WO2021186033A1

WO2021186033A1 - Adaptive sound control

Info

Publication number: WO2021186033A1
Application number: PCT/EP2021/057092
Authority: WO
Inventors: Georg Fischer; Tobias Fritsch; Andreas Männchen
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Foerderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2020-03-20
Filing date: 2021-03-19
Publication date: 2021-09-23
Anticipated expiration: 2022-09-20
Also published as: DE102020203629A1

Abstract

Headphones (10) having the following features: a sound transducer (12) designed to emit, based on an electrical control signal (16), an acoustic signal (18); measuring means (20) designed to carry out an electric measurement on the sound transducer (12) to obtain a measured signal; and signal processing means (22) designed to adapt, depending on the measured signal, the electric control signal (16) for the sound transducer (12).

Description

Adaptive Klangsteuerung Adaptive sound control

Beschreibung description

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beziehen sich auf einen Kopfhörer sowie auf ein Verfahren zum Betreiben eines Kopfhörers. Embodiments of the present invention relate to headphones and to a method for operating headphones.

Kopfhörer, wie z. B. Hearables oder Hörgeräte haben oft keinen für das Ohr optimalen Fre quenzgang. Hintergrund hierzu ist, dass Kopfhörer/Hearables/Hörgeräte am Trommelfell unterschiedliche Frequenzgänge, z. B. je nach Sitz des Hörers/Geräts im/am Ohr aufwei sen. Ursache hierfür ist, dass Ohr und Gehörgang von Mensch zu Mensch unterschiedlich ist. Ferner hat jeder Mensch einen anderen Geschmack und ein anderes Empfinden. Das Anpassen von Kopfhörern/oder ähnlichen Anwendungen auf eine individuelle Zielkurve im Produktionsprozess ist typischerweise nicht möglich. Weiter kommt erschwerend hinzu, dass jeder Schallwandler, z. B. auch MEMS-Schallwandler, ein anderes elektroakustisches Verhalten hat und somit anders auf akustische Lasten, wie z. B. das menschliche Gehör reagiert. Systeme mit einer hohen Güte, wie z. B. MEMS-Lautsprecher, können bei falscher und unzureichender Bedämpfung Schaden am Schallwandler selber verursachen. Headphones, such as B. Hearables or hearing aids often do not have an optimal frequency response for the ear. The background to this is that headphones / hearables / hearing aids have different frequency responses on the eardrum, e.g. B. depending on the seat of the listener / device in / on the ear aufwei sen. The reason for this is that the ear and ear canal differ from person to person. Furthermore, every person has a different taste and feeling. The adaptation of headphones / or similar applications to an individual target curve in the production process is typically not possible. A further complicating factor is that each transducer, e.g. B. MEMS transducers, has a different electroacoustic behavior and thus different on acoustic loads, such as. B. the human ear reacts. Systems with a high quality, such as. B. MEMS loudspeakers can cause damage to the transducer itself if it is incorrectly and insufficiently damped.

Ausgehend von diesen Problemen gibt es bereits im Stand der T echnik Ansätze zur Detek tion von Undichtigkeiten, z. B. durch falschen Sitz. Based on these problems, there are already approaches to the detection of leaks in the state of the art, e.g. B. by incorrect fit.

Die US 2016/0330546 A1 beschreibt eine Detektion mittels Sensormikrofonen und Anpas sung des Lautsprechers mittels EQ oder durch aktives Verstellen des akustischen Filter ports entsprechend der Mikrofonmessung. Nachteilig ist, dass hierfür ein oder mehrere Mik rofone notwendig sind. Ferner entspricht der Frequenzgang am Referenzmikrofon nicht dem Frequenzgang am Trommelfell, d. h. individuelle physiologische Unterschiede des Hörkanals werden bei dieser Methode nicht gänzlich ausgeglichen. US 2016/0330546 A1 describes detection by means of sensor microphones and adaptation of the loudspeaker by means of EQ or by actively adjusting the acoustic filter port in accordance with the microphone measurement. The disadvantage is that one or more microphones are necessary for this. Furthermore, the frequency response on the reference microphone does not correspond to the frequency response on the eardrum, i.e. H. Individual physiological differences in the auditory canal are not completely compensated for with this method.

Die US 9,794,672 B2 beschreibt die Nutzung von optoakustischer Emissionen, um den Schall am Trommelfell zu analysieren. Nachteilig ist, dass weitere Messungen, insbeson dere Kalibrierungen vor Benutzung notwendig sind. Dies stellt ein zusätzliches, wenn auch extrem sensitives Mikrofon dar, welches allerdings nicht im vollen Hörfrequenzbereich funk tioniert. Auch ist keine Adaption, z.B. während des Betriebes, möglich. Eine adaptive Filterung eines Kopfhörers auf ein vorher angepasstes Gehörgangsmodell mit Hilfe eines Mikrofons am Ohrkanaleingang wird in dem Artikel „Real-Time Adaptive Equalization for Headphone Listening“ (25th European Signal Processing Conference, 2017) beschrieben. US 9,794,672 B2 describes the use of optoacoustic emissions to analyze the sound at the eardrum. The disadvantage is that further measurements, in particular calibrations, are necessary before use. This is an additional, albeit extremely sensitive, microphone which, however, does not work in the full audio frequency range. Adaptation, for example during operation, is also not possible. Adaptive filtering of headphones to a previously adapted auditory canal model using a microphone at the ear canal entrance is described in the article "Real-Time Adaptive Equalization for Headphone Listening" (25th European Signal Processing Conference, 2017).

Zur Überwindung dieser Nachteile gibt es deshalb den Bedarf nach einem verbesserten Ansatz. There is therefore a need for an improved approach to overcome these disadvantages.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Konzept zur Anpassung des akustischen Verhaltens eines Kopfhörers zu finden. Die Aufgabe wird durch die in den unabhängigen Patentansprüchen definierten Gegenstände gelöst. The object of the present invention is to find a concept for adapting the acoustic behavior of headphones. The object is achieved by the subjects defined in the independent claims.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung schaffen einen Kopfhörer mit einem Schwallwandler, Messmitteln und Signalverarbeitungsmitteln. Der Schallwandler, wie z. B. ein herkömmlicher Hubkolbenschallwandler oder MEMS-Schallwandler, ist ausgebildet, um basierend auf einem (an dem Schallwandler anliegenden) elektrischen Signal ein akusti sches Signal zu emittieren. Die Messmittel sind ausgebildet, eine elektrische Messung, z. B. über dieselben Kontakte, über welche auch das elektrische Signal anliegt, an dem Schall wandler durchzuführen, um ein Messsignal zu erhalten. Die Signalverarbeitungsmittel sind ausgebildet, um in Abhängigkeit von dem (ermittelten) Messsignal das elektrische Steuer signal anzupassen. Embodiments of the present invention create headphones with a surge converter, measuring means and signal processing means. The sound transducer, such. B. a conventional reciprocating piston sound transducer or MEMS sound transducer is designed to emit an acoustic signal based on an electrical signal (applied to the sound transducer). The measuring means are designed to carry out an electrical measurement, e.g. B. via the same contacts through which the electrical signal is applied to perform the transducer on the sound to receive a measurement signal. The signal processing means are designed to adapt the electrical control signal as a function of the (determined) measurement signal.

Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass ein Schallwandler, der in erster Linie zur Emission eines akustischen Signals basierend auf einem Steuer-/Audiosignal, z.B. einem elektrischen Wechselsignal dient, gleichzeitig auch als Mikrofon bzw. allgemein als Sensor zu verwenden ist. Dieser Sensor ermöglicht dann, Abweichungen in dem gewünschten Übertragungsverhalten, z. B. ausgehend von dem Ge hörgang oder dem Lautsprechermodell, zu erkennen. Mit dem Sensorwerten ist eine dyna mische Anpassung eines hinterlegten Gehörgangs- und/oder Lautsprechermodells mög lich, sodass dann durch Beeinflussung des Steuer-/Audiosignals Unterschiede im Verhalten des Lautsprechers sowie Unterschiede in der Geometrie des Gehörgangs ausgeglichen werden können. Insgesamt werden also vorteilhafterweise weniger Bauteile benötigt. Im Gegensatz zu den bekannten Stand-der-Technik-Lösungen wird auch der komplette Fre quenzgang abgedeckt, wobei das Verfahren auch adaptiv arbeitet und gleichzeitig auch einen schlechten Sitz des Kopfhörers ausgleichen kann. Eine Beeinflussung von Störge räuschen kann wirkungsvoll ausgeglichen werden. Insofern wird unabhängig vom Sitz des Kopfhörers/Hörgeräts im/am Ohr ein optimaler bzw. optimierter Frequenzgang sicherge stellt, wobei auch entsprechend Ausführungsbeispielen vom Nutzer gewünschte oder indi viduelle Zielfrequenzantworten definiert und jederzeit geändert werden. Das dargestellte System misst sich automatisch ein bzw. kalibriert sich automatisch. Embodiments of the present invention are based on the knowledge that a sound transducer, which primarily serves to emit an acoustic signal based on a control / audio signal, for example an electrical alternating signal, can also be used as a microphone or generally as a sensor at the same time. This sensor then enables deviations in the desired transmission behavior, e.g. B. based on the Ge auditory canal or the speaker model to recognize. A dynamic adaptation of a stored auditory canal and / or loudspeaker model is possible with the sensor values, so that differences in the behavior of the loudspeaker and differences in the geometry of the auditory canal can then be compensated for by influencing the control / audio signal. Overall, fewer components are therefore advantageously required. In contrast to the known state-of-the-art solutions, the entire frequency response is also covered, the method also working adaptively and at the same time also being able to compensate for a poor fit of the headphones. The influence of interfering noises can be effectively compensated for. In this respect, regardless of the seat of the Headphones / hearing aid in / on the ear ensures an optimal or optimized frequency response, with individual target frequency responses desired by the user or individual target frequency responses also being defined and changed at any time in accordance with exemplary embodiments. The system shown measures itself or calibrates itself automatically.

Wie oben bereits angedeutet, umfasst die Messung entsprechend Ausführungsbeispielen eine Strommessung an dem Schallwandler, einen Spannungsmesser an dem Schallwand ler und/oder eine Impedanzmessung oder Kapazitätsmessungen an dem Schallwandler (z.B. für die Systemidentifikation). Insofern ist das Messsignal entsprechend Ausführungs beispielen ein Strom- und/oder Spannungs- und/oder Impedanzsignal. In anderen Worten heißt das, dass reicht eine Impedanzmessung bzw. Strom- und Spannungsmessung am Schallwandler aus, um die Sensorfunktionalität auszubilden. Hintergrund für diese Mess werte ist, dass mit dieser Messung von Strom und Spannung, z. B. an den Klemmen des Schallwandlers, der Frequenzgang vorhersagbar ist. As already indicated above, the measurement according to exemplary embodiments comprises a current measurement on the sound transducer, a voltmeter on the sound transducer and / or an impedance measurement or capacitance measurements on the sound transducer (e.g. for system identification). In this respect, the measurement signal is a current and / or voltage and / or impedance signal in accordance with exemplary embodiments. In other words, this means that an impedance measurement or current and voltage measurement on the sound transducer is sufficient to develop the sensor functionality. The background to these measured values is that with this measurement of current and voltage, e.g. B. at the terminals of the transducer, the frequency response is predictable.

Entsprechend weiteren Ausführungsbeispielen sind die Signalverarbeitungsmittel ausgebil det, um auf Basis eines Modells, wie z. B. Lumped-Parameter-Modell, das elektrische Steu ersignal anzupassen. Entsprechend Ausführungsbeispielen dient als Eingangsparameter für das Modell/Lumped-Parametermodell das entsprechende Messsignal. Dieses lässt nämlich einen Rückschluss auf den am Schallwandler vorherrschenden Frequenzgang zu. Hierbei wird explizit auf den vorherrschenden Frequenzgang, d. h. also den resultierenden Frequenzgang und nicht den ermittelten Frequenzgang abgestellt. Durch diesen Ansatz wird der Schallwandler und insbesondere Wandlerresonanzen aktiv bedämpft, so dass es zum Schutz von Überlasten des Wandlers kommt. Ferner können auch störende Überhö hungen im Frequenzgang ausgeglichen werden, was insgesamt die Wiedergabequalität signifikant verbessert. Gemäß Ausführungsbeispielen ermöglicht eine Anpassfunktion (z. B. eine Anpassfunktion, die sich über mehrere Frequenzbereiche erstreckt und in unter schiedlichen Frequenzbereichen unterschiedlich wirkt) eine Anpassung des ermittelten bzw. vorherrschenden Frequenzgangs an einen Zielfrequenzgang. Die Anpassfunktion wird beispielsweise unter Berücksichtigung des ermittelten/vorherrschenden Frequenzgangs mittels des Modell/Lumped-Parameter-Modells ermittelt und stellt sozusagen eine Art Aus gangsparameter des Modells/Lumped-Parametermodells dar. According to further embodiments, the signal processing means are ausgebil det to be based on a model, such as. B. Lumped parameter model to adjust the electrical STEU ersignal. According to exemplary embodiments, the corresponding measurement signal is used as the input parameter for the model / lumped parameter model. This allows a conclusion to be drawn about the frequency response prevailing at the sound transducer. Here, the predominant frequency response is explicitly referred to, i. H. so the resulting frequency response and not the determined frequency response is turned off. This approach actively dampens the sound transducer and, in particular, transducer resonances, so that the transducer is protected against overloads. Furthermore, annoying peaks in the frequency response can also be compensated, which significantly improves the overall playback quality. According to exemplary embodiments, an adaptation function (for example an adaptation function that extends over several frequency ranges and acts differently in different frequency ranges) enables the determined or predominant frequency response to be adapted to a target frequency response. The adaptation function is determined, for example, taking into account the determined / prevailing frequency response using the model / lumped parameter model and represents, so to speak, a type of output parameter of the model / lumped parameter model.

Entsprechend einem Ausführungsbeispiel erfolgt die Anpassung mittels eines adaptiven Filters. Dieses wird in Abhängigkeit von dem Messsignal oder eben der Anpassfunktion (indirekt abhängig von dem Messsignal) angepasst. Nachfolgend wird detaillierter auf das Modell, das auch als Systemmodell implementiert sein kann, eingegangen. Entsprechend Ausführungsbeispielen umfasst das Systemmodell zumindest zwei oder mehr Einzelmodelle. Die Einzelmodelle können beispielsweise aus folgender Gruppe stammen: According to one exemplary embodiment, the adaptation takes place by means of an adaptive filter. This is adapted as a function of the measurement signal or the adaptation function (indirectly dependent on the measurement signal). The model, which can also be implemented as a system model, is discussed in more detail below. According to exemplary embodiments, the system model comprises at least two or more individual models. The individual models can come from the following group, for example:

Modells des Lautsprechers; Model of speaker;

Modell der Schallführung; Sound guide model;

Modell der Leckage; Leakage model;

Modell des Gehörgangs; und/oder Model of the ear canal; and or

Modell des Trommelfells. Model of the eardrum.

Mittels des Eingangssignals bzw. Messsignals wird jedes Modell parametrisiert. Bei den Einzelmodellen ist es entsprechend Ausführungsbeispielen so, dass je Einzelmodell ein Eingangsparameter bzw. ein eigenes Messsignal verwendet wird. Beispielsweise kann ein erster von mehreren Eingangsparametern für ein erstes Einzelmodell während eines ersten Nutzerszenarios ermittelt werden und ein zweiter von mehreren Eingangsparametern für ein zweites Einzelmodell während eines zweiten Nutzerszenarios. Entsprechend alternati ven bzw. additiven Ausführungsbeispielen wäre es auch denkbar, dass ein Eingangspara meter, wie z. B. der zweite Eingangsparameter während eines ersten und zweiten Nut zerszenarios ermittelt wird. Insofern kann jedes Einzelmodell auch mehrere Eingangspara meter aufweisen. Each model is parameterized by means of the input signal or measurement signal. In the case of the individual models, according to the exemplary embodiments, an input parameter or a separate measurement signal is used for each individual model. For example, a first of several input parameters for a first individual model can be determined during a first user scenario and a second of several input parameters for a second individual model during a second user scenario. According to alternati ven or additive exemplary embodiments, it would also be conceivable that an input parameters such. B. the second input parameter is determined during a first and second user zerszenarios. In this respect, each individual model can also have several input parameters.

Ein Beispiel für ein Nutzerszenario, z. B. ein erstes Nutzerszenario, ist das Tragen des Kopfhörers im Ohr. Ein weiteres Beispiel, z. B. für ein zweites Nutzerszenario, ist eine Mes sung bei dem Kopfhörer außerhalb des Ohrs oder eine Messung beim Kopfhörer innerhalb der Ladestation. Diese Nutzerszenarien unterscheiden sich beispielsweise durch die akus tische Last auf den Schallwandler. Hintergrund hierzu ist, dass die akustische Last je nach dem, ob sie sehr klein ist (nicht im Ohr), sehr groß ist (im Ohr) oder mit einer bekannten Dämpfung belegt ist (in der Ladestation), unterschiedliche Frequenzgänge bewirkt. Ferner werden auch in den unterschiedlichen Nutzerszenarien unterschiedliche Situationen nach moduliert, z. B. kann der Gehörgang insbesondere bei Tragung im Ohr parametrisiert wer den. Durch die Verwendung von mehreren Nutzerszenarien ist es vorteilhafterweise mög lich, die unterschiedlichen Einflüsse auf den resultierenden Frequenzgang zu ermitteln und den resultierenden Frequenzgang dem gewünschten Zielfrequenzgang anzupassen. Um entsprechend Ausführungsbeispielen die Nutzerszenarien zu erkennen, kann ein entspre chendes Erkennmittel oder Erkennungsalgorithmus vorgesehen sein. Beispielsweise kann das Befinden des Kopfhörers in der Ladestation über die Ladekontakte erfolgen. An example of a user scenario, e.g. B. a first user scenario is wearing the headphones in the ear. Another example, e.g. B. for a second user scenario, a measurement in the headphones is outside the ear or a measurement in the headphones inside the charging station. These user scenarios differ, for example, in the acoustic load on the sound transducer. The background to this is that the acoustic load causes different frequency responses depending on whether it is very small (not in the ear), very large (in the ear) or with a known attenuation (in the charging station). Furthermore, different situations are also modulated in the different user scenarios, e.g. B. the ear canal can be parametrized, especially when worn in the ear. By using several user scenarios, it is advantageously possible, please include to determine the different influences on the resulting frequency response and to adapt the resulting frequency response to the desired target frequency response. Around To recognize the user scenarios in accordance with exemplary embodiments, a corresponding recognition means or recognition algorithm can be provided. For example, the headphones can be located in the charging station via the charging contacts.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel schafft ein Verfahren zum Betreiben eines Kopfhörers mit einem Schallwandler, der ausgebildet ist, um basierend auf einem elektrischen Steuersig nal ein akustisches Signal zu emittieren. Das Verfahren umfasst die Schritte: Another exemplary embodiment provides a method for operating headphones with a sound transducer which is designed to emit an acoustic signal based on an electrical control signal. The procedure consists of the following steps:

Durchführen der Messung an dem Schallwandler, um ein erstes Messsignal zu er halten; und Carrying out the measurement on the sound transducer in order to hold a first measurement signal; and

Anpassen in Abhängigkeit von dem Messsignal des elektrischen Steuersignals für den Schallwandler. Das Anpassen kann, wie oben erläutert, beispielsweise unter Verwendung von einem oder mehreren Modellen erfolgen. Adjust depending on the measurement signal of the electrical control signal for the sound transducer. As explained above, the adaptation can take place, for example, using one or more models.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel bezieht sich auf ein Computerprogramm, das das Ver fahren durchführt, wenn das Computerprogramm auf einem Prozessor abläuft. Another embodiment relates to a computer program that carries out the method when the computer program runs on a processor.

Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der beilie genden Zeichnungen erläutert. Es zeigen: Embodiments of the present invention are explained below with reference to the accompanying drawings. Show it:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Kopfhörers gemäß einem Basisausführungs beispiel; Fig. 1 is a schematic representation of a headphone according to a basic embodiment;

Fig. 2 eine schematische Darstellung zur Illustration der Einflussfaktoren auf den mittels eines Kopfhörers erzeugten Klang gemäß Ausführungsbeispielen; 2 shows a schematic representation to illustrate the influencing factors on the sound generated by means of headphones according to exemplary embodiments;

Fig. 3 eine schematische Darstellung zur Illustration des Prinzips der adaptiven Klangan passung gemäß Ausführungsbeispielen. Fig. 3 is a schematic representation to illustrate the principle of adaptive Klangan adjustment according to embodiments.

Bevor nachfolgend Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung anhand der beiliegen den Zeichnungen erläutert werden, wird ferner darauf hingewiesen, dass gleiche Elemente und Strukturen mit gleichen Bezugszeichen versehen sind, so dass die Beschreibung derer aufeinander anwendbar bzw. austauschbar ist. Fig. 1 zeigt einen Kopfhörer 10, hier einen In-Ear-Kopfhörer mit einem Gehäuse 14 und einem Schallwandler 12. Der Schallwandler umfasst beispielsweise eine Membran und Membranaufhängung (nicht separat gezeigt). Alternativ zu dem In-Ear-Kopfhörer 10 kann natürlich jeder andere Kopfhörer mit einer oder mehreren Schallwandlern je Kopfseite vor gesehen sein. Der Schallwandler 12 oder insbesondere die Membran des Schallwandlers 12 wird über ein Audiosignal 16 angetrieben bzw. angesteuert. Dieses Signal 16 wird als elektrisches Steuersignal bezeichnet und regt den Schallwandler 12 zur Schwingung an, so dass ein akustisches Signal 18 emittiert wird. Before exemplary embodiments of the present invention are explained below with reference to the accompanying drawings, it is also pointed out that the same elements and structures are provided with the same reference numerals, so that the description of these can be used or interchanged with one another. 1 shows a headphone 10, here an in-ear headphone with a housing 14 and a sound transducer 12. The sound transducer comprises, for example, a membrane and membrane suspension (not shown separately). As an alternative to the in-ear headphones 10, any other headphones with one or more sound transducers per head side can of course be seen. The sound transducer 12 or, in particular, the membrane of the sound transducer 12 is driven or controlled via an audio signal 16. This signal 16 is referred to as an electrical control signal and excites the sound transducer 12 to vibrate, so that an acoustic signal 18 is emitted.

Darüber hinaus umfasst der Kopfhörer auch noch Messmittel 20 sowie Signalverarbei tungsmittel 22. Die Messmittel führen eine elektrische Messung an dem Schallwandler durch. Hierzu kann beispielsweise eine elektrische Spannung oder ein elektrischer Strom an der Membran des Schallwandlers 12 mittels den Messmitteln 20 abgegriffen werden. Mittels Strom und Spannung ist dann die Impedanz ermittelbar. Dieses Messsignal bzw. eine von dem Messsignal abgeleitete Größe wird dann von der Signalverarbeitung 22 ver wendet, um das Signal 16 anzupassen. Ziel ist eine Anpassung derart, dass der System frequenzgang umfassend alle bestehenden Einflussfaktoren wie Schallwandler, Schallfüh rung, Gehörgang und Trommelfell an den Zielfrequenzgang angenähert wird. Der Zielfre quenzgang ist bekannt, wobei der Systemfrequenzgang mittels des als Sensor fungieren den Schallwandlers ermittelt wird. Hierzu wird, wie oben bereits erläutert, ein Strom- bzw. Spannungs- bzw. Impedanzsignal genommen, so dass ausgehend von dieser Messgröße der Systemfrequenzgang nachmoduliert wird. Hierzu stehen ein oder mehrere einzeln oder in Kombination angewendete Modelle zur Verfügung, die dann entsprechend verarbeitet werden. Die Messmittel 20 bestimmen die Eingangsparameter für das entsprechende Mo dell, während die Modulierung in den Signalverarbeitungsmitteln 22 erfolgt. In diesen Sig nalverarbeitungsmitteln 22 kann dann auch eine entsprechende Anpass- bzw. Korrektur funktion für das akustische Signal 16 bestimmt werden. In addition, the headphones also include measuring means 20 and signal processing means 22. The measuring means carry out an electrical measurement on the sound transducer. For this purpose, for example, an electrical voltage or an electrical current at the membrane of the sound transducer 12 can be tapped by means of the measuring means 20. The impedance can then be determined using current and voltage. This measurement signal or a variable derived from the measurement signal is then used by the signal processing unit 22 in order to adapt the signal 16. The aim is to adapt it in such a way that the system frequency response, including all existing influencing factors such as sound transducers, sound guidance, ear canal and eardrum, is brought closer to the target frequency response. The target frequency response is known, the system frequency response being determined by means of the sound transducer acting as a sensor. For this purpose, as already explained above, a current or voltage or impedance signal is taken so that the system frequency response is postmodulated on the basis of this measured variable. For this purpose, one or more models, used individually or in combination, are available, which are then processed accordingly. The measuring means 20 determine the input parameters for the corresponding model, while the modulation takes place in the signal processing means 22. A corresponding adaptation or correction function for the acoustic signal 16 can then also be determined in these signal processing means 22.

Nachfolgend wird Bezug nehmend auf Fig. 2 die ein oder mehreren Einflussfaktoren auf den Systemfrequenzgang erläutert. The one or more influencing factors on the system frequency response are explained below with reference to FIG. 2.

Fig. 2 zeigt einen exemplarischen Kopfhörer 10 in Kombination mit einem Ohr 30. 2 shows an exemplary headphone 10 in combination with an ear 30.

Aufseiten des Kopfhörers 10 sind zwei wesentliche Einflussfaktoren zu nennen. Zum einen kann die Membran 12m des Schallwandlers 12 unterschiedlich ausgebildet sein, so dass es hier bereits bei der Schallemission zu Frequenzgangabweichungen kommt, die ausge glichen werden können. Zur Ermittlung dieser Einflussfaktoren kann ein Modell des Laut sprechers, z. B. ein Lumped-Parameter-Modell bzw. ein ML- Modell (Machine-Learning- Modell) verwendet werden. Einen weiteren Einfluss auf den Systemfrequenzgang hat die Schallführung 14s des Gehäuses 14. Diese stellt eine akustische Last für den Schallwand ler 12 dar und verändert den Systemfrequenzgang. Die Schallführung kann mittels eines Modells derselben, z. B. auf Lumped-Parameter-Basis oder auf ML-Basis moduliert wer den. On the part of the headphones 10, two essential influencing factors should be mentioned. On the one hand, the membrane 12m of the sound transducer 12 can be designed differently so that there are already frequency response deviations in the sound emission that can be compensated for. To determine these influencing factors, a model of the loudspeaker, e.g. B. a lumped parameter model or an ML model (machine learning model) can be used. The sound guide 14s of the housing 14 has a further influence on the system frequency response. This represents an acoustic load for the sound transducer 12 and changes the system frequency response. The sound guide can by means of a model of the same, for. B. modulated on a lumped parameter basis or on an ML basis who the.

Ein weiterer Einflussfaktor stellt das Ohr 30 dar. Hier sind insbesondere die zwei entschei denden Elemente Gehörgang 30g und Trommelfell 30t zu nennen. Beide haben Einfluss auf den Systemfrequenzgang, ausgehend von der durch diese erzeugten akustischen Leis tungen. Eine Nachmodulierung ist mit entsprechenden Modellen, z. B. auf Lumped-Para- meter-Basis möglich. The ear 30 represents a further influencing factor. The two decisive elements auditory canal 30g and eardrum 30t should be mentioned here in particular. Both have an influence on the system frequency response, based on the acoustic performance generated by them. Post-modulation is possible with appropriate models, e.g. B. possible on the basis of lumped parameters.

Einen weiteren Einfluss hat das Zusammenspiel zwischen Kopfhörer 10 und Ohr 30 und insbesondere mögliche Leckagen zwischen der Schallführung 14s und dem Gehörgang 30g. Diese Leckage ist ebenfalls mittels Lumped-Parametern modulierbar. The interaction between headphones 10 and ear 30 and in particular possible leaks between the sound guide 14s and the auditory canal 30g have a further influence. This leakage can also be modulated using lumped parameters.

Ausgehend von diesen Modellen kann ein Systemmodell bestimmt werden. Das System modell umfasst beispielsweise: o Modell des Lautsprechers / (Schall-)Senders (z. B. Lumped Parameter, ML etc.) o Modell der Schallführung / internen Schallübertragung (z. B. Lumped Parame ter, ML etc.) o Modell einer (externen) Störung, z.B. Modell der Leckage (z.B. Lumped Para meter, ML etc.) o Modell einer externen Schallübertragung, z.B. Modell des Gehörgangs (z. B. Lumped Parameter, ML etc.) o Modell eines (externe) (Schall-)Empfängers, z.B. Modell des Trommelfells (z. B. Lumped Parameter, ML etc.) A system model can be determined on the basis of these models. The system model includes, for example: o Model of the loudspeaker / (sound) transmitter (e.g. lumped parameters, ML etc.) o Model of the sound guidance / internal sound transmission (e.g. lumped parameters, ML etc.) o Model an (external) disturbance, e.g. model of the leakage (e.g. lumped parameters, ML etc.) o model of external sound transmission, e.g. model of the auditory canal (e.g. lumped parameters, ML etc.) o model of an (external) (sound -) Receiver, e.g. model of the eardrum (e.g. lumped parameters, ML etc.)

Wie anhand der Einzelmodelle zu erkennen ist, werden in dem Systemmodell sowohl in terne als auch externe Modellparameter verwendet. D.h. also, dass entsprechen Ausfüh- rungsbeispielen das Systemmodell ein Modell zur Modellierung interner Einflussgrößen (in ternes Modell) und/oder ein Modell zur Modellierung externe Einflussgrößen (externes Mo dell) umfasst. Das interne Modell umfasst beispielsweise ein Modell des Senders oder der Kopfhörer-internen Schallübertragung/Schaltführung, während das externe Modell zur Mo dellierung von externen Störungen, einer externen Übertragung (vergleiche Gehörgang) o- der eines externen Empfängers (vergleiche Trommelfell) dient. Vorteilhafter Weise können mit dem oben erläuterten Prinzip der Verwendung des Schallwandlers als Sensor sowohl Eingangsgrößen für ein internes Modell als auch für ein externes Modell bestimmt (sensiert) werden. As can be seen from the individual models, both internal and external model parameters are used in the system model. This means that the execution For example, the system model includes a model for modeling internal influencing variables (internal model) and / or a model for modeling external influencing variables (external model). The internal model includes, for example, a model of the transmitter or the headphones-internal sound transmission / switching control, while the external model is used to model external interference, an external transmission (compare ear canal) or an external receiver (compare eardrum). Advantageously, with the above-explained principle of using the sound transducer as a sensor, both input variables for an internal model and for an external model can be determined (sensed).

Auf Basis dieses adaptiven/nachgeführten Systemmodells ist eine Vorhersage des Fre quenzgangs (Systemfrequenzgangs des Kopfhörers im Betrieb möglich). On the basis of this adaptive / tracking system model, a prediction of the frequency response is possible (system frequency response of the headphones during operation).

Das adaptive Nachführen erfolgt über die erhaltenen Messwerte. Hierzu wird beispiels weise ein Algorithmus zur Bestimmung bestimmter definierter Modellparameter aus der ge messenen Spannung und dem gemessenen Strom (also der Eingangsimpedanz des Schallwandlers) verwendet. Dieser führt ein Fitting der Impedanzkurve von Modell und Mes sung durch, wie z. B. in [1] im Zusammenhang mit Lautsprechern unter Verwendung des Lumped-Parameter-Modells beschrieben ist. Hierbei kann das Fitting bereits vor dem Be trieb, d. h. also auf Basis von aktuellen Messwerten oder ohne aktives Signal oder Mess werten bei einer Kalibrierung durchgeführt werden oder aber auch während des Betriebs, z. B. zur Nachführung der Modelle bzw. des Systemmodells. The adaptive tracking takes place via the measured values obtained. For this purpose, for example, an algorithm is used to determine certain defined model parameters from the measured voltage and the measured current (i.e. the input impedance of the sound transducer). This performs a fitting of the impedance curve of the model and measurement, such as. B. is described in [1] in connection with loudspeakers using the lumped parameter model. Here, the fitting can be operated before operation, i. H. can therefore be carried out on the basis of current measured values or without an active signal or measured values during a calibration or also during operation, e.g. B. for tracking the models or the system model.

Ausgehend von diesem Fitting kann dann ein Anpasssignal abgeleitet werden, mittels wel chen beispielsweise ein Filterelement abgestimmt wird. Das Filterelement ist in Fig. 1 als optionales Element 24 in der Feedback-Schleife dargestellt und dient eben zur Adaptierung des Audiosignals/Steuersignals. Insofern schaffen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung ein In-Ear-Kopfhörer-Design 10 mit einem Schallwandler 12 und einem auf den Schallwandler 12 abgestimmten Filterelement 24 mit gezieltem Übertragungsfrequenz gang, wobei der gezielte Übertragungsfrequenzgang durch die Signalverarbeitungsmittel angepasst wird. On the basis of this fitting, an adaptation signal can then be derived by means of which, for example, a filter element is tuned. The filter element is shown in FIG. 1 as an optional element 24 in the feedback loop and is used to adapt the audio signal / control signal. In this respect, embodiments of the present invention create an in-ear headphone design 10 with a sound transducer 12 and a filter element 24 matched to the sound transducer 12 with a targeted transmission frequency response, the targeted transmission frequency response being adapted by the signal processing means.

Nachfolgend wird auf das Systemmodell umfassend die Einzelmodelle und insbesondere auf das „Fitten“ der einzelnen Modelle genauer eingegangen. Entsprechend Ausführungsbeispielen werden die unterschiedlichen Modelle in unterschied lichen Nutzungsszenarien ermittelt. Zum Beispiel kann der Gehörgang 30g und die Leckage im Ohr, d. h. also bei Nutzung des Hörers 10 im Ohr 30 gemessen werden. Die mechani schen Lautsprecher-Parameter können entsprechend Ausführungsbeispielen sowohl im Ohr als auch ohne Ohr gemessen werden. In the following, the system model, including the individual models and, in particular, the “fitting” of the individual models, will be discussed in more detail. According to the exemplary embodiments, the different models are determined in different usage scenarios. For example, the auditory canal 30g and the leakage in the ear, ie when the earpiece 10 is used in the ear 30, can be measured. The mechanical rule loudspeaker parameters can be measured according to embodiments both in the ear and without an ear.

Die mechanischen Lautsprecherparameter können entsprechend Ausführungsbeispielen sowohl im Ohr als auch ohne Ohr gemessen werden. Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel erfolgt die Messung der mechanischen Lautsprecherparameter mittels zwei Messungen in zwei unterschiedlichen Nutzungsszenarien, ausgehend von welchen unterschiedliche Lasten vorherrschen, also z. B. einmal außerhalb des Ohrs und einmal in einer Ladestation. Um hier die Modelle entsprechend anzupassen, kann dem Kopfhörer das entsprechende Nutzungsszenario mitgeteilt werden oder dieser kann mit Mitteln zur Erkennung des Nutzungsszenarios ausgestattet sein. Mögliche Nutzungsszenarien sind (Kopfhörer im Ohr, außerhalb des Ohrs, in einer Ladestation (bei kabelloser Variante)), etc. Nach Erkennung des Nutzungsszenarios werden dann entsprechend Ausführungsbeispie len gezielte Parameter des Systemmodells bzw. einzelner Modelle berechnet. According to exemplary embodiments, the mechanical loudspeaker parameters can be measured both in the ear and without the ear. According to a preferred embodiment, the measurement of the mechanical loudspeaker parameters is carried out by means of two measurements in two different usage scenarios, based on which different loads prevail, ie z. B. once outside of the ear and once in a charging station. In order to adapt the models accordingly, the headphones can be informed of the corresponding usage scenario or they can be equipped with means for recognizing the usage scenario. Possible usage scenarios are (headphones in the ear, outside the ear, in a charging station (in the case of the wireless version)), etc. After the usage scenario has been identified, specific parameters of the system model or individual models are calculated according to implementation examples.

Aus dem resultierenden Systemmodell wird dann der resultierende Frequenzgang am Trommelfell 30t vorhersagbar, z. B. durch: o die direkte Berechnung des Frequenzgangs aus Lumped-Parameter-Mo- dellen [1 , 2] o die Berechnung des Frequenzgangs aus (akustischen) Übertragungs- Matrix- Modellen [3] o die Vorhersage des Frequenzgangs aus einfachen parametrischen Ansät zen [4] o die Vorhersage des Frequenzgangs aus entsprechend trainierten Ma- chine-Learning-Modellen o eine beliebige Kombination der oben genannten Methoden The resulting frequency response at the eardrum 30t is then predictable from the resulting system model, e.g. B. by: o the direct calculation of the frequency response from lumped parameter models [1, 2] o the calculation of the frequency response from (acoustic) transmission matrix models [3] o the prediction of the frequency response from simple parametric approaches [4] o the prediction of the frequency response from appropriately trained machine learning models o any combination of the above methods

Durch die Modulierung des Systemfrequenzgangs kann dann unter Berücksichtigung eines Zielfrequenzgangs, z. B. eines vom Nutzer vorgegebenen Zielfrequenzgangs eine adaptive Anpassung erfolgen. Diese Anpassung ist im Detail in Fig. 3 erläutert. Fig. 3 zeigt einen Schallwandler 12, der mit einem Steuersignal bzw. Audiosignal 16 betrie ben wird. Das Audiosignal 16 wird durch einen sogenannten „Feed-Forward Processor“ (z. B. einen adaptiven EQ) 24 bearbeitet. Dieser EQ 24 passt den aktuellen Frequenzgang an den Zielfrequenzgang 25, der als Input dem EQ 24 vorliegen kann, an. Hierbei wird das Audiosignal 16 durch den Feed-Forward Processor 24 bearbeitet, so dass das Signal 16‘ resultiert, in welchem dann der Schallwandler 12 betrieben wird. By modulating the system frequency response, taking into account a target frequency response, e.g. B. an adaptive adjustment to a target frequency response specified by the user. This adaptation is explained in detail in FIG. 3. Fig. 3 shows a sound transducer 12, which is operated ben with a control signal or audio signal 16 ben. The audio signal 16 is processed by a so-called “feed-forward processor” (for example an adaptive EQ) 24. This EQ 24 adapts the current frequency response to the target frequency response 25, which can be present as input to the EQ 24. In this case, the audio signal 16 is processed by the feed-forward processor 24, so that the result is the signal 16 ′ in which the sound transducer 12 is then operated.

Am Schallwandler 12 erfolgt eine Messung, z. B. eine Strom- oder Spannungsmessung, wie hier mit dem Pfeil 20 dargestellt ist. Die Messergebnisse werden in der Einheit 22 be arbeitet. Diese Einheit 22 umfasst einmal das Systemmodell 22m, das mittels des Summie rungselements 22s dahin gehend verglichen wird, ob das vorliegende Systemmodell 22m entsprechend gut an die aktuellen Messwerte (vgl. Bezugszeichen 20) gefittet ist. Wenn das nicht so ist, erfolgt eine Anpassung des Systemmodells, wie mit dem Pfeil 22a ange deutet ist. An dieser Stelle sei auch angemerkt, dass neben den Messwerten (vgl. Bezugs zeichen 20) am Schallwandler 12 auch das Audiosignal 16‘ für das Systemmodell 22m als Eingangsparameter bzw. zu berücksichtigenden Parameter verwendet werden kann. A measurement is carried out at the sound transducer 12, e.g. B. a current or voltage measurement, as shown here with the arrow 20. The measurement results are processed in the unit 22. This unit 22 includes the system model 22m, which is compared by means of the summation element 22s to determine whether the present system model 22m is correspondingly well fitted to the current measured values (cf. reference number 20). If this is not the case, the system model is adapted, as indicated by arrow 22a. At this point it should also be noted that in addition to the measured values (cf. reference number 20) at the sound transducer 12, the audio signal 16 'for the system model 22m can also be used as input parameters or parameters to be taken into account.

Da, wie oben bereits erläutert, in optionaler Weise unterschiedliche Modelle in das System modell einfließen können und diese unterschiedlichen Modelle in unterschiedlichen Nut zungsszenarios gefittet werden, kann eine optionale Einheit 23 zur Erkennung des Nut zungsszenarios vorgesehen sein. Diese Einheit 23 erkennt das Nutzungsszenario bei spielsweise ausgehend von dem Audiosignal 16‘ oder den Messwerten der Messeinheit 20. Since, as already explained above, different models can optionally flow into the system model and these different models are fitted in different usage scenarios, an optional unit 23 can be provided for recognizing the usage scenario. This unit 23 recognizes the usage scenario, for example on the basis of the audio signal 16 ‘or the measured values of the measuring unit 20.

Ein entsprechend in den einzelnen Nutzungsszenarien oder bei einem Nutzungsszenario gefittetes Systemmodell 22m wird dann in den Frequenzgangschätzer 22f übermittelt, der den Systemfrequenzgang, der durch den Schallwandler 12 in der aktuellen Situation er zeugt wird, schätzt. Dieser Systemfrequenzgang wird dann mit dem Zielfrequenzgang 25 abgeglichen, um hier eine Annäherung von Systemfrequenzgang an Zielfrequenzgang durchzuführen. Die entsprechende Signalbearbeitung des Audiosignals 16 zu dem Audio signal 16‘ erfolgt dann über den Prozessor 24. Dieser ist, wie dargestellt, mit den zwei Ein heiten Zielfrequenzgang 25 und Frequenzgangschätzer des Systemfrequenzgangs 22t ver bunden, so dass aus dem Systemfrequenzgang und dem Zielfrequenzgang beispielsweise ein adaptiver Filter (FIR, IIR, graphischer Equalizer, parametrischer Equalizer) berechnet werden kann, die dann das Gesamtsystem auf den Zielfrequenzgang 25 fitten (vgl. z. B. [5]). Auch wenn in den obigen Ausführungsbeispielen meistens davon ausgegangen wurde, dass es sich hier um einen In-Ear-Kopfhörer handelt, sei an dieser Stelle festgehalten, dass das System auf alle Arten von Kopfhörern, In-Ear-Kopfhörer, Hearables, Hörgeräte ange wendet werden kann. Auch ist eine Verwendung im Zusammenhang mit MEMS- Lautsprechern oderSmartphone-Lautsprechern (Mikrospeaker) denkbar. MEMS-Mikrofone sind weitere Einsatzgebiete. Es sei nochmal betont, dass im Sinne der Anmeldung hier verschiedene Arten von Kopfhörern zu verstehen sind, z.B. Hörgeräte, Hearables oder alle anderen Kopfgetragenen Elemente, die Schall emittieren können. A system model 22m fitted accordingly in the individual usage scenarios or in a usage scenario is then transmitted to the frequency response estimator 22f, which estimates the system frequency response generated by the sound transducer 12 in the current situation. This system frequency response is then compared with the target frequency response 25 in order to bring the system frequency response closer to the target frequency response. The corresponding signal processing of the audio signal 16 to the audio signal 16 'then takes place via the processor 24. This is, as shown, with the two units target frequency response 25 and frequency response estimator of the system frequency response 22t connected, so that from the system frequency response and the target frequency response, for example adaptive filter (FIR, IIR, graphic equalizer, parametric equalizer) can be calculated, which then fit the overall system to the target frequency response 25 (see, for example, [5]). Even if it was mostly assumed in the above exemplary embodiments that these are in-ear headphones, it should be noted at this point that the system applies to all types of headphones, in-ear headphones, hearables, hearing aids can be. Use in connection with MEMS loudspeakers or smartphone loudspeakers (microspeakers) is also conceivable. MEMS microphones are also used. It should be emphasized again that in the sense of the application, different types of headphones are to be understood here, for example hearing aids, hearables or all other head-worn elements that can emit sound.

Obwohl manche Aspekte im Zusammenhang mit einer Vorrichtung beschrieben wurden, versteht es sich, dass diese Aspekte auch eine Beschreibung des entsprechenden Verfah rens darstellen, sodass ein Block oder ein Bauelement einer Vorrichtung auch als ein ent sprechender Verfahrensschritt oder als ein Merkmal eines Verfahrensschrittes zu verstehen ist. Analog dazu stellen Aspekte, die im Zusammenhang mit einem oder als ein Verfahrens schritt beschrieben wurden, auch eine Beschreibung eines entsprechenden Blocks oder Details oder Merkmals einer entsprechenden Vorrichtung dar. Einige oder alle der Verfah rensschritte können durch einen Hardware-Apparat (oder unter Verwendung eines Hard ware-Apparats), wie zum Beispiel einen Mikroprozessor, einen programmierbaren Compu ter oder eine elektronische Schaltung ausgeführt werden. Bei einigen Ausführungsbeispie len können einige oder mehrere der wichtigsten Verfahrensschritte durch einen solchen Apparat ausgeführt werden. Although some aspects have been described in connection with a device, it goes without saying that these aspects also represent a description of the corresponding method, so that a block or a component of a device is also to be understood as a corresponding method step or as a feature of a method step . Analogously to this, aspects that have been described in connection with or as a method step also represent a description of a corresponding block or details or features of a corresponding device Hard ware apparatus), such as a microprocessor, a programmable computer or an electronic circuit. In some embodiments, some or more of the most important process steps can be performed by such an apparatus.

Je nach bestimmten Implementierungsanforderungen können Ausführungsbeispiele der Er findung in Hardware oder in Software implementiert sein. Die Implementierung kann unter Verwendung eines digitalen Speichermediums, beispielsweise einer Floppy-Disk, einer DVD, einer Blu-ray Disc, einer CD, eines ROM, eines PROM, eines EPROM, eines EEPROM oder eines FLASH-Speichers, einer Festplatte oder eines anderen magnetischen oder optischen Speichers durchgeführt werden, auf dem elektronisch lesbare Steuersignale gespeichert sind, die mit einem programmierbaren Computersystem derart Zusammenwir ken können oder Zusammenwirken, dass das jeweilige Verfahren durchgeführt wird. Des halb kann das digitale Speichermedium computerlesbar sein. Manche Ausführungsbeispiele gemäß der Erfindung umfassen also einen Datenträger, der elektronisch lesbare Steuersignale aufweist, die in der Lage sind, mit einem programmier baren Computersystem derart zusammenzuwirken, dass eines der hierin beschriebenen Verfahren durchgeführt wird. Depending on the particular implementation requirements, embodiments of the invention can be implemented in hardware or in software. The implementation can be carried out using a digital storage medium such as a floppy disk, a DVD, a Blu-ray disk, a CD, a ROM, a PROM, an EPROM, an EEPROM or a FLASH memory, a hard disk or other magnetic memory or optical memory, on which electronically readable control signals are stored, which can or cooperate with a programmable computer system in such a way that the respective method is carried out. Therefore, the digital storage medium can be computer-readable. Some exemplary embodiments according to the invention thus include a data carrier which has electronically readable control signals which are able to interact with a programmable computer system in such a way that one of the methods described herein is carried out.

Allgemein können Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung als Computerpro grammprodukt mit einem Programmcode implementiert sein, wobei der Programmcode da hingehend wirksam ist, eines der Verfahren durchzuführen, wenn das Computerprogramm produkt auf einem Computer abläuft. In general, exemplary embodiments of the present invention can be implemented as a computer program product with a program code, the program code being effective to carry out one of the methods when the computer program product runs on a computer.

Der Programmcode kann beispielsweise auch auf einem maschinenlesbaren Träger ge speichert sein. The program code can, for example, also be stored on a machine-readable carrier.

Andere Ausführungsbeispiele umfassen das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren, wobei das Computerprogramm auf einem maschinen lesbaren Träger gespeichert ist. Other exemplary embodiments include the computer program for performing one of the methods described herein, the computer program being stored on a machine-readable carrier.

Mit anderen Worten ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens somit ein Computerprogramm, das einen Programmcode zum Durchführen eines der hierin be schriebenen Verfahren aufweist, wenn das Computerprogramm auf einem Computer ab läuft. In other words, an exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a computer program which has a program code for performing one of the methods described herein when the computer program runs on a computer.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Verfahren ist somit ein Datenträ ger (oder ein digitales Speichermedium oder ein computerlesbares Medium), auf dem das Computerprogramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren aufge zeichnet ist. Der Datenträger, das digitale Speichermedium oder das computerlesbare Me dium sind typischerweise gegenständlich und/oder nicht-vergänglich bzw. nicht-vorüberge hend. A further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data carrier (or a digital storage medium or a computer-readable medium) on which the computer program for performing one of the methods described herein is recorded. The data carrier, the digital storage medium or the computer-readable medium are typically tangible and / or non-transitory or non-temporary.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens ist somit ein Daten strom oder eine Sequenz von Signalen, der bzw. die das Computerprogramm zum Durch führen eines der hierin beschriebenen Verfahren darstellt bzw. darstellen. Der Datenstrom oder die Sequenz von Signalen kann bzw. können beispielsweise dahingehend konfiguriert sein, über eine Datenkommunikationsverbindung, beispielsweise über das Internet, trans feriert zu werden. Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst eine Verarbeitungseinrichtung, beispielsweise einen Computer oder ein programmierbares Logikbauelement, die dahingehend konfigu riert oder angepasst ist, eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. A further exemplary embodiment of the method according to the invention is thus a data stream or a sequence of signals which represents or represents the computer program for performing one of the methods described herein. The data stream or the sequence of signals can, for example, be configured to be transferred via a data communication connection, for example via the Internet. Another exemplary embodiment comprises a processing device, for example a computer or a programmable logic component, which is configured or adapted to carry out one of the methods described herein.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel umfasst einen Computer, auf dem das Computerpro gramm zum Durchführen eines der hierin beschriebenen Verfahren installiert ist. Another exemplary embodiment comprises a computer on which the computer program for performing one of the methods described herein is installed.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel gemäß der Erfindung umfasst eine Vorrichtung oder ein System, die bzw. das ausgelegt ist, um ein Computerprogramm zur Durchführung zumin dest eines der hierin beschriebenen Verfahren zu einem Empfänger zu übertragen. Die Übertragung kann beispielsweise elektronisch oder optisch erfolgen. Der Empfänger kann beispielsweise ein Computer, ein Mobilgerät, ein Speichergerät oder eine ähnliche Vorrich tung sein. Die Vorrichtung oder das System kann beispielsweise einen Datei-Server zur Übertragung des Computerprogramms zu dem Empfänger umfassen. A further exemplary embodiment according to the invention comprises a device or a system which is designed to transmit a computer program to a receiver to carry out at least one of the methods described herein. The transmission can take place electronically or optically, for example. The receiver can be, for example, a computer, a mobile device, a storage device or a similar device. The device or the system can comprise, for example, a file server for transmitting the computer program to the recipient.

Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein programmierbares Logikbauelement (bei spielsweise ein feldprogrammierbares Gatterarray, ein FPGA) dazu verwendet werden, manche oder alle Funktionalitäten der hierin beschriebenen Verfahren durchzuführen. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann ein feldprogrammierbares Gatterarray mit einem Mikroprozessor Zusammenwirken, um eines der hierin beschriebenen Verfahren durchzu führen. Allgemein werden die Verfahren bei einigen Ausführungsbeispielen seitens einer beliebigen Hardwarevorrichtung durchgeführt. Diese kann eine universell ersetzbare Hard ware wie ein Computerprozessor (CPU) sein oder für das Verfahren spezifische Hardware, wie beispielsweise ein ASIC. In some exemplary embodiments, a programmable logic component (for example a field-programmable gate array, an FPGA) can be used to carry out some or all of the functionalities of the methods described herein. In some exemplary embodiments, a field-programmable gate array can interact with a microprocessor in order to carry out one of the methods described herein. In general, in some exemplary embodiments, the methods are performed by any hardware device. This can be universally replaceable hardware such as a computer processor (CPU) or hardware specific to the method, such as an ASIC.

Die hierin beschriebenen Vorrichtungen können beispielsweise unter Verwendung eines Hardware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung ei ner Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden. The devices described herein can be implemented, for example, using a hardware apparatus, or using a computer, or using a combination of a hardware apparatus and a computer.

Die hierin beschriebenen Vorrichtungen, oder jedwede Komponenten der hierin beschrie benen Vorrichtungen können zumindest teilweise in Hardware und/oder in Software (Com puterprogramm) implementiert sein. The devices described herein, or any components of the devices described herein, can be implemented at least partially in hardware and / or in software (computer program).

Die hierin beschriebenen Verfahren können beispielsweise unter Verwendung eines Hard ware-Apparats, oder unter Verwendung eines Computers, oder unter Verwendung einer Kombination eines Hardware-Apparats und eines Computers implementiert werden. Die hierin beschriebenen Verfahren, oder jedwede Komponenten der hierin beschriebenen Verfahren können zumindest teilweise durch Hardware und/oder durch Software ausgeführt werden. The methods described herein can be implemented, for example, using a hardware apparatus, or using a computer, or using a combination of hardware apparatus and a computer. The methods described herein, or any components of the methods described herein, can be carried out at least in part by hardware and / or by software.

Die oben beschriebenen Ausführungsbeispiele stellen lediglich eine Veranschaulichung der Prinzipien der vorliegenden Erfindung dar. Es versteht sich, dass Modifikationen und Vari ationen der hierin beschriebenen Anordnungen und Einzelheiten anderen Fachleuten ein leuchten werden. Deshalb ist beabsichtigt, dass die Erfindung lediglich durch den Schutz- umfang der nachstehenden Patentansprüche und nicht durch die spezifischen Einzelheiten, die anhand der Beschreibung und der Erläuterung der Ausführungsbeispiele hierin präsen tiert wurden, beschränkt sei. The embodiments described above are merely illustrative of the principles of the present invention. It is to be understood that modifications and variations of the arrangements and details described herein will occur to other persons skilled in the art. It is therefore intended that the invention be limited only by the scope of protection of the following patent claims and not by the specific details presented herein on the basis of the description and the explanation of the exemplary embodiments.

Zitate Quotes

[1] Seidel, Ulf and Wolfgang Klippel. „Fast and Accurate Measurement of the Linear Trans ducer Parameters", 2001. Online unter https:l/www. klippel. delfi/eadminlkli pp e//Files/Kncw Hcw!Literature/Pa p ers/Fast and Accurate Li near Parameter Measure ment 01. pdf (13.02.2020) [1] Seidel, Ulf and Wolfgang Klippel. "Fast and Accurate Measurement of the Linear Transducer Parameters", 2001. Online at https: l / www. Klippel. Delfi / eadminlkli pp e // Files / Kncw Hcw! Literature / Papers / Fast and Accurate Li near Parameter Measure ment 01. pdf (February 13, 2020)

[2] John Borwick. „Lcudspeaker and Headphcne Handbeek", Focal Press, 2001 [2] John Borwick. "Lcudspeaker and Headphone Handbeek," Focal Press, 2001

[3] Huiqun Deng and Jun Yang. „Estimating ear canal gecmetry and eardrum reflecticn ccefficient frcm ear canal input impedance", 2016 IEEE International Conference on Acous- tics, Speech and Signal Processing (ICASSP), Shanghai, 2016 [3] Huiqun Deng and Jun Yang. "Estimating ear canal gecmetry and eardrum reflecticn ccefficient frcm ear canal input impedance", 2016 IEEE International Conference on Acous- tics, Speech and Signal Processing (ICASSP), Shanghai, 2016

[4] Javier G6mez Bolarios and Ville Pulkki. „Estimaticn cf pressure at the eardrum in mag- nitude and phase fcr headphcne equaiizaticn using pressure-veiccity measurements atthe ear canal entrance", 2015 IEEE Workshop on Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics [4] Javier G6mez Bolarios and Ville Pulkki. "Estimaticn cf pressure at the eardrum in magnitude and phase fcr headphcne equaiizaticn using pressure-veiccity measurements at the ear canal entrance", 2015 IEEE Workshop on Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics

[5] J. Rämö, V. Välimäki, and B. Bank. „High-Precision Parallel Graphie Equalizer ", IEEE/ACM Transactions on Audio, Speech and Language Processing, Val. 22, No. 12, pp. 1894-1904, December 2014 [5] J. Rämö, V. Välimäki, and B. Bank. "High-Precision Parallel Graphic Equalizer", IEEE / ACM Transactions on Audio, Speech and Language Processing, Val. 22, No. 12, pp. 1894-1904, December 2014

Claims

Claims 1. Headphones (10) having the following features: a sound transducer (12) which is designed to emit an acoustic signal (18) based on an electrical control signal (16);

Measuring means (20) which are designed to carry out an electrical measurement on the sound transducer (12) in order to obtain a measurement signal; and

Signal processing means (22) which are designed to adapt the electrical control signal (16) for the sound transducer (12) as a function of the measurement signal.

2. headphones (10) according to claim 1, wherein the measurement comprises a current measurement on the sound transducer (12) and / or a voltage measurement on the sound transducer (12) and / or an impedance measurement or capacitance measurement on the sound transducer (12), and / or wherein the measurement signal comprises a current and / or voltage and / or impedance signal and / or capacitance signal.

3. headphones (10) according to any one of the preceding claims, wherein the Signalverarbei processing means (22) are designed on the basis of a model (22m) and / or Lum- ped parameter model and / or machine learning model, the electrical Adjust control signal (16).

4. headphones (10) according to claim 3, wherein a current and / or voltage and / or impedance signal is used as an input parameter for the model (22m) and / or lumped parameter model and a conclusion on the sound transducer ( 12) allows predominant frequency response; and / or wherein an adaptation function (e.g. over several frequency ranges) is used as the output parameter of the model (22m) and / or lumped parameter model, the adaptation function adapting the determined or predominant frequency response to a target frequency response (25) enables.

5. headphones (10) according to any one of the preceding claims, wherein the Signalverarbei processing means (22) comprise an adaptive filter (24) which is adapted as a function of the measurement signal.

6. headphones (10) according to any one of the preceding claims, wherein the Signalverarbei processing means (22) perform the adaptation on the basis of a system model, wherein the system model comprises at least two individual models.

7. Headphones (10) according to claim 6, wherein the two individual models come from the group of models (22m) which comprise the following models (22m):

Model (22m) of speaker and / or transmitter; and / or model (22m) of the sound guide and / or an internal sound transmission;

8. Headphones (10) according to claim 6 or 7, wherein the two individual models come from the group of models (22m) which comprise the following models (22m):

Model (22m) of the leakage and / or a fault;

Model (22m) of the ear canal and / or an external sound transmission; and or

Model (22m) of the eardrum and / or a sound receiver.

9. headphones (10) according to claim 6, 7 or 8, wherein for each individual model at least one input parameter is determined by means of the measuring means (20).

10. headphones (10) according to claim 9, wherein a first of several input parameters for a first individual model is determined during a first user scenario and wherein a second of several input parameters for a second individual model is determined during a second user scenario.

11. headphones (10) according to claim 10, wherein the second input parameter is determined during the first and second user scenarios.

12. Headphones (10) according to claim 10 or 11, wherein the first user scenario includes wearing the headphones (10) in the ear; and or wherein the second user scenario includes the headphones (10) being outside the ear or inside the charging station.

13. headphones (10) according to claim 10, 11 or 12, wherein the headphones (10) means for

Recognition of a user scenario (23) comprises.

14. A method for operating headphones (10) with a sound transducer (12) which is designed to emit an acoustic signal (18) based on an electrical control signal (16), comprising the following steps:

Carrying out an electrical measurement on the sound transducer (12) in order to obtain a first measurement signal; and adapting as a function of the measurement signal of the electrical control signal (16) for the sound transducer (12).

15. Computer program for performing the method according to claim 14, when the computer program runs on a processor.