DE10254470A1

DE10254470A1 - Apparatus and method for determining an impulse response and apparatus and method for presenting an audio piece

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Publication number: DE10254470A1
Application number: DE10254470A
Authority: DE
Inventors: Thomas Sporer; Christian Neubauer
Original assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2002-11-21
Filing date: 2002-11-21
Publication date: 2004-06-17
Anticipated expiration: 2022-11-22
Also published as: AU2003283370A1; WO2004047486A3; CN1711802A; ATE312499T1; CN100539743C; JP4234103B2; HK1071013A1; EP1514450A2; DE50301876D1; EP1514450B1; AU2003283370A8; JP2006506671A; WO2004047486A2; DE10254470B4

Abstract

Die Vorrichtung zum Bestimmen einer Impulsantwort in einer Umgebung, in der ein Lautsprecher und ein Mikrophon plaziert sind, arbeitet unter Verwendung eines Audiosignals. Eine Einrichtung zum spektralen Färben eines Testsignals, das vorzugsweise in Pseudo-Noise-Signal ist, arbeitet unter Verwendung einer psychoakustischen Maskierungsschwelle des Audiosignals, um ein gefärbtes Testsignal zu erhalten, das in das Audiosignal eingebettet wird, um ein Meßsignal zu erhalten, welches dem Lautsprecher zuführbar ist. Eine Einrichtung zum Bestimmen der Impulsantwort führt vorzugsweise eine Kreuzkorrelation eines über das Mikrophon von der Umgebung empfangenen Reaktionssignals und des Testsignals oder des gefärbten Testsignals durch. Damit kann eine Impulsantwort einer Umgebung auch während der Vorführung eines Audiostücks bestimmt werden, um für eine Wellenfeldsynthese eine optimale Umgebungsbeschreibung bereitzustellen.The device for determining an impulse response in an environment where a speaker and a microphone are placed operates using an audio signal. A device for spectrally coloring a test signal, which is preferably in a pseudo-noise signal, works using a psychoacoustic masking threshold of the audio signal to obtain a colored test signal which is embedded in the audio signal to obtain a measurement signal which is transmitted to the loudspeaker is feedable. A device for determining the impulse response preferably cross-correlates a reaction signal received from the environment via the microphone and the test signal or the colored test signal. An impulse response of an environment can thus also be determined during the presentation of an audio piece in order to provide an optimal environment description for a wave field synthesis.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Bestimmen einer Impulsantwort sowie auf das Vorführen eines Audiostücks in einer Umgebung, von der eine Impulsantwort bestimmt worden ist.The present invention relates determining an impulse response and demonstrating one audio track in an environment from which an impulse response has been determined.

Es besteht ein steigender Bedarf an neuen Technologien und innovativen Produkten im Bereich der Unterhaltungselektronik. Dabei ist es eine wichtige Voraussetzung für den Erfolg neuer multimedialer Systeme, optimale Funktionalitäten bzw. Fähigkeiten anzubieten. Erreicht wird das durch den Einsatz digitaler Technologien und insbesondere der Computertechnik. Beispiele hierfür sind die Applikationen, die einen verbesserten realitätsnahen audiovisuellen Eindruck bieten. Bei bisherigen Audiosystemen liegt ein wesentlicher Schwachpunkt in der Qualität der räumlichen Schallwiedergabe von natürlichen, aber auch von virtuellen Umgebungen.There is an increasing need of new technologies and innovative products in the field of consumer electronics. It is an important prerequisite for the success of new multimedia systems, optimal functionalities or to offer skills. This is achieved through the use of digital technologies and in particular of computer technology. Examples of this are the applications that one improved realistic provide an audiovisual impression. With previous audio systems is a significant weakness in the quality of the spatial sound reproduction of natural, but also of virtual environments.

Verfahren zur mehrkanaligen Lautsprecherwiedergabe von Audiosignalen sind seit vielen Jahren bekannt und standardisiert. Alle üblichen Techniken besitzen den Nachteil, daß sowohl der Aufstellungsort der Lautsprecher als auch die Position des Hörers dem Übertragungsformat bereits eingeprägt sind. Bei falscher Anordnung der Lautsprecher im Bezug auf den Hörer leidet die Audioqualität deutlich. Ein optimaler Klang ist nur in einem kleinen Bereich des Wiedergaberaums, dem so genannten Sweet Spot, möglich.Method for multi-channel loudspeaker reproduction of audio signals have been known and standardized for many years. All usual Techniques have the disadvantage that both the site the loudspeaker and the position of the handset are already imprinted on the transmission format. If the loudspeakers are arranged incorrectly in relation to the listener, they suffer the audio quality clear. Optimal sound is only in a small area of the Playback room, the so-called sweet spot.

Ein besserer natürlicher Raumeindruck sowie eine stärkere Einhüllung bei der Audiowiedergabe kann mit Hilfe einer neuen Technologie erreicht werden. Die Grundlagen dieser Technologie, die so genannte Wellenfeldsynthese (WFS; WFS = Wave-Field Synthesis), wurden an der TU Delft erforscht und erstmals in den späten 80er-Jahren vorgestellt (Berkhout, A.J.; de Vries, D.; Vogel, P.: Acoustic control by Wavefield Synthesis. JASA 93, 1993).A better natural room impression as well a stronger one lapping audio playback can be achieved using new technology. The basics of this technology, the so-called wave field synthesis (WFS; WFS = Wave-Field Synthesis) were researched at TU Delft and for the first time in the late 1980s (Berkhout, A.J .; de Vries, D .; Vogel, P .: Acoustic control by Wavefield Synthesis. JASA 93, 1993).

Infolge der enormen Anforderungen dieser Methode an Rechnerleistung und Übertragungsraten wurde die Wellenfeldsynthese bis jetzt nur selten in der Praxis angewendet. Erst die Fortschritte in den Bereichen der Mikroprozessortechnik und der Audiocodierung gestatten heute den Einsatz dieser Technologie in konkreten Anwendungen. Erste Produkte im professionellen Bereich werden nächstes Jahr erwartet. In wenigen Jahren sollen auch erste Wellenfeldsynthese-Anwendungen für den Konsumerbereich auf den Markt kommen.As a result of the enormous requirements This method of computing power and transmission rates was the Until now, wave field synthesis has rarely been used in practice. Only the advances in the areas of microprocessor technology and audio coding today allow the use of this technology in concrete applications. First products in the professional field will be next Expected year. In a few years, the first wave field synthesis applications for the consumer sector are also expected come on the market.

Die Grundidee von WFS basiert auf der Anwendung des Huygens'schen Prinzips der Wellentheorie:
Jeder Punkt, der von einer Welle erfaßt wird, ist Ausgangspunkt einer Elementarwelle, die sich kugelförmig bzw. kreisförmig ausbreitet.The basic idea of WFS is based on the application of Huygens' principle of wave theory:
Every point that is captured by a wave is the starting point of an elementary wave that propagates in a spherical or circular manner.

Angewandt auf die Akustik kann durch eine große Anzahl von Lautsprechern, die nebeneinander angeordnet sind (einem so genannten Lautsprecherarray), jede beliebige Form einer einlaufenden Wellenfront nachgebildet werden. Im einfachsten Fall, einer einzelnen wiederzugebenden Punktquelle und einer linearen Anordnung der Lautsprecher, müssen die Audiosignale eines jeden Lautsprechers mit einer Zeitverzögerung und Amplitudenskalierung so gespeist werden, daß sich die abgestrahlten Klangfelder der einzelnen Lautsprecher richtig überlagern. Bei mehreren Schallquellen wird für jede Quelle der Beitrag zu jedem Lautsprecher getrennt berechnet und die resultierenden Signale addiert. Befinden sich die wiederzugebenden Quellen in einem Raum mit reflektierenden Wänden, dann müssen auch Reflexionen als zusätzliche Quellen über das Lautsprecherarray wiedergegeben werden. Der Aufwand bei der Berechnung hängt daher stark von der Anzahl der Schallquellen, den Reflexionseigenschaften des Aufnahmeraums und der Anzahl der Lautsprecher ab.Applied to acoustics through a big Number of speakers placed side by side (one so-called speaker array), any form of an incoming Wavefront can be reproduced. In the simplest case, a single one point source to be reproduced and a linear arrangement of the loudspeakers, must they Audio signals from each speaker with a time delay and Amplitude scaling are fed so that the radiated sound fields overlay the individual speakers correctly. With multiple sound sources is for each source the contribution to each speaker is calculated separately and the resulting signals added. Are the ones to be reproduced Sources in a room with reflective walls, then must also Reflections as additional Sources about the speaker array can be played. The effort in the calculation depends therefore strongly on the number of sound sources, the reflection properties of the recording room and the number of speakers.

Der Vorteil dieser Technik liegt im Besonderen darin, daß ein natürlicher räumlicher Klangeindruck über einen großen Bereich des Wiedergaberaums möglich ist. Im Gegensatz zu den bekannten Techniken werden Richtung und Entfernung von Schallquellen sehr exakt wiedergegeben. In beschränktem Maße können virtuelle Schallquellen sogar zwischen dem realen Lautsprecherarray und dem Hörer positioniert werden.The advantage of this technique is in particular that a naturally spatial Sound impression over a big Area of the playback room possible is. In contrast to the known techniques, direction and Distance from sound sources reproduced very precisely. To a limited extent, virtual Sound sources even between the real speaker array and the Positioned handset become.

Obgleich die Wellenfeldsynthese für Umgebungen gut funktioniert, deren Beschaffenheiten bekannt sind, treten doch Unregelmäßigkeiten auf, wenn sich die Beschaffenheit ändert bzw. wenn die Wellenfeldsynthese auf der Basis einer Umgebungsbeschaffenheit ausgeführt wird, die nicht mit der tatsächlichen Beschaffenheit der Umgebung übereinstimmt.Although the wave field synthesis for environments works well, the properties of which are known, but occur irregularities when the nature changes or when the wave field synthesis is carried out on the basis of an environmental condition, which is not with the actual The nature of the environment.

Eine Umgebungsbeschaffenheit kann durch die Impulsantwort der Umgebung beschrieben werden.An environmental condition can can be described by the impulse response of the environment.

Dies wird anhand des nachfolgenden Beispiels näher dargelegt. Es wird davon ausgegangen, daß ein Lautsprecher ein Schallsignal gegen eine Wand aussendet, deren Reflexion unerwünscht ist. Für dieses einfache Beispiel würde die Raumkompensation unter Verwendung der Wellenfeldsynthese darin bestehen, daß zunächst die Reflexion dieser Wand bestimmt wird, um zu ermitteln, wann ein Schallsignal, das von der Wand reflektiert worden ist, wieder beim Lautsprecher ankommt, und welche Amplitude dieses reflektierte Schallsignal hat. Wenn die Reflexion von dieser Wand unerwünscht ist, so besteht mit der Wellenfeldsynthese die Möglichkeit, die Reflexion von dieser Wand zu eliminieren, indem dem Lautsprecher ein zu dem Reflexionssignal gegenphasiges Signal mit entsprechender Amplitude zusätzlich zum ursprünglichen Audiosignal eingeprägt wird, so daß die hinlaufende Kompensationswelle die Reflexionswelle aus löscht, derart, daß die Reflexion von dieser Wand in der Umgebung, die betrachtet wird, eliminiert ist. Dies kann dadurch geschehen, daß zunächst die Impulsantwort der Umgebung berechnet wird und auf der Basis der Impulsantwort dieser Umgebung die Beschaffenheit und Position der Wand bestimmt wird, wobei die Wand als Spiegelquelle interpretiert wird, also als Schallquelle, die einen einfallenden Schall reflektiert.This is explained in more detail using the example below. It is assumed that a loudspeaker emits a sound signal against a wall, the reflection of which is undesirable. For this simple example, space compensation using wave field synthesis would be to first determine the reflection of that wall to determine when a sound signal that was reflected from the wall would arrive back at the speaker and what amplitude that reflected sound signal would be Has. If the reflection from this wall is undesirable, there is the possibility with wave field synthesis to eliminate the reflection from this wall by impressing a signal on the loudspeaker with a corresponding amplitude in opposition to the reflection signal in addition to the original audio signal, so that the incoming compensation wave Reflection wave extinguishes from such that the Reflection from this wall in the environment being viewed is eliminated. This can be done by first calculating the impulse response of the environment and determining the nature and position of the wall on the basis of the impulse response of this environment, the wall being interpreted as a mirror source, that is to say as a sound source that reflects an incident sound.

Wird zunächst die Impulsantwort dieser Umgebung gemessen und wird dann das Kompensationssignal berechnet, das dem Audiosignal überlagert dem Lautsprecher eingeprägt werden muß, so wird eine Aufhebung der Reflexion von dieser Wand stattfinden, derart, daß ein Hörer in dieser Umgebung schallmäßig den Eindruck hat, daß diese Wand überhaupt nicht existiert.First, the impulse response of this Environment and then the compensation signal is calculated, that overlays the audio signal Speaker stamped must become, so there will be no reflection from that wall, such that a Listener in in this environment Has the impression that this Wall at all does not exist.

Entscheidend für eine optimale Kompensation der reflektierten Welle ist jedoch, daß die Impulsantwort des Raums genau bestimmt wird, damit keine Über- oder Unterkompensation auftritt.Crucial for optimal compensation The reflected wave, however, is that the impulse response of the room is determined precisely so that no over- or under-compensation occurs.

In einem Vorführraum besteht ein Problem dahingehend, daß es nahezu unmöglich ist, die reale Impulsantwort einer Umgebung zu messen, da in einem Vorführraum, wie z. B. einem Kino, einem Konzertsaal, oder auch dem häuslichen Wohnzimmer ständige Veränderungen der Umgebung stattfinden. Anders ausgedrückt kann in einem Kinovorführraum nicht vorhergesagt werden, wieviel Personen zu einer bestimmten Vorführung kommen. Würde zur Wellenfeldsynthese eine für einen leeren Vorführraum optimal berechnete Impulsantwort eingesetzt werden, wobei bei der Berechnung der Impulsantwort keine Personen in dem Raum waren, so würde aufgrund der Dämpfung von Personen, die der Vorführung beiwohnen, eine Überkompensation der reflektierten Schallwelle stattfinden, dahingehend, daß zwei Nachteile entstehen. Einerseits wird die Reflexion an der Wand nicht mehr optimal kompensiert. Andererseits werden aufgrund der Überkompensa tion, da die Dämpfung der reflektierten Welle durch die der Wellenfeldsynthese zugrundeliegende Impulsantwort nicht mehr optimal erfaßt wird, ein zusätzliches hörbares Störsignal auftreten, das den gesamten Audioeindruck beeinträchtigen wird.There’s a problem in a screening room that it almost impossible is to measure the real impulse response of an environment, because in one screening room, such as B. a cinema, a concert hall, or the domestic Living room standing changes the surrounding area. In other words, you can't in a movie theater predict how many people will come to a particular performance. Would become Wave field synthesis one for an empty screening room calculated impulse response are used, with the calculation the impulse response was due to no people in the room damping of people watching the show attend, overcompensation of the reflected sound wave take place in that there are two disadvantages arise. On the one hand, the reflection on the wall is no longer optimally compensated. On the other hand, due to the overcompensation, the damping of the reflected wave by that on which the wave field synthesis is based Impulse response is no longer optimally recorded, an additional one audible noise occur that affect the overall audio impression becomes.

Eine optimale Anwendung der Wellenfeldsynthese steht und fällt also damit, daß immer die Umgebung, in der vorgeführt wird, optimal erfaßt wird, um erwünschte Ziele zu erreichen, wie z. B. eine spezielle Akustik, oder um keine hörbaren Störungen einzuführen.An optimal application of wave field synthesis stands and falls so that always the environment in which demonstrated is optimally recorded, to desired Achieve goals such as: B. special acoustics, or none audible disorders introduce.

Eine Möglichkeit würde darin bestehen, einen Konzertsaal beispielsweise mit Dummy-Zuschauern auszustatten, deren Reflexionseigenschaften denen von lebenden Zuschauern entsprechen. Dann könnte eine entsprechende Impulsantwort bestimmt werden, die der realen Situation zumindest besser entspricht als wenn die Impulsantwort des leeren Konzertsaals, also ohne jegliche Zuhörer, zur Wellenfeldsynthese verwendet wird.One way would be a concert hall to equip them with dummy viewers, for example, whose reflection properties correspond to those of living viewers. Then one could Corresponding impulse response can be determined, that of the real situation corresponds at least better than if the impulse response of the empty one Concert halls, i.e. without any listeners, for wave field synthesis is used.

Dieses Prozedere ist dahingehend nachteilhaft, daß bei einer öffentlichen Vorführung genauso wie z. B. im häuslichen Wohnzimmer nicht vorhergesagt werden kann, wie viele Zuschauer zur Vorführung kommen. Ein optimaler Klangeindruck wird dann nur erreicht, wenn die Anzahl der Dummy-Zuschauer und die Positionierung der Dummy-Zuschauer der tatsächlichen Anzahl und Positionierung der lebenden Zuhörer nahezu entspricht. Darüber hinaus ist der Aufwand zur Ausstattung eines größeren Kinos oder Konzertsaals mit vielen Dummy-Zuschauern beträchtlich.This procedure is so disadvantageous that at a public one demonstration just like z. B. in the home Living room cannot be predicted how many viewers will attend demonstration come. An optimal sound impression is only achieved if the number of dummy viewers and the positioning of the dummy viewers of the actual The number and positioning of the living listeners almost corresponds. Furthermore is the effort to equip a larger cinema or concert hall with a lot of dummy viewers considerable.

Alternativen zur Bestimmung einer realen Impulsantwort bestehen darin, kurz vor Vorführungsbeginn, also wenn der Vorführraum bereits mit den Zuschauern gefüllt ist, die tatsächlich der Vorführung beiwohnen werden, die Impulsantwort des Raums zu messen, um eine realistische Umgebungsbeschreibung zu haben, die nur dann von der tatsächlichen Situation stark abweichen würde, wenn beispielsweise nach der Pause viele Zuschauer der Vorführung nicht mehr beiwohnen würden etc.Alternatives to determining a real impulse response consists, shortly before the start of the screening, so if the screening room already filled with the audience is that actually attend the demonstration be measuring the impulse response of the room to make a realistic one To have an environmental description that is only of the actual situation would deviate greatly, if, for example, many viewers of the screening are not after the break would attend more Etc.

Diese Vorgehensweise ist jedoch unter zwei Gesichtspunkten problematisch. Zum einen benötigt die Berechnung der Impulsantwort eines Raums eine gewisse Zeit. Andererseits muß die Bestimmung unmittelbar vor Vorführungsbeginn stattfinden, damit möglichst alle Zuschauer bereits im Vorführraum sind. Nachdem gerade die Anwesenheit der Zuschauer entscheidend ist, ist es bei dieser Vorgehensweise nicht vermeidbar, daß die Zuschauer alle darauf warten müssen, bis die Messung beendet ist, so daß sich bei dieser Vorgehensweise der tatsächliche Vorführungsbeginn immer verschieben würde. Dieses Prozedere würde, wenn es unter den Zuhörern bekannt wird, dazu führen, daß die meisten Zuhörer erst später als zum eigentlichen Vorführungsbeginn kommen würden, so daß das eigentliche Ziel, nämlich eine Impulsantwort einer Umgebung im realistischen Umfeld zu erfassen, wieder nicht erreicht werden kann.However, this procedure is under two issues problematic. For one, it needs Calculating the impulse response of a room for a certain time. on the other hand must the Determination immediately before the start of the screening take place so as possible all spectators are already in the screening room. After all, the presence of the audience is crucial it is inevitable with this approach that the audience everyone has to wait until the measurement is finished, so that with this procedure the actual demonstration beginning would always postpone. This Procedure would if it was among the audience known to cause that the most listeners later than at the actual beginning of the screening would come so that actual goal, namely to capture an impulse response of an environment in a realistic environment, again cannot be reached.

Darüber hinaus ist problematisch, daß zur Impulsantwortbestimmung in einem Vorführraum akustische Signale in den Raum eingespeist werden müssen, und daß diese akustischen Signale besonders bei größeren Vorführräumen eine beträchtliche Energie haben sollten, um eine sichere Impulsantwortbestimmung zu erreichen. Versuche mit akustischen Chirps vor Vorführungsbeginn zur Bestimmung der Impulsantwort, also als über Lautsprecher ausgesendete Meßsignale, haben gezeigt, daß dieses Verfahren nicht besonders praktikabel ist. Zum einen haben viele Zuhörer die akustischen Chirps, die mit beträchtlicher Lautstärke ausgesendet worden sind, als belästigend empfunden. Andere Zuschauer haben damit begonnen, die Chirps aus dem Lautsprecher selbst zu imitieren, so daß eine Messung des Reaktionssignals auf die akustischen Chirps problematisch bis unmöglich geworden ist, da nicht unterschieden werden konnte, ob die Chirps vom Lautsprecher kommen oder ob es sich um von Menschen imitierte Chirps gehandelt hat.In addition, it is problematic that acoustic signals have to be fed into the room in order to determine the impulse response in a screening room, and that these acoustic signals should have considerable energy, especially in larger screening rooms, in order to achieve a reliable impulse response determination. Experiments with acoustic chirps before the start of the demonstration to determine the impulse response, that is to say as measurement signals transmitted via loudspeakers, have shown that this method is not particularly practical. For one thing, many listeners found the acoustic chirps, which were emitted at considerable volume, to be annoying. Other viewers have started to imitate the chirps from the loudspeaker themselves, so that measuring the response signal to the acoustic chirps has become problematic or impossible, since it could not be distinguished whether the chirps come from the loudspeaker or whether they are from Man-made chirps has acted.

Alternative Vorgehensweisen zur Bestimmung der Impulsantwort eines Raums bestehen darin, eine Pseudorauschsequenz mit einem weißen Spektrum als Meßsignal zu verwenden. Obgleich das Rauschen durch das Publikum nicht unmittelbar nachahmbar ist, ist es doch für viele Personen lästig und würde, wenn dieses Verfahren immer wieder angewendet werden würde, dazu führen, daß die Personen nicht mehr zum angezeigten Vorführungsbeginn kommen, sondern erst eine gewisse Zeit später, wenn sie mit Sicherheit davon ausgehen können, daß die als lästig empfundene Impulsantwortbestimmung des Vorführungsraums bereits beendet ist.Alternative methods of determination a room's impulse response is a pseudo-noise sequence with a white spectrum as a measurement signal to use. Although the noise from the audience is not immediately mimicked is, it is for many people bothersome and would, if this procedure were used again and again, to do so to lead, that the People no longer come to the displayed start of the screening, but instead only a certain time later when you can safely assume that the impulse response determination, which is perceived as annoying of the screening room has already ended.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Konzept zum Bestimmen einer Impulsantwort sowie ein Konzept zum Vorführen eines Audiostücks unter Verwendung einer ermittelten Impulsantwort zu schaffen, um eine genaue Impulsantwort und damit eine Vorführung mit hoher Audioqualität zu erreichen.The object of the present invention is a concept for determining an impulse response as well a concept for demonstration of an audio track using a determined impulse response to create to achieve a precise impulse response and thus a demonstration with high audio quality.

Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung zum Bestimmen einer Impulsantwort gemäß Patentanspruch 1, eine Vorrichtung zum Vorführen eines Audiostücks gemäß Patentanspruch 11, ein Verfahren zum Bestimmen einer Impulsantwort gemäß Patentanspruch 20, ein Verfahren zum Vorführen eines Audiostücks gemäß Patentanspruch 21 oder ein Computerprogramm gemäß Patentanspruch 22 gelöst.This task is accomplished by a device for Determining an impulse response according to claim 1, a device for demonstration of an audio track according to claim 11, a method for determining an impulse response according to claim 20, a method of demonstration of an audio track according to claim 21 or a computer program according to claim 22 solved.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß eine genaue Impulsantwortbestimmung dadurch erreicht werden kann, daß ein Testsignal zum Bestimmen der Impulsantwort in ein Audiosignal eingebracht wird, so daß es unhörbar bzw. nahezu unhörbar ist und für einen Zuhörer nicht zur Belästigung werden kann. Der Zuhörer hört nach wie vor das Audiosignal und wird nicht beeinträchtigt durch die Impulsantwortbestimmung. Er wird also nicht nach Wegen suchen, während der Bestimmung der Impulsantwort außerhalb der betrachteten Umgebung zu sein. Nachdem kein Besucher versucht, der Impulsantwortbestimmung in einem Vorführraum zu entkommen, wird eine genaue Impulsantwort erreicht, da eine realistische Bestimmung der Impulsantwort ohne Belästigung für den Zuhörer stattfinden kann.The present invention lies based on the knowledge that a exact impulse response determination can be achieved in that a test signal is inserted into an audio signal to determine the impulse response, so that it inaudible or almost inaudible is and for a listener not a nuisance can be. The listener listen as before the audio signal and is not affected by the impulse response determination. So he will not look for ways while determining the impulse response outside of the environment under consideration. After no visitor tries Escaping the impulse response determination in a screening room becomes one exact impulse response achieved because a realistic determination of the Impulse response without annoyance for the listeners can take place.

Erfindungsgemäß wird das Testsignal, das in das Audiosignal eingebracht werden soll, vor dem Einbringen in das Audiosignal unter Verwendung einer psychoakustischen Maskierungsschwelle des Audiosignals spektral gefärbt, um ein gefärbtes Testsignal zu erhalten. Das gefärbte Testsignal wird dann in das Audiosignal eingebracht, indem es spektral oder im Zeitbereich aufaddiert wird, um ein Meßsignal zu erhalten. Ein als Reaktion auf das Meßsignal empfangenes Reaktionssignal wird dann mit dem Testsignal einer Kreuzkorrelation zugeführt, um auf der Basis dieser Kreuzkorrelation die Impulsantwort eines Übertragungskanals zwischen einem Lautsprecher einerseits und einem Mikrophon andererseits in einer entsprechenden Umgebung zu ermitteln.According to the test signal, the to be introduced into the audio signal, before being introduced into the audio signal using a psychoacoustic masking threshold of the audio signal colored spectrally, around a colored one Get test signal. The colored one Test signal is then introduced into the audio signal by spectral or is added up in the time domain in order to obtain a measurement signal. A as Response to the measurement signal received The reaction signal is then cross-correlated with the test signal supplied to the impulse response of a transmission channel based on this cross correlation between a loudspeaker on the one hand and a microphone on the other in an appropriate environment.

Das erfindungsgemäße Verstecken des Testsignals im Audiosignal führt dazu, daß der Besucher nicht einmal merkt, daß gerade eine Impulsantwort bestimmt wird. Die beschriebene mangelnde Akzeptabilität solcher Messungen gemäß dem Stand der Technik sind beim erfindungsgemäßen Gegenstand nicht mehr vorhanden, was wiederum dazu führt, daß alle Zuschauer bei der Impulsantwortbestimmung vorhanden sind, so daß eine genaue Impulsantwort der Umgebung erhalten wird.Hiding the test signal according to the invention leads in the audio signal that the Visitor doesn't even notice that an impulse response is determined. The described lack of acceptability of such Measurements according to the status the technology is no longer present in the subject matter of the invention, which in turn leads to that all Spectators are present in the impulse response determination, so that an accurate Impulse response of the environment is obtained.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist das Testsignal ein Pseudo-Noise-Signal, das ein weißes Spektrum hat und somit besonders gut zur Impulsantwortbestimmung eingesetzt werden kann. Darüber hinaus ist die spektrale Färbung unter Verwendung der psychoakustischen Maskierungsschwelle des Audiosignals einfach und schnell durchführbar.In a preferred embodiment the test signal is a pseudo-noise signal that has a white spectrum and is therefore particularly well used for impulse response determination can be. About that addition is the spectral coloring using the psychoacoustic masking threshold of the audio signal easy and quick to do.

Die Verwendung verschiedener zueinander orthogonaler Pseudo-Noise-Sequenzen führt dazu, daß gleichzeitig mehrere einzelne Impulsantworten in einer Umgebung bestimmt werden können, in der mehrere Lautsprecher und eines oder mehrere Mikrophone sind.The use of different orthogonal to each other Leads to pseudo-noise sequences to that at the same time several individual impulse responses can be determined in one environment can, in which there are several speakers and one or more microphones.

Alternativ können mehrere einzelne Impulsantworten auch sequentiell bestimmt werden.Alternatively, several individual impulse responses can also be determined sequentially.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung kann auch während der Vorführung des Audiostücks eine aktuelle Impulsantwort der Umgebung bestimmt werden. Dieses Merkmale ist besonders nützlich, um während der Vorführung eines Audiostücks die Impulsantwort der Umgebung ständig zu bestimmen und nachzuführen, so daß immer ein optimaler Klang, unabhängig davon, ob sich die Umgebung ändert oder nicht, erhalten wird.In a preferred embodiment of the present invention can also during the demonstration of the audio track a current impulse response of the environment can be determined. This features is particularly useful around while the demonstration of an audio track to continuously determine and update the impulse response of the environment, so that always an optimal sound, independent of whether the environment is changing or not.

Dies alles wird dadurch möglich, daß der Zuhörer nichts davon merkt oder nur wenig merkt, da das Testsignal zur Bestimmung der Impulsantwort unter Verwendung der psychoakustischen Maskierungsschwelle des Audiosignals spektral gefärbt worden ist, so daß das Testsignal entweder komplett unter der Maskierungsschwelle versteckt worden ist oder um einen vorbestimmten Betrag oberhalb der Maskierungsschwelle, der zeitlich und spektral variieren kann, eingebracht wird, so daß der Besucher in bestimmten Fällen vielleicht eine Störung wahrnimmt, wobei diese Störung jedoch deutlich geringer ist als bei bekannten Vorgehensweisen.All of this is possible because the listener has nothing notices or notices very little of it, since the test signal for determination the impulse response using the psychoacoustic masking threshold of the audio signal colored spectrally has been, so that Test signal either completely hidden under the masking threshold has been or a predetermined amount above the masking threshold, which can vary in time and spectral, so that the visitor in certain cases maybe a disturbance perceives this disorder however, is significantly less than with known procedures.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:Preferred exemplary embodiments of the present invention are explained in more detail below with reference to the accompanying drawings tert. Show it:

1 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Konzepts zum Bestimmen einer Impulsantwort; 1 a block diagram of the inventive concept for determining an impulse response;

2 ein Blockschaltbild des erfindungsgemäßen Konzepts zum Vorführen eines Audiostücks; 2 a block diagram of the inventive concept for demonstrating an audio piece;

3 eine schematische Darstellung einer Umgebung mit mehreren Lautsprechern und mehreren Mikrophonen; 3 is a schematic representation of an environment with multiple speakers and multiple microphones;

4 eine allgemeine Darstellung eines Übertragungskanals, der durch eine Impulsantwort beschrieben wird; und 4 a general representation of a transmission channel described by an impulse response; and

5 eine kurze Herleitung der Bestimmung der Impulsantwort durch Kreuzkorrelation mit gefärbtem oder spektral flachem Testsignal. 5 a brief derivation of the determination of the impulse response by cross-correlation with a colored or spectrally flat test signal.

1 zeigt ein Blockschaltbild einer Vorrichtung zum Bestimmen einer Impulsantwort in einer Umgebung, in der ein Lautsprecher 10 und ein Mikrophon 12 plaziert sind. Zur Impulsantwortbestimmung wird ein Audiosignal eingesetzt, das in einen Audiosignaleingang 14 eingespeist wird. Darüber hinaus wird ein Testsignal verwendet, das in einen Testsignaleingang 16 eingespeist wird. Zur Ermittlung der psychoakustischen Maskierungsschwelle des Audiosignals 14 wird irgendein bekanntes psychoakustisches Modell 18 eingesetzt. Unter Verwendung einer psychoakustischen Maskierungsschwelle, die von dem psychoakustischen Modell 18 berechnet wird, wird eine spektrale Färbung 20 des Testsignals, das an dem Eingang 16 zugeführt wird, erreicht. Am Ausgang der Einrichtung 20 zum spektralen Färben liegt somit ein spektral gefärbtes Testsignal an, das einer Einrichtung 22 zum Einbringen des spektral gefärbten Testsignals in das Audiosignal 14 zugeführt wird. 1 shows a block diagram of a device for determining an impulse response in an environment in which a speaker 10 and a microphone 12 are placed. An audio signal is used to determine the impulse response, which is input into an audio signal 14 is fed. In addition, a test signal is used which is in a test signal input 16 is fed. To determine the psychoacoustic masking threshold of the audio signal 14 becomes some well-known psychoacoustic model 18 used. Using a psychoacoustic masking threshold derived from the psychoacoustic model 18 is calculated, a spectral staining 20 of the test signal that is at the input 16 is supplied. At the exit of the facility 20 for spectral coloring, a spectrally colored test signal is therefore present, that of a device 22 for introducing the spectrally colored test signal into the audio signal 14 is fed.

Für nachfolgend erläuterte Funktionalitäten ist ferner eine Modussteuerungseinrichtung 24 vorgesehen, um die Einrichtung 22 zum Einbringen anzusteuern, um verschiedene Meßmodi durchzuführen. An einem Ausgang der Einrichtung 22 zum Einbringen, der in 1 mit 26 bezeichnet ist, liegt ein Meßsignal an, das dem Lautsprecher 10 zugeführt wird. Die einzelnen Möglichkeiten zum Einbringen eines Signals in ein Audiosignal sind in dem europäischen Patent EP 0 875 107 B1 offenbart. So kann das Einbringen des spektral gefärbten Testsignals in das Audiosignal entweder im Zeitbereich durch abtastwertweises Addieren erfolgen. In diesem Fall muß das spektral gefärbte Testsignal genauso wie das Audiosignal im Zeitbereich vorliegen, um die abtastwertweise Addition durchzuführen.There is also a mode control device for the functionalities explained below 24 provided to the establishment 22 to control for introduction in order to carry out different measuring modes. At an exit of the facility 22 to bring in the 1 With 26 is indicated, there is a measurement signal that the speaker 10 is fed. The individual possibilities for introducing a signal into an audio signal are in the European patent EP 0 875 107 B1 disclosed. For example, the spectrally colored test signal can be introduced into the audio signal either in the time domain by adding samples. In this case, the spectrally colored test signal, like the audio signal, must be present in the time domain in order to carry out the sample-wise addition.

Alternativ kann ein bestimmter zeitlicher Abschnitt des Audiosignals oder des Testsignals in den Frequenzbereich transformiert werden, um dann eine spektralwertweise Addition zwischen dem transformierten Audiosignal und dem transformierten Testsignal durchzuführen. Das damit entstehende Meßsignal im Frequenzbereich muß dann wieder in den Zeitbereich transformiert werden, um als Meßsignal einem Lautsprecher zugeführt zu werden. Die entsprechenden Details optionaler Vor- und Nachverarbeitungen bezüglich einer Digital-/Analog-Wandlung vor dem Lautsprecher 10 sind in 1 nicht dargestellt, da sie für Fachleute bekannt sind.Alternatively, a specific time segment of the audio signal or of the test signal can be transformed into the frequency range in order to then carry out a spectral value-wise addition between the transformed audio signal and the transformed test signal. The resulting measurement signal in the frequency domain must then be transformed back into the time domain in order to be supplied to a loudspeaker as a measurement signal. The corresponding details of optional preprocessing and post-processing with regard to digital / analog conversion in front of the loudspeaker 10 are in 1 not shown since they are known to experts.

Das dem Lautsprecher 10 zugeführte Meßsignal wird durch den Lautsprecher in ein Schallsignal 28 umgewandelt, das von dem Mikrophon 12 empfangen wird und als Reaktionssignal bezeichnet wird. Das Reaktionssignal wird einer Kreuzkorrelationseinrichtung 30 zugeführt, die eine Kreuzkorrelation zwischen dem Reaktionssignal und dem spektral gefärbten Testsignal oder alternativ dem unmittelbar vorliegenden Testsignal vor der spektralen Färbung durchführt. Je nachdem, welche Signale verwendet werden, bzw. je nach Testsignal und spektraler Färbung können nach der Kreuzkorrelation noch Nachverarbeitungen anfallen, die durch eine Nachverarbeitungseinrichtung 32 bewirkt werden, um die Impulsantwort des Kanals zwischen dem Lautsprecher 10 und dem Mikrophon 12 zu erhalten.The speaker 10 supplied measurement signal is converted into a sound signal by the loudspeaker 28 converted by the microphone 12 is received and is referred to as a reaction signal. The reaction signal is a cross-correlation device 30 supplied, which performs a cross-correlation between the reaction signal and the spectrally colored test signal or alternatively the immediately present test signal before the spectral coloring. Depending on which signals are used, or depending on the test signal and spectral coloration, post-processing may still occur after the cross-correlation, which is carried out by a post-processing device 32 caused to the impulse response of the channel between the speaker 10 and the microphone 12 to obtain.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird als Testsignal ein Pseudo-Noise-Signal eingesetzt, das ein weißes Spektrum hat. In diesem Fall ist es möglich, verschiedene Impulsantworten gleichzeitig zu bestimmen, indem verschiedene Lautsprecher mit Meßsignalen versehen werden, denen jeweils unterschiedliche zueinander im wesentlichen orthogonale Pseudo-Noise-Sequenzen zugrunde liegen. Darüber hinaus ist die Verwendung eines Pseudo-Noise-Signals günstig, da es einfach und schnell an beliebiger Stelle erzeugt werden kann, wenn beispielsweise eine Einheit mit rückgekoppeltem Schieberegister eingesetzt wird, die abhängig von einem bestimmten Startwert, der in der Technik auch als Seed bezeichnet wird, eine wiederholbare Pseudo-Noise-Sequenz erzeugt. Wenn solche Schieberegister bei jedem Lautsprecher und bei jedem Mikrophon zur Verfügung gestellt werden, so muß das Testsignal nicht von einer einem Lautsprecher zugeordneten Einheit 34 zu einer einem Mikrophon zugeordneten Einheit 36 übertragen werden, sondern kann an beliebiger Stelle dezentral erzeugt werden. Alternativ besteht jedoch die Möglichkeit, die Einheiten 34, 36 als eine einzige Einheit zu implementieren. In diesem Fall würde das Meßsignal für den Lautsprecher 10 und das Reaktionssignal von dem Mikrophon 12 durch Kabelverbindungen, wie z. B. Glasfaserkabel, oder drahtlose Verbindungen zu der zentralen Einheit, die aus den Einheiten 34 und 36 gebildet ist, übermittelt werden.In a preferred exemplary embodiment of the present invention, a pseudo-noise signal which has a white spectrum is used as the test signal. In this case, it is possible to determine different impulse responses at the same time by providing different loudspeakers with measurement signals, each of which is based on different pseudo-noise sequences that are essentially orthogonal to one another. In addition, the use of a pseudo-noise signal is favorable, since it can be generated easily and quickly at any point, for example if a unit with a feedback shift register is used, which is dependent on a specific starting value, which is also referred to in the art as a seed a repeatable pseudo-noise sequence is generated. If such shift registers are provided for every loudspeaker and for every microphone, the test signal does not have to come from a unit assigned to a loudspeaker 34 to a unit assigned to a microphone 36 transferred, but can be generated locally at any point. Alternatively, there is the option of the units 34 . 36 to implement as a single unit. In this case, the measurement signal for the speaker 10 and the response signal from the microphone 12 through cable connections such as B. fiber optic cable, or wireless connections to the central unit coming from the units 34 and 36 is formed, transmitted.

Die vorliegende Erfindung ist besonders gut in Multilautsprechersystemen einsetzbar, die eine große Anzahl von Lautsprechern verwenden, um die natürliche Akustik des Aufzeichnungsraums oder eine künstliche Akustik, die durch den Toningenieur entworfen worden ist, wiederzugeben. Hierzu wird als Modul ein Wellenfeldsynthesemodul verwendet, wie es zu Eingang dargestellt worden ist. Eine synthetisierte Akustik oder die natürliche Akustik des Aufzeichnungsraums können dann gut wiedergegeben werden, wenn die Akustik des Reproduktionsraums keinen all zu großen Einfluß hat, indem diese Akustik „herauskompensiert" wird. Hierzu wird die Wellenfeldsynthese verwendet, um beispielsweise starke Reflexionen des tatsächlichen Wiedergaberaums durch Anwenden einer inversen Filterung mit der erfindungsgemäß bestimmten Raumimpulsantwort zu reduzieren. Nachdem die Raumimpulsantwort durch die Anzahl von Leuten in dem Raum und/oder die Bewegung von Objekten, wie Möbel, Vorhänge etc., beeinflußt wird, ist die erfindungsgemäße Vorgehensweise zur Bestimmung der Impulsantwort besonders vorteilhaft, da diese gewissermaßen immer durchgeführt werden kann, also während einer vor einer eigentlichen Aufführung eingespielten Musik oder sogar während der tatsächlichen Vorführung, da das Testsignal in dem für den Zuhörer angenehmen Audiostück „versteckt" ist.The present invention is particularly useful in multi-speaker systems that use a large number of speakers to reproduce the natural acoustics of the recording room or artificial acoustics designed by the sound engineer. For this purpose, a wave field synthesis module is used as a module, as has been shown at the input. Synthesized acoustics or the natural acoustics of the recording room can be reproduced well if the acoustics of the reproduction Raums does not have too much influence by "compensating" this acoustics. For this purpose, the wave field synthesis is used, for example to reduce strong reflections of the actual reproduction space by applying inverse filtering with the room impulse response determined according to the invention. After the room impulse response by the number of people in the room and / or the movement of objects, such as furniture, curtains, etc., the procedure according to the invention for determining the impulse response is particularly advantageous, since it can to a certain extent always be carried out, i.e. during music or before a performance is actually performed even during the actual demonstration, since the test signal is "hidden" in the audio piece that is comfortable for the listener.

Vorzugsweise wird daher ein Pseudorauschsignal in ein Audiosignal für einen Lautsprecher eingebettet, das gemäß der Maskierungsschwelle des Audiosignals spektral gefärbt ist, das durch einen bzw. jeden der Lautsprecher wiedergegeben wird.A pseudo noise signal is therefore preferred into an audio signal for embedded a speaker that according to the masking threshold of the audio signal spectrally colored which is reproduced by one or each of the speakers.

Die Messung der Impulsantwort kann entweder für alle Lautsprecher gleichzeitig unter Verwendung unterschiedlicher PNS-Sequenzen für jeden Lautsprecher oder sequentiell in einem sogenannten Round-Robin-Ansatz durchgeführt werden. Während die erste Version ein besseres zeitliches Verhalten hat, ergibt die zweite Version ein besseres Signal-/Rauschverhältnis, also eine genauere Impulsantwort. Für beide Messungen gilt jedoch, daß sie von einem Zuhörer nicht oder nur kaum wahrnehmbar sind, je nachdem, wie hart die spektrale Färbung an der psychoakustischen Maskierungsschwelle geführt wird. Für Messungen z. B. während der Wiedergabe des Audiostücks selbst, wegen dem die Zuhörer gekommen sind, wird es bevorzugt, sicherzustellen, daß die spektrale Färbung derart durchgeführt wird, daß das Testsignal immer unter der psychoakustischen Maskierungsschwelle bleibt. Für eine Einspielmusik beispielsweise vor der eigentlichen Vorführung bzw. für eine vor einem Kinofilm z. B. stattfindende Werbung ist es jedoch auch möglich, das Testsignal bezüglich des Audiosignals mit mehr Energie zu versehen, da hier geringe Störungen nicht unbedingt vom Zuhörer als besonders negativ wahrgenommen werden. In diesem Fall sind unter Umständen schneller konvergierende bzw. genauere Impulsantwortmessungen erreichbar, da das Testsignal im Mittel mit mehr Energie abgestrahlt wird, was sich in einem besseren Signal/Rauschverhältnis bemerkbar macht.The measurement of the impulse response can either for all speakers using different at the same time PNS sequences for each speaker or sequentially in a so-called round robin approach carried out become. While the first version has a better temporal behavior, results in second version a better signal-to-noise ratio, i.e. a more precise impulse response. For both However, measurements apply that they from a listener are imperceptible or barely noticeable, depending on how hard the spectral coloration is the psychoacoustic masking threshold. For measurements e.g. B. during the Play the audio track itself because of which the listeners it is preferred to ensure that the spectral coloring performed like this will that Test signal always below the psychoacoustic masking threshold remains. For a music for example before the actual performance or for one before a movie z. B. it is also taking place advertising possible the test signal in terms of to provide the audio signal with more energy, since minor interference is not essential here from the listener are perceived as particularly negative. In this case, are below circumstances faster converging or more accurate impulse response measurements can be achieved, since the test signal is emitted with more energy on average, which manifests itself in a better signal / noise ratio.

Im nachfolgenden wird anhand von 2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Vorführen eines Audiostücks in einer Umgebung, in der eine Mehrzahl von Lautsprechern und mehrere Mikrophone plaziert sind, dargestellt. Hierzu ist in 2 ein Lautsprecher-/Mikrophonarray 40 skizziert. Dem Lautsprecher-/Mikrophonarray 40 vorgeschaltet befindet sich die in 1 dargestellte Impulsantwortbestimmungsvorrichtung 42, die mit einem Wellenfeldsynthesemodul 44 gekoppelt ist. Zur Impulsantwortbestimmung berechnet das Wellenfeldsynthesemodul auf der Basis eines zugeführten Audiostücks und auf der Basis von vorgegebenen Einstellungen für die Akustik der Umgebung Audiosignale für die Lautsprecher im Lautsprecherarray 40. Diese Signale werden über einen Ausgang 46 des Wellenfeldsynthesemoduls ausgegeben und entweder dem Lautsprecher-/Mikrophonarray 40 direkt zugeführt, wie es durch einen gestrichelten Pfad 48 dargestellt ist, oder, wenn eine Impulsantwortbestimmung durchgeführt werden soll, der Impulsantwortbestimmungseinrichtung 42 zugeführt, die eingangsseitig die Audiosignale über die Leitung 46 empfängt und ausgangsseitig über eine Leitung 50 die Meßsignale an das Lautsprecherarray 40 abgibt.The following is based on 2 a device according to the invention for demonstrating an audio piece in an environment in which a plurality of speakers and several microphones are placed. This is in 2 a speaker / microphone array 40 outlined. The speaker / microphone array 40 upstream is the in 1 illustrated impulse response determining device 42 using a wave field synthesis module 44 is coupled. To determine the impulse response, the wave field synthesis module calculates audio signals for the loudspeakers in the loudspeaker array on the basis of an audio piece supplied and on the basis of predefined settings for the acoustics of the environment 40 , These signals are sent through an output 46 output of the wave field synthesis module and either the speaker / microphone array 40 fed directly as it is through a dashed path 48 is shown, or if an impulse response determination is to be carried out, the impulse response determination device 42 supplied, the audio signals on the input side via the line 46 receives and on the output side via a line 50 the measurement signals to the speaker array 40 emits.

Die Reaktionssignale werden vom Mikrophonarray aufgefangen und über die Leitung 50, die eine Zwei-Wege-Leitung ist, der Impulsantwortbestimmungseinrichtung 42 wieder zugeführt, damit diese eine für die Erfindung bevorzugte Kreuzkorrelationsverarbeitung und eine möglicherweise nötige Nachverarbeitung durchführen kann. Vorgegebene Einstellungen im Wellenfeldsynthesemodul für die Akustik der Umgebung 52 können dann durch eine aktuelle Impulsantwort, die von der Einrichtung 42 z. B. während der Vorführung des Audiostücks errechnet worden ist, aktualisiert werden, so daß die von dem Wellenfeldsynthesemodul verwendeten Akustikeinstellungen über die Umgebung ständig aktualisiert und besser an die tatsächliche Umgebung 52 angepaßt werden können. Diese Funktionalität ist durch einen Rückkopplungspfad 54 in 2 dargestellt.The response signals are collected by the microphone array and via the line 50 , which is a two-way line, the impulse response determiner 42 fed again so that it can carry out a cross-correlation processing preferred for the invention and a possibly necessary post-processing. Predefined settings in the wave field synthesis module for the acoustics of the environment 52 can then by a current impulse response from the facility 42 z. B. has been calculated during the demonstration of the audio piece, so that the acoustic settings used by the wave field synthesis module about the environment are constantly updated and better to the actual environment 52 can be adjusted. This functionality is through a feedback path 54 in 2 shown.

Das Wellenfeldsynthesemodul 44 kann somit mit vorgegebenen Einstellungen für die Impulsantwort gestartet werden und unter Verwendung der aktuellen Messungen der Impulsantwortbestimmungseinrichtung 42 aktualisiert werden. Die vorgegebenen Einstellungen einschließlich der Position der Lautsprecher kann durch die erfindungsgemäße Impulsantwortbestimmungseinrichtung 42 außerhalb der Vorführung gemessen werden, indem hierzu entweder psychoakustisch gefärbte PNS-Sequenzen zusammen mit einer Musik eingesetzt werden oder indem keine Musik verwendet wird, sondern die reine PNS-Sequenz verwendet wird.The wave field synthesis module 44 can thus be started with predefined settings for the impulse response and using the current measurements of the impulse response determination device 42 be updated. The predefined settings including the position of the loudspeakers can be determined by the impulse response determination device according to the invention 42 measured outside of the screening, either by using psychoacoustically colored PNS sequences together with music or by not using music, but using the pure PNS sequence.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß es in der Technik bekannt ist, aus vielen verschiedenen Impulsantworten in einer Umgebung die gesamte mehrdimensionale Impulsantwort dieser Umgebung z. B. zu interpolieren. Darüber hinaus ist es in der Technik bekannt, auf der Basis von einer solchermaßen gefundenen Impulsantwort Schallausgabequellen bestimmten Positionen im dreidimensionalen Raum zuzuordnen. Hierbei wird ferner zwischen üblichen Schallquellen, wie beispielsweise Lautsprechern, und sogenannten Spiegelschallquellen, wie beispielsweise reflektierenden Wänden, unterschieden. Die erfindungsgemäße Impulsantwortbestimmung ermöglicht es somit, ohne Belästigung für Zuhörende eine Umgebungsbeschreibung zu erhalten, ohne daß Positionen der Mikrophone manuell, beispielsweise mittels Streckenmessungen, ermittelt werden müssen.At this point, it should be pointed out that it is known in the art to use, from many different impulse responses in an environment, the entire multidimensional impulse response of this environment, e.g. B. to interpolate. In addition, it is known in the art to assign sound output sources to specific positions in three-dimensional space on the basis of an impulse response found in this way. A distinction is also made here between conventional sound sources, such as loudspeakers, and so-called mirror sound sources, such as reflecting walls. The impulse response according to the invention determines This makes it possible to obtain a description of the surroundings without annoying listeners, without the positions of the microphones having to be determined manually, for example by means of distance measurements.

Bezüglich der Plazierung der Mikrophone für die Impulsantwortbestimmung existieren verschiedene Möglichkeiten. Am besten hinsichtlich der zu bestimmenden Impulsantwort ist es, die Mikrophone in der Umgebung 42 von den Lautsprechern entfernt zu plazieren. In einem Vorführraum mit Personen ist dies jedoch oftmals unpraktikabel. Daher wird es in diesem Fall bevorzugt, die Mikrophone zwischen den Lautsprechern zu plazieren, so daß sie nicht „im Weg stehen".With regard to the placement of the microphones for the impulse response determination, there are various possibilities. The best thing about the impulse response to be determined is the microphones in the area 42 to place away from the speakers. However, this is often impractical in a screening room with people. Therefore, in this case, it is preferred to place the microphones between the speakers so that they are not "in the way".

Während die Plazierung der Mikrophone von den Lautsprechern entfernt bevorzugt wird, um Impulsantwortmessungen durchzuführen, aus denen eine vorgegebene Einstellung für das Wellenfeldsynthesemodul 44 errechnet wird, wird es bevorzugt, die Mikrophone zwischen den Lautsprechern zu plazieren, wenn während einer Vorführung eine Adaption des Wellenfeldsynthesemoduls 44 durchgeführt werden soll.While the placement of the microphones away from the speakers is preferred to perform impulse response measurements, from which a predetermined setting for the wave field synthesis module 44 is calculated, it is preferred to place the microphones between the loudspeakers if, during a demonstration, an adaptation of the wave field synthesis module 44 to be carried out.

Die Mikrophone können fest oder beweglich in kreisförmiger, linearer oder kreuzförmiger Konfiguration angeordnet werden. Bezüglich der Mikrophonbewegung können dieselben in einem Kreis oder unter Verwendung eines x/y-Verschiebungsgeräts im Raum während der Messung bewegt werden. Derartige Vorgehensweisen sind bei einer Impulsantwortadaption während der Vorführung weniger praktikabel, so daß hier feststehende Mikrophone vorzugsweise zwischen den Lautsprechern bevorzugt werden.The microphones can be fixed or movable in circular, more linear or cruciform Configuration. Regarding the microphone movement can the same in a circle or using an x / y shifter in space while during the measurement. Such procedures are with a Impulse response adaptation during the demonstration less practical, so here fixed microphones preferably between the speakers to be favoured.

Für eher preisgünstigere Anwendungen, insbesondere im Consumer-Bereich, können die Mikrophone durch Lautsprecher ersetzt werden, um die Anzahl der Komponenten zu verringern. Jeder Lautsprecher arbeitet aufgrund der Tatsache, daß er eine Membran und eine Schwingspule hat, genauso als Mikrophon, wenn er entsprechend ausgelesen wird. Zu diesem Zweck wird es bevorzugt, in einem Impulsantwortbestimmungsmodus für entsprechende Consumer-Anwendungen einen oder mehrere Lautsprecher des für die Wiedergabe ohnehin vorhandenen Lautsprecherarrays als Mikrophone zu nutzen, um vor der Vorführung eines Audiostücks die Impulsantwort zu bestimmen, um dann, bei der Abspielung des Audiostücks, wieder alle Lautsprecher als Lautsprecher zu verwenden. Für eine Adaption während der Vorführung könnten beliebig ausgewählte Lautsprecher von Zeit zu Zeit als Mikrophone eingesetzt werden, um eine Adaption durchzuführen, ohne daß extra Mikrophone eingesetzt werden müssen. Wenn eine große Anzahl von Lautsprechern verwendet wird, wird das zeitweilige Umschalten einiger weniger Lautsprecher unproblematisch hinsichtlich des Audioeindrucks sein.For rather cheaper Applications, particularly in the consumer area, can be used by the microphone through loudspeakers be replaced to reduce the number of components. Everyone Speaker works due to the fact that it has a membrane and a Voice coil has, just like a microphone, if it reads out accordingly becomes. For this purpose, it is preferred to be in an impulse response determination mode for corresponding consumer applications one or more speakers of the one already available for playback Loudspeaker arrays to use as microphones in order to demonstrate a audio track determine the impulse response and then, when playing the Audio piece, again use all speakers as speakers. For an adaptation while the demonstration could arbitrarily selected speakers used from time to time as microphones to adapt perform, without extra Microphones must be used. If a big Number of speakers is used, the temporary switching of a few speakers no problem with regard to the audio impression his.

3 zeigt eine reale Situation, bei der viele Lautsprecher und viele Mikrophone verwendet werden. Eine Impulsantwort läßt sich für den Kanal von jedem Lautsprecher zu jedem Mikrophon angeben. So wird der Kanal zwischen dem Lautsprecher 1 (LS1) zum Mikrophon 1 (M1) als K11 bezeichnet. Analog hierzu wird der Kanal vom ersten Lautsprecher (LS1) zum dritten Mikrophon (M3) als K31 bezeichnet etc. Senden alle drei Lautsprecher LS1, LS2, LS3 gleichzeitig, so kann das vom Mikrophon M1 empfangene Reaktionssignal dazu verwendet werden, um drei verschiedene Impulsantworten zu berechnen. Grundlage hierfür ist, daß dem ersten Lautsprecher (LS1) eine erste Pseudo-Noise-Sequenz PN1 im Rahmen des Meßsignals für den ersten Lautsprecher eingeprägt wird. Entsprechend erhält der zweite Lautsprecher (LS2) eine zweite Pseudo-Noise-Sequenz (PN2). Darüber hinaus erhält der dritte Lautsprecher (LS3) eine dritte Pseudo-Noise-Sequenz (PN3). Der Kanal K11 zwischen dem ersten Lautsprecher LS1 und dem ersten Mikrophon M1 wird berechnet, indem eine Kreuzkorrelation des durch das erste Mikrophon M1 empfangenen Reaktionssignals mit der Pseudo-Noise-Sequenz 1 durchgeführt wird. Der Kanal K21 vom zweiten Lautsprecher zum ersten Mikrophon wird durch Korrelation mit der Pseudo-Noise-Sequenz 2 berechnet. Der Kanal K31 vom dritten Lautsprecher LS3 zum ersten Mikrophon M1 wird durch Korrelation mit der Pseudo-Noise-Sequenz 3 erhalten. Wenn alle drei Lautsprecher und alle drei Mikrophone gleichzeitig betrieben werden, können somit alle neun Impulsantworten berechnet werden. Dieser Meßmodus liefert ein besseres zeitliches Verhalten, da die resultierende mehrdimensionale Impulsantwort der Umgebung, die aus den ermittelten neun einzelnen Impulsantworten durch Interpolation bestimmt wird, auf der Basis von gleichzeitig gesendeten Meßsignalen bestimmt wird. 3 shows a real situation where many speakers and many microphones are used. An impulse response can be given for the channel from any speaker to any microphone. So the channel between the speaker 1 (LS1) to the microphone 1 (M1) referred to as K11. Similarly, the channel from the first loudspeaker (LS1) to the third microphone (M3) is referred to as K31 etc. If all three loudspeakers send LS1, LS2, LS3 simultaneously, the response signal received by microphone M1 can be used to send three different impulse responses to calculate. The basis for this is that the first loudspeaker (LS1) is impressed with a first pseudo-noise sequence PN1 as part of the measurement signal for the first loudspeaker. Accordingly, the second loudspeaker (LS2) receives a second pseudo-noise sequence (PN2). In addition, the third loudspeaker (LS3) receives a third pseudo-noise sequence (PN3). The channel K11 between the first loudspeaker LS1 and the first microphone M1 is calculated by cross-correlating the response signal received by the first microphone M1 with the pseudo-noise sequence 1 is carried out. The channel K21 from the second loudspeaker to the first microphone is correlated with the pseudo-noise sequence 2 calculated. The channel K31 from the third speaker LS3 to the first microphone M1 is correlated with the pseudo-noise sequence 3 receive. If all three loudspeakers and all three microphones are operated simultaneously, all nine impulse responses can be calculated. This measurement mode provides better temporal behavior, since the resulting multidimensional impulse response of the environment, which is determined from the nine individual impulse responses determined by interpolation, is determined on the basis of measurement signals transmitted simultaneously.

Alternativ kann ein besseres Signal/Rauschverhältnis und damit eine genauere Impulsantwort erhalten werden, wenn zunächst der Lautsprecher 1 betrieben wird und gleichzeitig alle drei Mikrophone durch Korrelation des empfangenen Signals mit der Pseudo-Noise-Sequenz 1 die drei Kanäle K11, K12 und K13 berechnen. Dann, zu einem nachfolgenden Zeitpunkt, wird dasselbe für den Lautsprecher 2 durchgeführt und schließlich wird dasselbe für den Lautsprecher 3 durchgeführt. Damit werden nacheinander die verschiedenen Impulsantworten ermittelt, wobei immer so viel Impulsantworten gleichzeitig ermittelt werden, wie Mikrophone vorhanden sind.Alternatively, a better signal-to-noise ratio and thus a more precise impulse response can be obtained if the loudspeaker first 1 is operated and simultaneously all three microphones by correlating the received signal with the pseudo-noise sequence 1 calculate the three channels K11, K12 and K13. Then, at a subsequent point in time, the same goes for the speaker 2 and finally the same is done for the speaker 3 carried out. The different impulse responses are thus determined one after the other, with as many impulse responses being ascertained simultaneously as there are microphones.

Nachfolgend wird zusammengefaßt, wie die Impulsantwort h(t) eines Kanals durch Kreuzkorrelation bestimmt wird. Hierzu wird der Kanal mit einem zeitdiskreten Testsignal p(t) beaufschlagt. Der Kanal gibt ausgangsseitig ein Empfangssignal y(t) aus, das, wie es bekannt ist, der Faltung des Eingangssignals und mit der Kanalimpulsantwort entspricht. Zur nachfolgenden Erläuterung einer Vorgehensweise zur Bestimmung der Kreuzkorrelation anhand von 5 wird auf eine Matrixschreibweise übergegangen. Beispielhaft wird eine Kanalimpulsantwort mit lediglich zwei Werten h₀ und h₁ ohne Einschränkung der Allgemeinheit angenommen. Die Kanalimpulsantwort h₀, h₁ kann als Kanalimpulsantwortmatrix H(t) geschrieben werden, die die in 5 gezeigte Bandstruktur hat, wobei die restlichen Elemente der Matrix mit Nullen aufgefüllt werden. Darüber hinaus wird das Anregungssignal p(t) als Vektor geschrieben, wobei hier angenommen wird, daß das Anregungssignal ohne Einschränkung der Allgemeinheit lediglich drei Samples p₀, p₁, p₂ hat.The following summarizes how the impulse response h (t) of a channel is determined by cross correlation. For this purpose, a discrete-time test signal p (t) is applied to the channel. On the output side, the channel outputs a received signal y (t) which, as is known, corresponds to the convolution of the input signal and with the channel impulse response. For the following explanation of a procedure for determining the cross correlation using 5 a matrix notation is used. A channel impulse response with is only an example two values h ₀ and h _{1 are accepted} without restriction of generality. The channel impulse response h ₀ , h ₁ can be written as a channel impulse response matrix H (t) which 5 band structure shown, the remaining elements of the matrix are filled with zeros. In addition, the excitation signal p (t) is written as a vector, it being assumed here that the excitation signal has only three samples p ₀ , p ₁ , p ₂ without restricting the generality.

Es kann gezeigt werden, daß die in 4 dargestellte Faltung der in 5 dargestellten Matrix-Vektor-Multiplikation entspricht, so daß sich ein Vektor y für das Ausgangssignal ergibt. Die Kreuzkorrelation kann als Erwartungswert E{...} der Multiplikation des Ausgangssignals y(t) mit dem konjugiert-komplex-transponierten Anregungssignal p^*T geschrieben werden. Der Erwartungswert berechnet sich als Grenzwert für N gegen unendlich über die in 5 dargestellte Aufsummation von einzelnen Produkten für verschiedene Anregungssignale p_i. Die Multiplikation und anschließende Aufsummation ergibt die Kreuzkorrelationsmatrix, die in 5 links oben dargestellt ist, wobei dieselbe gewichtet mit dem Effektivwert des Anregungssignals p ist, der mit σ_p ² dargestellt ist. Zum unmittelbaren Erhalten der Kanalimpulsantwort h(t) wird beispielsweise die erste Zeile der Kanalimpulsantwortmatrix genommen, woraufhin die einzelnen Komponenten durch σ_p ² geteilt werden, um unmittelbar die einzelnen Komponenten der Kanalimpulsantwort h₀, h₁ zu erhalten.It can be shown that the in 4 illustrated folding of the in 5 The matrix-vector multiplication shown corresponds to a vector y for the output signal. The cross correlation can be written as the expected value E {...} of the multiplication of the output signal y (t) by the conjugate-complex-transposed excitation signal p ^{* T.} The expected value is calculated as the limit for N against infinity over the in 5 shown summation of individual products for different excitation signals p _i . The multiplication and subsequent summation results in the cross-correlation matrix, which in 5 is shown at the top left, the same being weighted with the effective value of the excitation signal p, which is represented by σ _p ² . To obtain the channel impulse response h (t) immediately, for example, the first line of the channel impulse response matrix is taken, whereupon the individual components are divided by σ _p ² in order to directly obtain the individual components of the channel impulse response h ₀ , h ₁ .

Wird anstatt eines weißen Anregungssignals p(t) ein spektral gefärbtes Anregungssignal verwendet, so kann die spektrale Färbung durch eine digitale Filterung dargestellt werden, wobei das Filter durch eine Filterkoeffizientenmatrix Q beschrieben wird. In der in 5 in der letzten Zeile dargestellten Gleichung ergibt sich ebenfalls ausgangsseitig die Korrelationsmatrix H, nun jedoch noch gewichtet mit dem Erwartungswert über Q × Q^H. Durch Division der einzelnen Impulsantwortkoeffizienten h₀, h₁ durch den Erwartungswert über Q × Q^H, also durch Berücksichtigung des Färbungsfilters beispielsweise in der Nachverarbeitungseinrichtung 32 von 1 kann unmittelbar die Kanalimpulsantwort hinsichtlich ihrer einzelnen Komponenten bestimmt werden.If a spectrally colored excitation signal is used instead of a white excitation signal p (t), the spectral coloring can be represented by digital filtering, the filter being described by a filter coefficient matrix Q. In the in 5 On the output side, the equation shown in the last line also results in the correlation matrix H, but now weighted with the expected value over Q × Q ^H. By dividing the individual impulse response coefficients h ₀ , h ₁ by the expected value over Q × Q ^H , that is to say by taking the coloring filter into account, for example in the postprocessing device 32 of 1 the channel impulse response with regard to its individual components can be determined directly.

Es sei darauf hingewiesen, daß das Kreuzkorrelationskonzept zum Berechnen der Impulsantwort ein iteratives Konzept ist, wie es aus dem in 5 dargestellten Summationsansatz für den Erwartungswert ersichtlich ist. Die erste Multiplikation des Reaktionssignals mit dem konjugiert-komplextransponierten Anregungssignal liefert bereits einen ersten noch sehr groben Schätzwert für die Kanalimpulsantwort, der mit jeder weiteren Multiplikation und Aufsummation immer besser wird. Wird die gesamte Matrix H(t) durch den iterativen Summationsansatz berechnet, so stellt sich heraus, daß die in 5 links oben zu Null gesetzten Elemente der Bandmatrix H(t) nach und nach gegen Null gehen, während in der Mitte, also dem Band der Matrix, die Koeffizienten der Kanalimpulsantwort h(t) verbleiben und bestimmte Werte annehmen. Noch einmal sei darauf hingewiesen, daß es nicht erforderlich ist, die gesamte Matrix zu berechnen. Es genügt, lediglich z. B. eine Zeile der Matrix H(t) zu berechnen, um die gesamte Kanalimpulsantwort zu erhalten.It should be pointed out that the cross-correlation concept for calculating the impulse response is an iterative concept, as it emerges from the in 5 shown summation approach for the expected value is evident. The first multiplication of the reaction signal by the conjugate-complex-transposed excitation signal already provides a first, very rough estimate for the channel impulse response, which becomes better and better with each further multiplication and summation. If the entire matrix H (t) is calculated using the iterative summation approach, it turns out that the in 5 Elements of the band matrix H (t) set to zero at the top left gradually go towards zero, while in the middle, ie the band of the matrix, the coefficients of the channel impulse response h (t) remain and assume certain values. Once again it should be noted that it is not necessary to calculate the entire matrix. It suffices to just z. B. calculate a row of the matrix H (t) in order to obtain the entire channel impulse response.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß das erfindungsgemäße Konzept nicht auf die anhand von 5 beschriebene Vorgehensweise zur Berechnung der Kreuzkorrelation beschränkt ist. Sämtlichen anderen Verfahren zum Berechnen der Kreuzkorrelation zwischen einem Meßsignal und einem Reaktionssignal sind ebenfalls einsetzbar. Andere Verfahren zur Bestimmung einer Impulsantwort anstelle der Kreuzkorrelation können ebenfalls verwendet werden.At this point it should be pointed out that the concept according to the invention is not based on the concept of 5 described procedure for calculating the cross-correlation is limited. All other methods for calculating the cross-correlation between a measurement signal and a reaction signal can also be used. Other methods of determining an impulse response instead of cross correlation can also be used.

An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die verwendeten Pseudo-Noise-Sequenzen hinsichtlich ihrer Länge abhängig von der zu erwartenden Impulsantwort des betrachteten Kanals dimensioniert sein sollten. So sind für größere akustische Umgebungen durchaus Impulsantworten mit der Länge von einigen wenigen Sekunden denkbar. Dieser Tatsache muß durch Auswahl einer entsprechenden Länge der Pseudo-Noise-Sequenzen zur Korrelation Rechnung getragen werden.At this point it should be noted that the The pseudo-noise sequences used depend on their length the expected impulse response of the channel under consideration should. So are for larger acoustic Environment quite impulse responses with the length of a few seconds conceivable. This fact must go through Select an appropriate length of the pseudo-noise sequences be taken into account for correlation.

Abhängig von den Gegebenheiten kann das erfindungsgemäße Verfahren zum Bestimmen der Impulsantwort bzw. das erfindungsgemäße Verfahren zum Vorführen eines Audiostücks in Hardware oder in Software implementiert werden. Die Imple mentierung kann auf einem digitalen Speichermedium, insbesondere einer Diskette oder CD mit elektronisch auslesbaren Steuersignalen erfolgen, die so mit einem programmierbaren Computersystem zusammenwirken können, daß das entsprechende Verfahren ausgeführt wird. Allgemein besteht die Erfindung somit auch in einem Computerprogrammprodukt mit auf einem maschinenlesbaren Träger gespeicherten Programmcode zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, wenn das Computerprogrammprodukt auf einem Rechner abläuft. In anderen Worten ausgedrückt kann die Erfindung somit als ein Computerprogramm mit einem Programmcode zur Durchführung des Verfahrens realisiert werden, wenn das Computerprogramm auf einem Computer abläuft.Depending on the circumstances can the inventive method to determine the impulse response or the method according to the invention for demonstration of an audio track implemented in hardware or software. The implementation can on a digital storage medium, especially a floppy disk or CD with electronically readable control signals that can interact with a programmable computer system so that the corresponding Procedure executed becomes. In general, the invention thus also consists in a computer program product with program code stored on a machine-readable medium to carry out of the method according to the invention, when the computer program product runs on a computer. In other Expressed in words The invention can thus be implemented as a computer program with a program code to carry out the procedure can be realized when the computer program is on running on a computer.

Claims

Device for determining an impulse response in an environment in which a loudspeaker ( 10 ) and a microphone ( 12 ) are placed, using an audio signal, with the following features: a device ( 20 ) for spectrally coloring a test signal using a psychoacoustic masking threshold of the audio signal; a facility ( 22 ) for the introduction of the colored Test signal into the audio signal in order to obtain a measurement signal which is transmitted to the loudspeaker ( 10 ) can be fed; and a facility ( 30 . 32 ) for calculating the impulse response using a response signal received from the environment via the microphone and the test signal or the colored test signal.

The apparatus of claim 1, wherein the device is designed to calculate a cross-correlation of the over Microphone response signal received from the environment and the test signal or the colored one Test signal.

Device according to claim 1 or 2, in which the test signal is a pseudo-noise signal.

Apparatus according to claim 1, 2 or 3, wherein the device ( 20 ) is designed for spectral coloring in order to color the test signal such that a spectral course of the colored test signal lies below the spectral psychoacoustic masking threshold of the audio signal, so that the colored test signal is not audible in the measurement signal.

Device according to one of the preceding claims, in which the environment comprises a plurality of loudspeakers and a plurality of microphones, an impulse response being defined for a channel from a loudspeaker to a microphone, the device further comprising the following features: 24 ) to control the facility ( 22 ) to be introduced in such a way that it introduces a colored test signal into audio signals for the plurality of speakers in order to generate a separate measurement signal for each speaker, the device ( 24 ) is further designed for control in order to sequentially apply measurement signals to the loudspeakers; and means for identifying an impulse response obtained with respect to the loudspeaker from which a generated measurement signal originates and with regard to the microphone from which an associated response signal originates.

Device according to one of Claims 2 to 4, in which the environment has a plurality of loudspeakers and a plurality of microphones, an impulse response being defined for a channel from a loudspeaker to a microphone, the device also having the following features: 24 ) to control the facility ( 22 ) to be introduced in such a way that it introduces a colored test signal into audio signals for the plurality of speakers in order to generate a separate measurement signal for each speaker, the device ( 24 ) is also designed for control in order to base each measurement signal on its own test signal, test signals for different measurement signals being orthogonal to one another; and with a separate device for each microphone ( 30 . 32 ) is provided for cross-correlation, which can use the orthogonal test signals for cross-correlating, and a device for identifying a received impulse response using the microphone to which the device for cross-correlating is assigned, by which the received impulse response is calculated, and by the loudspeaker, the the corresponding test signal is assigned, which is used to obtain the impulse response.

Apparatus according to one of Claims 2 to 6, in which the device for calculating the impulse response is designed to produce a cross-correlation result using information about the device ( 20 ) for spectral staining ( 32 ) to get an impulse response that is independent of the psychoacoustic masking threshold of the audio signal.

Device according to one of claims 2 to 7, in which the device for calculating the impulse response is designed to cross-correlate iterative multiplication of the reaction signal and a conjugate complex transposed Presentation of the test signal and summation of multiplication results to get an improved estimate of the Get impulse response.

Device according to one of claims 2 to 8, in which the audio signal is an audio signal which in the To demonstrate the environment is.

Device according to one of the preceding claims, where the audio signal is a music signal.

Device according to one of the preceding claims, where a speaker is in an impulse response measurement mode Microphone can be used.

Device for presenting an audio piece in an environment in which a plurality of loudspeakers and a number of microphones ( 40 ) with the following features: a facility ( 44 ) performing wave field synthesis to calculate audio signals for the plurality of speakers based on the audio piece; and a facility ( 42 ) to determine the impulse response in the environment ( 52 ) according to one of claims 1 to 11, wherein the device ( 42 ) is designed to determine in order to calculate a current impulse response during the presentation of the audio piece, the facility ( 44 ) is controllable for performing the wave field synthesis ( 54 ) during the demonstration of the audio piece to receive a current impulse response when calculating the audio signals for the plurality of speakers ( 40 ) to be taken into account.

Device according to claim 12 where the environment during of demonstration of the audio piece itself differs from the environment in terms of their impulse response, if no audio track is demonstrated.

Device according to claim 13, where a difference in the environment is that a number of people from one situation to the next situation or that no There are people in the area.

Device according to one of claims 12 to 14, where the environment is a concert hall, a movie theater or a home audio screening room is.

Device according to one of Claims 12 to 15, in which the device ( 44 ) is designed to carry out the wave field synthesis in order to 52 ) Calculate positions of sound excitation sources and sound reflection sources and when calculating the audio signals for the plurality of speakers ( 40 ) to be taken into account.

The apparatus of claim 16, wherein the means ( 44 ) is designed to carry out the wave field synthesis in order to take into account the current impulse response starting from an initial setting, the device ( 42 ) is designed to determine the impulse response in order to calculate the impulse response for the initial representation like the current impulse response or without an audio signal and using an uncolored test signal.

Device according to one of claims 12 to 17, where the microphones are removed from the speakers or placed between the speakers.

Device according to one of claims 12 to 17, where the microphones are in a circular, a linear or a cruciform Array are arranged.

Device according to claim 19, in which the microphones between individual cross-correlation calculations be moved.

Method for determining an impulse response in an environment in which a loudspeaker ( 10 ) and a microphone ( 12 ) are placed, using an audio signal, with the following steps: spectral coloring ( 20 ) a test signal using a psychoacoustic masking threshold of the audio signal; Bring in ( 22 ) of the colored test signal into the audio signal in order to obtain a measurement signal which is transmitted to the loudspeaker ( 10 ) can be fed; and calculate ( 30 . 32 ) the impulse response using a response signal received from the environment via the microphone and the test signal or the colored test signal.

Method of demonstrating an audio piece in an environment where multiple speakers and multiple microphones ( 40 ) with the following steps: Execute ( 44 ) wave field synthesis to calculate audio signals for the plurality of speakers based on the audio piece; and determine ( 42 ) the impulse response in the environment ( 52 ) according to one of claims 1 to 10, wherein the device ( 42 ) is designed to determine in order to calculate a current impulse response during the presentation of the audio piece, the device ( 44 ) is controllable for performing the wave field synthesis ( 54 ) during the demonstration of the audio piece to receive a current impulse response when calculating the audio signals for the plurality of speakers ( 40 ) to be taken into account.

Computer program with a program code for performing the Process according to claim 21 or according to claim 22 if the program runs on a computer.