eine möglichst ideale Impulsantwortfunktion zu erreichen.
Durch die Verwendung von in dem Raum gemessenen Impulsantwortfunktionen und durch
die Faltung der von der Klangquelle aufgenommenen Klangsignale mit diesen modifizierten
originalen Impulsantwortfunktionen wird erfindungsgemäß ein besonders natürlicher
Klangeindruck erreicht.
[0021] Ferner können die vorgegebenen Impulsantwortfunktionen derart erzeugt werden, dass
frühe Reflexionsanteile in einer jeweiligen Impulsantwortfunktion im Wesentlichen
einer durch eine Mikrofonaufzeichnung gewonnenen Impulsantwort mit einem hohen Direktschallanteil
und starken frühen Reflexionen entsprechen. Somit werden natürliche Mikrofonaufzeichnungen
verwendet, um die in dem Raum gemessene originale Impulsantwortfunktion derart zu
verändern, dass zusätzliche den Direktschallanteil verstärkende frühe Reflexionen
wahrgenommen werden. Genauso werden die vorgegebenen Impulsantwortfunktionen bevorzugt
derart erzeugt, dass Nachhallanteile im Wesentlichen Mikrofonaufzeichnungen mit einem
hohen Diffusschall entsprechen. Es werden also bevorzugt möglichst natürlich erscheinende
Impulsantwortfunktionen zur Faltung verwendet, die aus Impulsantwortfunktionen des
Raumes bestehen und zusätzliche Anteile für Direktschall und Diffusschall aufweisen.
Genauso ist es möglich störende Anteile in einer gemessenen Impulsantwortfunktion
zu entfernen. Erfindungsgemäß werden daher zunächst die dem Raum entsprechenden realistischen
akustischen Eigenschaften ermittelt und nachbearbeitet bzw. "verbessert". In diesem
Fall werden also vorzugsweise nicht vollständig synthetisch erzeugte Hallsignale verwendet
sondern "natürlicher" Hall des Raumes aufbereitet.
[0022] In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die optimierten Klangsignale
beim Wiedergeben mit einer periodischen Pegeländerung beaufschlagt. Diese periodische
Pegeländerung mindert weiter die Gefahr von Rückkopplungen und erzeugt bei einem Zuhörer
ein verbessertes Raumempfinden. Bevorzugt ist dann die Zeitkonstante der periodischen
Pegeländerung in Abhängigkeit von einer Zeitkonstante für einen Rückkopplungsaufbau
in dem Raum gewählt.
[0023] In noch einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die optimierten
Klangsignale derart verzögert, dass die wiedergegebenen optimierten Klangsignale und
die Klangsignale der Klangquelle an mindestens einem Ort des Raumes im Wesentlichen
gleichzeitig eintreffen und vorzugsweise die Klangsignale der Klangquelle früher eintreffen.
[0024] Außerdem werden, falls mehrere Klangquellen vorliegen, die optimierten Klangsignale
derart verzögert, dass ein Direktschall der Klangquellen an jedem Ort des Raumes immer
zeitlich vor einem Reflexionsanteil eines wiedergegebenen optimierten Klangsignals
eintrifft.
[0025] In einer anderen bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens werden mehrere Einzelklangsignale
der Klangquelle über mehrere Aufnahmemittel aufgenommen und die entsprechenden Einzelklangsignale
zu einem aufgenommenen Klangsignal zur Weiterverarbeitung miteinander gemischt. Dabei
werden die Einzelklangsignale in Abhängigkeit von den Positionen der Aufnahmemittel
verzögert. Durch Einsatz mehrerer Aufnahmemittel bzw. Mikrofone in Bühnennähe lässt
sich ein besonders homogener Klang erreichen, wobei ferner die Laufzeitunterschiede
zwischen Mikrofon und der Klangquelle berücksichtigt werden.
[0026] Es ist ferner von Vorteil, wenn die Einzelklangsignale oder die aufgenommenen Klangsignale
zum Reduzieren von höher frequenten Anteilen gefiltert werden. Durch die Filterung
kann die Absorptionseigenschaft des Übertragungsmediums für den Schall in dem Raum
simuliert und berücksichtigt werden.
[0027] Die vorgegebenen Impulsantwortfunktionen, zum Beispiel auf einer realistischen Ermittlung
Basierende, sind in dem erfindungsgemäßen Klangsystem vorzugsweise in einem an die
Faltungseinrichtung gekoppelten Speicher gespeichert. Es ist ferner vorzugsweise der
Umschalteinrichtung eine Pegelanpasseinrichtung zum periodischen Ändern der Pegel
der optimierten Klangsignale nachgeschaltet und/oder eine Verzögerungseinrichtung
zum Verzögern der optimierten Klangsignale vorgesehen.
[0028] Die Lautsprecher in dem Raum sind vorteilhaft derart angeordnet, dass vorzugsweise
mindestens drei Lautsprecher an einem jeweiligen Ort von einem Zuhörer in dem Raum
wahrnehmbar sind. Mittels dreier Lautsprecher ist bereits durch die erfindungsgemäßen
elektroakustischen Maßnahmen eine Verbesserung der Klangeigenschaften möglich. Wahrnehmbar
bedeutet in diesem Fall nicht zwingend, dass eine Verstärkung des originären Klangsignals
der Klangquelle vorgenommen wird und ein Zuhörer die entsprechend eingespielten Signale
hört, sondern, dass die Klangverbesserung bzw. die Verbesserung der Akustik des Raumes
wahrnehmbar ist.
[0029] Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klangsystems sieht
mehrere Signalzweige mit jeweils mindestens einem aufgenommenen Klangsignal, einer
Faltungseinrichtung, einer Umschalteinrichtung und einer Gruppe von Lautsprechern
vor, wobei die entsprechenden vorgegebenen Impulsantwortfunktionen in Abhängigkeit
von den Positionen der Lautsprecher gewählt sind.
[0030] Die Erfindung umfasst ferner einen Veranstaltungssaal, der mit einem erfindungsgemäßen
Klangsystem ausgestattet ist.
[0031] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand
der Unteransprüche sowie der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele. Im Folgenden
wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Figuren
näher erläutert. Es zeigt dabei:
- Fig.1:
- eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Klangsystems in einem Konzertsaal;
- Fig. 2:
- ein Beispiel einer vorgegebenen Impulsantwortfunktion;
- Fig. 3:
- eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Klangsystems;
- Fig. 4:
- eine Darstellung von Gewichtungsfunktionen zur Pegelabsenkung; und
- Fig. 5:
- eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Klangsystems.
[0032] In den Figuren sind, sofern nichts anderes angegeben ist, gleiche bzw. funktionsgleiche
Elemente mit denselben Bezugszeichen versehen worden.
[0033] Die Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Klangsystem 1 für einen Raum 2, beispielsweise
einen Konzert- oder Veranstaltungssaal. In dem Saal 2 ist ein Bühnenbereich 3 vorgesehen,
der hier schematisch als Klangquelle dient. In der Nähe der Klangquelle 3 wird über
ein Mikrofon 4 ein Klangsignal E1(t) aufgenommen. Das aufgenommene Klangsignal E1(t)
wird einer Faltungseinrichtung 5 zugeführt, die beispielsweise als digitaler Signalprozessor
oder PC ausgeführt sein kann. Die Faltungseinrichtung 5 ist an einen Speicher 6 gekoppelt,
der vorgegebene Impulsantwortfunktionen abgespeichert vorhält. Die Faltungseinrichtung
5 führt in dem hier dargestellten Beispiel vorzugsweise drei Faltungen an dem aufgenommenen
Klangsignal E1(t) mit jeweils einer Impulsantwortfunktion gi(t) durch und erzeugt
so drei optimierte Klangsignale L1(t), L2(t), L3(t):

[0034] Die drei optimierten Klangsignale L1, L2, L3 werden einer Umschalteinrichtung 7 zugeführt,
welche an die Faltungseinrichtung 5 gekoppelt ist.
[0035] Die Umschalteinrichtung weist einen ersten, zweiten und dritten Eingang 8, 9 und
10 auf und drei Ausgänge 11, 12 und 13. Die Umschalteinrichtung 7 schaltet die optimierten
Klangsignale L1, L2, L3 derart an ihre Ausgänge 11, 12 und 13 durch, dass beispielsweise
während eines ersten Umschaltzeitintervalls der Länge Δt das Signal L1 als Lautsprechersignal
N1 an dem ersten Ausgang 11 abgreifbar ist, das zweite optimierte Klangsignal L2 an
dem zweiten Ausgang 12 als zweites Lautsprechersignal N2 abgreifbar ist und das dritte
optimierte Klangsignal L3 an dem dritten Ausgang 13 als drittes Lautsprechersignal
N3 abgreifbar ist. In einem zweiten oder darauffolgenden Umschaltzeitintervall wird
dann L1 an den Ausgang 12, L2 an den Ausgang 13 und L3 an den Ausgang 11 geführt.
In einem dritten Umschaltintervall könnte dann eine Zuordnung L1 auf Ausgang 13, L2
auf Ausgang 11 und L3 auf Ausgang 12 folgen. Die entsprechenden Lautsprechersignale
N1, N2, N3 werden Lautsprechern 14, 15 und 16 zugeführt, welche in dem Konzertsaal
2 angeordnet sind und die entsprechenden Signale wiedergeben.
[0036] Ein Zuhörer in dem Raum 2, beispielsweise am Ort 17, nimmt einerseits den direkten
Schall von der Bühne 3 wahr und andererseits Hallanteile, welche durch das erfindungsgemäße
System 1 durch die Lautsprecher 14, 15, 16 abgegeben werden. Der subjektive Klangeindruck
für einen Zuhörer ergibt sich dabei im Wesentlichen aus den originalen akustischen
Eigenschaften des Raumes 2 und den vorgegebenen Impulsantworten, mit denen das aufgezeichnete
Signal E1(t) gefaltet wird.
[0037] Allgemein lässt sich die Akustik eines Raumes mittels seiner Impulsantwort- oder
seiner entsprechenden Übertragungsfunktionen charakterisieren. Die entsprechende Impulsantwortfunktion
bezeichnet den Schalldruckverlauf an einem bestimmten Ort des Raumes als Funktion
der Zeit, wenn an einem anderen Ort im Raum eine deltaförmige akustische Welle ausgesandt
wird.
[0038] Eine beispielhafte Impulsantwort gi(t) ist in der Fig. 2 dargestellt. Zum Zeitpunkt
0 wird ein kurzer Impuls, beispielsweise ein Schuss oder Händeklatschen, verursacht
und der entsprechende Schalldruck oder die Energiedichte des Schallsignals an anderer
Stelle aufgezeichnet. Die durchgezogene Kurve A1 kann beispielsweise der Impulsantwortfunktion
des in Fig. 1 dargestellten Raumes 2 für einen ausgesendeten Impuls auf der Bühne
3 und dem empfangenen Schalldruck an der Position 20 entsprechen.
[0039] Die ersten frühen Anteile entsprechen dabei einem Direktschall DS, der sich ohne
Umwege über Reflexionen an etwaigen Oberflächen zu dem Empfänger bzw. Zuhörer ausbreitet.
Als frühe Reflexionen, die maßgeblich die wahrgenommene Klarheit und Deutlichkeit
der Klangsignale beeinflussen, werden üblicherweise die in einem Bereich bis zu etwa
80ms nach dem Direktschall DS vorliegenden Anteile der Impulsantwortfunktion gi(t)
bezeichnet. Hallanteile bei größeren Zeiten werden als Diffusschall DF wahrgenommen.
Als besonders angenehm werden in der Regel Räume empfunden, die eine Impulsantwortfunktion
aufweisen, die in etwa einem "Tannenbaum" entspricht, und eine Einhüllende, wie beispielsweise
die Kurve A2 aufweisen. Die vorgegebenen und abgespeicherten Impulsantwortfunktionen,
welche in der Faltungseinrichtung 5 verwendet werden, können nun so erzeugt werden,
dass für einen harmonischen Klangeindruck fehlende Hallanteile, beispielsweise die
gestrichelte Linie A3 in der Fig. 2, der gemessenen Impulsantwortfunktion zugefügt
werden. Dies kann zum Beispiel durch Aufzeichnen von Impulsantwortfunktionen in Räumen
mit besonders guter Akustik erfolgen und anschließendem Einfügen derartiger Hallanteile
in eine gemessene Impulsantwort des zu verbessernden Raumes. Ebenso können störende
Anteile in einer gemessenen Impulsantwortfunktion entfernt werden und die derart erzeugte
vorgegebenen Impulsantwortfunktionen als Grundlage für die Faltung in der Faltungseinrichtung
5 verwendet werden.
[0040] Allgemein kann durch Falten eines Klangsignals eines ersten Raumes mit der Impulsantwort
eines zweiten Raumes den Klangsignalen die Klangcharakteristik des zweiten Raumes
aufgeprägt werden. Die Faltung erfolgt dabei wie in der Gleichung (1) beschrieben
ist. Wird ein derartig gefaltetes Signal jedoch ohne weitere Bearbeitung in dem zweiten
Raum, hier beispielsweise in dem Saal 2, wiedergegeben, können Rückkopplungen entstehen,
und ein Zuhörer würde außerdem den zusätzlich eingespielten Hall über die Lautsprecher
lokalisieren können, was in der Regel als störend empfunden würde.
[0041] Erfindungsgemäß werden daher durch die Umschalteinrichtung 7 die gefalteten bzw.
optimierten Signale L1, L2, L3 durchgetauscht. Als vorgegebene Impulsantwortfunktionen
zur Faltung, kommen beispielsweise in dem Saal aufgezeichnete Impulsantwortfunktionen
an besonders günstigen Hörerpositionen in Frage, wie beispielsweise in dem ersten
Drittel eines bestuhlten Konzertsaals. Dann können an benachbarten Positionen 17,
18, 19, 20 in dem Saal 2 die Impulsantworten aufgezeichnet werden und in modifizierter
bzw. um Hallanteile ergänzter Form als vorgegebene Impulsantwortfunktion für die Faltung
verwendet werden. Es sind auch weitere Verbesserungen durch Hinzufügen oder Entfernen
bestimmter Hallanteile dieser Impulsantwortfunktionen möglich.
[0042] Insgesamt wird erfindungsgemäß eine besonders angenehm empfundene Impulsantwortfunktion
verwendet. Durch das Abspeichern derartiger vorgegebener Impulsantwortfunktionen kann
das erfindungsgemäße Klangsystem auch einfach an räumliche Veränderungen in dem Konzertsaal
2 angepasst werden. Entsprechende vorgegebene Impulsantwortfunktionen zur Verwendung
bei Sprachveranstaltungen, Kammermusik, Orchestermusik oder Vortragsveranstaltungen
können so flexibel vorgehalten werden. Auch auf räumliche Änderungen durch Einziehen
von Trennwänden kann das erfindungsgemäße Klangsystem reagieren.
[0043] Die Fig. 3 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Klangsystems
100. Es ist ein Mikrofon 4 zur Aufnahme eines Klangsignals E1 vorgesehen, welches
einer Faltungseinrichtung 5 zugeführt ist. Die Faltungseinrichtung 5 führt Faltungen
von in dem angekoppelten Speicher abgelegten Impulsantwortfunktionen mit dem aufgenommenen
Aufnahmesignal E1 durch. Die sechs entsprechenden Faltungssignale L1, L2, L3, L4,
L5, L6 werden den sechs Eingängen 21-26 einer Umschalteinrichtung 7 zugeführt.
[0044] Die Umschalteinrichtung 7 weist vier Ausgänge 27, 28, 29, 30 auf, an denen vier Faltungssignale
M1, M2, M3, M4 abgreifbar sind. Die Umschalteinrichtung 7 schaltet beispielsweise
in stochastischem Wechsel die Faltungssignale L1-L6 an die Ausgänge 27-30 durch. Dabei
werden jeweils über ein jeweiliges Umschaltzeitintervall Δt zwei der optimierten Klangsignale
N1-N6 nicht durchgeschaltet. Dabei wird vorzugsweise periodisch mit einer Periodendauer
von etwa 200ms bis 500ms die Zuordnung der an den Eingängen der Umschalteinrichtung
anliegenden Signale L1-L6 auf die an den Ausgängen 27, 28, 29, 30 der Umschalteinrichtung
7 abgreifbaren Signale M1, M2, M3, M4 nach einem vorgegebenen Algorithmus geändert.
In dem hier betrachteten Ausführungsbeispiel werden beispielsweise jeweils zwei (bei
aufeinander folgenden Umschaltzeitintervallen unterschiedliche Signale L1-L6) ausgeblendet.
An benachbarten Ausgängen 27, 28, 29, 30 der Umschalteinrichtung 7 liegen daher einerseits
niemals Signale an, die mittels einer Faltung mit derselben Impulsantwortfunktion
erzeugt wurden, und andererseits unterscheidet sich die Zuordnung der Signale auf
die Ausgänge 27, 28, 29, 30 in aufeinander folgenden Umschaltzeitintervallen. Zwei
der Signale L1-L6 werden hier zudem ausgeblendet, wobei jeweils andere Signale in
aufeinander folgenden Umschaltzeitintervallen ausgeblendet werden. Nur beispielhaft
sei eine zufällige Auswahl der nicht durchzuschaltenden bzw. auszublendenden Signale
für jedes Umschaltzeitintervall genannt.
[0045] Die entsprechenden Faltungssignale M1-M4 sind an Eingänge 31, 32, 33, 34 einer Pegelanpasseinrichtung
35 gekoppelt. Diese dynamische Pegelanpasseinrichtung 35 liefert an ihren Ausgängen
36-39 gewichtete Faltungssignale N1, N2, N3, N4. Die Pegelanpasseinrichtung 35 senkt
periodisch die jeweiligen Faltungssignale M1-M4 zu den pegelangepassten Faltungssignalen
N1-N4 ab. Dies kann beispielsweise durch einen zeitabhängigen Gewichtungsfaktor wi(t)
geschehen:

[0046] In der Fig. 4 sind beispielhaft Gewichtungsfaktoren w1, w2, w3, w4 in Abhängigkeit
der Zeit t dargestellt. Dabei ist die jeweilige periodische Pegelabsenkung durch die
Gewichtungsfaktoren wi(t) zeitlich derart eingestellt, dass eine entsprechende Zeitkonstante
für die Absenkung des jeweiligen Pegels so gewählt ist, dass sie im Wesentlichen einer
Zeitkonstante für eine in dem Raum sich aufbauende Rückkopplung entspricht. Vorzugsweise
ist die Periodizität der Pegelabsenkungen von Δτ≠Δt also gegenüber der Umschaltzeitintervalle
unterschiedlich gewählt. Lediglich die Größenordnungen der Zeitkonstanten für die
Pegelabsenkung und der Umschaltzeitintervalle sind ähnlich. Alternativ lassen sich
auch stochastische oder zufällige Pegelabsenkungen den Faltungssignalen M1, M2, M3,
M4 aufprägen. Die dynamisch pegelabgesenkten Faltungssignalen N1, N2, N3, N4 sind
schließlich einer Verzögerungseinrichtung 40 zugeführt, in der die pegelangepassten
Faltungssignale N1, N2, N3, N4 jeweils Verzögerungen unterzogen werden und als Lautsprechersignale
01, 02, 03, 04, 05 an Verstärkereinrichtungen 41, 42, 43, 44, 45 geführt werden. An
die Verstärkereinrichtung 41-45 sind schließlich die in dem entsprechenden Raum bzw.
Konzertsaal angeordneten Lautsprecher 46-55 angeschlossen. Die Lautsprechersignale
01-05 werden in der Verzögerungseinrichtung 40 beispielsweise als Superpositionen
der pegelangepassten Faltungssignale N1, N2, N3, N4 erzeugt:

wobei i = 1, ...5 und j = 1, ...4 läuft. Dabei sind die jeweiligen Verzögerungszeiten
Δtij an die Position der jeweiligen Lautsprecher 46-55 angepasst, denen das jeweilige
Lautsprechersignal zugeführt ist. Ferner können die einzelnen pegelangepassten Faltungssignale
N1, N2, N3, N4 auch mit einem Gewichtungsfaktor aij versehen werden. In der Regel
genügt es, eine Überlagerung der pegelangepassten Faltungssignale N1-N4 direkt am
Zuhörerort durch die Wiedergabe per Lautsprecher 46-55 zu erreichen. In diesem Fall
dient die Verzögerungseinrichtung lediglich der Verzögerung der Faltungssignale N1-N4.
Eine zusätzliche Superposition gemäß der Gleichung (3) kann jedoch vorteilhaft sein,
wenn an bestimmten Zuhörerplätzen wiedergegebene Lautsprechersignale wahrnehmbar sind,
die von verschiedenen Zweigen eines erweiterten Klangsystems erzeugt werden. Eine
entsprechende Weiterbildung mit drei Zweigen ist im Folgenden in de Figur 5 näher
erläutert.
[0047] Die Lautsprechersignale 01-05 sind dann jeweils so angepasst, dass an praktisch jedem
Zuhörerplatz des Saales ein Direktschallsignal, welches sich über das Übertragungsmedium
(Luft) in dem Saal von der Klangquelle ausbreitet, immer vor dem durch das Klangsignal
erzeugte zusätzliche Klangsignal eintrifft. Die Lautsprecher sind dann bevorzugt so
angeordnet, dass ein Hörerplatz von jeweils mindestens drei Lautsprechern bzw. eingespielten
Echosignalen bedient wird.
[0048] Das beschriebene Klangsystem, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren betrieben
wird, weist einerseits eine sehr hohe Rückkopplungssicherheit durch die Zeit- und
Richtungsvarianz der eingespielten Signale über die Lautsprecher auf. Andererseits
ist es einem Zuhörer nicht möglich, die eingespielten Signale direkt zu lokalisieren,
da durch den periodischen oder auch stochastischen Wechsel, der den Lautsprechern
zugeführten Klangsignale 01-05 nach einem jeweiligen Umschaltzeitintervall, das beispielsweise
100-500 ms dauern kann, sich die Schalleinstrahlung lokal verändert. Dadurch wirkt
das Klangbild natürlich und lebendig. Durch diese Zeit- und Richtungsvarianz wird
bei einem Zuhörer so psychoakustisch eine Aufmerksamkeitserhöhung erreicht, wie es
auch durch beispielsweise die Richtwechsel des Schalls infolge einer Bewegung eines
Musikers beim Spielen des jeweiligen Instrumentes geschieht. Somit wird selbst ohne
eine Pegelerhöhung der zusätzlich durch das erfindungsgemäße Klangsystem eingespielten
akustischen Signale das Zuhörerempfinden verbessert. Durch die zeitliche und räumliche
Varianz der zusätzlich eingespielten Klangsignale werden die so erzeugten wahrgenommen
Reflexionen auffälliger. Daher ist nur ein verhältnismäßig niedriger Pegel der eingespielten
Signale erforderlich.
[0049] Durch die Verwendung von im Wesentlichen realen Impulsantworten, deren Feinstrukturen
"verbessert" werden und so dem Klangbild oder der wahrgenommenen Akustik eines realen
Raumes mit einer besonders angenehmen Akustik entsprechen, entsteht in dem mit einem
erfindungsgemäßen System ausgestatteten Veranstaltungsraum ein Gesamtschallfeld aus
der Überlagerung des natürlichen Raumklangs und den hinzugefügten Faltungssignalen
und einer Rückwirkung dieser Einspielung über die Lautsprecher auf die Mikrofoneingänge
des Systems, ohne dass störende Rückkopplungen auftreten können. Somit kann durch
das erfindungsgemäße Klangsystem der natürlichen Akustik eines Raumes mit unbefriedigend
wahrgenommener Akustik zusätzlicher natürlich klingender Hall zugefügt werden, um
ein günstiges Klangbild entstehen zu lassen. Die wahrgenommene Akustik des Raumes
lässt sich durch unterschiedlich vorgegebene Impulsantwortfunktionen vielseitig anpassen,
beispielsweise für Sprachveranstaltungen, Orchestermusik, Kammermusik oder Solostimmen.
[0050] In den Figuren 5A und 5B ist eine Weiterbildung des erfindungsgemäßen Klangsystems
dargestellt. Im Wesentlichen weist die Weiterbildung 101 drei Zweige mit jeweils einer
Faltungseinrichtung 5, 105, 205, einer Umschalteinrichtung 7, 107, 207, einer dynamischen
Pegelanpasseinrichtung 35, 135, 235 und eine Entzerrungseinrichtung 40, 140, 240 auf.
An die Faltungseinrichtungen 5, 105, 205 sind jeweils Speicher 6, 106, 206 gekoppelt
in denen vorgegebene Impuls-Antwort-Funktionen abgespeichert vorliegen. An die Entzerrungseinrichtungen
40, 140, 240 sind jeweils Lautsprechergruppen 146, 147, 148 über Verstärker 141, 142,
143 angeschlossen. Im Wesentlichen arbeiten die Zweige nach dem erfindungsgemäßen
Verfahren, wie es zu der Fig. 3 beschrieben wurde.
[0051] Die den Faltungseinrichtungen 5, 105, 205 zugeführten Klangsignale G(t), H(t), K(t)
werden von einer Mischereinrichtung 102 bereitgestellt, an die verzögerte und gegebenenfalls
gefilterte von Mikrofonen 303, 304, 305, 306 aufgenommene Klangsignale F1, F2, F3
zugeführt sind.
[0052] Die Mikrofone 303, 304, 305, 306 sind in der Nähe einer Bühne 3, auf der eine oder
mehrere Klangquellen vorliegen, angeordnet. Beim Einsatz des erfindungsgemäßen Klangsystems
in einem beispielsweise 5000m
3 großen Mehrzwecksaal, der für konventionelle akustische verstärkte Veranstaltungen
als auch für Sprechtheater oder Orchesterkonzerte verwendet werden soll, ist eine
Anordnung der Mikrofone 303, 304, 305, 306 in einem Abstand von ca. 2m vor der Bühne
und einer Höhe von 5m über dem Bühnenniveau günstig. Beispielsweise können diese Mikrofone
303, 304, 305 als hochwertige Studiokondensatormikrofone mit einer Richtcharakteristik
"breite Niere" ausgeführt sein. So können meist alle Schallquellen im Bühnenbereich
gut erfasst werden.
[0053] Die so erfassten Klangsignale E1, E2, E3, E4 werden in einem Verstärker 307 vorverstärkt
und dann als verstärkte Klangsignale F1, F2, F3, F4 der Mischereinrichtung 102 zugeführt.
Die Mischereinrichtung 102 verzögert und mischt die entsprechenden vorverstärkten
Klangsignale F1, F2, F3, F4. Die Signalbearbeitung geschieht ähnlich, wie es beispielsweise
bereits in der Gleichung (3) dargestellt ist, wobei die Oi(t) den Signalen G(t), H(t)
und K(t) entspricht und Nj(t) den vorverstärkten Klangsignalen Fj(t) entspricht. Die
den Faltungseinrichtungen 5, 105, 205 zugeführten Klangsignalen G(t), H(t), K(t) weisen
somit Anteile aller von den vier Mikrofonen 303, 304, 305, 306 empfangenen Signale
E1, E2, E3, E4 auf, wobei Signalanteile von entfernteren Mikrofonen 303, 304, 305,
306 in Abhängigkeit von der Schalllaufzeit zwischen Mikrofon und den an den jeweiligen
Zweig gekoppelten Lautsprechern 146, 147, 148 berücksichtigt werden. Ist beispielsweise
eine Lautsprechergruppe 146 des ersten Zweiges 100 in einem hinteren rechten Bereich
des Raumes vorgesehen, werden in dem Mischer und Verzögerer 102 Signale der Mikrofone
205, 206 stärker verzögert als die Signale der Mikrofone 203, 204, welche in der Nähe
des rechten Bühnebereichs angeordnet sind. Entsprechend werden dann die aufgenommenen
Klangsignale der Mikrofone 303, 304, 305, 306 für in der Mitte des Raumes angeordnete
Lautsprecher 147 etwa gleich stark verzögert.
[0054] Die Mischereinrichtung 102 kann beispielsweise als digitaler Signalprozessor ausgeführt
werden, dem die vorverstärkten Signale F1, F2, F3, F4 in digitalisierter Form (beispielsweise
über einen hochauflösenden Analog-Digital-Wandler, der hier nicht dargestellt ist)
zugeführt werden. Die weitere Verarbeitung der Zweigsignale G(t), H(t), K(t) kann
dann beispielsweise mittels eines üblichen Personalcomputers erfolgen, dem die Signale
über einen Digitaleingang einer Soundkarte eingekoppelt werden. Die heutige Computertechnik
ermöglicht es, beispielsweise mit mehreren vernetzten Rechnern, praktisch in Echtzeit
parallel die drei mal sechs verschiedenen Impulsantwortfunktionen mit den Signalen
G(t), H(t), K(t) zu falten und wieder an einen DSP in periodischem Wechsel auszugeben.
Die Aufgaben der Faltungseinrichtung 5, 105, 205 und der Umschalteinrichtung 7, 107,
207 können daher von einem besonders leistungsfähigen PC oder mehreren vernetzten
PCs übernommen werden.
[0055] Der entsprechende nachgekoppelte digitale Signalprozessor (DSP) übernimmt die Aufgaben
der dynamischen Pegelanpassung in den Pegelanpasseinrichtungen 35, 135, 235 und die
Aufgaben der Verzögerungs- und Entzerrungsvorrichtungen 40, 140, 240. Letztere führen
weiter die Signalqualität erhöhende Filterungen oder Entzerrungen durch, um die Übertragungsfunktion
der Lautsprecher zu kompensieren. Die entsprechenden Ausgangssignale 01-05, T1-T5
und X1-X5 werden digital analog gewandelt (beispielsweise mit einem üblichen DA-Wandler,
der hier nicht dargestellt sind) und den Verstärkern 141, 142, 143 zugeführt.
[0056] Die Verstärker speisen jeweils zwei bis drei Lautsprecher an ihren Ausgängen, welche
regelmäßig im Decken- und Wandbereich des Saales verteilt eingepasst sind. In bestimmten
Fällen werden Lautsprecher auch unterhalb von Podien oder Tribünen angeordnet. Dabei
soll die Dichte des Lautsprechernetzes so gewählt sein, dass jeder Zuhörerplatz von
3-4 Lautsprechern versorgt wird.
[0057] Die vorliegende Erfindung schafft also ein Verfahren und ein Klangsystem zur Verbesserung
von einer wahrgenommenen Akustik eines Raumes, welches mittels elektroakustischer
Beeinflussung ein natürliches und lebendiges Klangbild auf der Basis von reell ermittelten
Raumeigenschaften ermöglicht. Durch die Faltung mit vorgegebenen Impulsantwortfunktionen,
die aus gemessenen Impulsantwortfunktionen von möglichst idealen Räumen konstruiert
sind, wird ein besonders angenehmer Raumklang erzielt. Durch die Veränderung der Einkopplungsrichtung
der eingespielten zusätzlichen optimierten Klangsignale durch das Umschalten in den
Umschaltvorrichtungen wird eine ungewünschte Lokalisierung der zusätzlichen Signale
durch einen Zuhörer vermieden und eine besonders hohe Rückkopplungssicherheit erreicht.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren und System lassen sich die raumakustischen Eigenschaften
von Veranstaltungsräumen erheblich verbessern.
[0058] Obwohl die vorliegende Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen beschrieben
wurde, ist sie nicht darauf beschränkt, sondern auf vielfältige Weise modifizierbar.
Die Anzahl der parallel geführten Faltungssignale kann beliebig verändert werden.
Der Einsatz der Erfindung ist nicht auf geschlossene Räume beschränkt, sondern ein
entsprechendes Klangsystem eignet sich ebenfalls zur Verbesserung der raumakustischen
Wahrnehmung von offenen oder halboffenen Veranstaltungsstätten. Ferner lassen sich
auch synthetisierte Impuls-Antwort-Funktionen als vorgegebene Impulsantwortfunktionen
verwenden. Die in den Figuren dargestellten Signalverläufe sind lediglich beispielhaft
zur Erläuterung zu verstehen. Größenangaben, zum Beispiel des Volumens der zu beschallenden
Räume oder Mikrofonabstände, zu sind ebenfalls nur beispielhaft zu verstehen und praktisch
beliebig veränder- oder skalierbar.
Bezugszeichenliste
[0059]
- 1
- Klangsystem
- 2
- Veranstaltungssaal
- 3
- Bühne
- 4
- Mikrofon
- 5
- Faltungseinrichtung
- 6
- Speicher
- 7
- Umschalteinrichtung
- 8, 9, 10
- Eingang
- 11, 12, 13
- Ausgang
- 14, 15, 16
- Lautsprecher
- 17 - 20
- Zuhörerposition
- 21 - 26
- Eingang
- 28 - 30
- Ausgang
- 31 - 34
- Eingang
- 35 - 39
- Ausgang
- 40
- Entzerrungseinrichtung
- 41 - 45
- Verstärker
- 46 - 55
- Lautsprecher
- 100
- Klangsystem
- 101
- Klangsystem
- 102
- Mischer
- 105
- Faltungseinrichtung
- 106
- Speicher
- 107
- Umschalteinrichtung
- 135
- Pegelanpassungseinrichtung
- 140
- Verzögerungseinrichtung
- 141, 142, 143.
- Verstärker
- 146, 147, 148
- Lautsprechergruppe
- 205
- Faltungseinrichtung
- 206
- Speicher
- 207
- Umschalteinrichtung
- 235
- Pegelanpassungseinrichtung
- 240
- Verzögerungseinrichtung
- 303-306
- Mikrofon
- 307
- Verstärker
- A1
- Impulsantwortfunktion
- A2
- Einhüllende
- A3
- Schallanteil
- DS
- Direktschall
- DF
- Diffusschall
- E1-E4
- Mikrofonsignal
- F1-F4
- vorverstärktes Signal
- G, H, K
- aufgenommenes Klangsignal
- L1-L5,P1-P6
- Faltungssignal
- U1-U6
- Faltungssignal
- M1-M4, Q1-Q4
- geschaltetes Faltungssignal
- V1-V4
- geschaltetes Faltungssignal
- N1-N4, R1-R4
- pegelangepasstes Signal
- Y1-Y4
- pegelangepasstes Signal
- O1-O5, T1-T5
- Lautsprechersignal
- X1-X5
- Lautsprechersignal
- Δt
- Umschaltzeitintervall
- w1-w4
- Gewichtungsfunktion
1. Verfahren zum Verbessern einer wahrgenommenen Akustik eines Raumes (1) mit den Verfahrensschritten:
a) Aufnehmen mindestens eines Klangsignals (E1(t)) über ein Aufnahmemittel (4) in
der Nähe mindestens einer Klangquelle (3) in dem Raum (1);
b) Durchführen von jeweils einer Faltung des aufgenommenen Klangsignals (E1(t)) mit
jeweils einer Impulsantwortfunktion (gi(t)) zum Erzeugen von unterschiedlichen optimierten
Klangsignalen (L1(t), L2(t), L3(t)), wobei die jeweilige Impulsantwortfunktion aus
einer Auswahl von vorgegebenen Impulsantwortfunktionen für den Raum (1) ausgewählt
werden;
c) Wiedergabe der optimierten Klangsignale (N1, N2, N3) über in dem Raum (1) angeordnete
Klangwiedergabemittel (14, 15, 16), wobei jedem Klangwiedergabemittel (14, 15, 16)
ein unterschiedliches optimiertes Klangsignal (N1, N2, N3) zugeführt wird, und wobei
jeweils nach einem vorbestimmten Umschaltzeitintervall (Δt) die optimierten Klangsignale
(N1, N2, N3) den Wiedergabemitteln (14, 14, 16) derart zugeführt werden, dass keinem
der Wiedergabemittel (14, 15, 16) in direkt aufeinander folgenden Umschaltzeitintervallen
(Δt) dasselbe optimierte Klangsignal (N1, N2, N3) zugeführt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens drei unterschiedliche optimierte Klangsignale (L1, L2, L3) erzeugt werden
und mindestens drei Wiedergabemittel (14, 15, 16) vorgesehen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Schritt c) das Umschaltzeitintervall (Δt) so kurz und vorzugsweise in einem Bereich
von etwa 100-500ms gewählt ist, dass zwischen einem Wiedergabemittel (14, 15, 16)
und dem Aufnahmemittel (4) eine Klang verfärbende Rückkopplung ausgeschlossen ist.
4. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Schritt c) bei einem Wechsel von einem ersten zu einem zweiten, einem Wiedergabemittel
(14, 15, 16) zugeführten optimierten Klangsignal (N1, N2, N3) das jeweils erste in
das jeweils zweite optimierte Klangsignal (N1, N2, N3) weich übergeblendet wird.
5. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die optimierten Klangsignale (N1, N2, N3) in einer periodischen Reihenfolge oder
zufällig stochastisch verteilt an die Wiedergabemittel (14, 15, 16) geführt werden.
6. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Umschaltzeitintervall (Δt) zeitlich verändert wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Schritt b) eine Anzahl optimierter Klangsignale (L1-L6) erzeugt wird, welche größer
ist als die Anzahl der Wiedergabemittel (14, 15, 16), und dass im Schritt c) während
eines Umschaltintervalls (Δt) mindestens eines der erzeugten optimierten Klangsignale
(L1-L6) nicht an ein Wiedergabemittel 14, 15, 16) geführt wird.
8. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die vorgegebenen Impulsantwortfunktionen (gi(t)) untereinander unkorreliert sind.
9. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren zum Bestimmen mindestens einer der vorgegebenen Impulsantwortfunktionen
(gi(t)) den Schritt aufweist:
i) Messen einer Impulsantwortfunktion (gi(t)) an einem Ort (17) in dem Raum (2).
10. Verfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
dass die gemessene Impulsantwortfunktion (gi(t)) abgespeichert wird.
11. Verfahren nach Anspruch 9 oder 10,
dadurch gekennzeichnet,
dass ferner ein Schritt vorgesehen ist:
ii) Entfernen oder Zufügen von Hallanteilen (A3) zu der gemessenen Impulsantwortfunktion
(gi(t)) zum Erzeugen einer entsprechenden vorgegebenen Tmpulsantwortfunktion.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 9 - 11,
dadurch gekennzeichnet,
dass die vorgegebenen Impulsantwortfunktionen (gi(t)) durch Messen von Impulsantwortfünktionen
an mehreren Orten (17-20) in dem Raum (2) erzeugt werden.
13. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekenntzeichnet,
dass die vorgegebenen Impulsantwortfunktionen (gi(t)) derart erzeugt werden, dass frühe
Reflexionsanteile im Wesentlichen Mikrofonaufzeichnungen mit einem hohen Direktschallanteil
(DS) entsprechen.
14. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die vorgegebenen Impulsantwortfunktionen (gi(t)) derart erzeugt werden, dass Nachhallanteile
im Wesentlichen Mikrofonaufzeichnungen mit einem hohen Diffusschall (DF) entsprechen.
15. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die optimierten Klangsignale (M1-M4) beim Wiedergeben mit einer periodischen Pegeländerung
beaufschlagt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Zeitkonstante der periodischen Pegeländerung in Abhängigkeit von einer Zeitkonstante
für einen Rückkopplungsaufbau in dem Raum gewählt wird.
17. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die optimierten Klangsignale (N1, N2, N3, N4) derart verzögert werden, dass die wiedergegebenen
optimierten Klangsignale (O1-05) und die Klangsignale der Klangquelle (3) an mindestens
einem Ort des Raumes (2) im Wesentlichen gleichzeitig eintreffen.
18. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass bei mehreren Klangquellen die optimierten Klangsignale (N1-N4) derart verzögert werden,
dass ein Dircktschall der Klangquellen an jedem Ort des Raumes zeitlich vor einem
Reflexionsanteil eines wiedergegebenen optimierten Klangsignals (O1-O5) eintrifft.
19. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass im Schritt a) mehrere Einzelklangsignale (E1-E4) der Klangquelle (3) über mehrere
Aufnahmemittel (303, 304, 305, 306) aufgenommen werden und die entsprechenden Einzelklangsignale
(E1-E4) zu einem Klangsignal (G(t), H(t), K(t)) zur Weiterverarbeitung miteinander
gemischt werden, wobei die Einzelklangsignale (E1-E4) in Abhängigkeit von den Positionen
der Aufnahmemittel (303, 304, 305, 306) verzögert werden.
20. Verfahren nach einem der vorherigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Einzelklangsignale (E1-E4) oder die aufgenommen Klangsignale zum Reduzieren von
höherfrequenten Anteilen gefiltert werden.
21. Klangsystem (1) für einen Raum (2), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach
mindestens einem der Ansprüche 1 - 20, mit:
a) mindestens einem Mikrofon (3) zum Aufnehmen mindestens eines Klangsignals (E1 (t))
in der Nähe einer Klangquelle (3);
b) einer Faltungseinrichtung (5) zum Falten des aufgenommenen Klangsignals (E1(t))
mit vorgegebenen Impulsantwortfunktionen (gi(t)) zum Erzeugen von mindestens drei
optimierten Klangsignalen (L1, L2, L3).;
c) einer an die Faltungseinrichtung (5) gekoppelte Umschalteinrichtung (7); und
d) an die Umschalteinrichtung (7) gekoppelten Lautsprechern (14, 15, 16) zum Wiedergeben
der optimierten Klangsignale (L1, L2, L3);
e) wobei die Umschalteinrichtung (7) jeweils nach einem Umschaltzeitintervall (Δt)
die optimierten Klangsignale (L1, L2, L3) den Lautsprechern (14, 15, 16) derart zuführt,
dass keinem der Lautsprecher (14, 15, 16) in direkt aufeinander folgenden Umschaltzeitintervallen
(Δt) dasselbe optimierte Klangsignal (L1, L2, L3) zugeführt ist.
22. Klangsystem (1) nach Anspruch 21,
dadurch gekennzeichnet,
dass mindestens drei optimierte Klangsignale (L1, L2, L3) durch jeweils eine Faltung des
aufgenommene Klangsignals (E1) mit drei unterschiedlichen Impulsantwortfunktionen
(gi(t)) erzeugt wird und mindestens drei Lautsprecher (14, 15, 16) vorgesehen sind.
23. Klangsystem (1) nach Anspruch 21 oder 22,
dadurch gekennzeichnet,
dass die vorgegebenen Impulsantwortfunktionen (gi(t)) in einem an die Faltungseinrichtung
(5) gekoppelten Speicher (6) abgespeichert vorliegen.
24. Klangsystem (1) nach einem der Ansprüche 21 - 23,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Umschalteinrichtung (7) eine Pegelanpasseinrichtung (35) zum periodischen Ändern
der Pegel der optimierten Klangsignale (M1, M2, M3, M4) nachgeschaltet ist.
25. Klangsystem (1) nach einem der Ansprüche 21 - 24,
dadurch gekennzeichnet,
dass eine Verzögerungseinrichtung (40) zum Verzögern der optimierten Klangsignale (M1,
M2, M3, M4) vorgesehen ist.
26. Klangsystem (1) nach einem der Ansprüche 21 - 25,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Lautsprecher derart in dem Raum (2) angeordnet sind, dass jeweils mindestens
drei Lautsprecher (14, 15, 16) an jeweils einem Ort (17) in dem Raum von einem Zuhörer
wahrnehmbar sind.
27. Klangsystem (1, 100, 101) nach einem der Ansprüche 21 - 26,
dadurch gekennzeichnet,
dass ferner vorgesehen sind:
- mehrere Mikrofone (303, 304, 305, 306), welche in der Nähe einer Bühne (3) des Raumes
(2) zur Aufnahme mehrerer Einzelklangsignale (E1-E4) angeordnet sind; und
- eine Mischeinrichtung (307, 102) zum Mischen der Einzelklangsignale (E1-E4) zu dem
aufgenommenen Klangsignal (G(t), H(t), K(t)).
28. Klangsystem (101) nach einem der Ansprüche 21 - 27,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Klangsystem (1) mehrere Signalzweige mit jeweils mindestens einem aufgenommenen
Klangsignal (G(t), H(t), K(t)), einer Faltungseinrichtung (5, 105, 205), einer Umschalteinrichtung
(7, 107, 207) und einer Gruppe von Lautsprechern (146, 147, 148) aufweist, wobei die
entsprechenden vorgegebenen Impulsantwortfunktionen (gi(t)) in Abhängigkeit von den
Positionen der Lautsprecher gewählt sind.
29. Veranstaltungssaal (2) mit einem Klangsystem (1) nach einem der Ansprüche 21 - 28.
1. Method of improving the audible acoustics of a room (1), comprising the method steps
of:
a) recording at least one sound signal (E1 (t)) with a recording means (4) in the
vicinity of at least one sound source (3) in the room (1);
b) convolving each recorded sound signal (E1(t)) with a respective impulse response
function (gi(t)) for generating different optimised sound signals (L1 (t), L2(t),
L3(t)), each impulse response function being selected from a selection of predetermined
impulse response functions for the room (1);
c) playing back the optimised sound signals (N1, N2, N3) with the sound playback means
(14, 15, 16) arranged in the room (1), a different optimised sound signal (N1, N2,
N3) being fed to each sound playback means (14, 15, 16), and the optimised sound signals
(N1, N2, N3) being fed in each case to the playback means (14, 14, 16) after a predetermined
switching time interval (Δt) in such a way that the same optimised sound signal (N1,
N2, N3) is not fed to any of the playback means (14, 15, 16) in consecutive switching
time intervals (Δt).
2. Method according to claim 1, characterised in that at least three different optimised sound signals (L1, L2, L3) are generated and at
least three playback means (14, 15, 16) are provided.
3. Method according to either claim 1 or 2, characterised in that the switching time interval (Δt) in step c) is selected to be short enough, preferably
in a range of from 100 to 500 ms, to prevent feedback which would colour the sound
between a playback means (14, 15, 16) and the recording means (4).
4. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that, in step c), during a change from a first to a second optimised sound signal (N1,
N2, N3) fed to a playback means (14, 15, 16), each first sound signal is cross-faded
into each second optimised sound signal (N1, N2, N3).
5. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the optimised sound signals (N1, N2, N3) are fed to the playback means (14, 15, 16)
in a periodic sequence or in a stochastically distributed manner.
6. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the duration of the switching time interval (Δt) is changed.
7. Method according to claim 1, characterised in that a number of optimised sound signals (L1 to L6) are generated in step b), this number
being greater than the number of playback means (14, 15, 16), and in that at least one of the optimised sound signals (L1 to L6) is not fed to a playback means
(14, 15, 16) in step c) during a switching interval (Δt).
8. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the predetermined impulse response functions (gi(t)) are not correlated with one
another.
9. Method according to any one of the preceding claims,
characterised in that the method of determining at least one of the predetermined impulse response functions
(gi(t)) comprises the step of:
i) measuring an impulse response function (gi(t)) at a location (17) in the room (2).
10. Method according to claim 9, characterised in that the impulse response function (gi(t)) measured is stored.
11. Method according to either claim 9 or claim 10,
characterised in that a further step is provided:
ii) removing or adding reverberation components (A3) to the impulse response function
(gi(t)) measured to generate a corresponding predetermined impulse response function.
12. Method according to any one of claims 9 to 11, characterised in that the predetermined impulse response functions (gi(t)) are generated by measuring impulse
response functions at different locations (17 to 20) in the room (2).
13. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the predetermined impulse response functions (gi(t)) are generated in such a way
that early reflection components basically correspond to microphone recordings with
a high direct sound component (DS)
14. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the predetermined impulse response functions (gi(t)) are generated in such a way
that reverberation components basically correspond to microphone recordings with high
diffuse sound (DF).
15. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the optimised sound signals (M1 to M4) are subjected to a periodic change in level
during playback.
16. Method according to claim 15, characterised in that a time constant for the periodic change in level is selected as a function of a time
constant for a build up of feedback in the room.
17. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the optimised sound signals (N1, N2, N3, N4) are delayed in such a way that the played-back
optimised sound signals (O1 to 05) and the sound signals of the sound source (3) reach
at least one location in the room (2) substantially simultaneously.
18. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that, in the case of a plurality of sound sources, the optimised sound signals (N1 to
N4) are delayed in such a way that direct sound from the sound sources reaches each
location in the room before a reflection component of a played-back optimised sound
signal (O1 to 05).
19. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that a plurality of individual sound signals (E1 to E4) from the sound source (3) are
recorded in step a) by a plurality of recording means (303, 304, 305, 306) and the
corresponding individual sound signals (E1 to E4) are mixed together to form a sound
signal (G(t), H(t), K(t)) for further processing, the individual sound signals (E1
to E4) being delayed as a function of the positions of the recording means (303, 304,
305, 306).
20. Method according to any one of the preceding claims, characterised in that the individual sound signals (E1 to E4) or the recorded sound signals are filtered
to reduce highfrequency components.
21. Sound system (1) for a room (2), in particular for carrying out the method according
to at least one of claims 1 to 20, comprising:
a) at least one microphone (3) for recording at least one sound signal (E1(t)) in
the vicinity of the sound source (3);
b) a convolution device (5) for convolving the recorded sound signal (E1 (t)) with
predetermined impulse response functions (gi(t)) for generating at least three optimised
sound signals (L1, L2, L3);
c) a switching device (7) coupled to the convolution device (5); and
d) loudspeakers (14, 15, 16), coupled to the switching device (7), for playing back
the optimised sound signals (L1, L2, L3);
e) the switching device (7) in each case feeding the optimised sound signals (L1,
L2, L3) to the loudspeakers (14, 15, 16) after a switching time interval (Δt) in such
a way that the same optimised sound signal (L1, L2, L3) is not fed to any of the loudspeakers
(14, 15, 16) in consecutive switching time intervals (Δt).
22. Sound system (1) according to claim 21, characterised in that at least three optimised sound signals (L1, L2, L3) are generated by convolving the
recorded sound signal (E1) with three different impulse response functions (gi(t))
in each case and at least three loudspeakers (14, 15, 16) are provided.
23. Sound system (1) according to either claim 21 or claim 22, characterised in that the predetermined impulse response functions (gi(t)) are stored in a storage means
(6) coupled to the convolution device (5).
24. Sound system (1) according to any one of claims 21 to 23, characterised in that a level adjustment device (35) for periodically changing the level of the optimised
sound signals (M1, M2, M3, M4) is connected downstream of the switching device (7).
25. Sound system according to any one of claims 21 to 24, characterised in that a delay device (40) is provided for delaying the optimised sound signals (M1, M2,
M3, M4).
26. Sound system (1) according to any one of claims 21 to 25, characterised in that the loudspeakers are arranged in the room (2) in such a way that at least three loudspeakers
(14, 15, 16) can be heard by a listener at any location (17) in the room.
27. Sound system (1, 100, 101) according to any one of claims 21 to 26,
characterised in that the following are further provided:
- a plurality of microphones (303, 304, 305, 306) arranged in the vicinity of a stage
(3) in the room (2) to record a plurality of individual sound signals (E1 to E4);
and
- a mixing device (307, 102) for mixing the individual sound signals (E1 to E4) to
form the recorded sound signal (G(t), H(t), K(t)).
28. Sound system (101) according to any one of claims 21 to 27, characterised in that the sound system (1) has a plurality of signal paths, each having at least one recorded
sound signal (G(t), H(t), K(t)), a convolution device (5, 105, 205), a switching device
(7, 107, 207) and a set of loudspeakers (146, 147, 148), the corresponding predetermined
impulse response functions (gi(t)) being selected as a function of the position of
the loudspeakers.
29. Function hall (2) comprising a sound system (1) according to any one of claims 21
to 28.
1. Procédé d'amélioration d'une acoustique perçue dans un local (1) comprenant les étapes
suivantes :
a) enregistrement d'au moins un signal acoustique (E1(t)) par l'intermédiaire d'un
moyen d'enregistrement (4) situé à proximité d'au moins une source acoustique (3)
dans le local (1) ;
b) réalisation d'une convolution du signal acoustique enregistré (E1(t)) avec une
fonction de réponse impulsionnelle (gi(t)) en vue de créer différents signaux acoustiques
optimisés (L1(t), L2(t), L3(t)), la fonction de réponse impulsionnelle respective
étant sélectionnée parmi une gamme de fonctions de réponse impulsionnelle prédéterminées
pour le local (1) ;
c) reproduction des signaux acoustiques optimisés (N1, N2, N3) à l'aide de moyens
de reproduction sonore (14, 15, 16) disposés dans le local (1), un signal acoustique
optimisé différent (N1, N2, N3) étant acheminé à chaque moyen de reproduction sonore
(14, 15, 16), et les signaux acoustiques optimisés (N1, N2, N3) étant acheminés aux
moyens de reproduction (14, 15, 16) à chaque fois après un intervalle de temps de
commutation (Δt) prédéterminé de telle sorte que le même signal acoustique optimisé
(N1, N2, N3) n'est acheminé à aucun des moyens de reproduction (14, 15, 16) à des
intervalles de temps de commutation (Δt) successifs.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'au moins trois signaux sonores optimisés différents (L1, L2, L3) sont générés et au
moins trois moyens de reproduction (14, 15, 16) sont prévus.
3. Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'à l'étape c), on choisit un intervalle de temps de commutation (Δt) tellement réduit,
et de préférence dans une plage d'environ 100-500 ms, que toute rétroaction changeant
la tonalité est exclue entre un moyen de reproduction (14, 15, 16) et le moyen d'enregistrement
(4).
4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape c), dans le cas d'un changement d'un premier à un second signal acoustique
optimisé (N1, N2, N3) acheminé à un moyen de reproduction (14, 15, 16), le premier
signal sonore optimisé (N1, N2, N3) est enchaîné en fondu dans le second.
5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les signaux acoustiques optimisés (N1, N2, N3) sont acheminés aux moyens de reproduction
(14, 15, 16) dans une succession périodique ou une répartition stochastique.
6. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'intervalle de temps de commutation (Δt) est modifié dans le temps.
7. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'à l'étape b), un nombre de signaux acoustiques optimisés (L1-L6) est généré, qui est
supérieur au nombre des moyens de reproduction (14, 15, 16), et en ce qu'à l'étape c), au moins un des signaux acoustiques optimisés générés (L1-L6) n'est
pas acheminé à un moyen de reproduction (14, 15, 16) pendant un intervalle de temps
de commutation (Δt).
8. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fonctions de réponse impulsionnelle prédéterminées (gi(t)) sont sans corrélation
entre elles.
9. Procédé selon l'une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le procédé de détermination d'au moins une des fonctions de réponse impulsionnelle
prédéterminées (gi(t)) présente l'étape :
i) mesure d'une fonction de réponse impulsionnelle (gi(t)) à un emplacement (17) dans
le local (2).
10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce que la fonction de réponse impulsionnelle mesurée (gi(t)) est enregistrée.
11. Procédé selon la revendication 9 ou 10,
caractérisé en ce qu'une étape supplémentaire est prévue :
ii) suppression ou ajout de facteurs de réverbération (A3) à la fonction de réponse
impulsionnelle mesurée (gi(t)) pour générer une fonction de réponse impulsionnelle
prédéterminée correspondante.
12. Procédé selon l'une des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que les fonctions de réponse impulsionnelle prédéterminées (gi(t)) sont générées par
la mesure de fonctions de réponse impulsionnelle à plusieurs emplacements (17 à 20)
dans le local (2).
13. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fonctions de réponse impulsionnelle prédéterminées (gi(t)) sont générées de telle
sorte que les premières composantes de réflexion correspondent sensiblement à des
enregistrements microphoniques présentant une composante de son direct (DS) élevée.
14. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les fonctions de réponse impulsionnelle prédéterminées (gi(t)) sont générées de telle
sorte que les réverbérations correspondent sensiblement à des enregistrements microphoniques
présentant un son diffus (DF) élevé.
15. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les signaux acoustiques optimisés (M1 à M4) sont soumis à un changement de niveau
périodique lors de la reproduction.
16. Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'une constante de temps du changement de niveau périodique est sélectionnée en fonction
d'une constante de temps pour une structure de rétroaction dans le local.
17. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que les signaux acoustiques optimisés (N1, N2, N3, N4) sont retardés de telle sorte que
les signaux acoustiques optimisés (O1 à 05) et les signaux acoustiques de la source
acoustique (3) arrivent sensiblement en même temps à au moins un emplacement du local
(2).
18. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'en cas de sources acoustiques multiples, les signaux acoustiques optimisés (N1 à N4)
sont retardés de telle sorte qu'un son direct des sources acoustiques arrive à chaque
emplacement du local avant une composante de réflexion d'un signal acoustique optimisé
reproduit (O1 à 05).
19. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'à l'étape a), plusieurs signaux acoustiques individuels (E1 à E4) de la source acoustique
(3) sont enregistrés sur plusieurs moyens d'enregistrement (303, 304, 305, 306) et
les signaux acoustiques individuels correspondants (E1 à E4) sont mélangés les uns
aux autres de façon à former un signal acoustique (G(t), H(t), K(t)) soumis à un traitement
ultérieur, les signaux acoustiques individuels (E1 à E4) étant retardés en fonction
des positions des moyens d'enregistrement (303, 304, 305, 306).
20. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce les signaux acoustiques individuels (E1 à E4) ou les signaux acoustiques enregistrés
sont filtrés pour réduire les composantes de fréquence supérieure.
21. Système acoustique (1) pour un local (2), en particulier pour la réalisation du procédé
selon au moins une des revendications 1 à 20, présentant :
a) au moins un microphone (3) pour enregistrer au moins un signal acoustique (EI(t))
à proximité d'une source acoustique (3) ;
b) un dispositif de convolution (5) permettant de convoluer le signal acoustique enregistré
(El(t)) avec des fonctions de réponse impulsionnelle prédéterminées (gi(t)) pour générer
au moins trois signaux acoustiques optimisés (L1, L2, L3) ;
c) un dispositif de commutation (7) couplé au dispositif de convolution (5) ; et
d) des haut-parleurs (14, 15, 16) couplés au dispositif de commutation (7) pour reproduire
les signaux acoustiques optimisés (L1, L2, L3) ;
e) le dispositif de commutation (7) acheminant toujours les signaux acoustiques optimisés
(L1, L2, L3) aux haut-parleurs (14, 15, 16) après un intervalle de temps de commutation
(Δt) de façon à ce que le même signal acoustique optimisé (L1, L2, L3) ne soit acheminé
à aucun des haut-parleurs (14, 15, 16) dans des intervalles de temps de commutation
(Δt) se succédant directement.
22. Système acoustique (1) selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'au moins trois signaux optimisés (L1, L2, L3) sont générés par une convolution du
signal acoustique enregistré (E1) avec trois fonctions de réponse impulsionnelle différentes
(gi(t)) et au moins trois haut-parleurs (14, 15, 16) sont prévus.
23. Système acoustique (1) selon la revendication 21 ou 22, caractérisé en ce que les fonctions de réponse impulsionnelle prédéterminées (gi(t)) sont enregistrées
dans une mémoire (6) couplée au dispositif de convolution (5).
24. Système acoustique (1) selon l'une des revendications 21 à 23, caractérisé en ce qu'un dispositif d'adaptation de niveau (35) permettant la modification périodique des
niveaux des signaux acoustiques optimisés (M1, M2, M3, M4) est monté en aval du dispositif
de commutation (7).
25. Système acoustique (1) selon l'une des revendications 21 à 24, caractérisé en ce qu'un dispositif de retardement (40) permettant de retarder les signaux acoustiques optimisés
(M1, M2, M3, M4) est prévu.
26. Système acoustique (1) selon l'une des revendications 21 à 25, caractérisé en ce que les haut-parleurs sont disposés de telle sorte dans le local (2) qu'au moins trois
haut-parleurs (14, 15, 16) sont audibles par un auditeur à un emplacement (17) du
local.
27. Système acoustique (1, 100, 101) selon l'une des revendications 21 à 26,
caractérisé en ce que sont également prévus :
- plusieurs microphones (303, 304, 305, 306), qui sont disposés à proximité d'une
estrade (3) du local (2) pour l'enregistrement de plusieurs signaux acoustiques individuels
(E1 à E4) ; et
- un dispositif de mélange (307, 102) permettant de mélanger les signaux acoustiques
individuels (E1-E4) de façon à former le signal acoustique enregistré (G(t), H(t),
K(t)).
28. Système acoustique (101) selon l'une des revendications 21 à 27, caractérisé en ce que le système acoustique (1) présente plusieurs branches de signal avec au moins un
signal acoustique enregistré (G(t), H(t), K(t)), un dispositif de convolution (5,
105, 205), un dispositif de commutation (7, 107, 207) et un groupe de haut-parleurs
(146, 147, 148), les fonctions de réponse impulsionnelle prédéterminées correspondantes
(gi(t)) étant choisies en fonction des positions des haut-parleurs.
29. Salle polyvalente (2) présentant un système acoustique (1) selon l'une des revendications
21 à 28.
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