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Die
Erfindung bezieht sich auf ein Audiowiedergabesystem mit einem Datenrückkanal
mit den oberbegrifflichen Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. auf
ein Verfahren zum Wiedergeben zumindest eines Audiosignals.
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Aus
DE 698 07 499 T2 ist
ein Audiowiedergabesystem bekannt, welches eine Audiosignalbereitstellungseinrichtung
zum Bereitstellen eines akustisch wiederzugebenden Tonsignals, eine
senderseitige Datenbereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen
von Daten für
Steuer- und/oder Überwachungszwecke
und einen Lautsprecher zum Wiedergeben eines akustischen Schallsignals
als Audiosignal aufweist. Über
den Lautsprecher wird dabei ein Schallsignal ausgegeben, in welchem
neben üblichen
Musiksignalen Daten bzw. ein entsprechendes Datensignal derart eingemischt
sind, dass für
eine die Schallwellen aufnehmende Person allenfalls ein Pseudo-Rausch-Code
wahrnehmbar ist. Dieses Audiowiedergabesystem dient dazu, von einem
zentralen Computer aus Dateninformationen zu LCD-Anzeigen an einem
Supermarktregal zu übertragen,
wobei auf den LCD-Anzeigen Daten und Preise zu entsprechenden Produkten
im Regal entsprechend den übertragenen
Daten angezeigt werden. Gemäß einer weiteren
Ausführungsform
werden von dem Audiowiedergabesystem Alarmsignale, die von einem
Sensor erzeugt werden, als Daten kodiert und mittels der Schallwellen
an eine zentrale Alarmanlage übertragen.
Die Empfängereinrichtung,
welche ein solches mit Daten gemischtes Schallsignal aufnimmt, weist eine
empfängerseitige
Datenverarbeitungseinrichtung zum Verarbeiten der in dem Schallsignal
enthaltenen Daten und zum Auslösen
entsprechend durchzuführender
Aktionen auf.
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Im
Wesentlichen sind bei diesem System die senderseitigen und die empfängerseitigen
Einrichtungen baulich ähnlich aufgebaut,
um eine wechselseitige Kommunikation zu ermöglichen.
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Die
senderseitigen Einrichtungen weisen außerdem jeweils eine interne
Geräuschpegel-Überwachungseinrichtung
zum Überwachen
des lokalen Geräuschpegels
auf, wobei der Geräuschpegel
zu Zeitpunkten erfasst wird, wenn die entsprechende Einrichtung
keine Daten zu der entfernten Einrichtung überträgt. Abhängig von dem in solchen Zeitphasen erfassten
Geräuschpegel
wird eine Leistungseinstellschaltung zum Steuern der Leistung bei
nachfolgenden Datenübertragungen
angesteuert. Die Einrichtungen befinden sich somit entweder einerseits
in einem empfangenden oder einem lokalen Geräuschpegel aufnehmenden Zustand
oder andererseits in einem Daten an eine entfernte Einrichtung übertragenden
Zustand.
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Aus "Elektronik Wireless", Oktober 2002, Seite
70 – 72, "Schall als Datenträger" ist der Einsatz von
Schall als Datenträger
bekannt. Dabei wird ein Datensignal so umgewandelt, dass es einer
atonalen Komponente ähnelt,
und dann psycho-akustisch maskiert, bevor es einem eigentlichen
Audio-Signal hinzugefügt
wird. Das Audio-Signal ist beispielsweise ein Signal, wie es bei üblichen
Anwendungen in einem Surround-Sound-System über einen oder mehrere Lautsprecher übertragen
wird. Insbesondere ist das Audio-Signal
von einer Audio-CD, einer DVD oder einem Rundfunkempfänger bereitstellbar.
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Das
derart mit einem Datensignal gemischte Audiosignal wird von einem
Mikrophon mit einem nachgeschalteten Decoder empfangen, welcher
die Daten vom reinen Audio-Signal und von Umgebungsgeräuschen trennen
soll. Anwendungsbereiche sind beispielsweise Spielsachen in Form
einer Figur, welche abhängig
von dem Datensignal agiert. Das Datensignal entspricht dabei Regieanweisungen,
die auf einen parallel auf einem Bildschirm dargestellten Film abgestimmt
sind. Entsprechend eines anderen Anwendungsbereiches werden Mobiltelefone über deren
Mikrophon mit Informationsdaten zur Anzeige auf dem Mobiltelefondisplay
versorgt, welche über
eine Lautsprecheranlage im Umfeld übertragen werden.
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Bei
derartigen Ausführungsformen
werden somit Datensignale als Schallwellen an eine entfernte Einrichtung übertragen,
um in der entfernten Einrichtung entsprechend durchzuführende Aktionen auszulösen.
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Audiowiedergabesysteme
weisen üblicherweise
eine unidirektionale Datenverbindung von einer Datenquelle über erforderliche
Zwischengeräte, wie
z.B. Verstärker,
zu einem oder mehreren Lautsprechern als Endgeräte bzw. Datensenke auf, welche
den Audiosignalen entsprechende Schallwellen abstrahlen. Ggfs.laufen
von vorgeordneten Geräten erforderliche
Steuerdaten für
nachgeordnete Geräte in
die gleiche Richtung wie Rundfunk oder Musikverteilung (Streaming)
und können
insbesondere bei digitalen Verfahren zusammen mit dem Nutzdatenstrom übertragen
werden. Im Einzelfall ist jedoch bei derartigen Streaming-Verfahren
auch ein Rückkanal zur
Kontrolle der Funktionalität
vorgeordneter Geräte erforderlich.
Obwohl ein derartiger Rückkanal
für Kontroll-
und Steuerzwecke eine wesentlich geringere Datenrate als der Hinkanal
erfordert, ist der bauliche Aufwand groß, weshalb aus Kostengründen üblicherweise
darauf verzichtet wird.
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Im
Fall der Realisierung eines Kontrollkanals mit der Technik des Hinkanals
erhöht
sich nicht nur der bauliche Aufwand sondern es verdoppeln sich auch
die Kosten der Übertragungsstrecke.
Wird auf einen Kontrollkanal verzichtet, gibt es keine Möglichkeit,
mit dem Nutzdatenstrom vorgeordnete Geräte zu beeinflussen.
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Beispielsweise
ist es nicht möglich,
vom Verstärker
aus eine vorgeordnete Datenquelle wie einen Computer, ein CD- Abspielgerät oder einen
Rundfunkempfänger
zu steuern. Es ist auch nicht möglich, von
einem Lautsprecher, welcher sich in unmittelbarer Nähe des Hörers befinden
kann, vorgeordnete Geräte
wie Verstärker,
CD-Abspielgerät
oder Rundfunkempfänger,
welche sich möglicherweise
weiter vom Hörer
entfernt befinden, zu steuern.
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Im
Fall eines Audiowiedergabesystems mit drahtloser Übertragung
beispielsweise durch Funk oder Infrarot, zu einem entfernten Lautsprecher,
entfällt
die Möglichkeit
einer Rückmeldung
im Fall einer gestörten Übertragung.
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Aus
DE 100 40 660 A1 ist
eine Hörgeräte-Audiotonwiedergabe-Kombination bekannt,
welche zum Mischen von Audiotonsignalen und technisch künstlich
erzeugten weiteren Signalen zur verstärkten Wiedergabe mittels eines
Hörgeräts dient.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein verbessertes Audiowiedergabesystem
vorzuschlagen, welches mit geringem baulichen Aufwand einen Datenrückkanal
bereitstellt.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Audiowiedergabesystem mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren zum Wiedergeben eines
Audiosignals mit den Merkmalen des Patentanspruchs 8 gelöst.
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Ein
solches Audiowiedergabesystem weist eine Audiosignal-Bereitstellungseinrichtung
zum Bereitstellen eines Audiosignals als Nutz-Audiosignals, beispielsweise
eines Tonsignals von einem Videofilm oder einer Kompaktdisc (CD),
eine Datenbereitstellungseinrichtung zum Bereitstellen von Daten
für Steuer-
und/oder Überprüfungszwecke,
eine Mischeinrichtung zum Zusammenmischen des Nutz-Audiosignals
und der Daten zu einem gemeinsamen Audiosignal und zumindest einen
Lautsprecher zum Wiedergeben des aus dem gemeinsamen Audiosignal erzeugten
akustischen Schallsignals auf. Audiosignal ist weit auszulegen und
umfasst Signalkomponenten, deren zugeordnete Schallwellen im für Menschen und
Tiere wahrnehmbaren und im nicht wahrnehmbaren Bereich liegen. Als
Empfängereinrichtung dient
ein Mikrophon zum Empfangen des gemischten bzw. gemeinsamen Schallsignals.
Ausreichend ist dabei im Extremfall ein Mikrophon, welches nur Schallwellen
im Frequenzbereich der Datensignalanteile aufnimmt. Das vom Mikrophon
empfangene Signal wird in üblicher
Art und Weise umgesetzt und einer empfängerseitigen Datenverarbeitungseinrichtung
zum Verarbeiten der in dem gemeinsamen Schallsignal enthaltenden
Daten und zum Auslösen entsprechend
durchzuführender
Aktionen zugeführt. Um
eine Überprüfung der
Funktionalität
nachgeordneter Geräte,
des Lautsprechers und/oder der Signalübertragung in Richtung des
Lautsprechers von einer vorgeordneten Einrichtung des Audiowiedergabesystems
zu ermöglichen,
ist die Datenverarbeitungseinrichtung zum Überwachen der Wiedergabebedingungen
in Art eines Rückkanals
ausgebildet. Neben zusätzlichen
Daten für Überprüfungszwecke können auch
direkt Steuerdaten in die Nutz-Audiosignale eingemischt werden.
Bei einer derartigen Anordnung werden somit senderseitig Überwachungs- oder
Steuerdaten als Daten in das Audiosignal eingemischt und anschließend vom
Lautsprecher als Schallwellen übertragen.
Die von der Empfängereinrichtung
empfangenen Schallwellen werden dann analysiert und den weiteren
senderseitigen Komponenten zugeführt,
so dass senderseitig z.B. eine Überprüfung vorgenommen
werden kann, ob die ursprünglichen
Daten korrekt weitergeleitet und übertragen wurden.
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Sollten
die Daten nicht korrekt übertragen werden,
beispielsweise weil die Übertragungsstrecke zwischen
Audiosignal-Bereitstellungseinrichtung und Mischeinrichtung oder
zwischen Mischeinrichtung und Lautsprecher oder zwischen Lautsprecher
und Schall-Empfängereinrichtung
gestört
ist, können Maßnahmen
zur Fehlerbeseitigung als durchzuführende Aktionen ausgelöst werden.
Dies ist in weitem Sinne zu verstehen, so dass unter gestörter oder
fehlerhafter Übertragung
auch eine ungeeignete Anordnung der Lautsprecher innerhalb des Raumes
zu verstehen ist. Durch eine derartige Anordnung kann die Übertragung
der Signale zum Lautsprecher gestört sein. Möglich ist beim Einsatz mehrerer
Lautsprecher aber auch eine ungeeignete Positionierung relativ zu einem üblichen
Standort einer die Schallsignale hörenden Person, wobei ggfs.
lediglich eine Dynamikkorrektur bei einem oder mehreren der Lautsprecher vorzunehmen
ist. Ggfs reicht auch ein einfaches räumliches Versetzen eines Lautsprechers.
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Bei
einem entsprechenden Verfahren zum Wiedergeben zumindest eines Audiosignals
wird entsprechend das zumindest eine Audiosignal zur Wiedergabe
bereitgestellt, zumindest ein Datenwert als Daten bereitgestellt,
das Tonsignal und der Datenwert werden gemischt, das gemischte Signal
wird über
zumindest einen Lautsprecher als akustisches Signal ausgegeben und
das akustische Signal wird von einer Empfängereinrichtung empfangen,
woraufhin empfängerseitig
die im empfangenen gemischten Signal enthaltenen Daten zum Auslösen dementsprechend
durchzuführender
Aktionen analysiert verarbeitet werden. Zum Erzielen eines Rückkanals
für Steuer- und Überprüfungszwecke
des entsprechenden Audiowiedergabesystems selber werden die empfängerseitig
in den empfangenen Schallwellen enthaltenen Daten zum Überwachen
oder Steuern der Wiedergabebedingungen bei den senderseitigen Einrichtungen
und Verfahrensschritten berücksichtigt.
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Eine
Umsetzung des Audiowiedergabesystems bzw. des Verfahrens ist insbesondere
bei einem Surround-Sound-System zum Einsatz mit oder in einem Computer
oder Video-/DVD-Abspielgerät
zur Wiedergabe mehrdimensionaler bzw. mehrkanaliger Audiosignale
vorteilhaft. Derartige Surround-Sound-Systeme werden üblicherweise
zur Wiedergabe des Tons von Filmen (Videos) eingesetzt.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen sind Gegenstand abhängiger Ansprüche.
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Vorteilhafterweise
können
die Datenbereitstellungseinrichtung zum senderseitigen Bereitstellen
und ggfs. auch Zusammenmischen der Daten und die Datenverarbeitungseinrichtung
zur empfängerseitigen Verarbeitung
der über
die Schallwellen empfangenen Daten durch eine integrale Einrichtung ausgebildet
sein.
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Besonders
vorteilhaft ist der Einsatz in Verbindung mit Lautsprechern, welche
mit der Audiosignal-Bereitstellungseinrichtung
und/oder der Mischeinrichtung zum Übertragen des Audiosignals
und der Daten zum Lautsprecher über
eine Funkschnittstelle gekoppelt sind. Bei einer Störung der
Funkschnittstelle werden mittels des Mikrophons Schallwellen mit
gestörten
oder ganz fehlenden Daten empfangen, so dass über die Rückkopplung zu den senderseitigen
Einrichtungen Fehlerbehebungsmaßnahmen
ausgeführt
oder veranlasst werden können. Beispielsweise
kann ein anderer Funkkanal gewählt werden
oder über
eine Anzeigeeinrichtung an den Bediener des Audiowiedergabesystems
eine Anweisung erteilt werden.
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Die
Mischeinrichtung wird zweckmäßigerweise
zum psychoakustischen Kodieren und Einmischen der Daten derart ausgebildet,
dass die Daten von einem menschlichen oder tierischen Hörer nicht bewusst
wahrgenommen werden, um einen ungestörten Hörgenuss zu ermöglichen.
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Bei
Audiowiedergabesystemen mit einer Vielzahl von Lautsprechern, insbesondere
einer Vielzahl von Lautsprechern, welche jeweils ein eigenes und
von den anderen Audiosignalen unabhängiges Audiosignal wiedergeben,
ermöglicht
eine Rückkopplung
bzw. Rückführung der
in die Audiosignale eingemischten Daten nach der Übertragung
als Schallwellen zu einem Hörer
einen automatisch regelnden Ausgleich der Audiosignalintensitäten. Zur Steuerung
wird dabei die Empfängereinrichtung
die Schallwellen, d.h. ein entsprechendes Mikrophon, an einem zentralen
Ort oder vorzugsweise an dem Ort angeordnet, an dem sich die Person
befindet, welche die von den Lautsprechern abgestrahlten Schallwellen
hört. Dadurch
kann eine Anpassung der einzelnen Audiosignale für die verschiedenen Lautsprecher
derart vorgenommen werden, dass am Ort der hörenden Person ein ausbalanciertes
und von allen Seiten mit Blick auf eine Einheitslautstärke gleichmäßiges Audiosignal
gehört
wird.
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Insbesondere
funkgestützte
Lautsprecherboxen, die räumlich
und baulich getrennt von der Audiosignal-Bereitstellungseinrichtung angeordnet
werden, weisen eine Signalverarbeitungseinrichtung für insbesondere
Nutz-Audiosignale
und zweckmäßigerweise
die Mischeinrichtung zum Bereitstellen des gemischten Audiosignals
bei dem Lautsprecher auf.
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Verfahrensgemäß ist mit
einem solchen Audiowiedergabesystem insbesondere bei Verwendung einer
Vielzahl von Lautsprechern eine Audiosignalvorverarbeitung möglich, welche
Anordnungsfehler der einzelnen Lautsprecher relativ zueinander oder eine
spezielle Position einer hörenden
Person ausgleichen lässt.
Neben dynamischen Änderungen
der einzelnen Audiosignale sind auch störende Interferenzbildungen
durch eine solche Audiosignalvorverarbeitung ausgleichbar.
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Im
Fall von Fehlermeldungen, welche einer das Audiowiedergabesystem
bedienenden Person übermittelt
werden sollen, ist neben der Verwendung einer Anzeigeeinrichtung,
insbesondere einer Anzeigeeinrichtung des Audiowiedergabesystems
oder einer Einblendung von Anweisungen in das Bildsignal eines Fernsehgerätes, auch
eine akustische Übertragung
der Fehlermeldungen über
zumindest einen der Lautsprecher möglich. Zweckmäßigerweise
wird dazu bei einer Vielzahl verfügbarer Lautsprecher ermittelt,
welcher der Lautsprecher aufgrund der rückgeführten Daten ein optimales oder
möglichst
gut geeignetes Schallsignal ausgeben kann, um über zumindest diesen Lautsprecher
auch akustische Fehlermeldungen auszugeben.
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Bei
einem derartigen Audiowiedergabesystem in lokalen Audioanwendungen
mit insbesondere drahtlosen Lautsprechern und einer Audioübertragung
zwischen den verschiedenen Audiokomponenten bietet es sich an, für einen
beschränkten
Datenrückkanal
die sowieso vorhandenen Audiokomponenten zu verwenden und den Datenrückkanal
als Audiostrecke auszuführen.
Auf Seite der Nutz-Audiodatenquelle ist lediglich ein zusätzliches
Mikrophon, soweit nicht schon vorhanden, und eine Datencodier- und
eine Datendecodiereinrichtung als Datenbereitstellungseinrichtung
bzw. eine allgemeine Datenverarbeitungseinrichtung vorzusehen.
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Bei
einer Heim-Audioanlage liefert die Datenquelle, beispielsweise ein
Computer (PC), CD-Spieler (CD: Compact Disk) oder Radio als Musikquelle
die Audiodaten in analoger oder digitaler Form. Ist es erforderlich,
den Status der Datensenke, einem drahtlosen Lautsprecher oder einem
aktiven Lautsprecher, zu erfahren, um zu bestimmen, ob diese vorhanden,
bereit, eingeschaltet und problemfrei sind, bietet es sich an, solche
Informationen in dem vom Lautsprecher ausgegebenen Audiosignal als Daten
mit zu übertragen.
Da die Datenrate sehr klein ist, können die Rückdaten so aufbereitet werden, dass
sie durch eine Signalverarbeitungseinrichtung im normalen Audiosignal
innerhalb oder außerhalb des
Hörbereiches
versteckt werden können.
Im Gerät
der Datenquelle sind ein Mikrophon, welches die Audiosignale aufnimmt,
sowie eine Signalverarbeitungseinrichtung, welche die Daten aus
dem Audiosignal zurückgewinnt,
ausgebildet.
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Vorteilhafterweise
ist es auch möglich,
in Geräten
und Einrichtungen zwischen der Audiosignal- bzw. Musikquelle und
den Lautsprechern bzw. innerhalb dieser einen Eingang für Interaktionen
des Benutzers zu integrieren, also beispielsweise Schalter oder
IR-Empfänger
(IR: Infrarot-Signal)
zu integrieren. Diese Daten werden dann ebenfalls als Datensignal über die
akustische Strecke vom Lautsprecher zum Mikrophon übertragen,
welches mit dem entsprechenden Gerät der Audiosignalquelle gekoppelt ist.
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Ein
Ausführungsbeispiel
und Modifikationen werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 schematisch
eine Anordnung mit einem Computer als Audiosignalquelle und einer
Benutzereingabeeinrichtung im Bereich der Audiosignal-Empfangseinrichtung
bei den Lautsprechern zur Wiedergabe eines entsprechenden Audiosignals;
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2 eine
Musikquelle mit Funkschnittstellen zu Lautsprechern;
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3 eine
Anordnung eines Audiowiedergabesystems in Verbindung mit einem Surround-Sound-System
und
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4 – 8 verschiedene
Modifikationen solcher Anordnungen.
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Wie
dies aus 1 ersichtlich ist, besteht eine
einfache Anordnung eines Audio- bzw. Tonwiedergabesystems aus einer
Audiobereitstellungseinrichtung in Form eines Computers PC, einer
Datenaufbereitungseinrichtung, die auch als Mischereinrichtung M
dient, einer Eingabeeinrichtung IN als Benutzereingabeeinheit und
an die Datenaufbereitungseinrichtung M angeschlossenen Lautsprechern L4
sowie aus einer Empfängereinrichtung
in Form eines an den Computer PC direkt angeschlossenen Mikrophons
MIC.
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Der
Computer PC dient dabei als Audiosignalquelle und liefert beispielsweise
Audiosignale in Form von Musik. Das Audiosignal wird in Art eines Datenstreamings über eine
Schnittstelle zu der Daten- und Audiosignal-Aufbereitungseinrichtung mit dem Mischer
M übertragen.
Diese Übertragung
erfolgt unidirektional, wobei im Einzelnen Audiosignale, Antwortsignale
und Daten übertragen
werden. Die Übertragung
kann in üblicher
Art und Weise erfolgen, insbesondere elektromagnetisch elektrisch
oder optisch. Dabei kann die Schnittstelle entsprechend insbesondere
als Funkschnittstelle, kabelgestützte Schnittstelle
oder optische Schnittstelle ausgebildet sein. Die Daten- und Audiosignal-Aufbereitungseinrichtung
mit der Mischereinrichtung M empfängt diesen Datenstrom mit insbesondere
dem Audiosignal r als Nutz-Audiosignal und bereitet das Audiosignal
als gesamtes bzw. gemischtes Audiosignal zur Wiedergabe über die
angeschlossenen Lautsprecher L4 auf. Außerdem empfängt die Daten- und Audiosignal-Aufbereitungseinrichtung
mit der Mischereinrichtung M Daten d von der Benutzereingabeeinrichtung
IN. Die Benutzereingabeeinrichtung IN kann beispielsweise eine für sich bekannte
Fernbedienung sein, wie sie zur Bedienung von Fernsehgeräten, Musikanlagen und
eigenständigen
Surround-Sound-Systemen bekannt ist.
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In
der Mischereinrichtung M werden diese Daten d bzw. ein entsprechendes
Datensignal in das Audiosignal r eingemischt. Die Einmischung erfolgt dabei
zweckmäßigerweise
nach psychoakustischen Kriterien derart, dass ein Hörer zwar
die akustisch wiedergegebenen Audiosignale sw, nicht aber die akustisch
wiedergegebenen Datensignale sd bewusst wahrnimmt.
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Über die
Empfängereinrichtung
MIC werden die Schallwellen sw + sd mit dem Audiosignalanteil sw
und dem Datensignalanteil sd empfangen und dem als allgemeine Datenverarbeitungseinrichtung dienenden
Computer PC als empfangenes Tonsignal zugeführt. In der Datenverarbeitungseinrichtung
PC werden die Daten d, die in der Mischereinrichtung M in das Tonsignal
r eingemischt bzw. encodiert wurden, aus dem empfangenen Schallsignal
sw + sd herausgezogen und decodiert. Nachfolgend findet eine Auswertung
der empfangenen Daten d statt, um ggfs. durchzuführende Aktionen auszuführen.
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Das
Decodieren kann insbesondere durch Verwendung für sich bekannter Korrelationsverfahren
unterstützt
werden. Die Auswertung kann verschiedenen Zwecken unterliegen. Beispielsweise kann
mit Hilfe der Auswertung ermittelt werden, ob die Lautsprecher L4 überhaupt
oder richtig funktionieren. Auch können falsche Positionierungen
der Lautsprecher berücksichtigt
werden. Bei den falschen Positionierungen und Verwendung eines Stereomikrophons
kann es sich z.B. um Vertauschen eines rechts und eines links anzuordnenden
Lautsprechers handeln, die daraufhin als Korrekturmaßnahme das
jeweils andere Tonsignal übermittelt
bekommen. Möglich
ist auch eine Korrektur von Interferenzen, welche sich aufgrund
falscher Positionierungen oder baulich verschiedener Lautsprecher
ergeben. Eine weitere beispielhafte Korrekturmöglichkeit besteht in der Ansteuerung
verschiedener Lautsprecher mit jeweils individueller Signalintensität, um einen Lautsprecher,
der weiter von einem zentralen Standort entfernt ist als ein anderer
Lautsprecher, mit einer höheren
Signalintensität
anzusteuern. Derartige Korrekturmaßnahmen können vorzugsweise automatisch
durch das Audiowiedergabesystem, insbesondere automatisch durch
die Datenverarbeitungseinrichtung bzw. Datenbereitstellungseinrichtung
PC vorgenommen werden.
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Zusätzlich oder
alternativ ist auch eine manuelle Korrektur möglich, nachdem dem Bediener
ein entsprechender Hinweis auf eine Fehlfunktion oder auf eine sinnvolle
Korrektur mitgeteilt wurde. Derartige Mitteilungen können beispielsweise über die
Anzeige des Computers PC, über
einen Bildschirm eines angeschlossenen Fernsehgerätes, spezielle
Anzeigeelemente an der Daten- und Tonsignal-Aufbereitungseinrichtung oder akustisch über die
Lautsprecher bereitgestellt werden.
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2 zeigt
eine Ausführungsform,
bei der als Tonsignal-Bereitstellungseinrichtung
S eine Musikanlage mit einer Musikquelle, beispielsweise einem CD-Wiedergabegerät verwendet
wird. Die Tonsignal-Bereitstellungseinrichtung S weist einen Funkschnittstellensender
TX auf, der zur Übertragung
von Tonsignalen r und einem Datensignal d über eine Funkschnittstelle
zu Funkschnittstellen-Empfängern RX4
dient. Die Funkschnittstellen-Empfänger RX4 empfangen das Tonsignal
r und leiten dieses an einen Lautsprecher L4 weiter, welcher mit
einer vorgeschalteten Vorverarbeitungseinrichtung das entsprechend
empfangene Tonsignal r als Nutz-Tonsignal mit dem Datensignal d
mischt bzw. encodiert und ein Schallsignal sw + sd ausgibt, welches
Tonsignalanteile sw als Nutz-Tonsignalanteile und Datensignalanteile
sd enthält.
Zur Rückkopplung
dient wiederum ein Mikrophon MIC als Empfängereinrichtung, welches mit
einer Datenverarbeitungseinrichtung verbunden ist, die eine Decodierung,
Korrelation, Auswertung und Aktionseinleitung vornimmt. Diese Datenverarbeitungseinrichtung
C ist zweckmäßigerweise
Bestandteil der Tonsignal-Bereitstellungseinrichtung oder mit dieser
gekoppelt, um nachfolgend auszugebende bzw. bereitzustellende Tonsignale
r bedarfsweise vorab zu modifizieren.
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3 stellt
ein Audiowiedergabesystem als Bestandteil einer Video-Wiedergabevorrichtung
zur Wiedergabe von Filmen mit Surround-Sound-Audiosignalen und einer
entsprechenden Vielzahl von Lautsprechern L1 – L5 als weitere Ausführungsform dar.
Bezüglich
der einzelnen Komponenten und Verfahrensweisen wird allgemein auch
auf die beiden anhand der 1 und 2 beschriebenen
Ausführungsformen
verwiesen. Die dargestellte Audiosignal-Bereitstellungseinrichtung
S stellt neben dem Audiosignal r auch ein Video-Signal dar, welches
z. B. von einem DVD-Abspielgerät
(DVD: Digital Versatile Disc) oder einer Video-Abspieleinrichtung
in Art eines Video-Recorders VCR bereitgestellt wird. Zur Steuerung
weist die Audiosignal- und Bildsignal-Bereitstellungseinrichtung S, VCR eine
Steuereinrichtung C auf, welche vorteilhafterweise auch die Funktionen der Datenbereitstellungseinrichtung
und optional der Mischeinrichtung M übernimmt. Außerdem weist
diese zentrale Einheit des Audiowiedergabesystems zweckmäßigerweise
eine Anzeige- und Eingabeeinrichtung A auf, über die eine die Anlage bedienende Person
P Informationen erhält
und Steueranweisungen eingeben kann. Ein an die zentrale Einrichtung
S angeschlossenes Mikrophon MIC dient als Empfängereinrichtung, um die am
Standort des Mikrophons MIC eintreffenden Schallwellen sw + sd aufzunehmen
und einer empfängerseitigen
Datenverarbeitungseinrichtung zuzuführen, welche wiederum durch
die Steuereinrichtung C gemäß bevorzugter Ausführungsform
ausgebildet wird.
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Die
Audiosignal-Bereitstellungseinrichtung und die Datenbereitstellungseinrichtung
führen
ein Audiosignal s bzw. ein Datensignal d zu der Mischeinrichtung
M, welche ein entsprechend gemischtes Signal ausgibt. Ein solches
Signal s + d wird dann den Lautsprechern L1 – L3, L5 zugeführt. Bei
dem dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der erste Lautsprecher L1 mit einem Kabel an die zentrale Anordnung
mit der Mischeinrichtung M angeschlossen und bekommt darüber direkt
das in Schallwellen umzuwandelnde zusammengemischte Signal s + d
zugeführt.
Weitere Lautsprecher L2, L3, L5 bekommen das in der Mischeinrichtung
M bereits gemischte Signal r + rd mit einem Tonsignal r und einem
Datensignal rd über
eine Funkschnittstelle zugeführt.
Die Funkschnittstelle wird durch einen Funkschnittstellensender
TX und einen Funkschnittstellen-Empfänger RX2, RX3, RX5 ausgebildet.
Die Funkschnittstellen-Empfänger
RX2, RX3, RX5 führen
eine Vorverarbeitung des empfangenen gemischten Signals r + rd mit
Hilfe einer Steuereinrichtung C durch und führen dann ein geeignetes Signal
dem angesprochenen Lautsprecher L2, L3 bzw. L5 zu. Diese wandeln
das entsprechend empfangene gemischte Signal in Schallwellen sw
+ sd um und geben diese in die Umgebung ab. In bereits beschriebener
Art und Weise werden diese Schallwellen dann von dem Mikrophon MIC
aufgenommen und in Art einer Rückführung bzw.
Rückkopplung über den
Rückkanal zu
der empfängerseitigen
Datenverarbeitungseinrichtung C zur Decodierung, Auswertung und
ggfs. Einleitung von Korrekturmaßnahmen weitergeleitet.
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Korrekturmaßnahmen
können
in vielfältiger Art
und Weise erforderlich werden, wie dies bereits beschrieben ist.
Dargestellt ist beispielhaft auch der Fall eines Hindernisses x,
welches die Funkstrecke zwischen dem Funkschnittstellensender TX
und einem der Funkschnittstellen-Empfänger RX5
stört. Durch
die Störung
des gemischten Funksignals sendet der entsprechende Lautsprecher
L5 entsprechend ein verändertes
oder gestörtes
Schallwellenmuster sw + sd aus. Dieses wird von dem Mikrophon MIC
erfasst und der Steuereinrichtung in der zentralen Einheit zugeführt. Über entsprechende
Anzeigen an der Anzeige- und Eingabeeinrichtung A, akustische Warnmeldungen über einen
oder mehreren der Lautsprecher L1 – L5 oder beispielsweise auch
eine entsprechende Warnmeldungseinblendung oder Hinweismeldungseinblendung
in den Bildschirm eines angeschlossenen Fernsehgeräts TV wird
es ermöglicht,
dem Bediener der Musikanlage mitzuteilen, ob es sich um eine behebbare
Störung
handelt, und falls ja, wie diese Störung am geeignetsten behoben
werden kann. Soweit möglich,
kann auch eine Automatisierung bereitgestellt werden, die eine automatische Einleitung
von Korrekturen durchführt,
wie z.B. Kanalwechsel oder eine Erhöhung der Sendeleistung.
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Das
Mikrophon MIC als Empfängereinrichtung
ist bei der zentralen Anordnungseinrichtung mit der Tonbereitstellungseinrichtung
und der Datenverarbeitungseinrichtung angeordnet und an dieser angeschlossen
dargestellt. Möglich
ist jedoch auch eine variable Positionierung des Mikrophons MIC,
das mit der Datenverarbeitungseinrichtung mit einer langen Kabelverbindung
oder optional ebenfalls mit einer Funkschnittstellen-, Sende- und
Empfangseinrichtung verbunden ist. Ein derart mobiles Mikrophon MIC
kann verwendet werden, um an einem ausgewählten Empfangsort oder bei
Mitnahme des Mikrophons durch eine Musik hörende Person P stets an deren
momentanen Empfangsort eine optimale Wiedergabe zu ermöglichen.
Dazu werden den Audiosignalen r, die üblicherweise für die verschiedenen Lautsprecher
L1 – L5
unterschiedlich sind, auch jeweils eigens zugeordnete Datensignale
rd zugeordnet. Über
das Mikrophon MIC werden die entsprechenden gemischten Schallwellen
sw + sd empfangen und zur Auswertung an die Datenverarbeitungseinrichtung
C weitergeleitet. Die Datenverarbeitungseinrichtung C kann anhand
von Laufzeitvariationen oder Signalintensitätsvariationen als beispielhaft
genannten Parametern die Signalintensität der Schallwellen sd der einzelnen
Lautsprecher bestimmen. Entsprechend kann daraufhin z. B. das Audiosignal
r für einen
nahe am Standort des Mikrophons MIC befindlichen Lautsprecher hinsichtlich
der Intensität
reduziert werden, während
das Audiosignal r eines weit entfernt befindlichen Lautsprechers
entsprechend hinsichtlich der Intensität erhöht wird.
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Wie
anhand dieser Beispiele dargestellt ist, ist eine Vielzahl von Anwendungen
mit einem derartigen Audiowiedergabesystem bzw. entsprechendem Verfahrensablauf
möglich.
Einerseits können
anwendungsbedingte Aktionen durchgeführt werden wie eine Dynamikkorrektur
und andererseits Audiowiedergabesystem-Überprüfungsmaßnahmen ausgelöst und durchgeführt werden.
Möglich
ist z. B. das Versetzen eines Lautsprechers L5 oder von dessen Funkschnittstellen-Empfänger RX5
im Falle eines die Datenübertragung
zwischen diesen behindernden Hindernisses X.
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Während den
beschriebenen Lautsprechern L1 – L3,
L5 jeweils ein bereits zentral in einer zentralen Mischeinrichtung
M aus Tonsignal und Datensignal gemischtes Signal s + d, r + rd
zugeführt
wird, wird bei dem vorliegenden und bevorzugten Ausführungsbeispiel
einem weiteren Lautsprecher L4 bzw.
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dessen
Funkschnittstellen-Empfänger
RX4 das Tonsignal r als eigenständiges
Signal zugeleitet. Die Encodierung bzw. das Mischen mit einem Datensignal
rd erfolgt in der Vorverarbeitungseinrichtung RX4 mit dem angeschlossenen
Funkschnittstellen-Empfänger,
bevor das dann gemischte Signal dem Lautsprecher L4 zur Umsetzung
in Schallwellen sw + sd zugeführt
wird. Das Datensignal bzw. die Daten rd können parallel zu dem Tonsignal
von zentralen Einrichtungskomponenten an die Lautsprecher-Vorverarbeitungseinrichtung
RX4 übertragen werden,
können
aber auch in dieser aus einem Speicher oder über eine geeignete Eingabeeinrichtung zum
Mischen in einer Mischeinrichtung M bereitgestellt werden, wobei
sich die Mischeinrichtung M in der Lautsprecher-Vorverarbeitungseinrichtung RX4 befindet.
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Bei
den Ausführungsbeispielen
gibt es somit eine Tonsignalquelle, deren Tonsignal gemischt mit einem
Datensignal von Lautsprechern ausgegeben wird. Die Schallwellen
der Lautsprecher bilden den Datenrückkanal zu einem Mikrophon,
das an einer Datenverarbeitungseinrichtung angeschlossen ist. Diese
dient der Steuerung und/oder Überwachung der
Tonsignalwiedergabe.
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Weitere
beispielhafte Anordnungen zum Umsetzen des Audiowiedergabesystems
bzw. der Verfahrensweise sind anhand der 4 – 8 veranschaulicht.
Wiederum wird von der für
sich bekannten Grundlage ausgegangen, dass von einer Quelle Q ein
Nutz-Audiosignal ausgegeben wird und in einer Mischereinrichtung
M eine psychoakustische Datenvorverarbeitung und Mischung dieser
Nutz-Audiodaten s mit Zusatzdaten d, dx durchgeführt wird. Über ggfs. weitere Einrichtungen
G, TX, RX werden die derart gemischten gemeinsamen Audiodaten einem
Lautsprecher L1 zugeführt
und über
diesen als gemischte Schallwellen sw + sd, sw + sd + sdx ausgegeben.
Diese gemischten Schallwellen werden von einem Mikrophon NIC empfangen
und als entsprechend umgesetztes Audiosignal bzw. als Audiodatenstrom
als Detektor zugeführt.
Der Detektor kann vorzugsweise eine allgemeine Datenverarbeitungseinrichtung
C sein, welche z.B. durch Korrelation den Zusatzdatenstrom aus dem
empfangenen Schallsignal extrahiert. Dies ermöglicht somit die vorteilhafte Überwachung
und/oder Steuerung von nachgeordneten Geräten durch im Datenstrom mitübertragene
Zusatzdaten d, dx. Prinzipiell sind verschiedenartige Verfahren
möglich,
insbesondere Zeit-, Frequenz- und Codemultiplexen einsetzbar. Bei
dieser Verfahrensweise stimmt die Richtung der Steuerung bzw. Übertragung
von Steuerdaten d, dx als Zusatzdaten mit der Richtung des Audiostreamings überein.
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Insbesondere
wird auch durch diese Anordnungen ein Datenrückkanal bereitgestellt, d.h.
eine Steuerung vorgeordneter Geräte
durch nachgeordnete bzw. nachfolgende Geräte über eine Schleife ermöglicht,
welche durch die Schallstrecke zwischen Lautsprecher L1 und Mikrophon
MIC geschlossen wird.
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Insbesondere
ermöglicht
dies eine Kontrolle und Steuerung der Übertragungsstrecke und der Schallaussendung.
einsetzbar ist ein solcher Datenkanal insbesondere auch als Rückkanal
für Extern-Schnittstellen,
beispielsweise eine Benutzerschnittstelle auf z.B. Funk- oder Infrarotbasis,
wobei das Benutzersignal d bei einem nachgeordneten Gerät eingespeist
und über
die Schaltstrecke zu einem der gegenüber der Einspeisstelle M vorgeordneten Gerät übertragen
wird. Insbesondere handelt es sich vorzugsweise um eine Steuerung
vorgeordneter Geräte
durch nachgeordnete Geräte
mit einer Kombination aus Schallstrecke und kombiniertem Streamingkanal.
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Bei
dem in 4 dargestellten Ausführungsbeispiel werden Nutz-Audiodaten
als Audiosignal s von der Datenquelle Q bereitgestellt und einer
weiteren nachgeordneten Einrichtung N zugeführt. Von der nachgeordneten
Einrichtung N werden die Audiodaten s modifiziert oder ummodifiziert
an eine Mischereinrichtung M weitergeleitet. In der Mischereinrichtung
M werden externe Zusatzdaten dx in das Audiosignal bzw. die Audiodaten
s eingemischt. Die Einmischung erfolgt dabei nach psychoakustischen Kriterien.
Das derart gemischte Audiosignal s + dx wird einer weiteren Mischereinrichtung
M zugeführt, in
welcher weitere Zusatzdaten d eingemischt werden. Bei diesen weiteren
Zusatzdaten d handelt es sich beispielsweise um interne Zusatzdaten
zur Überprüfung der Übertragungsstrecke
zu einer weiteren nachgeordneten Einrichtung G oder von einer nachgeordneten
Einrichtung G über
den Lautsprecher L1 zum Mikrophon MIC. Ausgegeben werden vom Lautsprecher
L1 somit gemischte Schallwellen mit einem Nutz-Audiosignalanteil
sw, einem ersten Zusatzdaten-Schallwellenanteil sw und einem zweiten
Zusatzdaten-Schallwellenanteil sdx. Vom Mikrophon MIC werden diese
derart gemischten Schallwellen empfangen und als Audiosignal einem
Detektor, beispielsweise einer zentralen Steuereinrichtung C einer
Musikanlage oder eines Computers zugeführt. Von der Steuereinrichtung
C werden die empfangenen Daten analysiert und entsprechend Steueranweisungen
an die relativ zu den Mischereinrichtungen M, M vorgeordneten Einrichtungen
Q, N ausgegeben. Insbesondere ist es dabei möglich, verschiedene Einrichtungen
Q, N separat einzusteuern.
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5 zeigt
ein Ausführungsbeispiel
bei welchem ein Nutz-Audiosignal
s von der Signalquelle Q als Datenbereitstellungseinrichtung direkt
einer Mischereinrichtung M zugeführt
werden. In dieser werden Zusatzdaten d eingemischt. Das gemischte Signal
s + d wird dann einer Sendeeinrichtung TX zugeführt, welche eine Umsetzung
des empfangenen gemischten Signals s + d in ein Funksignal r + rd durchführt und
dieses Funksignal über
eine Funkstrecke zu einer Empfängereinrichtung
RX überträgt. Von
der Empfängereinrichtung
RX wird das empfangene Funksignal r + rd im Idealfall wieder in
das Audiosignal s + d umgesetzt. Sofern auf der Funkstrecke eine
Störung
erfolgt ist, wird von der Empfängereinrichtung
RX jedoch ein modifiziertes Audiosignal bereitgestellt wird. Dieses
Audiosignal wird einer weiteren Einrichtung G, beispielsweise einem
Verstärker,
zugeführt,
welcher das Audiosignal aufbereitet und einem Lautsprecher L1 zuführt. Dieser
erzeugt Schallwellen, welche wiederum sowohl die Audiosignaldaten
als auch die Zusatzdaten enthalten und vom Mikrophon MIC aufgenommen
werden. Das Mikrophon MIC stellt wiederum entsprechende gemischte empfangene
Audiosignaldaten für
die Datenverarbeitungseinrichtung C bereit. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel
dienen die Zusatzdaten vorzugsweise zur Überwachung der Funkstrecke,
weshalb die Steuereinrichtung C bzw. Datenverarbeitungseinrichtung
C mit der Sendereinrichtung STX verbunden ist, um diese Steueranweisungen
zu übertragen.
Die Steueranweisungen können
beispielsweise verwendet werden, um auf einem Hochfrequenzkanal
die Sendeleistung zu verändern.
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6 zeigt
ein Ausführungsbeispiel ähnlich dem
der 4, weshalb bezüglich
der einzelnen baulichen Komponenten, Signa- und Datenanteile sowie Verfahrensschritte
auf die Beschreibung der 4 verwiesen wird. Bei dem dargestellten
Ausführungsbeispiel
sollen die eingegebenen Zusatzdaten d einer Fernbedienung entstammen,
welche einem Benutzer die Eingabe von Steuersignalen für die relativ
zur Mischereinrichtung M vorgeschalteten Einrichtungen bzw. Geräte Q, N
des Audiowiedergabesystems ermöglicht.
Ein Benutzer kann somit mit Hilfe einer Eingabeeinrichtung, beispielsweise
einer Infrarot-Fernbedienung, Funk-Fernbedienung oder mechanischen Eingabeelementen
an der Mischereinrichtung vorgeschaltete Geräte Q, N steuern.
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7 stellte
in Ausführungsbeispiel
dar, bei welchem die Mischereinrichtung M ein relativ zu anderen
Einrichtungen bzw. Geräten
nachgeordnetes Gerät
ist, welches zur Eingabe von Steueranweisungen d als Zusatzdaten
dient. Über
die Schleife aus Schallweg und den Streamingkanal werden die vorgeschalteten
Einrichtungen von der Mischereinrichtung M aus als nachgeschaltete
Einrichtung gesteuert. Dabei wird beispielsweise nicht die Datenbereitstellungseinrichtung
als Datenquelle Q sondern erst einer dieser nachgeschalteten Einrichtung
N und/oder weitere vorgeschaltete Einrichtungen N2 gesteuert.
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8 stellt
eine weitere Ausführungsvariante
dar, bei welcher ein Benutzer eines Audiowiedergabesystems mit Hilfe
einer Fernbedienung F über eine
entsprechende Fernbedienung-Gegenschnittstelle
FI das Audiowiedergabesystem steuern kann. Bei diesem Ausführungsbeispiel
ist ein Lautsprecherbox über
eine Schnittstelle, insbesondere Funk- oder Infrarot-Schnittstelle von
weiteren Komponenten des Audiowiedergabesystems abgesetzt. Von der
Empfängereinrichtung
RX der Lautsprecherbox wird somit ein Audiosignal r empfangen, womit
die Empfängereinrichtung
RX der Lautsprecherbox B im Idealfall ein korrekt rekonstruiertes
Audiosignal s zu einer Mischereinrichtung M führt. Der Mischereinrichtung M
werden Daten d als zusätzliche
Daten zugeführt. Diese
zusätzlichen
Daten stammen von einer direkten Eingabeeinrichtung an der Lautsprecherbox
B oder der Fernbedienungsgegenstelle FI. Die Mischereinrichtung
M mischt diese zusätzlichen
Daten d in das Audiosignal s ein und führt das gemischte bzw. gemeinsame
Signal einer weiteren Einrichtung G zu, welche beispielsweise eine
Verstärkung
vornimmt, um das verstärkte
Signal einem Lautsprecher L1 zuzuführen. Der Lautsprecher L1 gibt
in bereits beschriebener Art und Weise ein gemischtes Schallsignal
sw + sd aus, welches vom Mikrophon MIC empfangen und in ein gemischtes
Signal aus den Audiosignalanteilen s und den Datenanteilen d umgesetzt. Dieses
gemischte Signal wird wiederum der Datenverarbeitungseinrichtung
zugeführt.
Je nach Bedarf kann diese dann einzelne oder alle der vorgeschalteten
Einrichtungen bzw. Geräte
Q, N, TX des Audiowiedergabesystems vor der Funkschnittstelle zur Lautsprecherbox
B ansteuern.