EP1519628A2 - Method and device for the reproduction of a binaural output signal which is derived from a monaural input signal - Google Patents

Method and device for the reproduction of a binaural output signal which is derived from a monaural input signal Download PDF

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EP1519628A2
EP1519628A2 EP04103766A EP04103766A EP1519628A2 EP 1519628 A2 EP1519628 A2 EP 1519628A2 EP 04103766 A EP04103766 A EP 04103766A EP 04103766 A EP04103766 A EP 04103766A EP 1519628 A2 EP1519628 A2 EP 1519628A2
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EP
European Patent Office
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output signal
signal
data terminal
side data
input signal
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP04103766A
Other languages
German (de)
French (fr)
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EP1519628A3 (en
Inventor
Gonzalo Lucioni
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Siemens AG
Original Assignee
Siemens AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Siemens AG filed Critical Siemens AG
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    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S5/00—Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation 
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04S—STEREOPHONIC SYSTEMS 
    • H04S2420/00—Techniques used stereophonic systems covered by H04S but not provided for in its groups
    • H04S2420/01—Enhancing the perception of the sound image or of the spatial distribution using head related transfer functions [HRTF's] or equivalents thereof, e.g. interaural time difference [ITD] or interaural level difference [ILD]

Definitions

  • the invention relates to a method for reproducing a a monaural input signal generated from a first Output signal and a second output signal existing Binaural output signal and a device for implementation the method according to the preamble of claim 1 or of claim 8.
  • the packet-based communication with the help of VoIP and the associated use of so-called VoIP codecs caused undesirable influences on the voice quality. For example is with medium to high maturity in signal transmission to count, causing audible echoes. additionally just needs to be in a packet-based communication with Discards, whose maturities are often higher and their attenuation are lower than in a natural one Environment is to be found. Therefore, measures are to suppress Provide disturbing echoes, preferably by the use of echo cancellers in the data terminals.
  • Echo canceller are based on common standards, such. ITU-T G.168 (2002), where i.a. Gateway transitions into the classic Telephone network are discussed. For VoIP terminal equipment Alternatively, ITU-T G.165 (1993) can be used, wherein this with respect to echo dispersion and to be achieved suppression set much milder targets than with standards the classical telephony is the case.
  • the invention is therefore based on the object, a method and a device for playing one of a monaural Input signal generated output signal going there educate that the quality of using headphone sets realized monaural VoIP voice connections is improved.
  • the object is achieved by a method in which one generated from a monaural input signal, from a first output signal and a second output signal existing binaural output signal over at least a first and a second speaker of a binaural Headphone set, especially for VoIP applications is reproduced.
  • This turns the monaural input signal by phase shift and / or amplitude amplification the first output signal and / or the second output signal to binaural simulation generated to a listening event to receive a subjectively perceived static and / or represents dynamic positioning of a sound event.
  • a signal processing device generates from the monaural input signal by phase shift and / or Amplitude gain the first output signal and / or the second output signal for binaural simulation to a listening event to receive a subjectively perceived static and / or dynamic positioning of a sound event represents.
  • An essential point of the invention is that due to the binaural simulation is a spatial, largely as a natural hearing despite the use of a headphone is reached.
  • phase, delay, damping and / or HRTF Head Related Transfer Function
  • HRTF Head Related Transfer Function
  • the natural path of sound is simulated, namely the free field, the outer ear and the auditory canal transmission, or because of phase differences, time delays, Level differences and sound differences caused natural Listen.
  • the perception discards, such as discoloration or Echoes to suppress as much as possible, especially the occurrence of Discards are mentally controlled to a certain degree and u. a. depends on experience and attention. This stems in particular from the fact that simultaneously occurring Sound events coming from different sound sources are more easily distinguishable. This will increase the ability the listener improves on a sound source to concentrate and their sound events compared to the To emphasize sound events of the other sources perceptually.
  • the monaural input signal from a transmitter and / or a receiver-side data terminal of the VoIP application is delivered.
  • This has the particular advantage that in addition to the generated by the transmitter-side terminal Sound event also from the receiver-side data terminal generated sound event included in the binaural simulation becomes. Natural hearing also becomes one's own voice audible as a three-dimensional sound event, so that a clear demarcation to another sound source, z. B. to a another speaker, is possible.
  • the static positioning caused by the transmitter-side data terminal Sound event is simulated.
  • This will be the first output signal by a delay of the transmitter-side data terminal supplied input signal generated or a Sign reversal made and this the first speaker fed.
  • the second output signal is generated and this supplied to the second speaker.
  • the static positioning of the transmitter side Data terminal caused sound event "closer" to reached second speaker is advantageously a first component for generating a three-dimensional auditory event implemented.
  • the dynamic Positioning of the transmitter-side data terminal caused Sound event simulated in a second subfunction. This is done first by a mean level comparison between the input signal supplied by the transmitter-side data terminal and the one supplied by the receiver-side data terminal monaural input signal. Subsequently, the supplied by the transmitter-side data terminal input signal delayed to the first output signal via this first delay to create. A second delay of the input signal supplies the second output signal. The first Output signal goes to the first speaker, the second Output signal is supplied to the second speaker. hereby is the dynamic positioning of the transmitter side Data terminal caused sound event "closer" reached the respective speaker, the corresponding Output signal due to a different runtime first reached. Regarding dynamic positioning of sound events is due to the phase shift and the associated different maturities of two output signals advantageously another component for generating a three-dimensional auditory event implemented.
  • a static Positioning of the receiver-side data terminal caused sound event simulated is done.
  • the first output signal arrives then to the second speaker while the second output signal is supplied to the first speaker.
  • the static positioning is thus realized, that caused by the receiver-side data terminal Sound event "closer" appears on the first speaker.
  • the static positioning of the transmitter-side data terminal caused sound event and the static positioning of the receiver side Data terminal simulated sound event simulated simultaneously.
  • This essentially corresponds to a combination the first and the third subfunction.
  • the incoming one Sound of both devices involved in voice transmission terminals is thus perceivable from different directions, including the echo of the receiver-side terminal.
  • an enhancement of the precedence effect of the generated by the receiver-side data terminal sound reached.
  • the so-called echo threshold drawn in accordance with Blauert. See Fig. 3.13 of the ITU-T G.131 for a typical amplification in the terminal. Clear is the "profit" of TELR (Talker Echo Loudness Rating) to recognize.
  • the solution according to the invention provides in another embodiment before, the dynamic positioning of the transmitter side Data terminal caused sound event and that static positioning of the receiver-side data terminal simulated sound event simultaneously.
  • This essentially corresponds to a combination of second and third subfunction.
  • the binaural Headphone set with a signal processing device formed, which has at least one delay element.
  • the runtime element thus generates the one described above Phase shift of the respective output signals.
  • the signal processing device at least one damping element and / or at least one HRTF (Head Related Transfer Function) processing element provide.
  • HRTF Head Related Transfer Function
  • amplitude gains and / or sound differences can be generated.
  • the Combination of elements and in particular with the combination of all elements a realistic three-dimensional listening also when using binaural headphones generated because a natural hearing through time delays, intensity differences and discoloration is characterized.
  • Fig. 1 shows so-called "Talker Echo Tolerance Curves", the regarding the echoes to be found on the voice quality to let.
  • the curves accordingly allow the acceptance assessment the conversation. It is on the abscissa the mean echo transmission time (Mean Echo Transmission Time) T and on the ordinate the Talker Echo Loudness Rating TELR applied.
  • the curve K1 shows the listening threshold (Masked Threshold), the curve K2 shows the Acceptable.
  • the acceptable is equivalent to the curve, in which a disturbing Echo occurs with a probability of 1%.
  • the Curve K3 denotes the limiting case (limiting case), the curve K4, however, the binaural limiting case in an arrangement of stereophonic speakers with an angle of 80 °).
  • Fig. 2 is an embodiment of the invention Device shown as a functional block diagram.
  • the receiver-side data terminal A is ideally equipped with a binaural headphone, in turn, a first speaker L and a second Speaker A has.
  • the signal processing device 1 To control the signal flow accordingly, is located between the respective terminals A, B, a signal processing device 1.
  • the signal processing device 1 three function blocks F1, F2, F3 and a level processing element PVE.
  • the function blocks F1, F2 and F3 each have at least a runtime element (not shown).
  • Alternative or supplementary The function blocks F1, F2 and F3 can also each with at least one damping element and / or a HRTF (Head Related Transfer Function) processing element (not shown).
  • HRTF Head Related Transfer Function
  • function blocks F1 and Function block F2 connected in series, the function block F2 is connected in parallel to function block F1.
  • From the transmitter-side data terminal B is a voice connection constructed to a receiver-side data terminal A, the link being made using a switching network via VoIP is running.
  • the transmitter-side data terminal B transmits a monaural Input signal in a step 100 to the first function block F1. At the same time, the transmitter-side data terminal transmits B the monaural input signal in a step 101 the function block F2 and in a step 102 to the level comparison element PVE.
  • Function block F1 delays the received signal and transmits it in a step 200 to the function block F3. At the same time function block F1 leaves the received signal pass unchanged and transmits the unchanged signal in a step 201 also to the function block F3.
  • the level prediction element PVE receives in one step 102, the signal supplied from the transmitter-side data terminal B. At the same time, there is a signal from the level comparison element PVE receiver-side data terminal A delivered signal that in a step 502.
  • the above described, in function block F2 performed first and second delay supplied by the transmitter-side terminal B Signal then takes place as a function of a mean level comparison the signals supplied by the data terminals A, B.
  • function block F3 are now from the steps 200 and 300 or from the steps 201 and 301 originating signals.
  • function block F3 has one step 501 originating signal of the receiver-side data terminal.
  • the signals originating from steps 200 and 300 can in this embodiment, function block F3 unhindered happen and then in a step 400 the first speaker L supplied.
  • applied to function block F3 Signals can be the last function block F3 without another Editing happen, however, in one step 401 supplied to the second speaker R.
  • Function block F3 delays the transfer in step 501 Signal and this leads to the second speaker R.
  • the signal transmitted in step 501 passes the function block F3 unhindered and is at the first Hand over loudspeaker L. This will, as mentioned above, a static positioning of the receiver side Data terminal A induced sound event "closer" to reached the first speaker L.
  • the receiver-side data terminal A sends in Step 500, a signal without further processing directly to the receiver-side data terminal B.
  • the here proposed splitting of a monaural input signal and its processing for obtaining runtime differences allows three-dimensional listening over a binaural headphone that emulates a natural hearing is. Because natural listening to runtime differences, Level differences and color discoloration of the incoming Sound from different sound sources results, can a three-dimensional hearing ideally be simulated by the fact that both transit time differences as well as level differences and discoloration become.
  • the embodiment described above describes the Function blocks as signal processing blocks whose goal is is, runtime differences and thus phase differences from one to generate monaural input signal by its splitting.
  • it is possible to run through the runtime elements To replace damping elements. This is a spatial hearing imitated, which only has an amplitude gain or damping is realized.
  • HRTF Head Related Transfer Function
  • the function blocks F1 to F3 can also all Record signal processing elements at the same time, so a optimal result regarding the simulation of natural hearing to reach.
  • function blocks F1 and F3 This matches with essentially according to the illustrated embodiment Fig. 2, but without the transmitter-side data terminal B delivered monaural input signal at the function block F2 to provide.
  • the signals then pass through function block F3 with simultaneous processing of the receiver side Data terminal A supplied input signal, to then be supplied to the speaker L and R, respectively.
  • the Combine function blocks F2 and F3 with each other.
  • essentially the already described Fig. 2 basis but excluding function block F1.
  • the delivered from the transmitter-side terminal B monaural input signal is here exclusively Function block F2 or supplied to the level comparison element PVE, to the resulting output signals via to pass the function block F3 to the speakers L and R, respectively.
  • function block F3 takes place according to the subfunction F3, the processing of the monaural input signal of the receiver side Data terminal A.
  • the combination of two functional blocks represents a qualitative high-quality yet cost-effective variant, where the quality of the three-dimensional simulation each with Consideration must be given to the field of application of the headset is.
  • the change of the monaural signal with the help of one of these Processing element also generates a listening event, the at least components of natural hearing reflects.

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Abstract

The signal processing and transmission circuit (1) has a receiver-side data terminal circuit (B). this is connected to two function blocks (F1,F2) and a level processing element (PVE). These circuit elements are connected to a third function block (F3) which has connections (400,401) to a sender-side data terminal circuit (A). These connections carry left (L) and right (R) audio signals. There is a feedback channel (500) to the receiver-side data terminal circuit.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Wiedergabe eines aus einem monauralen Eingangssignal erzeugten, aus einem ersten Ausgangssignal und einem zweiten Ausgangssignal bestehenden binauralen Ausgangssignals sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bzw. des Patentanspruches 8.The invention relates to a method for reproducing a a monaural input signal generated from a first Output signal and a second output signal existing Binaural output signal and a device for implementation the method according to the preamble of claim 1 or of claim 8.

In der modernen Kommunikationswelt werden zunehmend intelligente Datenendeinrichtungen, wie z. B. PCs oder PDAs, für die Sprachkommunikation eingesetzt, wobei eine Verknüpfung dieser Datenendeinrichtungen beispielsweise über VoIP erfolgt.In the modern communications world are becoming increasingly intelligent Data terminal devices, such. As PCs or PDAs, for the Voice communication is used, with a link of this Data terminal devices, for example via VoIP.

Die paketbasierte Kommunikation mit Hilfe von VoIP und der damit verbundene Einsatz sogenannter VoIP-Codecs verursacht unerwünschte Einflüsse auf die Sprachqualität. Beispielsweise ist mit mittleren bis höheren Laufzeiten bei der Signalübertragung zu rechnen, wodurch hörbare Echos entstehen. Zusätzlich muss gerade bei einer paketbasierten Kommunikation mit Rückwürfen gerechnet werden, deren Laufzeiten oftmals höher und deren Dämpfung niedriger sind als dies in einer natürlichen Umgebung vorzufinden ist. Daher sind Maßnahmen zur Unterdrückung störender Echos vorzusehen, vorzugsweise durch den Einsatz von Echo Cancellern in den Datenendgeräten.The packet-based communication with the help of VoIP and the associated use of so-called VoIP codecs caused undesirable influences on the voice quality. For example is with medium to high maturity in signal transmission to count, causing audible echoes. additionally just needs to be in a packet-based communication with Discards, whose maturities are often higher and their attenuation are lower than in a natural one Environment is to be found. Therefore, measures are to suppress Provide disturbing echoes, preferably by the use of echo cancellers in the data terminals.

Echo Canceller orientieren sich an gängigen Normen, wie z.B. ITU-T G.168 (2002), wo u.a. Gateway-Übergänge in das klassische Telefonnetz besprochen werden. Für VoIP-Endeinrichtungen kann alternativ ITU-T G.165 (1993) herangezogen werden, wobei diese bzgl. Echodispersion und zu erreichender Unterdrückung wesentlich mildere Vorgaben festlegen als dies bei Standards der klassischen Telefonie der Fall ist. Echo canceller are based on common standards, such. ITU-T G.168 (2002), where i.a. Gateway transitions into the classic Telephone network are discussed. For VoIP terminal equipment Alternatively, ITU-T G.165 (1993) can be used, wherein this with respect to echo dispersion and to be achieved suppression set much milder targets than with standards the classical telephony is the case.

Sind die Datenendgeräte selbst als VoIP-Endgeräte ausgelegt, weisen sie gegenüber dedizierten VoIP-Endgeräten die Nachteile höherer Laufzeiten bei der Signalübertragung und fehlender Echo-Canceller auf. Insbesondere aufgrund des fehlenden Cancellers müssen bei einer paketbasierten Kommunikation dieser Art Kopfsprechgarnituren (Headsets) eingesetzt werden.Are the data terminals themselves designed as VoIP terminals, they have the disadvantages compared to dedicated VoIP terminals Higher transit times in the signal transmission and missing Echo Canceller on. Especially because of the missing canceller in a packet-based communication, this must be done Type headphone sets (headsets) are used.

Allerdings erzeugen herkömmliche binaurale Kopfhörer ein eher unnatürliches Hörereignis, weil der Schall vom Kopf und vom Außenohr nicht mehr beeinflusst wird. Beim natürlichen Hören empfangen beide Ohren die Signale aller Schallquellen, so dass Zeitverzögerungen, Pegelunterschiede und Klangunterschiede einen räumlichen Höreindruck schaffen. Untersuchungen zur Richtungswahrnehmung von eintreffendem Schall zeigen, dass interaurale Laufzeit- und Pegelunterschiede nur hinsichtlich einer horizontalen Symmetrieebene des Kopfes relevant sind, so dass hier die Richtung des eintreffenden Schalls bestimmt werden kann. Bezüglich einer vertikalen Symmetrieebene des Kopfes treten keine Zeitverzögerungen oder Pegelunterschiede auf, allerdings ist hier eine Richtungswahrnehmung des eintreffenden Schalls über Klangunterschiede festzustellen. Dreidimensionales Hören ist maßgebend für die räumliche Orientierung, die Trennung unterschiedlicher Schallquellen (vgl. Blauert, Jens (Juni 1997): Spatial Hearing, MIT Press, Kap. 5.3) und die Unterdrückung der Wahrnehmung von Rückwürfen (ebd., Kap. 5.4) Da sich die Schallquellen bei der Verwendung von Kopfhörern unmittelbar an den Ohren befinden, wird jegliches dreidimensionale Hören unterbunden. Das rechte Ohr empfängt nämlich ausschließlich die Signale des rechten Lautsprechers, wohingegen das linke Ohr lediglich die Signale des linken Lautsprechers empfängt.However, conventional binaural headphones tend to produce one unnatural hearing event, because the sound from the head and the Outer ear is no longer affected. In natural hearing both ears receive the signals of all sound sources, so that time delays, level differences and sound differences create a spatial listening experience. investigations to show directional perception of incoming sound, that interaural runtime and level differences only in terms of relevant to a horizontal symmetry plane of the head are, so here's the direction of the incoming Sound can be determined. With respect to a vertical plane of symmetry of the head do not time delays or Level differences, but here is a sense of direction the incoming sound over sound differences determine. Three-dimensional hearing is decisive for the spatial orientation, the separation of different Sound sources (see Blauert, Jens (June 1997): Spatial Hearing, MIT Press, chap. 5.3) and the suppression of perception Discards (ibid., chapter 5.4) Since the sound sources when using headphones directly on the ears Any three-dimensional hearing is prevented. The right ear receives only the signals of the right speaker, whereas the left ear is only the signals from the left speaker are received.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Verfahren und eine Vorrichtung zur Wiedergabe eines aus einem monauralen Eingangssignal erzeugten Ausgangssignals dahin gehend weiterzubilden, dass die Qualität von mittels Kopfsprechgarnituren realisierten monauralen VoIP-Sprachverbindungen verbessert wird.The invention is therefore based on the object, a method and a device for playing one of a monaural Input signal generated output signal going there educate that the quality of using headphone sets realized monaural VoIP voice connections is improved.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Patentanspruch 1 bzw. durch eine Vorrichtung nach Patentanspruch 8 gelöst.This object is achieved by a method according to claim 1 or solved by a device according to claim 8.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren gelöst, bei welchem ein aus einem monauralen Eingangssignal erzeugtes, aus einem ersten Ausgangssignal und einem zweiten Ausgangssignal bestehendes binaurales Ausgangssignal über mindestens einen ersten und einen zweiten Lautsprecher einer binauralen Kopfsprechgarnitur insbesondere für VoIP-Anwendungen wiedergegeben wird. Hierbei wird aus dem monauralen Eingangssignal durch Phasenverschiebung- und/oder Amplitudenverstärkung das erste Ausgangssignal und/oder das zweite Ausgangssignal zur binauralen Simulation erzeugt, um ein Hörereignis zu erhalten, das eine subjektiv empfundene statische und/oder dynamische Positionierung eines Schallereignisses darstellt.According to the invention the object is achieved by a method in which one generated from a monaural input signal, from a first output signal and a second output signal existing binaural output signal over at least a first and a second speaker of a binaural Headphone set, especially for VoIP applications is reproduced. This turns the monaural input signal by phase shift and / or amplitude amplification the first output signal and / or the second output signal to binaural simulation generated to a listening event to receive a subjectively perceived static and / or represents dynamic positioning of a sound event.

Weiterhin wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung gelöst, bei welcher eine binaurale Kopfsprechgarnitur insbesondere für VoIP-Anwendungen mindestens einen ersten und einem zweiten Lautsprecher zur Ausgabe eines aus einem monauralen Eingangssignal erzeugten, aus einem ersten Ausgangssignal und einem zweiten Ausgangssignal bestehenden binauralen Ausgangssignals und eine Verbindung zu einem empfängerseitigen Datenendgerät aufweist. Eine Signalverarbeitungseinrichtung erzeugt aus dem monauralen Eingangssignal durch Phasenverschiebung und/oder Amplitudenverstärkung das erste Ausgangssignal und/oder das zweite Ausgangssignal zur binauralen Simulation, um ein Hörereignis zu erhalten, das eine subjektiv empfundene statische und/oder dynamische Positionierung eines Schallereignisses darstellt.Furthermore, the object is achieved by a device in which is a binaural headset especially for VoIP applications at least a first and a second Speaker for outputting one of a monaural input signal generated, from a first output signal and a second output signal existing binaural output signal and a connection to a receiver-side data terminal having. A signal processing device generates from the monaural input signal by phase shift and / or Amplitude gain the first output signal and / or the second output signal for binaural simulation to a listening event to receive a subjectively perceived static and / or dynamic positioning of a sound event represents.

Ein wesentlicher Punkt der Erfindung liegt darin, dass aufgrund der binauralen Simulation ein räumliches, weitgehend als natürlich empfundenes Hören trotz Verwendung eines Kopfhörers erreicht wird.An essential point of the invention is that due to the binaural simulation is a spatial, largely as a natural hearing despite the use of a headphone is reached.

Dabei wird mit Hilfe von Phasen-, Laufzeit-, Dämpfungsund/oder HRTF (Head Related Transfer Function)-Verarbeitungselementen der natürliche Weg des Schalls simuliert, nämlich die Freifeld-, die Außenohr- und die Gehörgangübertragung, bzw. das aufgrund von Phasendifferenzen, Zeitverzögerungen, Pegelunterschieden und Klangunterschieden bewirkte natürliche Hören. Aufgrund dieser Nachbildung ist es möglich, die Wahrnehmung von Rückwürfen, beispielsweise Klangverfärbungen oder Echos weitestgehend zu unterdrücken, zumal das Auftreten von Rückwürfen bis zu einem bestimmten Grade mental gesteuert ist und u. a. von Erfahrung und Aufmerksamkeit abhängt. Dies rührt insbesondere daher, dass gleichzeitig auftretende Schallereignisse, die von unterschiedlichen Schallquellen stammen, leichter unterscheidbar sind. Dadurch wird die Fähigkeit des Zuhörers verbessert, sich auf eine Schallquelle zu konzentrieren und deren Schallereignisse gegenüber den Schallereignissen der anderen Quellen perzeptiv hervorzuheben. Zudem wird durch die Simulation des dreidimensionalen Hörens der Präzedenzeffekt, d. h. das Gesetz der ersten Wellenfront nutzbar, sobald der Schall von mehreren kohärenten Quellen aus unterschiedlichen Richtungen auf den Hörenden trifft. Das Schallereignis scheint demnach nur aus einer einzigen Richtung zu kommen, wobei Echos nicht wahrgenommen werden.It is with the help of phase, delay, damping and / or HRTF (Head Related Transfer Function) processing elements the natural path of sound is simulated, namely the free field, the outer ear and the auditory canal transmission, or because of phase differences, time delays, Level differences and sound differences caused natural Listen. Because of this replica, it is possible the perception discards, such as discoloration or Echoes to suppress as much as possible, especially the occurrence of Discards are mentally controlled to a certain degree and u. a. depends on experience and attention. This stems in particular from the fact that simultaneously occurring Sound events coming from different sound sources are more easily distinguishable. This will increase the ability the listener improves on a sound source to concentrate and their sound events compared to the To emphasize sound events of the other sources perceptually. In addition, by the simulation of the three-dimensional Hearing the precedence effect, d. H. the law of the first wave front usable as soon as the sound of several coherent Sources from different directions on the listener meets. The sound event therefore only seems to consist of a single one Direction to come, where echoes are not perceived.

So ist in einer ersten bevorzugten Ausführungsform vorgesehen, dass das monaurale Eingangssignal von einem senderund/oder einem empfängerseitigen Datenendgerät der VoIP-Anwendung geliefert wird. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass neben dem vom senderseitigen Datenendgerät erzeugten Schallereignis auch das vom empfängerseitigen Datenendgerät erzeugte Schallereignis in die binaurale Simulation einbezogen wird. Auch beim natürlichen Hören wird die eigene Stimme als dreidimensionales Schallereignis hörbar, so dass eine klare Abgrenzung zu einer weiteren Schallquelle, z. B. zu einem weiteren Sprecher, möglich ist.Thus, it is provided in a first preferred embodiment, that the monaural input signal from a transmitter and / or a receiver-side data terminal of the VoIP application is delivered. This has the particular advantage that in addition to the generated by the transmitter-side terminal Sound event also from the receiver-side data terminal generated sound event included in the binaural simulation becomes. Natural hearing also becomes one's own voice audible as a three-dimensional sound event, so that a clear demarcation to another sound source, z. B. to a another speaker, is possible.

Vorteilhafterweise ist vorgesehen, dass durch die Phasenverschiebung in einer ersten Teilfunktion die statische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät verursachten Schallereignisses simuliert wird. Dazu wird das erste Ausgangssignal durch eine Verzögerung des vom senderseitigen Datenendgerät gelieferten Eingangssignals erzeugt oder eine Vorzeichenumkehr vorgenommen und dieses dem ersten Lautsprecher zugeführt. Durch die unveränderte Wiedergabe des Eingangssignals wird außerdem das zweite Ausgangssignal erzeugt und dieses dem zweiten Lautsprecher zugeführt. Vorzugsweise ist hiermit die statische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät verursachten Schallereignisses "näher" am zweiten Lautsprecher erreicht. Aufgrund der Phasenverschiebung und den damit verbundenen unterschiedlichen Laufzeiten der beiden Ausgangssignale wird hier vorteilhafterweise eine erste Komponente zur Erzeugung eines dreidimensionalen Hörereignisses implementiert.Advantageously, it is provided that by the phase shift in a first subfunction the static positioning caused by the transmitter-side data terminal Sound event is simulated. This will be the first output signal by a delay of the transmitter-side data terminal supplied input signal generated or a Sign reversal made and this the first speaker fed. By the unchanged reproduction of the input signal In addition, the second output signal is generated and this supplied to the second speaker. Preferably is hereby the static positioning of the transmitter side Data terminal caused sound event "closer" to reached second speaker. Due to the phase shift and the associated different maturities the two output signals is advantageously a first component for generating a three-dimensional auditory event implemented.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird die dynamische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät verursachten Schallereignisses in einer zweiten Teilfunktion simuliert. Dazu erfolgt zuerst ein mittlerer Pegelvergleich zwischen dem vom senderseitigen Datenendgerät gelieferten Eingangssignal und dem vom empfängerseitigen Datenendgerät gelieferten monauralen Eingangssignal. Anschließend wird das vom senderseitigen Datenendgerät gelieferte Eingangssignal verzögert, um über diese erste Verzögerung das erste Ausgangssignal zu erzeugen. Eine zweite Verzögerung des Eingangssignals liefert das zweite Ausgangssignal. Das erste Ausgangssignal gelangt an den ersten Lautsprecher, das zweite Ausgangssignal wird dem zweiten Lautsprecher zugeführt. Hierdurch wird die dynamische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät verursachten Schallereignisses "näher" an dem jeweiligen Lautsprecher erreicht, den das entsprechende Ausgangssignal aufgrund einer unterschiedlichen Laufzeit zuerst erreicht. Hinsichtlich der dynamischen Positionierung von Schallereignissen wird aufgrund der Phasenverschiebung und den damit verbundenen unterschiedlichen Laufzeiten der beiden Ausgangssignale vorteilhafterweise eine weitere Komponente zur Erzeugung eines dreidimensionalen Hörereignisses implementiert.In an advantageous embodiment, the dynamic Positioning of the transmitter-side data terminal caused Sound event simulated in a second subfunction. This is done first by a mean level comparison between the input signal supplied by the transmitter-side data terminal and the one supplied by the receiver-side data terminal monaural input signal. Subsequently, the supplied by the transmitter-side data terminal input signal delayed to the first output signal via this first delay to create. A second delay of the input signal supplies the second output signal. The first Output signal goes to the first speaker, the second Output signal is supplied to the second speaker. hereby is the dynamic positioning of the transmitter side Data terminal caused sound event "closer" reached the respective speaker, the corresponding Output signal due to a different runtime first reached. Regarding dynamic positioning of sound events is due to the phase shift and the associated different maturities of two output signals advantageously another component for generating a three-dimensional auditory event implemented.

Mit statischer und dynamischer Positionierung wird hier die Simulation der Richtungswahrnehmung des eintreffenden Schalls aus Sicht des empfängerseitigen Datenendgeräts bzw. des empfängerseitigen Teilnehmers beschrieben. Mit anderen Worten, es wird simuliert, dass das erzeugte Schallereignis aus einer bestimmten Richtung eintrifft. Wird eine statische Positionierung simuliert, erfolgt die Verarbeitung des gelieferten Schalls derart, dass das durch ihn erzeugte Hörereignis einen "unbewegten" senderseitigen Teilnehmer annehmen lässt. Die Simulation eines bewegten senderseitigen Teilnehmers hingegen beschreibt dessen dynamische Positionierung. Der Schall wird derart verarbeitet, dass ein Ortswechsel des senderseitigen Teilnehmers simuliert wird. Sowohl die Simulation der statischen als auch der dynamischen Positionierung des Schallereignisses erlauben daher im Falle der Audioübertragung ein dem natürlich Hören nachempfundenes Hörerlebnis.With static and dynamic positioning here is the Simulation of the direction perception of the incoming sound from the point of view of the receiver-side data terminal or the receiver-side Participant described. In other words, It is simulated that the generated sound event from a certain direction arrives. Becomes a static positioning simulated, the processing of the delivered Sound such that the auditory event generated by him a "immobile" transmitter-side participants can accept. The Simulation of a moving sender-side participant, however describes its dynamic positioning. The sound becomes processed such that a change of location of the transmitter side Participant is simulated. Both the simulation of static as well as the dynamic positioning of the sound event therefore allow in the case of audio transmission the naturally hearing-inspired listening experience.

Vorzugsweise wird in einer dritten Teilfunktion eine statische Positionierung des vom empfängerseitigen Datenendgerät verursachten Schallereignisses simuliert. Dazu erfolgt eine Verzögerung des vom empfängerseitigen Datenendgerät gelieferten monauralen Eingangssignals, um dieses als erstes Ausgangssignal wiederzugeben. Gleichzeitig wird das Eingangssignal unverändert weitergegeben, um es als zweites Ausgangssignal zur Verfügung zu stellen. Das erste Ausgangssignal gelangt anschließend zu dem zweiten Lautsprecher, während das zweite Ausgangssignal dem ersten Lautsprecher zugeführt wird. Die statische Positionierung ist also dadurch realisiert, dass das vom empfängerseitigen Datenendgerät verursachte Schallereignis "näher" am ersten Lautsprecher erscheint.Preferably, in a third subfunction a static Positioning of the receiver-side data terminal caused sound event simulated. This is done a Delay of the supplied by the receiver-side terminal monaural input signal to this as a first output signal play. At the same time the input signal passed on unchanged to it as a second output signal to provide. The first output signal arrives then to the second speaker while the second output signal is supplied to the first speaker. The static positioning is thus realized, that caused by the receiver-side data terminal Sound event "closer" appears on the first speaker.

Eigene Rückwürfe mit geringer Verzögerung, wie hier vorgeschlagen, sind erwünscht und in der klassischen Telefonie ausführlich beschrieben. Siehe hierzu z. B. ITU-T G.131 (1996) bzw. ITU-T G.111 (1993) Annex A, Stichwort STMR (Side Tone Masking Rating, Talkers's Sidetone).Own discards with little delay as suggested here are welcome and in the classical telephony described in detail. See z. ITU-T G.131 (1996) and ITU-T G.111 (1993) Annex A, keyword STMR (Side Tone Masking Rating, Talkers's Sidetone).

Vorteilhafterweise wird die statische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät verursachten Schallereignisses und die statische Positionierung des vom empfängerseitigen Datenendgerät verursachten Schallereignisses gleichzeitig simuliert. Dies entspricht im Wesentlichen einer Kombination der ersten und der dritten Teilfunktion. Der eintreffende Schall beider an der Sprachübertragung beteiligter Endgeräte ist somit aus unterschiedlichen Richtungen wahrnehmbar, einschließlich des Echos des empfängerseitigen Endgeräts. Gleichzeitig wird eine Verstärkung des Präzedenzeffektes des durch das empfängerseitige Datenendgerät erzeugten Schalls erreicht. Hiernach ist in Fig. 1 der sogenannte Echo Threshold gemäß Blauert eingezeichnet. Siehe dazu Bild 3.13 der ITU-T G.131 für eine typische Verstärkung im Endgerät. Deutlich ist der "Gewinn" an TELR (Talker Echo Loudness Rating) zu erkennen.Advantageously, the static positioning of the transmitter-side data terminal caused sound event and the static positioning of the receiver side Data terminal simulated sound event simulated simultaneously. This essentially corresponds to a combination the first and the third subfunction. The incoming one Sound of both devices involved in voice transmission terminals is thus perceivable from different directions, including the echo of the receiver-side terminal. At the same time, an enhancement of the precedence effect of the generated by the receiver-side data terminal sound reached. Hereinafter, in Fig. 1, the so-called echo threshold drawn in accordance with Blauert. See Fig. 3.13 of the ITU-T G.131 for a typical amplification in the terminal. Clear is the "profit" of TELR (Talker Echo Loudness Rating) to recognize.

Die erfindungsgemäße Lösung sieht in einer anderen Ausführungsform vor, die dynamische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät verursachten Schallereignisses und die statische Positionierung des vom empfängerseitigen Datenendgerät verursachten Schallereignisses gleichzeitig zu simulieren. Dies entspricht im Wesentlichen einer Kombination der zweiten und der dritten Teilfunktion. Vorteilhafterweise wird dadurch das vom empfängerseitigen Datenendgerät verursachte Schallereignis, das Echo dieses Schallereignisses und das vom senderseitigen Datenendgerät verursachte Schallereignis aus unterschiedlichen Richtungen wahrgenommen. Hierdurch ist es möglich, den vom senderseitigen Datenendgerät eintreffenden Schall bzw. den vom empfängerseitigen Datenendgerät eintreffenden Schall gegenüber dem Echo des vom empfängerseitigen Datenendgerät eintreffenden Schalls perzeptiv hervorzuheben.The solution according to the invention provides in another embodiment before, the dynamic positioning of the transmitter side Data terminal caused sound event and that static positioning of the receiver-side data terminal simulated sound event simultaneously. This essentially corresponds to a combination of second and third subfunction. Advantageously thereby caused by the receiver-side terminal Sound event, the echo of this sound event and that of the transmitter-side data terminal caused sound event perceived different directions. This is it possible, the arriving from the transmitter-side terminal Sound or the incoming from the receiver-side data terminal Sound opposite to the echo of the receiver side Data terminal device incoming sound perceptive highlight.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die binaurale Kopfsprechgarnitur mit einer Signalverarbeitungseinrichtung ausgebildet, die mindestens ein Laufzeitelement aufweist. Das Laufzeitelement erzeugt demnach die oben beschriebene Phasenverschiebung der jeweiligen Ausgangssignale. Alternativ oder zusätzlich kann die Signalverarbeitungseinrichtung mindestens ein Dämpfungselement und/oder mindestens ein HRTF (Head Related Transfer Function)-Verarbeitungselement vorsehen. Neben der Phasenverschiebungen sind dann auch Amplitudenverstärkungen und/oder Klangunterschiede erzeugbar. Vorteilhafterweise ist mit Hilfe dieser Elemente, mit der Kombination von Elementen und insbesondere mit der Kombination aller Elemente ein realistisches dreidimensionales Hören auch bei Verwendung binauraler Kopfhörer erzeugbar, weil ein natürliches Hören durch Zeitverzögerungen, Intensitätsunterschiede und Klangverfärbungen charakterisiert ist.In a further preferred embodiment, the binaural Headphone set with a signal processing device formed, which has at least one delay element. The runtime element thus generates the one described above Phase shift of the respective output signals. alternative or additionally, the signal processing device at least one damping element and / or at least one HRTF (Head Related Transfer Function) processing element provide. In addition to the phase shifts are then also amplitude gains and / or sound differences can be generated. Advantageously, with the help of these elements, with the Combination of elements and in particular with the combination of all elements a realistic three-dimensional listening also when using binaural headphones generated because a natural hearing through time delays, intensity differences and discoloration is characterized.

Weitere Merkmale und Vorteile einer erfindungsgemäßen Vorrichtungen ergeben sich aus den Merkmalen und Vorteilen der erfindungsgemäßen Verfahren.Further features and advantages of a device according to the invention arise from the characteristics and advantages of inventive method.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von einem Ausführungsbeispiel genauer beschrieben, das anhand der Abbildung erläutert wird. Hierbei zeigen:

  • Fig. 1 eine Graphik zur Akzeptanzbeurteilung der Konversation (Talker Echo Tolerance Curves),
  • Fig. 2 eine Ausführungsform der Erfindung.
    • The invention will be described in more detail below with reference to an embodiment, which will be explained with reference to the figure. Hereby show:
  • 1 is a graph of acceptance assessment of the conversation (Talker Echo Tolerance Curves),
  • Fig. 2 shows an embodiment of the invention.

    • Fig. 1 zeigt sogenannte "Talker Echo Tolerance Curves", die bzgl. der vorzufindenden Echos auf die Sprachqualität schließen lassen. Die Kurven erlauben demgemäß die Akzeptanzbeurteilung der Konversation. Dabei wird auf der Abszisse die mittlere Echo-Übertragungszeit (Mean Echo Transmission Time) T und auf der Ordinate das Talker Echo Loudness Rating TELR aufgetragen. Die Kurve K1 zeigt die Mithörschwelle (Masked Threshold), die Kurve K2 zeigt die Akzeptable (Acceptable). Die Akzeptable ist äquivalent der Kurve, bei der ein störendes Echo mit einer Wahrscheinlichkeit von 1% auftritt. Die Kurve K3 bezeichnet den Grenzfall (Limiting Case), die Kurve K4 hingegen den binauralen Grenzfall (Binaural Limiting Case) bei einer Anordnung stereophoner Lautsprecher mit einem Winkel von 80°).Fig. 1 shows so-called "Talker Echo Tolerance Curves", the regarding the echoes to be found on the voice quality to let. The curves accordingly allow the acceptance assessment the conversation. It is on the abscissa the mean echo transmission time (Mean Echo Transmission Time) T and on the ordinate the Talker Echo Loudness Rating TELR applied. The curve K1 shows the listening threshold (Masked Threshold), the curve K2 shows the Acceptable. The acceptable is equivalent to the curve, in which a disturbing Echo occurs with a probability of 1%. The Curve K3 denotes the limiting case (limiting case), the curve K4, however, the binaural limiting case in an arrangement of stereophonic speakers with an angle of 80 °).

    In Fig. 2 ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung als funktionales Blockschaltbild dargestellt. Hierbei ist ein senderseitiges Datenendgerät mit dem Bezugszeichen B und ein empfängerseitiges Datenendgerät mit dem Bezugszeichen A benannt. Das empfängerseitige Datenendgerät A ist idealerweise mit einem binauralen Kopfhörer ausgestattet, der wiederum einen ersten Lautsprecher L und einen zweiten Lautsprecher A aufweist.In Fig. 2 is an embodiment of the invention Device shown as a functional block diagram. Here is a transmitter-side data terminal with the reference numeral B and a receiver-side data terminal with the reference numeral A named. The receiver-side data terminal A is ideally equipped with a binaural headphone, in turn, a first speaker L and a second Speaker A has.

    Um den Signalfluss entsprechend zu steuern, befindet sich zwischen den jeweiligen Endgeräten A, B eine Signalverarbeitungseinrichtung 1. In dieser Ausführungsform weist die Signalverarbeitungseinrichtung 1 drei Funktionsblöcke F1, F2, F3 und ein Pegelverarbeitungs-Element PVE auf.To control the signal flow accordingly, is located between the respective terminals A, B, a signal processing device 1. In this embodiment, the signal processing device 1 three function blocks F1, F2, F3 and a level processing element PVE.

    Die Funktionsblöcke F1, F2 und F3 weisen jeweils mindestens ein Laufzeitelement (nicht gezeigt) auf. Alternativ oder ergänzend können die Funktionsblöcke F1, F2 und F3 auch jeweils mit mindestens einem Dämpfungselement und/oder einem HRTF (Head Related Transfer Function)-Verarbeitungselement (nicht gezeigt) ausgebildet sein. The function blocks F1, F2 and F3 each have at least a runtime element (not shown). Alternative or supplementary The function blocks F1, F2 and F3 can also each with at least one damping element and / or a HRTF (Head Related Transfer Function) processing element (not shown).

    In diesem Ausführungsbeispiel sind Funktionsblock F1 und Funktionsblock F2 hintereinander geschaltet, der Funktionsblock F2 ist parallel zu Funktionsblock F1 geschaltet.In this embodiment, function blocks F1 and Function block F2 connected in series, the function block F2 is connected in parallel to function block F1.

    Von dem senderseitigen Datenendgerät B wird eine Sprachverbindung zu einem empfängerseitigen Datenendgerät A aufgebaut, wobei die Verknüpfung mit Hilfe eines Vermittlungsnetzes über VoIP verläuft.From the transmitter-side data terminal B is a voice connection constructed to a receiver-side data terminal A, the link being made using a switching network via VoIP is running.

    Das senderseitige Datendendgerät B überträgt ein monaurales Eingangssignal in einem Schritt 100 an den ersten Funktionsblock F1. Gleichzeitig überträgt das senderseitige Datenendgerät B das monaurale Eingangssignal in einem Schritt 101 an den Funktionsblock F2 und in einem Schritt 102 an das Pegelvergleichselement PVE.The transmitter-side data terminal B transmits a monaural Input signal in a step 100 to the first function block F1. At the same time, the transmitter-side data terminal transmits B the monaural input signal in a step 101 the function block F2 and in a step 102 to the level comparison element PVE.

    Funktionsblock F1 verzögert das empfangene Signal und überträgt es in einem Schritt 200 an den Funktionsblock F3. Gleichzeitig lässt Funktionsblock F1 das empfangene Signal unverändert passieren und überträgt das unveränderte Signal in einem Schritt 201 ebenfalls an den Funktionsblock F3. Das an Funktionsblock F2 aus Schritt 101 anliegende Signal unterliegt in dem Funktionsblock F2 einer ersten Verzögerung und wird mit dieser in einem Schritt 300 an Funktionsblock F3 geliefert. Gleichzeitig unterliegt das aus Schritt 101 an Funktionsblock F2 anliegende Signal einer zweiten Verzögerung und wird mit dieser in einem Schritt 301 an Funktionsblock F3 übergeben.Function block F1 delays the received signal and transmits it in a step 200 to the function block F3. At the same time function block F1 leaves the received signal pass unchanged and transmits the unchanged signal in a step 201 also to the function block F3. The subject to function block F2 from step 101 signal in the function block F2 of a first delay and is supplied with this in a step 300 to function block F3. At the same time, this is subject to function block from step 101 F2 applied signal of a second delay and with this in a step 301 to function block F3 to hand over.

    Auch das Pegelvergleichselement PVE empfängt in einem Schritt 102 das vom senderseitigen Datenendgerät B gelieferte Signal. Gleichzeitig liegt an dem Pegelvergleichselement PVE ein vom empfängerseitigen Datenendgerät A geliefertes Signal an, das in einem Schritt 502 weitergegeben wird. Die oben beschriebene, in Funktionsblock F2 durchgeführte erste und zweite Verzögerung des vom senderseitigen Datenendgerät B gelieferte Signals erfolgt dann in Abhängigkeit eines mittleren Pegelvergleichs der von den Datenendgeräten A, B gelieferten Signale.Also, the level prediction element PVE receives in one step 102, the signal supplied from the transmitter-side data terminal B. At the same time, there is a signal from the level comparison element PVE receiver-side data terminal A delivered signal that in a step 502. The above described, in function block F2 performed first and second delay supplied by the transmitter-side terminal B Signal then takes place as a function of a mean level comparison the signals supplied by the data terminals A, B.

    An Funktionsblock F3 liegen nun die aus den Schritten 200 und 300 bzw. aus den Schritten 201 und 301 stammenden Signale an. Gleichzeitig liegt an Funktionsblock F3 das aus einem Schritt 501 stammende Signal des empfängerseitigen Datenendgeräts an. Die aus den Schritten 200 und 300 stammenden Signale können in diesem Ausführungsbeispiel Funktionsblock F3 ungehindert passieren und werden in einem Schritt 400 anschließend dem ersten Lautsprecher L zugeführt. Auch die aus den Schritten 201 und 301 resultierenden, an Funktionsblock F3 anliegenden Signale können den letzten Funktionsblock F3 ohne eine weitere Bearbeitung passieren, werden allerdings in einem Schritt 401 dem zweiten Lautsprecher R zugeführt. Aufgrund der bereits vorab in den Funktionsblöcken F1 und F2 durchgeführten Signalverzögerungen erfolgt einerseits eine statische Positionierung eines vom senderseitigen Datenendgerät B induzierten Schallereignisses "näher" an dem zweiten Lautsprecher R, während andererseits eine dynamische Positionierung eines vom senderseitigen Datenendgerät B induzierten Schallereignisses "näher" an dem jeweiligen Lautsprecher erreicht wird, der jeweils die Signale mit den geringeren Verzögerungen empfängt.At function block F3 are now from the steps 200 and 300 or from the steps 201 and 301 originating signals. At the same time, function block F3 has one step 501 originating signal of the receiver-side data terminal. The signals originating from steps 200 and 300 can in this embodiment, function block F3 unhindered happen and then in a step 400 the first speaker L supplied. Also from the steps 201 and 301, applied to function block F3 Signals can be the last function block F3 without another Editing happen, however, in one step 401 supplied to the second speaker R. Because of already performed in advance in function blocks F1 and F2 Signal delays occurs on the one hand, a static positioning one of the transmitter-side data terminal B induced Sound event "closer" to the second speaker R, while On the other hand, a dynamic positioning of the transmitter-side data terminal B induced sound event "closer" to the respective speaker is achieved, respectively receives the signals with the slower delays.

    Funktionsblock F3 verzögert das in Schritt 501 übergebene Signal und führt dieses dem zweiten Lautsprecher R zu. Gleichzeitig passiert das in Schritt 501 übertragene Signal den Funktionsblock F3 ungehindert und wird an den ersten Lautsprecher L übergeben. Damit wird, wie bereits oben erwähnt, eine statische Positionierung des vom empfängerseitigen Datenendgerät A induzierten Schallereignisses "näher" an dem ersten Lautsprecher L erreicht.Function block F3 delays the transfer in step 501 Signal and this leads to the second speaker R. At the same time, the signal transmitted in step 501 passes the function block F3 unhindered and is at the first Hand over loudspeaker L. This will, as mentioned above, a static positioning of the receiver side Data terminal A induced sound event "closer" to reached the first speaker L.

    Schließlich sendet das empfängerseitige Datenendgerät A in einem Schritt 500 ein Signal ohne weiter Verarbeitung direkt an das empfängerseitige Datenendgerät B. Finally, the receiver-side data terminal A sends in Step 500, a signal without further processing directly to the receiver-side data terminal B.

    Die hier vorgeschlagene Aufspaltung eines monauralen Eingangssignals und dessen Verarbeitung zur Erlangung von Laufzeitunterschieden ermöglicht ein dreidimensionales Hören über einen binauralen Kopfhörer, das einem natürlichen Hören nachempfunden ist. Da das natürliche Hören auf Laufzeitunterschieden, Pegelunterschieden und Klangverfärbungen des eintreffenden Schalls aus unterschiedlichen Schallquellen resultiert, kann ein dreidimensional empfundenes Hören idealerweise dadurch nachempfunden werden, dass sowohl Laufzeitunterschiede als auch Pegelunterschiede und Klangverfärbungen erzeugt werden.The here proposed splitting of a monaural input signal and its processing for obtaining runtime differences allows three-dimensional listening over a binaural headphone that emulates a natural hearing is. Because natural listening to runtime differences, Level differences and color discoloration of the incoming Sound from different sound sources results, can a three-dimensional hearing ideally be simulated by the fact that both transit time differences as well as level differences and discoloration become.

    Das oben beschriebene Ausführungsbeispiel beschreibt die Funktionsblöcke als Signalverarbeitungsblöcke, deren Ziel es ist, Laufzeitunterschiede und damit Phasendifferenzen aus einem monauralen Eingangssignal durch dessen Aufspaltung zu erzeugen. Alternativ ist es möglich, die Laufzeitelemente durch Dämpfungselemente zu ersetzten. Dabei wird ein räumliches Hören nachempfunden, das lediglich über eine Amplitudenverstärkung bzw.-dämpfung realisiert wird. Auch ist es möglich, ausschließlich HRTF (Head Related Transfer Function)-Verarbeitungselemente vorzusehen, um die Beschaffenheit von Kopf und Ohren und damit die Richtcharakteristik des Ohres zu simulieren. Die Funktionsblöcke F1 bis F3 können jedoch auch alle Signalverarbeitungselemente gleichzeitig aufnehmen, um so ein optimales Ergebnis bzgl. der Simulation des natürlichen Hörens zu erreichen.The embodiment described above describes the Function blocks as signal processing blocks whose goal is is, runtime differences and thus phase differences from one to generate monaural input signal by its splitting. Alternatively, it is possible to run through the runtime elements To replace damping elements. This is a spatial hearing imitated, which only has an amplitude gain or damping is realized. Also it is possible, exclusively HRTF (Head Related Transfer Function) processing elements to provide the nature of the head and Ears and thus to simulate the directional characteristic of the ear. However, the function blocks F1 to F3 can also all Record signal processing elements at the same time, so a optimal result regarding the simulation of natural hearing to reach.

    Alternativ, jedoch nicht gezeigt, ist es beispielsweise möglich, die Funktionsblöcke F1 und F3 zu kombinieren. Dies entspricht im Wesentlichen der dargestellten Ausführungsform gemäß Fig. 2, ohne jedoch das vom senderseitigen Datenendgerät B gelieferte monaurale Eingangssignal am Funktionsblock F2 zur Verfügung zu stellen. Die Signale durchlaufen dann Funktionsblock F3 unter gleichzeitiger Verarbeitung des vom empfängerseitigen Datenendgerät A gelieferten Eingangssignals, um dann dem Lautsprecher L bzw. R zugeführt zu werden. Alternatively, but not shown, it is possible, for example, to combine the function blocks F1 and F3. This matches with essentially according to the illustrated embodiment Fig. 2, but without the transmitter-side data terminal B delivered monaural input signal at the function block F2 to provide. The signals then pass through function block F3 with simultaneous processing of the receiver side Data terminal A supplied input signal, to then be supplied to the speaker L and R, respectively.

    Ferner ist es möglich, jedoch ebenfalls nicht gezeigt, die Funktionsblöcke F2 und F3 miteinander zu kombinieren. Auch hier kann im Wesentlichen die bereits beschriebene Fig. 2 zugrunde gelegt werden, allerdings unter Ausschluss von Funktionsblock F1. Das vom senderseitigen Datenendgerät B gelieferte monaurale Eingangssignal wird hier ausschließlich an Funktionsblock F2 bzw. an das Pegelvergleichs-Element PVE geliefert, um die daraus resultierenden Ausgangssignale über den Funktionsblock F3 an die Lautsprecher L bzw. R weiterzugeben. In Funktionsblock F3 erfolgt gemäß der Teilfunktion F3 die Verarbeitung des monauralen Eingangssignals des empfängerseitigen Datenendgeräts A.Furthermore, it is possible, but not shown, the Combine function blocks F2 and F3 with each other. Also Here, essentially the already described Fig. 2 basis, but excluding function block F1. The delivered from the transmitter-side terminal B monaural input signal is here exclusively Function block F2 or supplied to the level comparison element PVE, to the resulting output signals via to pass the function block F3 to the speakers L and R, respectively. In function block F3 takes place according to the subfunction F3, the processing of the monaural input signal of the receiver side Data terminal A.

    Die Kombination zweier Funktionsblöcke stellt eine qualitativ hochwertige und trotzdem kostengünstige Variante dar, wobei die Qualität der dreidimensionalen Simulation jeweils mit Rücksicht auf das Einsatzgebiet der Kopfsprechgarnitur abzustimmen ist.The combination of two functional blocks represents a qualitative high-quality yet cost-effective variant, where the quality of the three-dimensional simulation each with Consideration must be given to the field of application of the headset is.

    Die Veränderung des monauralen Signals mit Hilfe eines dieser Verarbeitungselement erzeugt ebenfalls ein Hörereignis, das zumindest Komponenten des natürlichen Hörens widerspiegelt. Damit ist es bei Anwendung der vorgeschlagenen Kopfsprechgarnitur möglich, unterschiedliche Schallquellen zu orten und insbesondere die Wahrnehmung von Rückwürfen zu unterdrücken. Dies begründet sich durch das nachempfundene natürliche Hören, bei dem der Mensch die Unterdrückung der Wahrnehmung von Rückwürfen tatsächlich gelernt hat.The change of the monaural signal with the help of one of these Processing element also generates a listening event, the at least components of natural hearing reflects. This is the application of the proposed headset possible to locate different sound sources and in particular, to suppress the perception of discards. This is due to the simulated natural hearing, in which man suppresses the perception of Discards actually learned.

    Die ausschließliche Verwendung einzelner Funktionsblöcke als Laufzeitelemente und/oder Dämpfungselemente und/oder HRTF-Verarbeitungselemente ermöglicht bereits einen räumlichen Höreindruck, der beispielsweise dann ausreichend ist, wenn während der Kommunikation kaum Hintergrundgeräusche auftreten. The exclusive use of individual function blocks as Runtime elements and / or damping elements and / or HRTF processing elements Already allows a spatial Auditory impression, which is sufficient, for example, if During the communication hardly any background noise occurs.

    An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass alle oben beschriebenen Teile für sich alleine gesehen und in jeder Kombination, insbesondere die in der Zeichnung dargestellten Details als erfindungswesentlich beansprucht werden. Abänderungen hiervon sind dem Fachmann geläufig. So können an die Stelle der oben erwähnten Laufzeit- bzw. Verzögerungselemente Mittel zur Vorzeichenumkehr eines der verarbeiteten Signale treten.At this point, it should be noted that all the above Parts seen on their own and in any combination, in particular the details shown in the drawing claimed as essential to the invention. amendments this is familiar to the person skilled in the art. So can to the Location of the above-mentioned delay elements Means for reversing the sign of one of the processed signals to step.

    Claims (15)

    Verfahren zur Wiedergabe eines aus einem monauralen Eingangssignal erzeugten, aus einem ersten Ausgangssignal und einem zweiten Ausgangssignal bestehenden binauralen Ausgangssignals über mindestens einen ersten und einen zweiten Lautsprecher (L, R) einer binauralen Kopfsprechgarnitur insbesondere für VoIP-Anwendungen,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    aus dem monauralen Eingangssignal durch Phasenverschiebung und/oder Amplitudenverstärkung oder -abschwächung das erste Ausgangssignal und/oder das zweite Ausgangssignal zur binauralen Simulation erzeugt wird, um ein Hörereignis zu erhalten, das eine subjektiv empfundene statische und/oder dynamische Positionierung eines Schallereignisses darstellt.    Method for reproducing a binaural output signal generated from a monaural input signal and comprising a first output signal and a second output signal via at least one first and a second loudspeaker (L, R) of a binaural headset, in particular for VoIP applications,
    characterized in that
    the first output signal and / or the second output signal for binaural simulation is generated from the monaural input signal by phase shifting and / or amplitude amplification or attenuation in order to obtain a hearing event which represents a subjectively perceived static and / or dynamic positioning of a sound event.         Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das monaurale Eingangssignal von einem sender- und/oder einem empfängerseitigen Datenendgerät (B, A) der VoIP-Anwendung geliefert wird.    Method according to claim 1,
    characterized in that
    the monaural input signal is provided by a transmitter and / or a receiver-side data terminal (B, A) of the VoIP application.         Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    durch die Phasenverschiebung die statische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät (B) verursachten Schallereignisses simuliert wird, indem das erste Ausgangssignal durch eine Verzögerung des Eingangssignals und das zweite Ausgangssignal durch eine unveränderte Wiedergabe des Eingangssignals erzeugt und das erste Ausgangssignal dem ersten Lautsprecher (L) und das zweite Ausgangssignal dem zweiten Lautsprecher (R) zugeführt werden.    Method according to claim 1 or 2,
    characterized in that
    the phase shift simulates the static positioning of the sound event caused by the transmitter-side data terminal (B) by generating the first output signal by delaying the input signal and the second output signal by an unaltered reproduction of the input signal and the first output signal to the first loudspeaker (L) and the first output signal second output signal to the second loudspeaker (R) are supplied.         Verfahren einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    durch die Phasenverschiebung die dynamische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät (B) verursachten Schallereignisses simuliert wird, indem in Abhängigkeit von einem mittleren Pegelvergleich zwischen dem vom senderseitigen Datenendgerät (B) gelieferten Eingangssignal und dem vom empfängerseitigen Datenendgerät (A) gelieferten Eingangssignal das erste Ausgangssignal durch eine erste Verzögerung des vom senderseitigen Datenendgerät (B) gelieferten Eingangssignals und das zweite Ausgangssignal durch eine zweite Verzögerung des Eingangssignals erzeugt und das erste Ausgangssignal dem ersten Lautsprecher (L) und das zweite Ausgangssignal dem zweiten Lautsprecher (R) zugeführt werden.    Method according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the dynamic positioning of the sound event caused by the transmitter-side data terminal (B) is simulated by the phase shift by passing the first output signal through a signal supplied by the transmitter-side terminal (B) and the input signal from the receiver-side terminal (A) in response to a mean level comparison first delay of the input signal provided by the transmitter-side data terminal (B) and the second output signal generated by a second delay of the input signal and the first output signal to the first loudspeaker (L) and the second output signal to the second loudspeaker (R) are supplied.         Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    durch die Phasenverschiebung die statische Positionierung des vom empfängerseitigen Datenendgerät (B) verursachten Schallereignisses simuliert wird, indem das erste Ausgangssignal durch eine Verzögerung des Eingangssignals und das zweite Ausgangssignal durch eine unveränderte Wiedergabe des Eingangssignals erzeugt und das erste Ausgangssignal dem zweiten Lautsprecher (R) und das zweite Ausgangssignal dem ersten Lautsprecher (L) zugeführt werden.    Method according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the phase shift simulates the static positioning of the sound event caused by the receiver-side data terminal (B) by generating the first output signal by delaying the input signal and the second output signal by an unchanged reproduction of the input signal and the first output signal to the second loudspeaker (R) and the first output signal second output signal to the first speaker (L) are supplied.         Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die statische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät (B) verursachten Schallereignisses und die statische Positionierung des vom empfängerseitigen Datenendgerät (A) verursachten Schallereignisses gleichzeitig simuliert werden.    Method according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the static positioning of the sound event caused by the transmitter-side data terminal (B) and the static positioning of the sound event caused by the receiver-side data terminal (A) are simultaneously simulated.         Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die dynamische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät (B) verursachten Schallereignisses und die statische Positionierung des vom empfängerseitigen Datenendgerät (A) verursachten Schallereignisses gleichzeitig simuliert werden.     Method according to one of the preceding claims,
    characterized in that
    the dynamic positioning of the sound event caused by the transmitter-side data terminal (B) and the static positioning of the sound event caused by the receiver-side data terminal (A) are simultaneously simulated.         Binaurale Kopfsprechgarnitur insbesondere für VoIP-Anwendungen, mit mindestens einem ersten und einem zweiten Lautsprecher (L, R) zur Ausgabe eines aus einem monauralen Eingangssignal erzeugten, aus einem ersten Ausgangssignal und einem zweiten Ausgangssignal bestehenden binauralen Ausgangssignals; und einer Verbindung zu einem empfängerseitigen Datenendgerät (A); gekennzeichnet durch
    eine Signalverarbeitungseinrichtung (1), die aus dem monauralen Eingangssignal durch Phasenverschiebung und/oder Amplitudenverstärkung oder -abschwächung das erste Ausgangssignal und/oder das zweite Ausgangssignal zur binauralen Simulation erzeugt, um ein Hörereignis zu erhalten, das eine subjektiv empfundene statische und/oder dynamische Positionierung eines Schallereignisses darstellt.    Binaural headset especially for VoIP applications, with at least a first and a second loudspeaker (L, R) for outputting a binaural output signal generated from a monaural input signal, consisting of a first output signal and a second output signal; and a connection to a receiver-side data terminal (A); marked by
    a signal processing device (1) which generates the first output signal and / or the second output signal for binaural simulation from the monaural input signal by phase shifting and / or amplitude amplification or attenuation, in order to obtain a hearing event which is a subjectively perceived static and / or dynamic positioning represents a sound event.         Binaurale Kopfsprechgarnitur nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Signalverarbeitungseinrichtung (1) ausgebildet ist, um das monaurale Eingangssignal von dem empfängerseitigen und/oder einem senderseitigen Datenendgerät (A, B) zu empfangen.    Binaural headset according to claim 8,
    characterized in that
    the signal processing device (1) is designed to receive the monaural input signal from the receiver-side and / or a transmitter-side data terminal (A, B).         Binaurale Kopfsprechgarnitur nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Signalverarbeitungseinrichtung (1) mindestens ein Element zur Phasenbeeinflussung, insbesondere zur Vorzeichenumkehr, oder Laufzeitelement und/oder mindestens ein Dämpfungselement und/oder mindestens ein HRTF (Head Related Transfer Function)-Verarbeitungselement aufweist, um eine Phasenverschiebung und/oder Amplitudenverstärkung und/oder Klangunterschiede zu erzeugen.    Binaural headset according to claim 8 or 9,
    characterized in that
    the signal processing device (1) has at least one element for phase influencing, in particular for sign reversal, or delay element and / or at least one attenuation element and / or at least one HRTF (Head Related Transfer Function) processing element, for a phase shift and / or amplitude amplification and / or sound differences to create.         Binaurale Kopfsprechgarnitur nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Signalverarbeitungseinrichtung (1) ausgebildet ist, um durch die Phasenverschiebung die statische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät (B) verursachten Schallereignisses zu simulieren, indem das mindestens eine Laufzeitelement im Signalweg das erste Ausgangssignal durch eine Verzögerung des Eingangssignals und das zweite Ausgangssignal durch eine unveränderte Wiedergabe des Eingangssignals erzeugt, und das erste Ausgangssignal dem ersten Lautsprecher (L) und das zweite Ausgangssignal dem zweiten Lautsprecher (R) zuführt.    Binaural headset according to one of claims 8 to 10,
    characterized in that
    the signal processing device (1) is designed to simulate the static positioning of the sound event caused by the transmitter-side data terminal (B) by the phase shift by the at least one delay element in the signal path, the first output signal by a delay of the input signal and the second output signal by an unchanged playback of the input signal, and supplies the first output signal to the first loudspeaker (L) and the second output signal to the second loudspeaker (R).         Binaurale Kopfsprechgarnitur nach einem der Ansprüche 8 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Signalverarbeitungseinrichtung (1) ausgebildet ist, um durch die Phasenverschiebung die dynamische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät (B) verursachten Schallereignisses zu simulieren, indem das mindestens eine Laufzeitelement im Signalweg in Abhängigkeit von einem mittleren Pegelvergleich zwischen dem vom senderseitigen Datenendgerät (B) gelieferten Eingangssignal und dem vom empfängerseitigen Datenendgerät (A) gelieferten Eingangssignal das erste Ausgangssignal durch eine erste Verzögerung des vom senderseitigen Datenendgerät (B) gelieferten Eingangssignals und das zweite Ausgangssignal durch eine zweite Verzögerung des Eingangssignals erzeugt und das erste Ausgangssignal dem ersten Lautsprecher (L) und das zweite Ausgangssignal dem zweiten Lautsprecher (R) zuführt.    Binaural headset according to one of claims 8 to 11,
    characterized in that
    the signal processing device (1) is designed to simulate, by the phase shift, the dynamic positioning of the sound event caused by the transmitter-side data terminal (B) by the at least one delay element in the signal path in response to a mean level comparison between the input signal supplied by the transmitter-side data terminal (B) and the input signal supplied from the receiver side terminal (A) generates the first output signal by a first delay of the input signal supplied from the transmitter side terminal (B) and the second output signal by a second delay of the input signal and the first output signal to the first speaker (L) and the second output signal Output signal to the second speaker (R) supplies.         Binaurale Kopfsprechgarnitur nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Signalverarbeitungseinrichtung (1) ausgebildet ist, um durch die Phasenverschiebung die statische Positionierung des vom empfängerseitigen Datenendgerät (A) verursachten Schallereignisses zu simulieren, indem das mindestens eine Laufzeitelement im Signalweg das erste Ausgangssignal durch eine Verzögerung des Eingangssignals und das zweite Ausgangssignal durch eine unveränderte Wiedergabe des Eingangssignals erzeugt und das erste Ausgangssignal dem zweiten Lautsprecher (R) und das zweite Ausgangssignal dem ersten (L) Lautsprecher zuführt.    Binaural headset according to one of claims 8 to 12,
    characterized in that
    the signal processing device (1) is designed to simulate the static positioning of the sound event caused by the phase shift by the at least one delay element in the signal path the first output signal by a delay of the input signal and the second output signal by an unchanged playback of the input signal and supplies the first output signal to the second loudspeaker (R) and the second output signal to the first (L) loudspeaker.         Binaurale Kopfsprechgarnitur nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Signalverarbeitungseinrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass die statische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät (B) verursachten Schallereignisses und die statische Positionierung des vom empfängerseitigen Datenendgerät (A) verursachten Schallereignisses gleichzeitig simulierbar sind.    Binaural headset according to one of claims 8 to 13,
    characterized in that
    the signal processing device (1) is designed such that the static positioning of the sound event caused by the transmitter-side data terminal (B) and the static positioning of the sound event caused by the receiver-side data terminal (A) can be simultaneously simulated.         Binaurale Kopfsprechgarnitur nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Signalverarbeitungseinrichtung (1) derart ausgebildet ist, dass die dynamische Positionierung des vom senderseitigen Datenendgerät (B) verursachten Schallereignisses und die statische Positionierung des vom empfängerseitigen Datenendgerät (A) verursachten Schallereignisses gleichzeitig simulierbar sind.    Binaural headset according to one of claims 8 to 14,
    characterized in that
    the signal processing device (1) is designed such that the dynamic positioning of the sound event caused by the transmitter-side data terminal (B) and the static positioning of the sound event caused by the receiver-side data terminal (A) can be simultaneously simulated.
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