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Dokumentenidentifikation DE10351145A1 09.06.2005
Titel Verfahren zur frequenzabhängigen Lautstärkeeinstellung bei einem Audiogerät
Anmelder Bayerische Motoren Werke AG, 80809 München, DE
Erfinder Meyer, Jens, 85658 Egmating, DE;
Kirk, Edgar, 85591 Vaterstetten, DE
DE-Anmeldedatum 03.11.2003
DE-Aktenzeichen 10351145
Offenlegungstag 09.06.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.06.2005
IPC-Hauptklasse H03G 3/32
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur frequenzabhängigen Lautstärkeeinstellung bei einem Audiogerät, insbesondere bei einem Audiogerät von Kraftfahrzeugen, wobei ein frequenzabhängiger erster Bezugspegel vorgegeben wird und mit einem variablen zweiten Pegel verglichen wird. Der variable zweite Pegel bleibt bei den Frequenzen unverändert, bei denen er über oder gleich dem ersten Bezugspegel ist, und er wird bei den Frequenzen angehoben, bei denen er unter dem ersten Bezugspegel ist. Als erster Bezugspegel wird erfindungsgemäß eine frequenzabhängige individuelle untere Wahrnehmungsschwelle und als variabler zweiter Pegel ein frequenzabhängiger tatsächlicher Pegel eines Audiosignals vorgegeben.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur frequenzabhängigen Lautstärkeinstellung bei einem Audiogerät nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Lautstärkeeinstellungen an Audiogeräten sind meist frequenzunabhängig. Mittels eines Lautstärkestellers kann eine Person die Lautstärke nach ihren Bedürfnissen einstellen. Die vorgegebene Lautstärke (der Pegel) gilt für den gesamten Frequenzbereich.

Da in Kraftfahrzeugen aufgrund des Betriebs der Brennkraftmaschine ein Umgebungs-Geräusch entsteht, ist es sinnvoll, die von Fahrzeuginsassen eingestellte Laufstärke selbstständig anzuheben, falls das Umgebungs-Geräusch größer als die vom Fahrzeuginsassen eingestellte Lautstärke ist. Ein derartiges Verfahren ist bereits aus der DE 38 30 423 A1 bekannt. Hierzu wird in aller Regel mit Hilfe eines Mikrofons der Pegel des Umgebungs-Geräuschs bestimmt und abhängig davon die Lautstärke des Audiogeräts automatisch frequenzunabhängig geregelt.

Aus der DE 43 07 446 A1 ist eine Weiterentwicklung der DE 38 30 423 A1 bekannt. Bereits vor der Inbetriebnahme des Kraftfahrzeugs werden über den gesamten Frequenzbereich verschiedene fahrzeuggeschwindigkeitsspezifische Umgebungs-Geräuschkurven aufgezeichnet und in einem Steuergerät abgelegt. Während des Betriebs des Audiogeräts wird die vom Fahrzeuginsassen eingestellte Lautstärke(-kurve) mit der entsprechenden fahrzeuggeschwindigkeitsspezifischen Umgebungs-Geräuschkurve über den gesamten Frequenzbereich verglichen. Die vom Fahrzeuginsassen eingestellte Lautstärke wird nur für die Frequenzen bzw. Frequenzanteile angehoben, bei denen die vom Fahrzeuginsassen eingestellte Lautstärke kleiner als das Umgebungs-Geräusch ist.

Nachteilig an den bekannten Verfahren ist, dass bei der frequenzabhängigen Lautstärke- bzw. Pegelanhebung die individuelle Wahrnehmung der Benutzer nicht berücksichtigt wird. Dadurch ist bei Personen mit einer reduzierten Wahrnehmung von kleinen Audiopegeln keine befriedigende Audioübertragung gewährleistet.

Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren eingangs genannter Art anzugeben, bei dem die individuelle Wahrnehmung des Einzelnen berücksichtigt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind die Gegenstände der abhängigen Ansprüche.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur frequenzabhängigen Lautstärkeeinstellung bei einem Audiogerät, insbesondere bei einem Audiogerät von Kraftfahrzeugen, wobei ein frequenzabhängiger erster Bezugspegel vorgegeben wird und mit einem variablen zweiten Pegel verglichen wird, und der variable zweite Pegel bei den Frequenzen, bei denen der variable zweite Pegel über oder gleich dem ersten Bezugspegel ist, unverändert bleibt, und der variable zweite Pegel bei den Frequenzen, bei denen der variable zweite Pegel unter dem ersten Bezugspegel ist, auf einen Pegel angehoben wird, der auf oder über dem ersten Bezugspegel liegt, zeichnet sich dadurch aus, dass als erster Bezugspegel eine frequenzabhängige individuelle untere Wahrnehmungsschwelle und als variabler zweiter Pegel ein frequenzabhängiger tatsächlicher Pegel eines Audiosignals vorgegeben wird.

Dieses erfindungsgemäße Verfahren kann in Verbindung mit allen Audiogeräten verwendet werden, die dazu dienen, den Benutzer mit akustischen Signalen zu versorgen, wie z. B. Radio, Kassetten-, CD-, DVD- Abspielgeräte, Telefon, Freisprecheinrichtungen oder auch Fernsehgeräte. Das Wesentliche an der Erfindung ist, dass die individuelle, also personenspezifische Wahrnehmungsschwelle berücksichtigt wird. Diese Wahrnehmungsschwelle wird nicht nur mit dem vom Fahrzeuginsassen eingestellten frequenzunabhängigen Lautstärkepegel verglichen, vielmehr wird ein Vergleich der Wahrnehmungsschwelle mit dem frequenzabhängigen tatsächlichen Pegel des Audiosignals vorgenommen. Der variable zweite Pegel bzw. der tatsächliche Pegel des Audiosignals kann auch ein frequenzabhängiger Pegelverlauf sein. Zu einem bestimmten Zeitpunkt ist jeder Frequenz ein tatsächlicher Pegel zugeordnet der bei den verschiedenen Frequenzen unterschiedlich sein kann. Zu einem anderen Zeitpunkt können die tatsächlichen Pegel bei den verschiedenen Frequenzen wieder anders sein. Die Anhebung des tatsächlichen Pegels bzw. des Pegelverlaufs bei den Frequenzen, die unter dem ersten Bezugspegel bzw. der individuellen unteren Wahrnehmungsschwelle liegen, kann nach verschiedenen, bereits bekannten Verfahren vorgenommen werden. Bspw. können die variablen bzw. tatsächlichen Pegel genau auf die Höhe des ersten Bezugspegels bzw. der individuellen unteren Wahrnehmungsschwelle angehoben werden oder etwas über die Höhe des ersten Bezugpegels bzw. der individuellen unteren Wahrnehmungsschwelle angehoben werden. Derartige Verfahren sind bereits aus dem Bereich der Hörgeräteherstellung bekannt.

Dieses Verfahren ist in einer ersten Ausgestaltungsmöglichkeit besonders vorteilhaft, wenn als frequenzabhängige individuelle untere Wahrnehmungsschwelle eine frequenzabhängige individuelle untere Hörschwelle vorgegeben wird.

Die individuelle untere Hörschwelle kann bei verschiedenen Personen bzw. verschiedenen Personengruppen unterschiedlich sein. So haben ältere Personen oft Probleme höhere Frequenzen mit einem geringen Pegel zu erfassen. Die untere Hörschwelle kann aber auch aufgrund einer Krankheit oder eines Unfalls verändert sein. Diese vorteilhafte Ausgestaltung eignet sich besonders für Audiogeräte, die in einer Umgebung eingesetzt werden, in der es meistens ruhig ist, z. B. in Wohnräumen.

Alternativ zur ersten Ausgestaltungsmöglichkeit, kann es vorteilhaft sein, wenn als frequenzabhängige individuelle untere Wahrnehmungsschwelle eine Kombination aus einer frequenzabhängigen individuellen untere Hörschwelle und einer Umgebungs-Geräuschschwelle vorgegeben wird.

Diese zweite Ausgestaltungsmöglichkeit eignet sich besonders bei Audiogeräten, die in einer Umgebung eingesetzt werden, in der vermehrt oder dauernd Umgebungs-Geräusche auftreten, wie z. B. in einem Fahrzeug aufgrund des Motorengeräusches. Hier wird nicht nur die individuelle untere Hörschwelle, sondern auch die Umgebungsgeräusch-Schwelle berücksichtigt. Die Umgebungs-Geräuschschwelle kann frequenzabhängig sein. Es wird der tatsächliche Pegel des Audiosignals bei den Frequenzen angehoben, die unterhalb der individuellen unteren Hörschwelle oder unterhalb der Umgebungs-Geräuschschwelle liegen. Der tatsächliche Pegel wird soweit angehoben, dass er oberhalb der individuellen unteren Hörschwelle und oberhalb der Umgebungs-Geräuschschwelle liegt. Dadurch kann der Zuhörer z. B. bei einem Musikstück alle Töne über dem gesamten Frequenzbereich wahrnehmen. Würde lediglich eine Anhebung über die Umgebungs-Geräuschschwelle vorgenommen werden, könnte es sein, dass der Zuhörer trotzdem nicht alle Töne wahrnimmt, da seine individuelle untere Hörschwelle noch höher liegt. Handelt es sich um ein Audiogerät in einem Fahrzeug, kann die Umgebungs-Geräuschschwelle bspw. durch den Fahrzeughersteller ermittelt und fest im Audiogerät abgespeichert werden.

Vorteilhafterweise kann noch ein frequenzabhängiger zweiter Bezugspegel vorgegeben werden und mit dem variablen zweiten Pegel verglichen werden, und der variable zweite Pegel bei den Frequenzen, bei denen der variable zweite Pegel unter dem zweiten Bezugspegel ist, unverändert bleiben, und der variable zweite Pegel bei den Frequenzen, bei denen der variable zweite Pegel über oder gleich dem zweiten Bezugspegel ist, auf einen individuellen Pegel abgesenkt werden, der auf oder unter dem zweiten Bezugspegel liegt.

Als zweiter Bezugspegel kann vorteilhafterweise eine frequenzabhängige individuelle obere Hörschwelle vorgegeben werden. Eine Kombination aus unterer und oberer individueller Hörschwelle kann ein individueller Hörbereich sein. Mit dieser vorteilhaften Ausgestaltungsmöglichkeit kann die Person eine individuelle obere Grenze der Lautstärke bzw. des Pegels angeben, die nicht überschritten werden soll. Damit kann verhindert werden, dass das Audiosignal einen tatsächlichen Pegel hat, der für den Zuhörer unangenehm ist.

Die frequenzabhängige individuelle untere und/oder obere Hörschwelle kann vorteilhafterweise auf einem Datenträger gespeichert sein und über eine dem Benutzer zugängliche Schnittstelle an das Audiogerät übertragen werden. Die Hörschwelle kann aber auch an ein weiteres Steuergerät übertragen werden, das mit dem Audiogerät verbunden ist. So kann der Nutzer des Audiogeräts bspw. beim Facharzt oder Hörakustiker seine persönliche Hörschwelle feststellen lassen. Die Hörschwelle kann dann in Form von Wertepaaren (Frequenz/Pegel) auf einem Datenträger abgespeichert werden. Der Nutzer des Audiogeräts kann über eine geeignete Schnittstelle die Wertepaare z. B. per Tastatur eingeben, oder den Datenträger mit einer dafür vorgesehenen Vorrichtung verbinden, wodurch die Daten automatisch an das Audiogerät übertragen werden.

Alternativ kann vorteilhafterweise die frequenzabhängige individuelle untere und/oder obere Hörschwelle mittels einer im Audiogerät integrierten Erfassungseinheit ermittelt werden. Dabei kann bspw. ein zur Hörschwellenbestimmung geeigneter Datenträger, z. B. eine CD in das Audiogerät eingelegt werden, und das Audiogerät die auf dem Datenträger unterschiedlichen Frequenzen mit einem ansteigenden Pegel abspielt. Sobald der Nutzer den Pegel wahrnimmt, bestätigt er dies mittels eines Bedienelements. Der Pegel kann vorteilhafterweise weiter ansteigen und bei Erreichen der oberen Hörschwelle kann der Nutzer erneut bestätigen. Anschließend wird automatisch auf die nächste Frequenz gewechselt und mit dem selben Vorgehen die untere und obere Hörschwelle über den gesamten Frequenzbereich festgelegt.

Die untere und/oder obere Hörschwelle soll im Audiogerät fest abgespeichert sein. Weiter soll die Möglichkeit bestehen, mehrere individuelle Hörschwellen abzuspeichern, damit das Audiogerät für die verschiedenen Nutzer ein optimales Signal liefert.

In der nachfolgenden Zeichnung zeigt

1 ein vereinfachtes Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens,

2 einen Zusammenhang einer individuellen Hörschwelle und eines akustischen Signals im Hinblick auf Frequenz und Pegel und

3 frequenzabhängige Pegeleinstellung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren.

Die 1 zeigt ein vereinfachtes Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen Verfahrens. In einem ersten Schritt 1 wird eine personenspezifische individuell ermittelte bzw. abgespeicherte untere Hörschwelle LRHS(f) als untere Wahrnehmungsschwelle an ein Audiogerät übertragen und abgespeichert. Die individuelle untere Hörschwelle wird auch Ruhehörschwelle genannt. Die individuelle untere Hörschwelle LRHS(f) gibt abhängig von der Frequenz den minimalen Hörpegel der Person an. Die individuelle untere Hörschwelle LRHS(f) bleibt solange abgespeichert, bis eine neue personenspezifische individuelle untere Hörschwelle LRHS(f) derselben Person übertragen wird.

Die frequenzabhängigen tatsächlichen Pegel eines ankommenden im Bezug auf die Frequenz und den Pegel variablen Audiosignals Lvar(f) werden in einem zweiten Schritt 2 mit frequenzabhängigen Pegeln der individuellen unteren Hörschwelle LRHS(f) verglichen (LRHS(f) ? Lvar(f)). Ist der tatsächliche Pegel des Audiosignals Lvar(f) bei der dazugehörigen Frequenz über oder gleich dem Pegel der individuellen unteren Hörschwelle LRHS(f), also (LRHS(f1) >= Lvar(f1)) = j), bleibt in einem dritten Schritt 3 der tatsächliche Pegel des Audiosignals Lvar(f) bei dieser Frequenz unverändert. Ist der tatsächliche Pegel des Audiosignals Lvar(f) bei der dazugehörigen Frequenz unter dem Pegel der individuellen unteren Hörschwelle LRHS(f), also (LRHS(f1) >= Lvar(f1)) = n), wird in einem vierten Schritt 4 der tatsächliche Pegel des Audiosignals Lvar(f) bei dieser Frequenz auf oder etwas über den Pegel der individuellen Hörschwelle LRHS(f) bei dieser Frequenz, also auf Lvar(f1) :>= LRHS(f1) angehoben.

Die 2 zeigt eine Darstellung zweier unterschiedlicher individueller Hörschwellen bzw. individueller Hörbereiche (A1,A2) und (A1-A,A2-A) und eines akustischen Signals M in einem Diagramm, wobei auf der Rechtswertachse die Frequenz f in kHz und auf der Hochwertachse der Pegel L in dB aufgetragen ist. Die beiden ovalförmigen Kreislinien A1 und A2, die durch die Trennlinie T getrennt sind, sollen zusammen den maximal möglichen Hörbereich einer Person mit sehr gutem Gehör darstellen. A1 zeigt den individuellen unteren Hörbereich und A2 den individuellen oberen Hörbereich einer Person mit sehr gutem Gehör. Der maximal hörbare Frequenzbereich reicht von ca. 0,02 kHz bis maximal 20 kHz. Der minimal wahrnehmbare Pegel ist von der Frequenz abhängig und liegt bei manchen Frequenzen im Bereich von 0 dB. Der obere Grenzpegel, auch Schmerzgrenze liegt in etwa bei 130 dB. Die ovalförmige Kreislinie M soll einen Musikbereich darstellen, in dem sich die Musiksignale innerhalb eines bestimmten Frequenzbereichs und Pegelbereichs befinden. Dieser Musikbereich M ist wesentlich kleiner, als der maximal mögliche Hörbereich aus A1 und A2 einer Person mit sehr gutem Gehör.

Es kann vorkommen, dass gewisse Menschen aufgrund ihres Alters oder eines Unfalls einen verminderten Hörbereich bestehend aus einer unteren verminderten Hörschwelle A1-A und einer oberen verminderten Hörschwelle A2-A haben. Der durch die Kennlinie A- vom Hörbereich einer Person mit einem sehr guten Gehör abgetrennte Teil zeigt z. B. einen Hörbereich an, der oft für ältere Menschen nicht wahrnehmbar ist. Wird der maximal mögliche Musikbereich M mit dem um den Hörbereich A- verminderten Hörbereich aus A1-A und A2-A verglichen, wird deutlich, dass diejenigen Musiksignale, die im Musikbereich M- liegen, nicht wahrgenommen werden können, da sie zwar unter der individuellen oberen verminderten Hörschwelle A2-A liegen, aber auch unter der individuellen unteren verminderten Hörschwelle A2-A. Personen mit diesem um A- verminderten Hörbereich aus A1-A und A2-A können nicht in den vollen Musikgenuss kommen.

3 zeigt eine frequenzabhängige Pegeleinstellung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren. Elemente die identisch mit den Elementen aus 2 sind, sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Punkte M1(f1,L1) und M2(f2,L2) zeigen jeweils ein Audiosignal mit einem Pegel L1 bzw. L2 bei jeweils einer bestimmten Frequenz f1 bzw. f2. Die Pegel L1 und L2 der Audiosignale M1 und M2 werden mit dem verminderten Hörbereich aus A1-A und A2-A verglichen. Das Audiosignal M1 mit dem Pegel L1 liegt über der individuellen unteren verminderten Hörschwelle A1-A und unter der individuellen verminderten oberen Hörschwelle A2-A. Erfindungsgemäß bleibt der tatsächliche Pegel L1 des Audiosignals M1 unverändert. Das Audiosignal M2 mit dem Pegel L2 liegt im Gegensatz dazu unter der individuellen unteren verminderten Hörschwelle. Erfindungsgemäß wird der tatsächliche Pegel L2 des Audiosignals M2 soweit angehoben, dass er zuminderst mit der individuellen unteren verminderten Hörschwelle A1-A identisch ist. Somit verschiebt sich das Audiosignal M2 nach M2'. Die Frequenz f2 des Audiosignals M2 bleibt unverändert.

Es können eine Vielzahl weiterer Details durchaus abweichend von obiger Beschreibung gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur frequenzabhängigen Lautstärkeeinstellung bei einem Audiogerät, insbesondere bei einem Audiogerät von Kraftfahrzeugen, wobei ein frequenzabhängiger erster Bezugspegel vorgegeben wird und mit einem variablen zweiten Pegel verglichen wird, und der variable zweite Pegel bei den Frequenzen, bei denen der variable zweite Pegel über oder gleich dem ersten Bezugspegel ist, unverändert bleibt, und der variable zweite Pegel bei den Frequenzen, bei denen der variable zweite Pegel unter dem ersten Bezugspegel ist, auf einen Pegel angehoben wird, der auf oder über dem ersten Bezugspegel liegt, dadurch gekennzeichnet dass als erster Bezugspegel eine frequenzabhängige individuelle untere Wahrnehmungsschwelle (LRHS(f);A1-A;A1) und als variabler zweiter Pegel ein frequenzabhängiger tatsächlicher Pegel eines Audiosignals (Lvar(f);M;L1;L2) vorgegeben wird.
  2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass als frequenzabhängige individuelle untere Wahrnehmungsschwelle (LRHS(f);A1-A;A1) eine frequenzabhängige individuelle untere Hörschwelle (LRHS(f);A1-A;A1) vorgegeben wird.
  3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als frequenzabhängige individuelle untere Wahrnehmungsschwelle (LRHS(f);A1-A;A1) eine Kombination aus einer frequenzabhängigen individuellen untere Hörschwelle (LRHS(f);A1-A;A1) und einer frequenzabhängigen Umgebungs-Geräuschschwelle vorgegeben wird.
  4. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 3, dadurch Gekennzeichnet, dass ein frequenzabhängiger zweiter Bezugspegel (A2-A;A2) vorgegeben wird und mit dem variablen zweiten Pegel (Lvar(f);M;L1;L2) verglichen wird, und der variable zweite Pegel (Lvar(f);M;L1;L2) bei den Frequenzen, bei denen der variable zweite Pegel (Lvar(f);M;L1;L2) unter dem zweiten Bezugspegel (A2-A;A2) ist, unverändert bleibt, und der variable zweite Pegel (Lvar(f);M;L1;L2) bei den Frequenzen, bei denen der variable zweite Pegel (Lvar(f);M;L1;L2) über oder gleich dem zweiten Bezugspegel (A2-A;A2) ist, auf einen Pegel abgesenkt wird, der auf oder unter dem zweiten Bezugspegel (A2-A;A2) liegt.
  5. Verfahren nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet dass als zweiter Bezugspegel (A2-A;A2) eine frequenzabhängige individuelle obere Hörschwelle (A2-A;A2) vorgegeben wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangegangen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die frequenzabhängige individuelle untere und/oder obere Hörschwelle (LRHS(f);A-A;A) auf einem Datenträger gespeichert ist und über eine dem Benutzer zugängliche Schnittstelle an das Audiogerät übertragen wird.
  7. Verfahren nach einem der vorangegangenen Patentansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die frequenzabhängige individuelle untere und/oder obere Hörschwelle (LRHS(f);A-A;A) mittels einer im Audiogerät integrierten Erfassungseinheit ermittelt wird.
Es folgen 2 Blatt Zeichnungen






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