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DE10105184A1 - Verfahren zum automatischen Einstellen eines digitalen Equalizers und Wiedergabeeinrichtung für Audiosignale zur Realisierung eines solchen Verfahrens - Google Patents

Verfahren zum automatischen Einstellen eines digitalen Equalizers und Wiedergabeeinrichtung für Audiosignale zur Realisierung eines solchen Verfahrens

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Publication number
DE10105184A1
DE10105184A1 DE10105184A DE10105184A DE10105184A1 DE 10105184 A1 DE10105184 A1 DE 10105184A1 DE 10105184 A DE10105184 A DE 10105184A DE 10105184 A DE10105184 A DE 10105184A DE 10105184 A1 DE10105184 A1 DE 10105184A1
Authority
DE
Germany
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frequency response
equalizer
frequency
filter parameters
vehicle interior
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10105184A
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English (en)
Inventor
Christoph Montag
Juergen Wermuth
Udo Klaas
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Robert Bosch GmbH
Original Assignee
Robert Bosch GmbH
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Publication date
Application filed by Robert Bosch GmbH filed Critical Robert Bosch GmbH
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Priority to PCT/DE2001/004221 priority patent/WO2002063918A2/de
Priority to US10/467,190 priority patent/US7289637B2/en
Priority to EP01273659A priority patent/EP1360872A2/de
Publication of DE10105184A1 publication Critical patent/DE10105184A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04RLOUDSPEAKERS, MICROPHONES, GRAMOPHONE PICK-UPS OR LIKE ACOUSTIC ELECTROMECHANICAL TRANSDUCERS; DEAF-AID SETS; PUBLIC ADDRESS SYSTEMS
    • H04R29/00Monitoring arrangements; Testing arrangements
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    • HELECTRICITY
    • H04ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
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    • H04R3/00Circuits for transducers, loudspeakers or microphones
    • H04R3/04Circuits for transducers, loudspeakers or microphones for correcting frequency response

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  • Circuit For Audible Band Transducer (AREA)
  • Tone Control, Compression And Expansion, Limiting Amplitude (AREA)

Abstract

Es wird ein Verfahren zum automatischen Einstellen der Filterparameter - Mittenfrequenz, Güte und Verstärkung bzw. Dämpfung - mindestens eines digitalen Equalizers (6, 7) vorgeschlagen, der Bestandteil einer Wiedergabeeinrichtung (1) für Audiosignale in einem Fahrzeuginnenraum ist. DOLLAR A Dazu wird zunächst der akustische Frequenzgang des Fahrzeuginnenraums ermittelt. Dann werden die Unzulänglichkeiten der Akustik des Fahrzeuginnenraums in Form von lokalen Maxima und Minima im gemessenen Frequenzgang bestimmt. Auf dieser Grundlage werden die Filterparameter automatisch so eingestellt, dass zumindest ein Teil dieser Unzulänglichkeiten kompensiert wird. Es wird ferner eine Wiedergabeeinrichtung für Audiosignale zur Realisierung dieses Verfahrens vorgeschlagen.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum automatischen Einstellen der Filterpara­ meter - Mittenfrequenz, Güte und Verstärkung bzw. Dämpfung - mindestens eines digitalen Equalizers, der Bestandteil einer Wiedergabeeinrichtung für Audiosignale in einem Fahrzeuginnenraum ist. Desweiteren betrifft die Erfindung eine Wieder­ gabeeinrichtung für Audiosignale zur Realisierung eines solchen Verfahrens, mit einer Lautsprechereinrichtung und mit einem Audioprozessor, der mindestens einen digitalen Equalizer umfasst, im Signalpfad zwischen mindestens einer Signalquelle und der Lautsprechereinrichtung angeordnet ist und über einen Steuerbus mit einem Steuerprozessor verbunden ist.
Die Erfindung geht von den aus der Praxis bekannten Autoradiogeräten aus, die auf der sogenannten 2-IC-Technologie basieren. Bei diesen Autoradiogeräten sind zwei oder drei frei programmierbare Audiofilter in den Signalpfad integriert. Diese Digitalen Parametrischen Equalizer (DPE) stehen dem Benutzer zur Verfügung, um Unzulänglichkeiten der Akustik im Fahrzeuginnenraum zu kompensieren. Der Benutzer kann jedes Filter in Mittenfrequenz, Güte, d. h. Filterbreite, und Verstär­ kung bzw. Dämpfung variieren, um Überhöhungen und sogenannte Löcher im akustischen Frequenzgang des Fahrzeuginnenraums auszugleichen.
Dies erweist sich in der Praxis allerdings als problematisch, da der Benutzer die Akustik seines Fahrzeugs für eine optimale Einstellung der Equalizer sehr gut kennen muss und die Ermittlung des akustischen Frequenzgangs ohne messtech­ nische Hilfe, allein durch Hören sehr schwierig ist. Die Bedienungsanleitung der bekannten Autoradiogeräte kann nur sehr eingeschränkt Hilfestellungen für die bestmögliche Einstellung der Equalizer geben, da hier keinesfalls alle Fahrzeugtypen und schon gar nicht die Vielzahl der individuellen Ausstattungsvarianten sowie Lautsprecher- und Verstärkerkonfigurationen berücksichtigt werden können.
Desweiteren sind Autoradiogeräte mit einem in den Signalpfad integrierten Audiomodul bekannt, auf dem mit Hilfe eines digitalen Signalprozessors ein grafi­ scher Equalizer realisiert ist. Die sieben bzw. neun Bänder eines solchen grafi­ schen Equalizers sind in ihrer Mittenfrequenz und Güte fix und nur in ihrer Ver­ stärkung veränderbar. Das separate Audiomodul dieser Autoradiogeräte ermög­ licht ein automatisches Einmessen des grafischen Equalizers. Dazu wird die Aku­ stik im Fahrzeuginnenraum mit Hilfe eines Mikrofons gemessen, das über einen A/D-Wandler an das Audiomodul angeschlossen ist. Mit Hilfe einer speziellen Software wird der grafische Equalizer anschließend so eingestellt, dass die Unzu­ länglichkeiten der Akustik bestmöglich ausgeglichen werden.
Die Verwendung eines grafischen Equalizers zur Kompensation der Unzulänglich­ keiten in der Akustik eines Fahrzeuginnenraums erweist sich in der Praxis als pro­ blematisch. Wie bereits erwähnt, sind die Mittenfrequenzen der Equalizerbänder eines grafischen Equalizers fix. Sie liegen in der Regel in einem Abstand von mi­ nimal einer Oktave bei neun Bändern. Schmale Resonanzüberhöhungen im aku­ stischen Frequenzgang des Fahrzeuginnenraums, die zwischen den Equalizer­ bändern liegen, können so nicht optimal kompensiert werden. Außerdem ist das zusätzliche Audiomodul mit dem digitalen Signalprozessor zur Realisierung des grafischen Equalizers und zum Einmessen dieses Equalizers relativ kosteninten­ siv.
Vorteile der Erfindung
Mit der vorliegenden Erfindung wird nun vorgeschlagen, die Filterparameter - Mittenfrequenz, Güte und Verstärkung bzw. Dämpfung - des bzw. der digitalen Equalizer automatisch einzustellen, um dem Benutzer die schwierige Aufgabe der Anpassung des bzw. der digitalen Equalizer an die spezielle Akustik seines Fahr­ zeuginnenraums abzunehmen.
Dies wird erfindungsgemäß erreicht durch ein Verfahren zum automatischen Ein­ stellen der Filterparameter, bei dem zunächst der akustische Frequenzgang des Fahrzeuginnenraums ermittelt wird, dann die Unzulänglichkeiten der Akustik des Fahrzeuginnenraums in Form von lokalen Maxima und Minima im Frequenzgang bestimmt werden und daraufhin die Filterparameter automatisch so eingestellt werden, dass zumindest ein Teil dieser Unzulänglichkeiten kompensiert wird.
Desweiteren wird eine Wiedergabeeinrichtung der eingangs genannten Art vorge­ schlagen, die zur automatischen Einstellung des bzw. der digitalen Equalizer er­ findungsgemäß einen Rauschgenerator umfasst, über den sich dem Equalizer ein Rauschsignal zuführen lässt. Außerdem umfasst der Steuerprozessor Mittel, über die die Filterparameter so einstellbar sind, dass der Equalizer eine Bandpass-Cha­ rakteristik mit schmaler Bandbreite aufweist, wobei die Mittenfrequenz über dem Audiospektrum variierbar ist. Zum Erfassen des von der Lautsprechereinrichtung in den Fahrzeuginnenraum abgestrahlten Signals und zum Bestimmen des Fre­ quenzgangs ist mindestens ein Mikrofon mit Auswertemitteln vorgesehen. Schließlich umfasst der Steuerprozessor noch Mittel, über die die Filterparameter unter Berücksichtigung des gemessenen Frequenzgangs einstellbar sind.
Erfindungsgemäß ist erkannt worden, dass eine automatische Einstellung der Fil­ terparameter der digitalen Equalizer einer Wiedergabeeinrichtung für Audiosignale in einem Fahrzeuginnenraum sinnvoll ist, da bei der Optimierung der Filterpara­ meter die individuellen akustischen Eigenschaften des benutzerspezifisch ausge­ stalteten und ausgestatteten Fahrzeuginnenraums berücksichtigt werden müssen und diese am besten messtechnisch erfasst werden können. Durch Variation nicht nur der Verstärkung bzw. Dämpfung der Equalizer sondern auch der Mittenfre­ quenzen und Güten kann eine sehr gute Kompensation der Unzulänglichkeiten in der Akustik des Fahrzeuginnenraums unabhängig von der Lage und Breite der Überhöhungen und Löcher im gemessenen Frequenzgang erzielt werden.
Desweiteren ist erfindungsgemäß erkannt worden, dass die einzumessenden Equalizer aufgrund ihrer Programmierbarkeit zunächst zur Bestimmung des aku­ stischen Frequenzgangs des Fahrzeuginnenraums verwendet werden können, bevor die Filterparameter zur Kompensation der Unzulänglichkeiten im gemessenen Frequenzgang eingestellt werden. Ferner ist erkannt worden, dass die Opti­ mierung der Filterparameter mit Hilfe einer entsprechenden Zusatzsoftware vom ohnehin vorhandenen Steuerprozessor des Autoradiogeräts vorgenommen wer­ den kann. Insgesamt ist also im Rahmen der Erfindung kein zusätzliches Audio­ modul mit digitalem Signalprozessor erforderlich, sondern lediglich eine Mikrofon- Verstärkungs- und Gleichrichtungsschaltung, die an den im Steuerprozessor vor­ handenen A/D-Wandler angekoppelt wird. Dadurch ist für die erfindungsgemäß vorgeschlagene automatische Einstellung der Filterparameter lediglich ein sehr geringer Mehraufwand an Hardware und Software und damit an Kosten erforder­ lich.
Grundsätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten für die Ermittlung des akusti­ schen Frequenzgangs des Fahrzeuginnenraums im Rahmen des erfindungsge­ mäßen Verfahrens. In einer vorteilhaften Variante wird die Lautsprechereinrich­ tung der Wiedergabeeinrichtung nacheinander von Bandpass-Rauschsignalen mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen angesteuert. Die jeweils in Form eines Band­ pass-Rauschsignals eingestellten Frequenzbänder decken das gesamte Audio­ spektrum ab. Der zu ermittelnde Frequenzgang wird nun in Form von Frequenz­ messpunkten für die einzelnen Frequenzbänder ermittelt. Als Frequenzmesspunkt für ein bestimmtes Frequenzband kann einfach der Schallpegel des Signals be­ stimmt werden, das in diesem Fall von der Lautsprechereinrichtung in den Fahr­ zeuginnenraum abgestrahlt wird.
Im Hinblick auf eine Minimierung des Hardware- und Software-Aufwands erweist es sich als vorteilhaft, die Bandpass-Rauschsignale zur Ermittlung des akusti­ schen Frequenzgangs des Fahrzeuginnenraums mit Hilfe des einzustellenden Equalizers selbst zu erzeugen. Da dieser sowohl in seiner Mittenfrequenz als auch in seiner Güte frei programmierbar ist, können die Filterparameter so eingestellt werden, dass sich für den Equalizer eine Bandpass-Charakteristik mit schmaler Bandbreite bei vorgegebener Mittenfrequenz ergibt. Der Equalizer erzeugt dann aus einem ihm zugeführten Rauschsignal das gewünschte Bandpass-Rausch­ signal bzw. eine Abfolge von Bandpass-Rauschsignalen, die das gesamte Audio­ spektrum abdecken.
Auch für das automatische Bestimmen und Einstellen der Filterparameter gibt es im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens grundsätzlich verschiedene Mög­ lichkeiten. In einer vorteilhaften Variante sind hierfür mehrere normierte Equalizer- Musterkurven verschiedener Güte abgespeichert. Zur Bestimmung der Filterpara­ meter werden nun für jede Musterkurve und jedes im gemessenen Frequenzgang bestimmte lokale Maximum die Mittenfrequenz der Musterkurve auf das lokale Maximum verschoben und eine Dämpfung bestimmt, indem die Musterkurve auf die Höhe dieses lokalen Maximums skaliert wird. Der dieser skalierten Muster­ kurve entsprechende Filter wird dann auf den gemessenen Frequenzgang ange­ wendet, und es wird die Abweichung des daraus resultierenden Frequenzgangs von einem Zielfrequenzgang bestimmt. Auf diese Weise werden für jede poten­ tielle Mittenfrequenz des Equalizers so viele Fehlerwerte für die Abweichung vom Zielfrequenzgang bestimmt, wie Musterkurven bzw. Güten abgespeichert sind. Der automatischen Einstellung des Equalizers werden schließlich die Filterpara­ meter - Mittenfrequenz, Dämpfung und Güte - derjenigen Musterkurve zugrunde gelegt, für die der kleinste Fehlerwert bestimmt worden ist.
Im Hinblick auf die unterschiedliche Wahrnehmung von Resonanzen und Löchern im Frequenzgang sowie die generelle Abhängigkeit der Wahrnehmung von der Frequenz des Audiosignals ist es vorteilhaft, bei der Bestimmung der Abweichung eines gefilterten Frequenzgangs vom Zielfrequenzgang eine Wichtung der Einzel­ abweichungen vorzunehmen. Dabei erweist es sich als sinnvoll, positive Einzel­ abweichungen stärker zu wichten, als negative Einzelabweichungen, so dass ver­ bleibende Restüberhöhungen im Frequenzgang als schlechter bewertet werden, als die psychoakustisch weitaus unkritischeren Löcher. Alternativ oder auch er­ gänzend dazu können psychoakustisch kritische Frequenzbereiche stärker ge­ wichtet werden, als psychoakustisch unkritische Frequenzbereiche.
Desweiteren ist es von Vorteil, wenn bei der Bestimmung der Abweichung eines gefilterten Frequenzgangs vom Zielfrequenzgang die Höhe des lokalen Maximums bzw. der diesem entsprechenden Resonanz berücksichtigt wird, so dass schmale, hohe Resonanzen gegenüber breiteren, weniger hohen Resonanzen zu einem kleineren Fehlerwert führen und daher bevorzugt eliminiert werden.
Müssen die Filterparameter von mehreren digitalen Equalizern automatisch einge­ stellt werden, so ist es von Vorteil die Filterparameter der einzelnen Equalizer nacheinander zu bestimmen, indem jeweils vor der Bestimmung der Filterpara­ meter eines Equalizers der bzw. die vorher eingestellten Equalizer auf den ge­ messenen Frequenzgang angewendet werden.
Zeichnung
Wie bereits voranstehend ausführlich erörtert, gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Lehre der vorliegenden Erfindung in vorteilhafter Weise auszugestalten und weiterzubilden. Dazu wird einerseits auf die den Patentansprüchen 1 und 10 nachgeordneten Patentansprüche und andererseits auf die nachfolgende Be­ schreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung ver­ wiesen.
Die einzige Figur zeigt das Blockschaltbild einer Wiedergabeeinrichtung für Audio­ signale zur Realisierung des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in der einzigen Figur dargestellte Wiedergabeeinrichtung 1 dient der Wieder­ gabe von Audiosignalen in einem Fahrzeuginnenraum, wobei die Audiosignale von unterschiedlichen Audioquellen 2, 3, wie z. B. Radio, CD, CC, etc., generiert werden können. Die Wiedergabeeinrichtung 1 umfasst eine Lautsprechereinrich­ tung 4 und einen im Signalpfad zwischen den Audioquellen 2, 3 und der Lautspre­ chereinrichtung 4 angeordneten Audioprozessor 5 mit zwei frei einstellbaren digi­ talen Equalizern 6, 7, über die die Signale der unterschiedlichen Audioquellen 2, 3 der Lautsprechereinrichtung 4 zugeführt werden. Selbstverständlich können hier auch mehr als zwei Equalizer vorgesehen sein. Zur Einstellung der Filterparame­ ter - Mittenfrequenz, Güte und Verstärkung bzw. Dämpfung - sendet ein Steuerprozessor 8 über einen Steuerbus 9 geeignete Filterparameter an den Audiopro­ zessor 5.
Zum Bestimmen des Frequenzgangs des Fahrzeuginnenraums umfasst die Wie­ dergabeeinrichtung 1 ferner einen Rauschgenerator 10, über den den Equalizern 6, 7 ein Rauschsignal zugeführt werden kann. Der Rauschgenerator 10 ist hier als Zusatzsoftware im Audioprozessor 5 implementiert und kann bei Bedarf über den Steuerprozessor 8 gestartet werden. Alternativ könnte das Rauschsignal auch von einer externen Rauschquelle als zusätzlicher Audioquelle erzeugt werden, z. B. mit Hilfe einer entsprechenden CD oder eines geeignet eingestellten Tuners.
Desweiteren umfasst der Steuerprozessor 8 Mittel, über die die Filterparameter so eingestellt werden können, dass die Equalizer 6, 7 eine Bandpass-Charakteristik mit schmaler Bandbreite, d. h. mit einer Güte der Größenordnung 8, aufweisen, wobei die Mittenfrequenz über dem Audiospektrum variierbar ist. Auf diese Weise kann die Lautsprechereinrichtung 4 mit Hilfe des Rauschgenerators 10 und über die Equalizer 6, 7 mit einem Bandpass-Rauschsignal angesteuert werden.
Wenn das Einmessen der Equalizer 6, 7 beispielsweise durch Tastendruck ge­ startet worden ist, variiert der Steuerprozessor 8 die Filterparameter in definierter zeitlicher Abfolge so, dass die Mittenfrequenz des Bandpassfilters z. B. im Terzab­ stand von der höchsten bis zur tiefsten einzustellenden Frequenz abnimmt. Die Signale, die dann jeweils über die Lautsprechereinrichtung 4 in den Fahrzeugin­ nenraum abgestrahlt werden, werden mit Hilfe eines Mikrofons 11 erfasst und mit geeigneten Auswertemitteln 12 zur Bestimmung des Frequenzgangs des Fahr­ zeuginnenraums ausgewertet. Dazu werden die vom Mikrofon 11 erfassten Signale in einer Operationsverstärkerschaltung verstärkt, logarithmiert und gleich­ gerichtet, so dass am Ausgang dieser Schaltung eine Gleichspannung anliegt. Die Größe dieser Gleichspannung ist proportional zum Schallpegel bzw. Schalldruck im Fahrzeuginnenraum für das Frequenzband, das durch das jeweilige Bandpass- Rauschsignal eingestellt ist. Durch das Durchstimmen der Equalizer 6, 7 wird der Schallpegel für das gesamte Audiospektrum detektiert Die den Schallpegel repräsentierende Gleichspannung wird von einem A/D- Wandler 13 des Steuerprozessors 8 abgetastet, so dass dem Steuerprozessor 8 nach dem Durchstimmen aller zu messenden Frequenzen bzw. Frequenzbänder mit den entsprechenden Spannungswerten ein genaues Abbild des akustischen Frequenzgangs des Fahrzeuginnenraums vorliegt. Als Frequenzgang wird hier ausschließlich der Betragsfrequenzgang bzw. Amplitudengang bezeichnete und nicht der Phasengang.
Der Steuerprozessor 8 ermittelt nun die Unzulänglichkeiten, d. h. die Resonanzen und Löcher, der Akustik des Fahrzeuginnenraums in Form von lokalen Maxima und Minima im gemessenen Frequenzgang und bestimmt die Filterparameter, Mittenfrequenz, Verstärkung und Güte, der Equalizer 6, 7 so, dass diese Unzu­ länglichkeiten möglichst gut kompensiert werden.
Der gesamte Zusatzaufwand gegenüber einem Autoradiogerät, dessen Equalizer nicht automatisch einstellbar sind, besteht in einer Zusatzhardware 10 bzw. Zu­ satzsoftware zum Generieren eines Rauschsignals, einer Zusatzsoftware im Steuerprozessor 8, die die Ablaufsteuerung des Einmessvorgangs sowie die Er­ mittlung der besten Filterparametereinstellung übernimmt, und einer Zusatzhard­ ware 12 für die Verstärkung, Logarithmierung und Gleichrichtung des Mikrofon­ signals.
Zum Ermitteln der bestmöglichen Einstellung der Filterparameter sind im Audio­ prozessor 5 normierte Equalizer-Musterkurven mit unterschiedlicher Güte abge­ speichert.
In einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zu­ nächst die Resonanzen, d. h. die lokalen Maxima, im gemessenen und um den Frequenzgang des Mikrofons bereinigten Frequenzgang bestimmt. Für jede Mu­ sterkurve und jedes dieser lokalen Maxima werden dann folgende Arbeitsschritte durchgeführt:
  • - Die Mittenfrequenz der Musterkurve wird auf das lokale Maximum verschoben und mit der Höhe der Resonanz, d. h. der Höhe des Maximums, skaliert. Der sich daraus ergebende Frequenzgang wird vom gemessenen Frequenzgang subtrahiert, was der Anwendung eines Filters mit den Eigenschaften der ver­ schobenen und skalierten Musterkurve auf den gemessenen Frequenzgang entspricht.
  • - Dann wird die Abweichung des resultierenden Frequenzgangs von einem vor­ gegebenen Zielfrequenzgang ermittelt. Der Zielfrequenzgang ist in der Regel linear, es kann aber auch eine Anhebung oder Absenkung bestimmter Fre­ quenzbereiche vorgesehen sein. Die Abweichung wird durch gewichtete Sum­ mation der Beträge der Einzelabweichungen an den Frequenzpunkten ermittelt und ist ein Maß dafür, wie gut die Entzerrung für die einzelnen verschobenen und skalierten Musterkurven ist. Je größer der Wert der Abweichung desto schlechter ist das Equalizing. Positive Abweichungen werden gegenüber ne­ gativen Abweichungen doppelt gewichtet, so dass verbliebene Restüberhö­ hungen im Frequenzgang als schlechter bewertet werden als die psychoaku­ stisch weitaus unkritischeren Löcher. Denkbar ist hier auch eine unterschiedli­ che Gewichtung einzelner Frequenzbereiche, da Resonanzen in bestimmten Frequenzbereichen kritischer sind als in anderen. Das Ergebnis dieser ge­ wichteten Summation entspricht im Prinzip der "Fläche" zwischen Zielkurve und realer Kurve, wobei der Anteil oberhalb der Zielkurve doppelt bewertet wird. Für jede Musterkurve, d. h. für jede Güte, und für jedes lokale Maximum im gemessenen Frequenzgang liegt nun ein Fehlerwert vor.
  • - Von diesem Fehlerwert wird noch die Höhe der jeweiligen Resonanz, d. h. des entsprechenden Maximums, subtrahiert. Dadurch werden schmalen hohen Resonanzen kleinere Fehlerwerte zugeordnet, als breiten weniger hohen Re­ sonanzen mit gleicher "Fehlerfläche". Erstere werden somit bevorzugt elimi­ niert, was unter psychoakustischen Gesichtspunkten sinnvoll ist.
Nun liegen für jede potentielle Equalizer-Mittenfrequenz jeweils so viele Fehler­ werte vor, wie Musterkurven bzw. Güten abgespeichert sind. Als Filterparameter werden nun die Parameter, Verstärkung bzw. Skalierung, Mittenfrequenz und Güte, der verschobenen und skalierten Musterkurve gewählt, für die der kleinste Fehlerwert bestimmt worden ist.
Der auf diese Weise für den ersten Equalizer bestimmte Frequenzgang wird auf den gemessenen Frequenzgang aufaddiert. Dann werden dieselben Arbeits­ schritte zur Ermittlung der Filterparameter des zweiten Equalizers durchgeführt, wobei hier dann nicht der gemessene Frequenzgang des Fahrzeuginnenraums zugrunde gelegt wird, sondern der mit dem ersten Equalizer gefilterte Frequenz­ gang des Fahrzeuginnenraums.

Claims (13)

1. Verfahren zum automatischen Einstellen der Filterparameter - Mittenfre­ quenz, Güte und Verstärkung bzw. Dämpfung - mindestens eines digitalen Equalizers (6, 7), der Bestandteil einer Wiedergabeeinrichtung (1) für Audiosignale in einem Fahrzeuginnenraum ist, dadurch gekennzeichnet,
dass zunächst der akustische Frequenzgang des Fahrzeuginnenraums ermit­ telt wird,
dass dann die Unzulänglichkeiten der Akustik des Fahrzeuginnenraums in Form von lokalen Maxima und Minima im gemessenen Frequenzgang be­ stimmt werden und
dass daraufhin die Filterparameter automatisch so eingestellt werden, dass zumindest ein Teil dieser Unzulänglichkeiten kompensiert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der akustische Frequenzgang des Fahrzeuginnenraums ermittelt wird,
indem die Lautsprechereinrichtung (4) der Wiedergabeeinrichtung (1) nachein­ ander von Bandpass-Rauschsignalen mit unterschiedlichen Mittenfrequenzen angesteuert wird, wobei die jeweils in Form eines Bandpass-Rauschsignals eingestellten Frequenzbänder das gesamte Audiospektrum abdecken, und
indem der Frequenzgang in Form von Frequenzmesspunkten für die einzelnen Frequenzbänder ermittelt wird, wobei als Frequenzmesspunkt für ein be­ stimmtes Frequenzband der Schallpegel des Signals bestimmt wird, das in diesem Fall von der Lautsprechereinrichtung (4) in den Fahrzeuginnenraum abgestrahlt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandpass- Rauschsignale zur Ermittlung des akustischen Frequenzgangs des Fahrzeugin­ nenraums mit Hilfe des Equalizers (6, 7) erzeugt werden,
indem dem Equalizer (6, 7) ein Rauschsignal zugeführt wird und
indem die Filterparameter so eingestellt werden, dass sich für den Equalizer (6, 7) eine Bandpass-Charakteristik mit schmaler Bandbreite bei vorgegebener Mittenfrequenz ergibt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei zur automatischen Einstellung der Filterparameter eines Equalizers (6, 7) mehrere normierte Muster­ kurven verschiedener Güte abgespeichert sind, dadurch gekennzeichnet,
dass für jede Musterkurve und jedes im gemessenen Frequenzgang bestimmte lokale Maximum
die Mittenfrequenz der Musterkurve auf das lokale Maximum verschoben wird,
eine Dämpfung bestimmt wird, indem die Musterkurve auf die Höhe dieses lo­ kalen Maximums skaliert wird,
der dieser skalierten Musterkurve entsprechende Filter auf den gemessenen Frequenzgang angewendet wird und
die Abweichung des daraus resultierenden Frequenzgangs von einem Zielfre­ quenzgang bestimmt wird,
so dass für jede potentielle Mittenfrequenz des Equalizers (6, 7) so viele Fehler­ werte für die Abweichung vom Zielfrequenzgang vorliegen, wie Musterkurven bzw. Güten abgespeichert sind, und
dass der automatischen Einstellung des Equalizers (6, 7) die Filterparameter - Mittenfrequenz, Dämpfung und Güte - derjenigen Musterkurve zugrunde gelegt werden, die zum kleinsten Fehlerwert geführt hat.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Be­ stimmung der Abweichung eines gefilterten Frequenzgangs vom Zielfrequenzgang eine Wichtung der Einzelabweichungen vorgenommen wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass positive Einze­ labweichungen stärker gewichtet werden als negative Einzelabweichungen.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass psycho­ akustisch kritische Frequenzbereiche stärker gewichtet werden als psycho­ akustisch unkritische Frequenzbereiche.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass bei der Bestimmung der Abweichung eines gefilterten Frequenzgangs vom Zielfrequenzgang die Höhe des lokalen Maximums bzw. der diesem entsprechen­ den Resonanz berücksichtigt wird, so dass schmale, hohe Resonanzen gegen­ über breiteren, weniger hohen Resonanzen bevorzugt eliminiert werden.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, wobei die Filterparameter von mindestens zwei digitalen Equalizern (6, 7) automatisch eingestellt werden, da­ durch gekennzeichnet, dass die Filterparameter der einzelnen Equalizer (6, 7) nacheinander bestimmt werden, indem jeweils vor der Bestimmung der Filterpa­ rameter eines Equalizers (6, 7) der bzw. die vorher eingestellten Equalizer (6, 7) auf den gemessenen Frequenzgang angewendet werden.
10. Wiedergabeeinrichtung (1) für Audiosignale zur Realisierung eines Verfah­ rens nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
mit einer Lautsprechereinrichtung (4) und
mit einem Audioprozessor (5), der mindestens einen digitalen Equalizer (6, 7) umfasst, im Signalpfad zwischen mindestens einer Signalquelle (2, 3) und der Lautsprechereinrichtung (4) angeordnet ist und über einen Steuerbus (9) mit einem Steuerprozessor (8) verbunden ist,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Rauschgenerator (10) vorgese­ hen ist, über den sich dem Equalizer (6, 7) ein Rauschsignal zuführen lässt,
dass der Steuerprozessor (8) Mittel umfasst, über die die Filterparameter so ein­ stellbar sind, dass der Equalizer (6, 7) eine Bandpass-Charakteristik mit schmaler Bandbreite aufweist, wobei die Mittenfrequenz über dem Audiospektrum variierbar ist,
dass mindestens ein Mikrofon (11) mit Auswertemitteln (12) zum Erfassen des von der Lautsprechereinrichtung (4) in den Fahrzeuginnenraum abgestrahlten Signals und zum Bestimmen des Frequenzgangs vorgesehen ist und
dass der Steuerprozessor (8) Mittel umfasst, über die die Filterparameter unter Berücksichtigung des gemessenen Frequenzgangs einstellbar sind.
11. Wiedergabeeinrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauschgenerator (10) im Audioprozessor (5) implementiert ist.
12. Wiedergabeeinrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Rauschgenerator in Form einer zusätzlichen externen Signalquelle reali­ siert ist.
13. Wiedergabeeinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Auswertemittel (12) zum Auswerten des vom Mikrofon (11) erfassten Signals Mittel zum Verstärken, Logarithmieren und Gleichrichten des Signals umfassen.
DE10105184A 2001-02-06 2001-02-06 Verfahren zum automatischen Einstellen eines digitalen Equalizers und Wiedergabeeinrichtung für Audiosignale zur Realisierung eines solchen Verfahrens Withdrawn DE10105184A1 (de)

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