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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erfassung bzw. Modellierung der Hörsamkeit in einem geschlossenen Raum oder einem teilweise begrenztem Raumgebiet im Freien, im Zuge dessen eine lokale Messung der akustischen Raumeigenschaften, vorzugsweise der Raumantwort, mit einem lokalen Rechner, z. B. einem handelsüblichen Personal Computer, durchgeführt wird, bei der ein Schallsignal durch zumindest eine Schallquelle in dem Raum oder Raumgebiet hervorgerufen wird, welches durch ein oder mehrere Messmikrophone aufgezeichnet wird.
Im Zusammenhang mit der Erfassung der Hörsamkeit eines Raums, insbesondere zum Ein- messen und Erproben von Beschallungsanlagen, sind Verfahren bekannt, bei denen zur Messung der Raumantwort ein Schallsignal durch eine Schaliquelle hervorgerufen wird und durch ein Mess- mikrophon aufgezeichnet wird. Insbesondere kommen solche Verfahren bei dem in der Raumakus- tik seit langem benutztem Impulsschalltest zur Anwendung.
Bei diesen Verfahren ist jedoch für die Messung ein eigenes Messgerät mit DSP-Karte, Laut- sprecher und Mikrofon vonnöten. Bei der Vermessung der akustischen Raumeigenschaften muss dieses Messgerät vor Ort positioniert und durch einen geschulten Mitarbeiter bedient werden. Dies erforderte einen beträchtlichen Aufwand, insbesondere sind Anreisezeiten notwendig, wodurch sich ein erheblicher Personalaufwand ergibt und die Messung verlangsamt und verteuert wird.
Die DE 43 29 246 A1 beschreibt ein Computer-gestütztes Messverfahren zur Bestimmung der akustischen Eigenschaften von unterschiedlichen Wandmaterialien bei Wänden, Decken und
Böden. Bei diesem Messverfahren wird ein Testsignal von einem Lautsprecher ausgestrahlt und die einfallenden sowie die reflektierten Schallwellen von einem Mikrofon aufgezeichnet (Fig. 1,2).
Hierbei wird bei festgehaltenem Abstand zwischen Lautsprecher und Mikrofon in einem ersten
Schritt bei einer Quasi-Freifeldmessung (grosse Entfernung zur Wand) die Impulsantwort der einfal- lenden Schallwelle bestimmt. Anschliessend wird das Mikrofon, bei gleichem Abstand zwischen
Lautsprecher und Mikrofon, in die Nähe der Wand positioniert, die Summe aus einfallenden und reflektierten Schallwellen aufgezeichnet, die im Kalibrierschritt ermittelte Impulsantwort der einfallenden Schallwellen abgezogen und so der Reflexionsfaktor der Wand ermittelt.
Die Zusammenfassung der JP 10 111 693 A beschreibt eine Compact Disk, auf der sowohl die für die Messung der akustischen Eigenschaften notwendigen Testsignal als auch das Computerprogramm zur Durchführung der Messung aufgezeichnet sind. Der Benutzer kann ein bestimmtes Messprogramm auswählen, worauf das entsprechende Programm in den Computer geladen wird, das entsprechende Testsignal an ein Messgerät 1, beispielsweise an einen Audio-Verstärker weitergegeben wird, die gemessenen Signale über einen A/D Wandler wieder an den Computer geleitet werden und dort mittels des Programmes ausgewertet werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur zentralen Erfassung bzw. Modellierung der Hörsamkeit in einem geschlossenen Raum oder einem teilweise begrenztem Raumgebiet im Freien vorzustellen, das die beschriebenen Nachteile beseitigt und die grundlegende Voraussetzung für ein dezentrale Messverfahren unter Verwendung einer Messplattform, die nicht auf einem Stand-Alone-Prinzip basiert, liefert.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass eine Software für die computerunterstützte lokale Messung von einem zentralen Rechner auf den lokalen Rechner, vorzugsweise über Ferndatenleitung, übermittelt wird und die aus der Messung hervorgehenden Daten, gegebenenfalls mit weiteren zur Verarbeitung notwendigen Daten, zur Weiterverarbeitung vom lokalen Rechner an den zentralen Rechner oder an einen oder mehrere weitere Rechner übermittelt werden und die Erfassung bzw. Modellierung der Hörsamkeit auf dem zentralen Rechner oder den weiteren Rechnern erfolgt. Auf diese Weise kann die lokale Messung der akustischen Raumeigenschaften ohne eigene Messeinrichtung vor Ort durchgeführt werden.
Um eine besonders einfache und schnelle Übertragung zu erhalten, kann in weiterer Ausführung der Erfindung vorgesehen sein, dass die Software und/oder die Daten über Internet übermittelt wird.
Um grosse Datenmengen, bzw. weitere Daten wie Gebrauchsanweisungen etc. zu übertragen, kann gemäss einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen sein, dass die Software und/oder die Daten über Datenträger, insbesondere über Compact Disk, übermittelt wird.
Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Messung der akustischen Raumeigenschaften, vorzugsweise der Raumantwort, in einem geschlossenen Raum oder einem teilweise begrenztem Raumgebiet im Freien, wobei durch zumindest eine Schallquelle ein Schallsignal in dem Raum
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oder Raumgebiet hervorgerufen wird, welches durch ein oder mehrere Messmikrophone aufge- zeichnet wird, umfassend zumindest einen Kalibrierschritt für die Verstärkungsfaktoren für den
Schallquellenausgang und für den Mikrofoneingang.
Im Zusammenhang mit der Messung der akustischen Raumeigenschaften in einem geschlos- senen Raum oder einem teilweise begrenztem Raumgebiet im Freien sind Verfahren bekannt, die zumindest einen Kalibrierschritt für die Verstärkungsfaktoren für den Schallquellenausgang und für den Mikrofoneingang umfassen. Insbesondere seien hier der TEF-Analyser und die MLSSA-Karte genannt.
Bei diesen Verfahren muss jedoch die Kalibrierung zumindest einer Audiokomponente durch einen geschulten Mitarbeiter vorgenommen werden.
Es ist deshalb eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Messung der akustischen Raumeigenschaften vorzustellen, das die beschriebenen Nachteile beseitigt und es ermöglicht, dass die Messung auf einfache Art und auch von ungeschulten Mitarbeitern durchge- führt werden kann.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass die Kalibrierung der Verstärkungsfaktoren für den Schaliquellenausgang und für den Mikrofoneingang automatisch erfolgt.
Auf diese Weise kann die Messung erfolgen, ohne dass ein gesonderter Kalibrierschritt vom
Benutzer verlangt wird.
Um die Verstärkungsfaktoren für den Schallquellenausgang und für den Mikrofoneingang zu ermitteln, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass für die automatische Kalibrie- rung Pulse eines Testsignal zu den Schaliquellen übertragen werden, das von den Schallquellen reproduzierte Signal über das Messmikrofon wieder abgetastet wird und die Verstärkungsfaktoren für die Schallquellen und das Messmikrofon solange verändert werden, bis sich einerseits eine vorbestimmbare Pegeldifferenz zwischen dem aufgezeichneten Testsignal und dem ebenfalls aufgezeichneten Grundgeräuschpegel ergibt und andererseits keine Übersteuerung bei der Abtastung auftritt.
Um einen ausreichenden Signal-Rauschabstand zu gewährleisten, kann gemäss einer weiteren Variante der Erfindung vorgesehen sein, dass die Pegeldifferenz zwischen dem aufgezeichneten Testsignal und dem ebenfalls aufgezeichneten Grundgeräuschpegel mindestens 30db beträgt.
Um die Dauer der Messung zu optimieren, kann als weitere Variante der Erfindung vorgesehen sein, dass für die lokale Messung ein Messsignal zu den Schallquellen übertragen wird, zeitgleich das Signal des Messmikrofons aufgezeichnet wird und die Aufzeichnung soweit über das Ende des Messsignal hinaus fortgeführt wird, bis sich eine vorbestimmte Pegeldifferenz zwischen dem gemessenen Signal und dem während der Übertragung des Messsignals gemessenen Pegel ergibt.
Um einen möglichst breitbandigen Frequenzgang in der Auswertung zu erhalten, kann in Weiterbildung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Messsignal aus vorzugsweise weissem oder rosa Rauschen besteht.
Um die Messzeit weiter zu reduzieren, kann gemäss einer weiteren Variante der Erfindung vorgesehen sein, dass das Messsignal aus einem pseudozufälligen Rauschsignal, das nach dem MLSVerfahren erzeugt wird, besteht.
Um die Raumantwort auf unterschiedliche Schallsignale zu messen, kann gemäss einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen sein, dass das Messsignal aus zwei Abschnitten zusammensetzt wird, einem ersten Teil bestehend aus einem pseudozufälligen Rauschsignal, das nach dem MLS-Verfahren erzeugt wird, und einem weiteren Teil aus vorzugsweise weissem oder rosa Rauschen.
Die Erfindung betrifft darüberhinaus ein Computersystem mit einem Programm zur Messung der akustischen Raumeigenschaften.
Computersysteme mit Programmen zur Messung der akustischen Raumeigenschaften sind im Stand der Technik bekannt.
Auch bei diesen Computersystemen muss jedoch die Kalibrierung zumindest einer Audiokomponente durch einen geschulten Mitarbeiter vorgenommen werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Computersystem mit einem Programm zur Messung der akustischen Raumeigenschaften, vorzugsweise der Raumantwort, in einem geschlossenen Raum oder einem teilweise begrenzten Raumgebiet im Freien, vorzustellen, welches es ermöglicht, dass die Messung auch von ungeschulten Mitarbeitern durchgeführt werden kann.
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Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass das Computersystem die Schritte des Ver- fahrens gemäss der Ansprüche 4-10 ausführt.
Desweiteren betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Messung der akusti- schen Raumeigenschaften, vorzugsweise der Raumantwort, in einem geschlossenen Raum oder einem teilweise begrenztem Raumgebiet im Freien, das direkt in den Speicher eines digitalen
Computers geladen werden kann.
Auch Computerprogrammprodukte zur Messung der akustischen Raumeigenschaften sind im
Stand der Technik bekannt.
Auch bei diesen Computerprogrammprodukten muss jedoch die Kalibrierung durch einen ge- schulten Mitarbeiter vorgenommen werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Computerprogrammprodukt vorzustellen, wei- ches die dezentrale Messung der akustischen Raumeigenschaften auch von ungeschulten Mitar- beitern ermöglicht, wenn das Produkt auf einem Computer läuft.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass das Computerprogrammprodukt Software- codeabschnitte umfasst, mit denen die Schritte gemäss der Ansprüche 4-10 ausgeführt werden, wenn das Produkt auf einem Computer läuft.
Weiters betrifft die Erfindung ein Computerprogrammprodukt zur Messung der akustischen
Raumeigenschaften, vorzugsweise der Raumantwort, in einem geschlossenen Raum oder einem teilweise begrenztem Raumgebiet im Freien, das auf einem computergeeigneten Medium gespeichert ist.
Computerprogrammprodukte zur Messung der akustischen Raumeigenschaften sind bekannt
Diese sind im allgemeinen auf computergeeigneten Medien gespeichert und erzeugen somit potentiell den Effekt der Messung.
Diese Computerprogrammprodukte sehen jedoch vor, dass die Kalibrierung durch einen geschulten Mitarbeiter vorgenommen wird.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Computerprogrammprodukt, das auf einem computergeeigneten Medium gespeichert ist, vorzustellen, das die dezentrale Messung der akustischen Raumeigenschaften auch von ungeschulten Mitarbeitern ermöglicht.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass das Computerprogrammprodukt computerlesbare Programmmittel umfasst, die einen Computer veranlassen, die in den Ansprüchen 4-10 beschriebenen Schritte durchzuführen.
Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erfassung und Verarbeitung von Daten, wobei die lokale Messung einer oder mehrerer Physikalischer Grössen erforderlich ist.
Bei der Angebotserstellung für technische Lösungen, die die vorhergehende Messung bestimmter physikalischer Grössen beim Kunden voraussetzen, muss diese Messung bislang vor Ort durch geschulte Mitarbeiter durchgeführt werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Erfassung und Verarbeitung von Daten, wobei die lokale Messung einer oder mehrerer physikalischer Grössen erforderlich ist, wobei die lokale Messung mit einem lokalen Rechner, z. B. einem handelsüblichen Personal Computer, erfolgt, vorzustellen, das es ermöglicht, dass die Messung lokal auch von ungeschulten Mitarbeitern durchgeführt werden kann und das die Auswertung an zentraler Stelle erleichtert.
Erfindungsgemäss wird dies erreicht, indem eine Software für die computerunterstützte lokale Messung von einem zentralen Rechner auf den lokalen Rechner, vorzugsweise über Ferndatenleitung, übermittelt wird und die aus der Messung hervorgehenden Daten, gegebenenfalls mit weiteren zur Verarbeitung notwendigen Daten, zur Weiterverarbeitung vom lokalen Rechner an den zentralen Rechner oder an einen oder mehrere weitere Rechner übermittelt werden.
Die Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigeschlossenen Zeichnungen, in welchen besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele dargestellt sind, näher beschrieben. Dabei zeigt :
Fig. 1 eine Prinzip-Skizze einer Anordnung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens zur Messung der akustischen Raumeigenschaften ;
Fig. 2 eine Prinzip-Skizze einer weiteren Anordnung zur Ausführung des erfindungsgemässen Verfahrens mit zwischengeschalteten Verstärker und Mischpult ;
Fig. 3 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zur automatischen Kalibrierung der Verstärkungsfaktoren ;
Fig. 4 ein weiteres Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens
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zur Ermittlung der optimalen Verstärkungsfaktoren ;
Fig. 5 einen typischen Signalverlauf bei der automatischen Kalibrierung,
Fig. 6 einen typischen Signalverlauf bei der Messung und
Fig. 7 ein Flussdiagramm einer Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens zur Ein- bettung der Messung in eine E-Commerce Lösung.
Das erfindungsgemässe Verfahren kann zur Bewertung bzw. Verbesserung der Hörsamkeit in einem geschlossenen Raum oder einem teilweise begrenztem Raumgebiet im Freien wie z. B.
Freiiuft-Theater, Sportanlagen usw. zur Anwendung gelangen. Für die Erfassung der Hörsamkeit ist die Messung der akustischen Raumeigenschaften in dem betreffenden Raum von entscheidender Bedeutung. Im allgemeinen wird zur Beurteilung der Hörsamkeit die Messung der Schallreflexionen in einem Raum herangezogen, es können aber auch andere Messungen, wie jene der
Raumimpulsantwort durchgeführt werden. Der Impulsschalltest gibt z. B. Aufschluss darüber, in welcher Reihenfolge und aus welcher Richtung Direktschall und Schallreflexionen an einem bestimmten Ort eintreffen.
Daraus lassen sich wiederum eine Vielzahl von Masse, wie das Deutlich- keitsmass, das Hatimass, das Reflexionsmass usw. ableiten. Daten wie die Raumgeometrie und die Zuordnung von Materialien zu den einzelnen Flächen können natürlich auch für Aussagen auf dem Gebiet der geometrischen Raumakustik herangezogen werden, da für die Erfassung des Verhaltens der ersten Reflexionen bereits einfache, aus den Reflexionsgesetzen abgeleitete geometrische Betrachtungen genügen. Im Bereich des Nachhalls mit immer dichter werdender Reflexionsfolge bilden hingegen statistische Methoden die Basis für die Berechnung der Nachhalizeit. Bei der Beurteilung der Hörsamkeit ist neben dem Verhalten der ersten Reflexionen die Nachhalizeit von entscheidender Bedeutung.
Sie ist ein globales Kriterium für die akustischen Eigenschaften eines Raumes in der statistischen Raumakustik. Auch für Berechnungen der wellentheoretischen Raumakustik wie z. B. für die Untersuchung von kleinen wenig gedämpften Räumen können die ermittelten Daten verwendet werden.
Die Zielgruppe für derartige Messungen sind Tonstudios, Kino- und Konzertsàle, Veranstal- tungsorte im allgemeinen, Seminar- und Besprechungsräume Schulklassen und Hörsäle. Für all diese Orte ist eine optimal abgestimmte Raumakustik wichtig, sei es jetzt bezüglich der Eignung für gute Sprachverständlichkeit oder Musikwiedergabe. Auf Grund der Messung kann die Notwendigkeit von akustischen Absorptions- oder Diffusionselementen berechnet werden um die Hörsamkeit in den untersuchten Räumen auf die geplante Benutzung hin zu optimieren.
Bisher war für die Messung ein eigenes Messgerät mit DSP-Karte, Lautsprecher und Mikrofon bzw. ein Stand-Alone Gerät vonnöten. Bei der Vermessung der akustischen Raumeigenschaften musste dieses Messgerät vor Ort positioniert und durch einen geschulten Mitarbeiter bedient werden. Dies erforderte einen beträchtlichen Aufwand, insbesondere waren Anreisezeiten notwendig, wodurch sich ein erheblicher Personalaufwand ergab und die Messung verteuert wurde.
Demgegenüber ist das vorgestellte Verfahren zur Erfassung bzw. Modellierung der Hörsamkeit dadurch gekennzeichnet, dass die lokale Messung mit einem lokalen Rechner, z. B. einem handels- üblichen Personal Computer (PC) 1, erfolgt, eine Software für die computerunterstützte lokale Messung von einem zentralen Rechner auf den lokalen Rechner, vorzugsweise über Ferndatenleitung, übermittelt wird und die aus der Messung hervorgehenden Daten, gegebenenfalls mit weiteren zur Verarbeitung notwendigen Daten, zur Weiterverarbeitung an den zentralen Rechner oder an einen oder mehrere weitere Rechner übermittelt werden. Dieses Verfahren erfordert lediglich einen handelsüblichen PC 1 mit Soundkarte, zumindest einen Lautsprecher 2, der die Schallquelle bildet und zumindest ein Mikrofon 3, wie es in allen Tonstudios zu finden ist.
Die Bezeichnung PC beschränkt sich in diesem Zusammenhang nicht auf die gängigen Personal Computer mit Rechner, Monitor, Tastatur und Maus, sondern umfasst auch andere Formen wie z. B. Laptops oder Personal Digital Assistents (PDAs), sofern die benötigte Rechenleistung gegeben ist, reine Terminals, die z. B. ohne Festplatte ausgeliefert werden können, aber natürlich auch leistungsstärkere Rechner im Server-Bereich. Da die Differenzierung der Rechnerkategorien hier eher verschwimmend ist, wird die Bezeichnung PC stellvertretend für all diese Formen gewählt. Auch kann vorgesehen sein, dass es sich um einen in unterschiedliche Hardware integrierten Rechner handelt, wie z. B. um ein mikroprozessorgesteuertes Soundlabor.
Für die Messung der akustischen Raumeigenschaften, vorzugsweise der Raumantwort, wird, wie in Fig. 1 gezeigt, bei dem erfindungsgemässen Verfahren ein Schallsignal 6 durch den Laut-
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sprecher 2 in einem Raum 4 hervorgerufen, welches durch ein oder mehrere Messmikrophone 3 aufgezeichnet wird. Die Messung selbst erfordert keine zusätzlichen Kenntnisse und kann auch von ungeschulten Personen vor Ort durchgeführt werden. Der Lautsprecher 2 kann dabei durch die
Computerlautsprecher des PC 1 selbst ausgebildet sein, es können aber auch externe Lautspre- cher 2 Anwendung finden. Auch das Mikrofon 3 kann durch das bei handelsüblichen Computern mitgelieferte Computermikrofon ausgebildet sein.
Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der
Erfindung muss das Mikrofon 3 auch nicht notwendigerweise linear sein, da bei diesem Verfahren lediglich die Ausklingzeit gemessen wird. Darüberhinaus kann, wie in Fig. 2 gezeigt, vorgesehen sein, dass der PC 1 über ein Mischpult 5 mit dem Mikrofon 3, einem Verstärker 8 und dem Laut- sprecher 2 verbunden ist, oder dieser auch direkt die Lautsprecher 2 anspricht. Auch die Verbin- dung mit externen Beschallungsanlagen ist möglich, solange die Ansteuerung über den Computer erfolgt.
Grundsätzlich ist darauf zu achten, dass sich das Messmikrofon 3 in erster Linie in der Hörposition, also z. B. jener Position, von der aus ein Tontechniker die Wiedergabe einer bestimmten Aufnahme über Lautsprecher verfolgt, im Raum 4 befindet. Bei grösseren zu vermessenden Flächen wie etwa Sitzreihen in Kinosälen etc. können mehrere Messungen mit unterschiedlichen Positionen des Mikrofons 3 durchgeführt oder aber auch mehrere Mikrofone 3 verwendet werden. Insbesondere ist es möglich, die Position des Messmikrofons 3 zu variieren, um eine Verfälschung des Ergebnisses durch stehende Wellen im Raum 4 zu verhindern. Es kann aber auch vorteilhaft sein, das Mikrofon 3 an einer anderen als der Hörposition zu plazieren. So können z. B. tiefe Frequenzen an den Raumkanten besser gemessen werden.
Die Positionen der Messmikrophone 3 und der Schallquellen 2 im Raum 4 sind Teil der geometrischen Raumdaten, die für die Weiterverarbeitung der Messergebnisse benötigt werden. Ebenso zu den Raumdaten gehören die flächenbezogene Raumgeometrie und gegebenenfalls die Zuordnung von Materialien zu den einzelnen Flächen des Raumes 4.
Das vorgestellte Verfahren liefert so die grundlegende Voraussetzung für ein dezentrale Messverfahren. Diese ist die Schaffung einer Messplattform, die nicht auf einem Stand-Alone-Prinzip basiert, sondern das Messen von raumakustischen Parametern über ein weitverbreitetes System wie einen PC mit Soundkarte mittels Software ermöglicht. Damit ist die Durchführung einer Messung für den Kunden selbst ohne Probleme möglich. Voraussetzung ist lediglich ein PC 1 mit Soundkarte, sowie entsprechende Lautsprecher 2 und ein Mikrofon 3, über welche die Messung der die akustischen Raumeigenschaften des Raumes 4 bzw. des Raumgebietes beschreibenden Daten erfolgt.
Eine geeignete Hardware besteht etwa aus einem PC mit einer Soundkarte mit 16 Bit Auflösung, Line-Out, Line-In oder Mikrofoneingang, einem geeigneten Mikrofon zum Messen, Verstärker, Lautsprecher und gegebenenfalls einem Mischpult. Die Software kann für ein spezielles Betriebssystem wie etwa Microsoft Windows@ oder Mac OS@ oder für Betriebssystemunabhängige Compilersprachen wie Java@ oder Skriptsprachen wie Perl oder sonstige Komman- do-Interpreter-Sprachen ausgelegt sein. Darüberhinaus kann das Programm als Source-Code oder als Object-Code, in einer Hochsprache oder in Maschinensprache übermittelt werden.
Zur Messung der für die Analyse notwendigen Daten ist die Software notwendig, die über eine Datenleitung auf den PC 1 gespielt wird. Dies kann mittels Email oder einem Transferprotokoll wie NFS, FTP, HTTP oder ähnlichem erfolgen. Das verwendete Protokoll zur Übertragung aber auch die Codierung der Programmdaten sind dabei nicht entscheidend. Wesentlich ist der Schritt, die zum Messen benötigte Software auf den lokal vorhandenen PC 1 zu übertragen. Dies kann auch auf konventionellem Weg wie z. B. über CD oder einen anderen Datenträger erfolgen. Insbesondere zeichnet sich eine weitere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung dadurch aus, dass die Software und/oder die Daten über Datenträger übermittelt wird. Weiters ist die Übertragung über Funk denkbar.
Wesentlich bei allen Formen der Übermittlung ist lediglich, dass die Software zur Durchführung der Messung auf den im Messbereich befindlichen PC gelangt und dort gestartet wird. Im Fall der CD ist es möglich, diese als sogenannte Multimedia CD auszuführen und gleichzeitig mit der Messsoftware weitere Daten wie z. B. Gebrauchsanweisungen, technische Dokumentation und Information oder auch Werbeunterlagen zu den für die Optimierung der Hörsamkeit verwendbaren Diffusions- oder Absorptionselemente mitzuliefern. Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform wird die Software auf der Firmenhomepage zum Download angeboten. Die Download Homepage ist dann die eigentliche Schnittstelle zum Kunden. Nachdem der Kunde sich
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über ein Produkt informiert hat und neugierig geworden ist, lädt er das Softwarepaket auf seinen
Rechner.
In diesem Sinn zeichnet sich eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch aus, dass die Software und/oder die Daten über Internet übermittelt wird. Die Übertragung über das Internet ist besonders vorteilhaft, da es hier möglich ist, die Benutzterführung besonders komfortabel zu gestalten. Darüberhinaus ist es möglich, die Software kostenlos zu Verfügung zu stellen, da keine Versandkosten anfallen. Im allgemeinen ist auf diesem Weg die einfachste und schnellste Übertragung zu erreichen.
Nachdem das Messprogramm auf den lokalen PC 1 übertragen worden ist, startet der Kunde das Messprogramm und schliesst sein Lautsprechersystem 2 und ein Mikrofon 3 an. Zusätzlich ist zu diesem Zeitpunkt die Angabe von Stammdaten zweckmässig. Diese beinhalten sie persönlichen
Daten, sowie die Abmessungen und vorhandenen Flächen des Raums. Die Angabe der Stammda- ten kann aber auch zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen.
Das vorgestellte Verfahren zur Messung der akustischen Raumeigenschaften zeichnet sich dadurch aus, dass die Kalibrierung der Verstärkungsfaktoren für den Schallquellenausgang und für den Mikrofoneingang automatisch erfolgt. Die Software kalibriert somit automatisch die Lautspre- cher 2 und das Mikrofon 3. Die Lautsprecher 2 können dabei einzeln oder gemeinsam kalibriert werden. Für den Kalibriervorgang werden fortlaufend Impulse eines Testsignal über den Ausgang zum Verstärker 8 und weiter zu den Lautsprechern 2 übertragen.
Bei einer bevorzugten Ausfüh- rungsform der Erfindung werden diese Testsignal-Pulse zu den Schallquellen übertragen, das von den Schaliquellen reproduzierte Signal über das Messmikrofon 3 wieder abgetastet und die Ver- stärkungsfaktoren für die Schallquellen bzw. die Lautsprecher 2 und das Messmikrofon 3 solange verändert, bis sich einerseits eine vorbestimmbare Pegeldifferenz zwischen dem aufgezeichneten Testsignal und dem ebenfalls aufgezeichneten Grundgeräuschpegel ergibt und andererseits keine Übersteuerung bei der Abtastung auftritt.
Das Testsignal, das z. B. aus weissem Rauschen bestehen kann, weist, wie in Fig. 5 dargestellt, im allgemeinen eine gewisse Amplitude "Signal" und eine gewisse Dauer "tSignal"auf. Das Rauschen wird an die Lautsprecher 2 geschickt und über ein Mikrofon 3 wieder aufgenommen. Weiter mögliche Formen des Testsignal sind z. B. ein Sweepsinus oder ein Multisinus. Insbesondere durch den Multisinus lässt sich die Raumantwort ebenfalls ermitteln. Nach dem Testsignal wird für eine Dauer"tPause"kein Signal übertragen. Das von den Lautsprechern 2 reproduzierte Signal wird über das Messmikrofon 3 und das Mischpult 5 wieder dem Line-Eingang der Soundkarte zugeführt und abgetastet (vgl. Fig. 2).
Eine weitere bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Pegeldifferenz zwischen dem aufgezeichneten Testsignal und dem ebenfalls aufgezeichneten Grundgeräuschpegel mindestens 30db beträgt. Die Verstärkung des Line-Eingangs und des Line-Ausgangs wird dementsprechend solange verändert, bis sich einerseits eine Pegeldifferenz von mehr als 30db zwischen dem aufgezeichneten Testsignal und dem ebenso aufgezeichneten Grund Geräuschpegel in den Pausen ergibt und andererseits keine Übersteuerung bei der Abtastung auftritt. Die notwendige Pegeldifferenz kann selbstverständlich auch kleiner oder grösser als 30db gewählt werden, jedoch hat sich der Wert von 30db als besonders geeignet erwiesen. Auch ist es möglich, andere Strategien zur Kalibrierung des Mikrofons 3 und der Lautsprecher 2 vorzusehen.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ablauf werden zunächst die Verstärkungsfaktoren für die Lautsprecher 2 und das Mikrofon 3 auf ihren maximalen Wert gesetzt (105). Anschliessend wird das Testsignal an die Lautsprecher 2 geleitet und die Raumantwort vom Mikrofon 3 aufgezeichnet (100). Das aufgezeichnete Signal wird dahingehend untersucht, ob es keine Übersteuerungen aufweist (101).
Falls dies nicht der Fall ist (150), wird (nach 107,151) der Pegel für das Mikrofon 3 herabgesetzt (104) und der Vorgang so lange wiederholt, bis das Signal keine Übersteuerung mehr aufweist oder der minimale Pegel des Mikrofons 3 erreicht ist (107, 151). In letzterem Fall wird zunächst der Pegel für das Mikrofon 3 auf den maximalen Wert gesetzt (108), der Pegel des Lautsprechers 2 herabgesetzt (103) und der Messvorgang wiederholt bis das Signal keine Übersteuerung mehr aufweist oder der minimale Pegel des Lautsprechers 2 erreicht ist (106,152). Ist ein Signal ohne Übersteuerung erhältlich, wird die Pegeldifferenz zwischen Signal und Hintergrundgeräusch untersucht (102,153).
Im Fall einer zu geringen Pegeldifferenz wird die Messung wiederholt, bis die Differenz ausreichend ist (153,107, 100) ; sollte kein zufriedenstellendes Signal erreichbar sein, wird die Kalibrierung abgebrochen (110). Die Kalibrierung ist damit (nach 153)
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beendet. Eine weitere Methode zur automatischen Kalibrierung ist z. B. in Fig. 4 skizziert. Hier werden zunächst die Verstärkungsfaktoren für die Lautsprecher 2 und das Mikrofon 3 auf ihren maximalen Wert gesetzt (105), anschliessend sämtliche Verstärkungsfaktoren in zwei ineinander verschachtelten Schleife durchlaufen (100-154,104, 100) bzw. (100-154,106-108, 100) und die
Werte für die Pegeldifferenz und die Signalqualität in einer Tabelle gespeichert (111).
Aus dieser
Tabelle wird nach Beendigung der Schleife die bestmögliche Kombination für die Verstärkungsfak- toren ermittelt. Eine mögliche Struktur zur Speicherung der Verstärkungsfaktoren nebst der zuge- hörigen Signalqualität und dem Signal-Rauschabstand ist in diesem Fall durch eine einfache
Tabelle verwirklicht.
Zusätzlich kann vorgesehen sein, dass der Kunde selbst weitere Korrekturen an der Kalibrie- rung vornehmen kann, dies sollte jedoch nicht vom Grundgedanken der automatischen Kalibne- rung wegführen. Wesentlich ist in jedem Fall, dass die Kalibrierung automatisch durch die Software erfolgt und dass einerseits eine bestimmte Pegeldifferenz zwischen dem Testsignal und dem Grund
Geräuschpegel nicht unterschritten wird und andererseits keine Übersteuerung bei der Abtastung des Messsignals auftritt.
Wenn der Pegel richtig eingestellt ist, kann dies z. B. durch ein Signal mitgeteilt werden. Anschliessend wird der eigentliche Messvorgang gestartet und die Messung der Nachhallzeit automatisch durchgeführt. Beim eigentliche Messvorgang wird ein Rauschen an die Lautsprecher 2 geschickt und über das Mikrofon 3 wieder aufgenommen. Es wird, wie in Fig. 6 dargestellt, ein spe- zielles Messsignal zu den Lautsprechern 2 übertragen und das Signal des Messmikrofon 3 aufgezeichnet. Bei einer bevorzugte Ausführungsform des vorgestellten Verfahren wird bei der lokalen Messung ein Messsignal zu den Schaliquellen übertragen und zeitgleich das Signal des Messmikrofons aufgezeichnet.
Die Aufzeichnung wird dabei soweit über das Ende des Messsignal hinaus fortgeführt, bis sich eine vorbestimmte Pegeldifferenz zwischen dem gemessenen Signal und dem während der Übertragung des Messsignals gemessenen Pegel ergibt. Diese Pegeldifferenz beträgt in Fig. 6 wieder 30db, kann aber unterschiedlich gewählt werden. Bei der in Fig. 6 skizzierten Ausführungsform der Erfindung ist das Messsignal, aus zwei Abschnitten zusammensetzt, einem ersten Teil bestehend aus einem pseudozufälligen Rauschsignal, das nach dem Maximalfolgesequenz- (engl. Maximum Length Sequence, MLS) Verfahren erzeugt wird, und einem weiteren Teil aus vorzugsweise weissem oder rosa Rauschen. Es können aber auch weitere Messsignale verwendet werden. Weiters sind Verfahren möglich, bei denen zwischen Rauschen und MLSSignal gewählt werden kann.
Das Signal für das Rauschen bzw. für das MLS-Signal selbst kann dabei vom Computer mit dem Programm generiert werden oder aber auch als Datenfile, z. B. im WAV Format, übermittelt werden.
Der Vorteil beim MLS Verfahren liegt darin, dass die Messzeit weiter reduziert werden kann.
Beim Impulsschalltest und ähnlichen Verfahren werden bekanntlich Nutz- und Störsignal dadurch beseitigt, dass der zu vermessende Raum immer mit dem gleichen Impuls angeregt wird, worauf das immer gleiche Nutzsignal vom immer anderen Störsignal trennbar ist. Die sich daraus ergebende längere Messzeit können beim MLS Verfahren vermieden werden. Binäre MLS-Signale sind periodische zweipegelige Pseudorandomfolgen der Länge L=2N-1, wobei N eine ganzzahlige Zahl ist. Aus der Kreuzkorreiation der Systemantwort auf das Signal und der Originalfolge können alle anderen Messgrössen abgeleitet werden.
Es können natürlich auch andere Messungen als die der reinen Nachhallzeit durchgeführt werden, wie z. B. Messungen der Frequenz und Phasenabhängigkeit des Schalldruckpegels im diffusen Schallfeld. Bei der Messung der Raumimpulsantwort werden durch einen kurzen Schallstoss z. B. einen Knall Schalkeflexionen und Nachhall angeregt. In diesem Fall kann man infolge der kurzen Dauer des Impulses die Reflexionen ohne Überlagerung durch späteren Direktschall messen. Auch kann die Impulsdauer so kurz gewählt werden, dass das Impulsspektrum den gesamten hörbaren Frequenzbereich umfasst. Aus dem Reflektogramm können wesentliche Aussagen zur Hörsamkeit am untersuchten Ort im Raum abgeleitet werden. Die so gewonnenen Messergebnisse können auf vielfältige Art weiterverwendet werden.
Durch Faltung einer digital aufgezeichneten Raumimpulsantwort mit dem Signal eines realen Schallereignisses kann z. B. ein zugehöriges Raumschallsignal d. h. eine Raumsimutation berechnet werden. Wesentlich bei all diesen Verfahren ist, dass die Auswertung der Messung an zentraler Stelle erfolgt.
Immer wenn der Benützer, bzw. der Kunde eine gültige Messung durchgeführt hat, erscheint
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eine Meldung und das Ergebnis kann in einen Ordner des PC 1 verschoben werden. Auf diese
Weise können mehrere Messungen des selben Raumes 4 in einem Projekt zusammengefasst werden. Zur Weiterverarbeitung werden die gemessenen Daten, gegebenenfalls gemeinsam mit den geometrischen Raumdaten wie z. B. der Position der Schallquellen und der Messmikrophone im
Raum, der flächenbezogene Raumgeometrie, der Zuordnung von Materialien zu den einzelnen
Flächen, an den zentralen Server zurückgesendet. Dies kann wieder auf unterschiedliche Art und
Weise erfolgen. Es kann z. B. direkt vom Programm aus über einen Send-Button erfolgen.
Im allgemeinen werden die Daten aber zuerst lokal aufgezeichnet und in einem weiteren Schritt an den Server übermittelt werden. Dabei können wie bei der Übermittlung der Software zum PC 1 unterschiedliche Protokolle zur Anwendung kommen. So ist es z. B. vorteilhaft, die Mess-
Ergebnisfiles als gesamtes Projekt über einen "Send"-Button via E-Mail an den zentralen Server zurück zu schicken. Die Daten können natürlich auch mittels CD oder Diskette übertragen werden.
Diese Daten enthalten nur Aufzeichnungen der Messung. In diesem Zusammenhang ist unter
Daten jegliche die Messung beschreibende Information zu verstehen, also sowohl nicht digitale
Aufzeichnungen als auch weiterverarbeitete z. B. komprimierte oder in andere Formate konvertierte
Messergebnisse, wie z. B. ZIP- oder WAV-Dateien.
Die beschriebene Konvertierung der Messdaten gilt nicht als Weiterverarbeitung im Sinne der Erfindung. Zur Weiterverarbeitung, insbesondere zur realen oder mittels Rechenprogrammen durchführbaren Modellierung bzw. Optimierung der Hör- samkeit, werden diese Daten an zumindest eine weitere Stelle, vorzugsweise über eine Ferndaten- leitung, übermittelt. Die Ausarbeitung kann aber auch an mehreren unterschiedlichen Orten erfol- gen. Aufgrund der Daten über die Raumgeometrie und dem aufgezeichneten Signal werden die
Nachhallzeit und die sich daraus ergebenden Möglichkeiten, Verbesserungen der Hörsamkeit durch Verwendung akustisch wirksamer Elemente zu erreichen, berechnet. Die frequenzabhängige
Auswertung ist dabei besonders vorteilhaft, da sich durch Messung der Nachhallzeit in Abhängig- keit von der Frequenz Aussagen über die Raumantwort gewinnen lassen.
Bei einer möglichen Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens werden die Ergebnisfiles, sobald sie auf dem zentralen Server eingetroffen sind, sie in ein automatisches Berechnungsprogramm geladen.
Es ist einem Berater möglich, ein neues Projekt anzulegen und die Raum- und Kundendaten zu bearbeiten. Die Berechnung ergibt den Bedarf an Absorptions- und/oder Diffusionsflächen. Aufgrund der gemessenen Nachhalizeit und der Raumgeometrie und der Position der Mikrofone 3 kann die Notwendigkeit der Positionierung von zusätzlichen Absorptionselementen oder Diffusionselementen berechnet werden.
Dadurch, dass die Auswertung der Messdaten selbst an einer zentralen Stelle durchgeführt wird, ist die Möglichkeit gegeben, den Kunden an ganz bestimmte Produkte zu binden. Über das Internet bietet sich auf diesem Weg die Möglichkeit einer individuellen Beratung und darüber hinaus ein beinahe unbeschränkter Aktionsradius bei minimalen Personalaufwand. In diesem Zusammenhang ist die Einbettung der vorgestellten Erfindung in eine E-Commerce Lösung, wie in Fig. 7 skizziert, besonders hervorzuheben. Nach der erfolgten Erfassung der Hörsamkeit (A) und der Berechnung möglicher Verbesserungen der Hörsamkeit durch Verwendung akustisch wirksamer Elemente (205), kann z. B. automatisch ein Angebot (206) für die akustische Ausstattung in mehreren Varianten erstellt werden, welches vom Bearbeiter kontrolliert (207) und nötigenfalls korrigiert werden kann.
Dieses geht per E-Mail zurück an den Kunden oder er erhält eine Benachrichtigung mit Zugangscode (208), um sein persönliches Angebot abrufen zu können. Der Kunde kann die Bestellung direkt vom Angebotsformular tätigen (209). Er bestätigt die einzelnen Positionen und gibt die Kreditkarten-Daten ein, dann schickt er die Bestellung wieder per Mail an die zentrale Stelle zurück (210) oder gibt sie auf der geschützten Homepage ein. Die Kreditkarte wird geprüft (211) und wenn sie in Ordnung befunden wird, erhält der Kunde die formelle Auftragsbestätigung (212) mit Lieferkonditionen etc. Wenn die Bestellung aus der Produktion eingelangt ist (213), erfolgt sie Abbuchung via Kreditkartennummer (214). Der Kunde erhält darüber eine Bestätigung (216) sowie den geschätzten Zeitpunkt der Zustellung.
Anschliessend gehen die Teile in den Versand (215, 217).
Das beschriebene Verfahren zur lokalen Messung physikalischer Grössen lässt sich auf eine Vielzahl weiterer Bereiche anwenden. Bei jeder Untersuchung, bei der eine physikalische Messung notwendig ist, und mittels Software auf einem gängigen PC durchgeführt werden kann. Dies kann z. B. im Bereich optischer Messungen mit handelsüblichen Digital-Cameras erfolgen. Optische
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Signale können über den Bildschirm ausgesandt und über die Kamera gemessen werden. Diese Messungen können dann z. B. an zentraler Stelle ausgewertet werden und auf deren Grundlage optische Komponenten wie Filter etc. zur Verbesserung vorgeschlagen werden. Andererseits sind auch physikalische Messungen wie z.
B. die der Geschwindigkeit von Modem-Verbindungen oder allgemeiner Analysen des Netzwerkverkehrs möglich, die lokal mittels übertragener Software erfolgen und auf deren Grundlage ein Angebot zur Verbesserung der Netzinfrastruktur erstellt werden kann. Wesentlich ist bei dem beschriebenen Verfahren lediglich, dass die lokale Messung mit einem lokalen Rechner, z. B. einem handelsüblichen Personal Computer, erfolgt, eine Software für die computerunterstützte lokale Messung von einem zentralen Rechner auf den lokalen Rechner, vorzugsweise über Ferndatenleitung, übermittelt wird und die aus der Messung hervorgehenden Daten, gegebenenfalls mit weiteren zur Verarbeitung notwendigen Daten, zur Weiterverarbeitung an den zentralen Rechner oder an einen oder mehrere weitere Rechner übermittelt werden.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Erfassung bzw. Modellierung der Hörsamkeit in einem geschlossenen Raum oder einem teilweise begrenztem Raumgebiet im Freien, im Zuge dessen eine lokale Mes- sung der akustischen Raumeigenschaften, vorzugsweise der Raumantwort, mit einem lokalen Rechner, z.
B. einem handelsüblichen Personal Computer, durchgeführt wird, bei der ein Schallsignal durch zumindest eine Schallquelle in dem Raum oder Raumgebiet hervorgerufen wird, welches durch ein oder mehrere Messmikrophone aufgezeichnet wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine Software für die computerunterstützte lokale Mes- sung von einem zentralen Rechner auf den lokalen Rechner, vorzugsweise über Fernda- tenleitung, übermittelt wird und die aus der Messung hervorgehenden Daten, gegebenen- falls mit weiteren zur Verarbeitung notwendigen Daten, zur Weiterverarbeitung vom loka- len Rechner an den zentralen Rechner oder an einen oder mehrere weitere Rechner übermittelt werden und die Erfassung bzw. Modellierung der Hörsamkeit auf dem zentralen
Rechner oder den weiteren Rechnern erfolgt.