DE102013009171A1

DE102013009171A1 - Audiomaterial-Umwandlungsgerät zur Optimierung der Klangwiedergabe aus der Sicht einer hörenden Person

Info

Publication number: DE102013009171A1
Application number: DE201310009171
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Herrmann Manuel De
Priority date: 2013-05-29
Filing date: 2013-05-29
Publication date: 2014-12-04

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein elektronisches Gerät, im weiteren Audioumwandlungsgerät genannt, das bestehende Audiotonträger oder sonstiges Audiomaterial z. B. eine CD, DVD oder eine xxx.mp3 Datei, oder ähnliches so verändert, dass Schwächen in der Audio-Wiedergabe, aus der individuellen Sicht des Hörenden ausgeglichen werden Dadurch gekennzeichnet, dass das Audioumwandlungsgerät, das Hörprofil einer hörenden Person ermittelt und existierendes „Original”-Audiomaterial einliest, im Audio-Format, z. B. mp3, flac spezifisch auf das vom Individuum gewünschte Hören umwandelt und wieder abspeichert, ohne dass der Hörende ein zusätzliches Gerät, Hilfsmittel oder Software benötigt oder erwerben muss um die umgewandelten Audiosignale wieder abzuspielen, da der Hörende sein bestehendes Audio-Wiedergabesystem benutzen kann. Bei der Umwandlung des Audio-Originalmaterials werden die Signale so korrigiert, dass Schwächen, aus der Sicht des Hörenden, in der gesamten „Prozesskette des Hörens”, beginnend mit den Schwächen – des Audio-Wiedergabesystems, – des Hör-Raum-Akustik und der Hörumgebung, – der Lautsprecher oder/und des Kopfhörers, – der Ohren des Hörenden, und – der individuellen Umsetzung des Gehörten durch das Gehirn des Hörenden (Psychoakustische Aspekte) und – Schwächen in der Audiowiedergabe, aus der Sicht des Hörenden, was seine Vorlieben für die Audiowiedergabe betrifft, z. B. eine besondere Vorliebe für die Betonung des Basses, ausgeglichen werden.

Description

Hörgeräte, Audiowiedergabegeräte, Smartphones, Tablet-PC, sonstige Computer und Internetnetzwerke finden immer weitere Verbreitung. Schwaches oder aus Altersgründen, naturbedingt nachlassendes Hörvermögen bringt für viele Menschen erhebliche Einbussen in der Lebensqualität mit sich, da sie Audiomaterial nur eingeschränkt geniessen können. Auch können Schwächen der Raumakustik, der verwendeten Wiedergabegeräte und der Lautsprecher/Kopfhörer eine erhebliche Rolle für das positive Klangempfinden des Hörenden spielen. Um diese Defizite in der Klangwahrnehmung ausgleichen zu können existieren auf dem Gebiet der Anpassung von Audiomaterial auf den Hörenden mittlerweile eine grosse Bandbreite unterschiedlichster Verfahren und Möglichkeiten.
Ein grundlegendes Merkmal hierbei ist, dass einerseits das Audio-Signal analysiert und/oder andererseits das Hörvermögen des Hörenden analysiert wird.
Es existieren Geräte (Hörgeräte im Sprachgebrauch genannt), die individuell auf das Hörvermögen des Hörenden angepasst werden und im Ohr oder Ohrnah vom Hörenden getragen werden. Diese enthalten Elektronik, die am oder im Ohr oder Ohrnah eingehenden Schall so umwandelt, dass evtl. Hör-Schwächen des Hörenden weitgehend ausgeglichen werden. Oft geht hier ein Hörtest beim Hörenden voraus.
Auch existieren Geräte, die den Hör-Raum des Hörenden mit Testsignalen und einem Mikrophon ”automatisch” einmessen. Sobald der Hörende dann Audiomaterial abspielt, versucht dann das Gerät die vermeintlichen Schwächen des Hör-Raums auszugleichen.
Ausserdem existieren Geräte, bei dem der Hörende manuell (im Sprachgebrauch z. B. ”Audio-Equalizer” genannt), je nach seinem Hör-Empfinden und/oder Vorlieben den Klang beim Abspielen der Audiotonquelle, also beim Hören einstellen kann.
Darüber hinaus ist es bekannt, dass man Audio-Material über das Internet von Musik-Servern ”herunterladen” („download”) oder auch über das Internet hinauf laden kann (”upload”).
Auch bestehen Vorrichtungen, siehe US 7564979 B2 , wo Testsignale von einem Audiowiedergabesystem wiedergegeben werden, die von einem Hörenden gehört werden, der diese Testsignale bewertet. Diese Bewertung wird dann mit den Daten eines Normal-Hörenden verglichen und Korrekturdaten erzeugt, die dann von einem programmierbaren Equalizer genutzt werden, der dann bei der Wiedergabe, nicht nur die Hörschwächen des Hörenden sondern auch die Klangstörungen im Wiedergabe System auszugleichen versucht.
Diese heute marktüblichen derartigen Vorrichtungen sind meist, kompliziert in der Bedienung, teuer in der Anschaffung/Wartung, erfordern einen hohen Serviceaufwand oder stigmatisieren den schwächer Hörenden oft durch das offensichtliche Tragen einer Horhilfe-Vorrichtung. Allen bestehenden Vorrichtungen ist gemeinsam, dass der Nutzer zusätzliche spezielle Geräte benötigt. Auch können bei den bekannten Lösungen nur unzureichend psychoakustische Aspekte bei der Klangumwandlung berücksichtigt werden, denn beispielsweise ein Equalizer kann bei der Audiodaten-Korrektur hier nur unzureichend und sehr eingeschränkt die erwünschte Klangkorrektur erstellen. Zusätzlich beklagen viele Nutzer der heute bestehenden Geräte die Komplexität der Bedienung und die geringe Klangqualität der Umwandlungsergebnisse. Viele Nutzer sehen sich ausserstande, die für Sie optimale Klangeinstellung an Klangumwandlungsgeräten, z. B. an Hörgeräten oder bei Audio-Equalizern zu finden und vorzunehmen.
Ausserdem wünschen, insbesondere ältere Menschen ihre bestehenden und in der Bedienung vertrauten Audiowiedergabe-Geräte weiterhin nutzen zu können.
Der in den Patentansprüchen angegebenen Erfindung liegt das Problem zu Grunde, Defizite in der Wiedergabe von Audiomaterial aus der Sicht des Hörenden auszugleichen und zwar in der Weise, dass der Hörende keine zusätzlichen Audiowiedergabe-Geräte erwerben muss, wie z. B. ein Hörgerät oder einen Equalizer oder einen speziellen Audio-Player. Der hörende Nutzer sollte seine bestehenden Audiowiedergabe-Geräte in seiner gewohnten Hörumgebung weiter nutzen können. Damit sollte die Erfindung kommerziell wesentlich billiger werden als die bekannten Lösungen und auch eine Stigmatisierung des Schlechthörenden durch das Tragen eines Hörgerätes vermieden werden. Ausserdem sollte hierbei das Problem gelöst werden, dass die bekannten Systeme meist nur unzureichend psychoakustische Aspekte und Vorlieben für die Audiowiedergabe des Hörenden berücksichtigen können. Darüber hinaus sollte eine sehr einfache Lösung bereitgestellt werden, die sehr geringe akustische Kenntnisse des Hörenden benötigt und eine qualitativ hochwertige Lösung auf dem neuesten Stand der Technik bereitstellt, insbesondere da meist ältere oder wenig Technik affine Menschen die Erfindung in Anspruch nehmen werden.
Diese Problemstellung wird durch die in den Patentansprüchen aufgeführten Merkmale gelöst.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass der Nutzer anstatt ein neues Audio-Wiedergabegerät oder -System zu erwerben seine bestehenden Wiedergabegeräte nutzen kann.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ist in Patentanspruch 4 gegeben. Dieser verzichtet gänzlich auf den Einsatz von zusätzlichen Geräten durch den Nutzer, denn eine Internetverbindung und ein „Standard-Computer”, wie z. B. ein PC, Laptop, Smartphone, Tablet, Pad, PC, etc. ist in den meisten Haushalten vorhanden. Die Inhalte und Bestandteile dieses Standardcomputers bieten viele elektronische Teile, die für die Erfindung benötigt werden. Ein weiterer Vorteil besteht dann, dass der Nutzer der Erfindung von überall auf der Welt über das Internet mit einem Standardcomputer Zugang zu seinem Korrektur-Hörprofil hat und daher sein Original-Audiomaterial Standort- und Computerunabhängig umwandeln kann. Ein weiterer Vorteil ist die einfache Bedienung, nachdem das Hörprofil einmal erstellt worden ist und auf dem Akustikserver vorliegt:

1. Audiodatenträger z. B. USB-Stick in einen Standard-Computer einstecken,
2. Umrechnungsprozess über Internet starten,
3. nach Beendigung der Umrechnung die angepassten Audiodaten wieder auf den Audiodatenträger, z. B: USB Stick „uploaden”
4. und die umgewandelten Daten auf dem bekannten Wiedergabegerät abspielen.

Ein weiterer Vorteil ist die Qualität der Umwandlung, da viele Standdardcomputer oder Smartphones nicht die nötige Rechenleistung aufweisen, aber der Akustikserver die nötige hohe Rechnerleistung bereitgestellt um die nötigen FFT-Berechnung der Audiosignale und die Einbeziehung von psychoakustiken Algorithmen zu bewerkstelligen. Ein weiterer Vorteil eines Akustikservers ist, dass die Weiterentwicklung der Audio-Umwandlungsalgorithemen an einer Stelle erfolgt und daher einfach und schnell allen Nutzern der Erfindung zur Verfügung stehen kann. Einzel-Geräte würden einen aufwendigeren Upgrade-Prozess benötigen. Der Einsatz der Erfindung bei der Umwandlung der Audiosignale, der Tonspur von DVD oder Filmmaterial bei Fernsehern bietet grosses Potential in der kommerziellen Anwendung der Erfindung.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 7564979 B2 [0007]

Claims

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein elektronisches Gerät, im weiteren Audioumwandlungsgerät genannt, das bestehende Audiotonträger oder sonstiges Audiomaterial z. B. eine CD, DVD oder eine xxx.mp3 Datei, oder ähnliches so verändert, dass Schwächen in der Audio-Wiedergabe, aus der individuellen Sicht des Hörenden ausgeglichen werden Dadurch gekennzeichnet, dass das Audioumwandlungsgerät, das Hörprofil einer hörenden Person ermittelt und existierendes „Original”-Audiomaterial einliest, im Audio-Format, z. B. mp3, flac spezifisch auf das vom Individuum gewünschte Hören umwandelt und wieder abspeichert, ohne dass der Hörende ein zusätzliches Gerät, Hilfsmittel oder Software benötigt oder erwerben muss um die umgewandelten Audiosignale wieder abzuspielen, da der Hörende sein bestehendes Audio-Wiedergabesystem benutzen kann. Bei der Umwandlung des Audio-Originalmaterials werden die Signale so korrigiert, dass Schwächen, aus der Sicht des Hörenden, in der gesamten „Prozesskette des Hörens”, beginnend mit den Schwächen – des Audio-Wiedergabesystems, – des Hör-Raum-Akustik und der Hörumgebung, – der Lautsprecher oder/und des Kopfhörers, – der Ohren des Hörenden, und – der individuellen Umsetzung des Gehörten durch das Gehirn des Hörenden (Psychoakustische Aspekte) und – Schwächen in der Audiowiedergabe, aus der Sicht des Hörenden, was seine Vorlieben für die Audiowiedergabe betrifft, z. B. eine besondere Vorliebe für die Betonung des Basses, ausgeglichen werden.
ein Audioumwandlungsgerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, ein elektronisches computerähnliches Gerät, und eine Methode bereitgestellt wird, das ein elektronisches Individuell-Hör-Profil-Analyse-Modul und ein Audiomaterial-Umwandlungs-Modul enthält, wobei die Erfindung einen Audio-Output besitzt, der mit dem Audio-Input des bestehenden Audiowiedergabegerätes, z. B. einer Stereoanlage des Hörenden verbunden werden kann und einen Audio-Input besitzt an dem ein Mikrophon angeschlossen werden kann, das im Hörraum des Hörenden platziert wird und dass, das Individuell-Hör-Profil-Analyse-Modul im folgenden die Funktionen (A), (B), (C), (D) durchführt, nämlich (A) einen Hörtest generiert, mit dem Hörenden in seiner gewohnten Hörumgebung, mit seinem gewohnten Wiedergabegerät und seinen gewohnten Lautsprechern, respektive seinem gewohnten Kopfhörer. Hierbei werden normierte Testsignale (natürliche Schalle oder synthetische Schalle) in verschiedenen Lautstärken und Tonhöhen, an den Hörenden ausgegeben, die der Hörende bewerten muss. Hierbei können verschiedene Verfahren zur Anwendung kommen. Zum Beispiel, aber nicht ausschliesslich können Sinussignale in verschiedenen Tonhöhen und Lautstärken ausgegeben werden und der Hörende signalisiert, sobald er diese hört. Das für den Hörtest gewählte Verfahren, also beispielsweise die Testssignale, die Wiedergabefolge der Testsignale und die Bewertung der Ergebnisse erfolgen hierbei nach den anerkannten und bewährten Methoden der Hörgesundheit und können als Tonaudiometrie-, Sprachaudiometrie-, Spielaudiometrie- oder Recruitment-Messungen durchgeführt werden. Eine beispielhafte, aber nicht ausschliessliche Auswahl der gewählten Hörtestmethode könnte sein als Psychoakustische (subjektive) Hörtest; (wie Stimmgabeltests (Rinne/Weber), Hörweitenprüfung, Reintonschwelle in Luft- und Knochenleitung (LL, KL); Tonschwellenaudiometrie; Überschwellige Tests (Fowler, SISI, Carhart, Langenbeck); Lautheit, Kategoriale Lautheit (Hörfeldskalierung); Freiburger Sprachverständlichkeitstest (Hörverlust für Zahlen in dB, Einsilberverständlichkeit in %); Sprachtest im Störgeräusch (z. B. Oldenburger Satztest)) oder/und als Physiologische (objektive) Hörtest, (wie Trommelfell-Impedanz in Abhängigkeit vom statischen Druck (Tympanometrie); Trommelfell-Impedanz, Änderung bei ipsi/contralateraler Stimulation (Stapediusreflex); Otoakustische Emissionen (TEOAE, DPOAE); Auditorisch evozierte Potentiale (FAEP, ASSR)) oder als Pädaudiologische Hörtest, (wie Reflexaudiometrie, (Auropalpebralreflex, Moro-Reflex); Verhaltensaudiometrie (Zuwendungsreaktionen der Augen oder des Kopfes); Ablenkaudiometrie (Konditionierung durch Belohnung, Visuell Re-Enforcement); Spielaudiometrie (Aktive Mitarbeit); Sprachtests (Mainzer Kindersprachtest, Göttinger Kindersprachverständnistest, Heidelberger Konsonant-Vokal-Konsonant Test, Oldenburger Zweisilber-Kinderreimtest (OLKI), Würzburger Kindersprachtest, AAST)). (B) bei Vorhandensein von Lautsprechern, normierte Testsignale über die Lautsprecher an den Hör-Raum ausgibt und über ein Mikrophon die Wiedergabe der Tontestsignale aufnimmt. Dadurch wird die Klangcharakteristik, des Hörraums oder die Raumakustik, in dem der Hörende, den Hörtest (A) gemacht hat, ermittelt. Bei dem Einsatz von Kopfhörern kann dieser Schritt entfallen. (C) den Hörenden nach persönlichen Daten, z. B. Alter und nach Musikvorlieben befragt. Diese Befragung ist so gewählt, dass eine eindeutige Aussage über Audiovorlieben erfolgen kann, z. B. klare Staffelung der Instrumente, Musiker, voluminöser Klang, Stimme und dergleichen. (D) aus den Ergebnissen (A) und (B) und (C) ein Ist-Hörprofil erstellt, beispielsweise aber nicht ausschliesslich als Audiogramm und dies mit dem Hörprofil eines Ideal-Hörenden, einem Soll-Hörprofil vergleicht, dies kann beispielsweise, aber nicht ausschliesslich in einem Audiogramm-Vergleich erfolgen und weiterhin das Analysemodul aus den Ergebnissen von (A) und (B) und (C) eine individuelle Korrektur-Impulsantwort für die gesamte „Prozesskette des Hörens” errechnet. Dabei werden bei der Berechnung des Korrektur-Hörprofils psychoakustische Aspekte berücksichtigt. Hierbei können verschiedene Algorithmen zum Einsatz kommen, die altersbedingt und/oder je nach Hörschädigung, beispielsweise, Richtungs-, Entfernungs- und räumliches Hören, Schallempfindungen, Lautheit und Tonheit, Frequenzauflösungsvermögen, zeitliche Verarbeitung und wahrnehmbare Klangverzerrungen (Peak Clipping) oder einen Lautheitsausgleich berücksichtigen und das Analyse-Modul abschliessend dem Audiomaterial-Umwandlungsmodul eine individuelle auf den Hörtest in der spezifischen Hörumgebung abgestimmte Korrektur-Impulsantwort bereitstellt, nämlich das individuelle „Korrektur-Hörprofil”.
ein Audioumwandlungsgerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, ein elektronisches computerähnliches Gerät, und eine Methode bereitgestellt wird, das ein elektronisches Individuell-Hör-Profil-Analyse-Modul und ein Audiomaterial-Umwandlungs-Modul enthält, wobei das Audiomaterial-Umwandlungs-Modul im wesentlichen aus 3 elektronischen Teilen besteht, nämlich a) einer Leseeinheit, das das „Original-Audiomaterial” einliest, b) einer Audiomaterial-Umrechnungseinheit, die die „Original-Audiodaten”, gemäss dem, vom Individuell-Analyse-Modul bereitgestellten individuellen „Korrektur-Hörprofil” umwandelt. Dies kann, muss aber nicht ausschliesslich durch „Falten” oder „Convolving” nach dem FFT (Fast Fourrier Transformation) Prinzip erfolgen. Dadurch entsteht ein neues Audiosignal mit den nun individuell optimierten Audiodaten, die die Schwächen in der „Hör-Prozess-Kette” aus der individuellen Sicht des Hörenden ausgleicht. c) einer Ausgabeeinheit, das die umgewandelten Daten wieder im gleichen oder einem anders gewünschten Format wie dem Original-Audiomaterial ausliest und auf dem gewünschten Audiomaterial-Speichermedium abspeichert.
ein Audioumwandlungsgerät nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass, das Individuell-Hör-Profil-Analyse-Modul und die Ein- und Ausgabeeinheit des Audiomaterial-Umwandlungs-Modul durch die meist standardmässig in einem Computer oder Smartphone vorhandenen elektronischen Bausteine, (Audio-In-Output, Prozessor, Controller, Nutzerinterface) zusammengesetzt werden und die Audiomaterial-Umrechnungseinheit (siehe 3.2) zentral ausgelagert ist und über ein Internet angesprochen wird. Das korrekte Zusammenspiel der Bausteine wird hierbei durch die ausgelagerte zentrale Audiomaterial-Umrechnungseinheit gesteuert, die die in Patentanspruch 1 genannten Funktionen steuert. Bei der Umwandlung von Original-Audiomaterial werden die Schreib- und Leseeinheiten des Computergerätes genutzt, z. B. die Schreibleseeinheit für Speicherkarten oder die DVD/CD Schreib-Leseeinheit, über das Internet wird eine Verbindung zum „zentralen Audioumwandlungsmodul” aufgebaut, auf dem auch das individuelle Korrektur-Hörprofil des Hörenden liegt. An die „zentrale Audioumwandlungseinheit” wird das Original-Audiomaterial gesendet (download) und durch die „zentrale Audiomaterial-Umwandlungseinheit”, im folgenden „Akustikserver” genannt, die Original-Audiodaten, gemäss dem individuellen Korrektur-Hörprofil umgerechnet sowie nach der Umwandlung wieder bereitgestellt um an einen „Standardcomputer” zurückgesendet (upload) zu werden.