本发明涉及一种音频系统，用于通过该音频系统的至少一个扬声器播放增强的输出音频信号，其中该音频系统具有用于驱动该扬声器的信号处理单元，该信号处理单元具有数字信号处理器和至少一个数字/模拟转换器和至少一个放大器，其中该信号处理单元连接至或可连接至数据源，以提供待增强的输入音频信号，或者该数据源集成在该信号处理单元中，其中该音频系统具有播放操作模式，用于播放这些增强的输出音频信号；具有听力测试操作模式，用于为听者执行至少一个取决于频率的听力测试；并且附加地还具有数据存储器，用于存储该至少一个利用该音频系统执行的、取决于频率的听力测试的结果。
背景技术：
1、当前已知采取多种设计方式和用于多种应用的音频系统。它们既用于播放音乐和语音文本，也用于播放多种其他音频信号。音频系统既可以在私人环境中使用，例如在自己的公寓里，也可以在小型和大型活动等场合中使用。
2、随着年龄的增长，许多人逐渐出现听力下降的情况，而这一点往往并没有被相应的人员立即察觉。初期听力下降是最常见的日常问题之一。这常常导致在看电视或听其他音频信号时，对声音和对话的理解变得越来越差。通常这种听力下降的情况并不会在整个可听频率范围内均匀发生。实际上，很多时候，不同人员的听力在不同频率范围内会有非常个体化的变化或下降。
3、如今，在听力发生对应的下降时，通常会使用助听器或类似设备，这些设备由听力声学专家通过取决于频率的听力测试为相应的人员进行个体化的调整。但这无法正好由相应的人员自己完成，而是必须寻求专业人士的帮助。
4、例如从de 10 200601 5497b4中已知一种典型的音频系统，该音频系统使听者能够自行执行取决于频率的听力测试，以便在后续播放增强的输出音频信号时将其纳入考虑。
技术实现思路
1、本发明的目的是进一步改进开头所述的、听者可以自行执行取决于频率的听力测试的音频系统。
2、为了实现该目的，本发明从开头所述的音频系统出发，提出：该扬声器是多路扬声器，具有至少两个彼此不同的频段音响单元，用于播放这些增强的输出音频信号，其中该至少两个彼此不同的频段音响单元具有彼此不同的有效频段。
3、在开头提到的现有技术中，输出音频信号在其整个频率范围上经由一个单一的单路扬声器播放，而本发明规定，扬声器是所谓的多路扬声器，在该多路扬声器中设置有两个或更多个频段音响单元，这些频段音响单元具有彼此不同的有效频段。“彼此不同”在此意味着有效频段正好是不一致的。但是它们可以在适当时重叠，也可以完全不重叠。
4、经由至少两个彼此不同的频段音响单元播放增强的输出音频信号，这些频段音响单元在其有效频段方面有所不同，具有这样的优点，即输出音频信号在其整个频率范围上的播放相比现有技术得以极大改善，在现有技术中，输出音频信号的整个频率范围经由一个单一的频段音响单元或一个单一的扬声器播放。通过这种方式，可以更好地利用由听者自己利用该音频系统执行的取决于频率的听力测试的结果，对至少一名听者在频率范围内的特殊听力缺陷进行个体化的补偿。由此，听者可以自行在没有第三方帮助的情况下，特别是在不需要寻求听力声学专家帮助的情况下，最佳化地调整根据本发明的音频系统，使其适应自己听力的当前实际状态，从而可以由音频系统以最佳化地适配个体或多个个体的方式播放输出音频信号。
5、通过不时使用根据本发明的音频系统重复进行取决于频率的听力测试，相应的人员还可以监测自己听力的发展并且及早发现个体听力的变化。为此，也可以经由例如音频系统的对应的屏幕或类似设备以图形方式显示存储在音频系统的数据存储器中的、利用音频系统执行的取决于频率的听力测试的结果。也可以同时显示多个取决于频率的听力测试，以便对变化进行可视化管理并且实现对个体听力的发展的把控。同样可行的是，根据本发明的音频系统提供了对利用音频系统记录的且存储在数据存储器中的取决于频率的听力测试的结果进行后期手动处理的可能性。在音频系统的数据存储器中，还可以存储多个取决于频率的听力测试的结果。这可以例如是不同人员的听力测试。同样可行的是，对一个人的右耳进行一次取决于频率的听力测试，对左耳进行另一次取决于频率的听力测试，并将这些听力测试的结果存储在数据存储器中。除了手动或自动后处理此类取决于频率的听力测试的结果外，还可以对两个或更多个此类取决于频率的听力测试取平均。这可以例如用于在根据本发明的音频系统中为多个人员确定并存储一个平均增益函数，并使用该平均增益函数来播放增强的输出音频信号。当然，对于单独的一名人员来说，也可以对左耳和右耳的取决于频率的听力测试的结果取平均，以便在根据本发明的音频系统中利用该平均播放增强的输出音频信号。
6、在取决于频率的听力测试中，根据不同的频率来确定相应人员或人员的相应耳朵在通常可听频率范围内的听力。取决于频率的听力测试因此将听力表示为频率的函数。在此情况下，在取决于频率的听力测试中，通常确定的是听力的下限，即听阈。为此可以在听力测试中，如已知的那样，依次播放具有特定频率的音频信号，首先是低音量，然后逐渐增大音量。一旦接受测试的人员或接受测试的耳朵在对应的频率和对应的音量下听到信号，则就确定了该频率的听阈。为了使音频系统能够得知这一情况，有利地设置为，音频系统连接至或可连接至可由听者操作的输入单元，或者该输入单元集成到音频系统中，以执行取决于频率的听力测试。输入单元可以无线或有线地与音频系统连接。输入单元当然也可以直接集成到音频系统中。该输入单元可以例如是简单的有线按钮，人员在相应的频率下听到信号时可以按下该按钮。该输入单元也可以是无线遥控器或类似的装置。同样，现代化的通信设备如电话、智能手机、平板电脑、基于浏览器的界面等也可以集成到音频系统中，或与该音频系统协同工作，从而作为输入单元使用。在这种本身具有屏幕或类似装置的输入单元上，还可以例如在该输入单元的屏幕上显示用于为相应人员执行听力测试的菜单控制，或者还显示相应的听力测试的结果。
7、作为取决于频率确定听阈(即听力下限)的附加方案或替代方案，还可以在取决于频率的听力测试中取决于频率确定个体的不适阈值。不适阈值表示在某一频率下可以用多大的最大音量向相应人员或相应耳朵播放声音，而尚不至于让个体感到干扰或音量过大。为此也可使用上述输入单元来执行取决于频率的听力测试。测量不适阈值的结果可以例如用来限制音频系统在播放增强的输出音频信号时的最大音量。
8、也可以利用对应合适的输入单元，例如智能手机、平板电脑或类似设备，让音频系统自动识别当前正在使用音频系统的人员。这样，音频系统还可以使用在数据存储器中为该人员个体化存储的取决于频率的听力测试的结果来播放增强的输出音频信号。
9、取决于频率的听力测试的存储结果可以是取决于频率的听力损失曲线本身，也可以是从中计算得出的取决于频率的增益函数。
10、根据本发明的音频系统用于播放根据取决于频率的听力测试而增强的音频信号。在音频系统的播放操作模式下播放的增强的音频信号被称为输出音频信号。音频系统也可以被称为音频设备或音频播放装置等。需由音频系统增强的输入音频信号是这样的音频信号：该音频信号由该音频系统从数据源中读取，根据频率相关的听力测试增强，然后正好作为输出音频信号播放。即，输入音频信号是由音频系统从数据源中读取到的音频信号。
11、该数据源连接至或可连接至音频系统。连接方式可以是无线连接也可以是有线连接。该数据源也可以直接集成到音频系统的信号处理单元中。数据源是已知的存储器本身，在该存储器上可以存储有在此作为输入音频信号的音频信号。数据源也可以是收音机、电视的音频输出或其他任何连接到或可连接到音频系统的数据源，并且从这些数据源中可以下载或读取对应的音频信号，以便由音频系统作为输入音频信号进行增强。根据本发明的音频系统至少具有播放操作模式，在该模式下播放增强的输出音频信号。此外，根据本发明的音频系统还具有听力测试操作模式，用于执行至少一个取决于频率的听力测试，并在随后存储其结果。
12、如前所述，根据本发明的音频系统具有至少一个所谓的多路扬声器作为扬声器。多路扬声器是具有两个或更多个频段音响单元的扬声器，其中这些频段音响单元在其有效频段方面有所不同。频段音响单元是声音产生器或声音转换器，它们针对音频信号的播放在特别限定的有效频段内进行了优化。有效频段是这样的频段：在该频段中，相应的频段音响单元由于其结构样式能够最佳化地播放声音或音调。在现有技术中，这种频段音响单元根据其有效频段的位置也例如被称为高音单元、中音单元或低音单元。根据本发明的多路扬声器可以具有两个、三个、四个或更多个具有不同有效频段的频段音响单元。最小变体例如是，多路扬声器具有高音单元和低音单元作为频段音响单元。在优选变体中设置为，该多路扬声器具有三个频段音响单元，即一个高音单元、一个中音单元和一个低音单元。频段音响单元至少是多路扬声器中将对应的电信号转换为声音或音调，从而正好播放增强的输出音频信号的部分。
13、根据本发明的音频系统可以被构造为所谓的一体化系统，这种系统除了在适当时需要与数据源连接以获得输入音频信号的连接以及需要电源连接以实现其功能以外，不需要任何其他对外连接。在这些变体中，可以省去内联网或互联网连接等对外连接，因此也不会将个体的数据(如取决于频率的听力测试的结果)对外传输。此外，这种系统还有这样的优点：它们也可以独立于其他连接进行操作。在替代方案中，当然也可行的是，将根据本发明的音频系统设计为具有连接到互联网、内联网或其他音频系统的对应接口，从而有针对性地允许与外部系统进行数据交换。在此具体所期望的连接可以根据需求进行个体化的调整。
14、根据本发明的音频系统可以由不同的组件组成。然而在替代方案中还规定，根据本发明的音频系统在一个单一的外壳中构造成个别的、封闭的设备。这样，甚至于多路扬声器和/或用于提供待增强的输入音频信号的数据源都可以一同集成到所述一个外壳中，在该外壳中设有整个音频系统。然而，该至少一个多路扬声器也可以例如布置在自己单独的外壳中。除了至少一个多路扬声器外，音频系统还可以附加地具有经由耳机、结构声转换器和附加的扬声器和/或设备实现的其他输出可能性。适当的接口在现有技术中是已知的。
15、也可行的是，音频系统配备为确定和考虑空间声学。空间声学测量本身在现有技术中是已知的，并且可以以这种方式集成到根据本发明的音频系统中。
16、除了音频系统本身，本发明还涉及一种用于操作此类音频系统的根据本发明的方法。该方法规定，在播放输出音频信号时，由音频系统仅在至少两个彼此不同的频段音响单元的相应的有效频段内各自驱动该至少两个彼此不同的频段音响单元。在听力测试操作模式下，根据本发明的音频系统还可以使用多路扬声器来执行至少一个取决于频率的听力测试。在此意义上，在用于操作根据本发明的音频系统的方法中可以设置为，在为听者执行至少一个取决于频率的听力测试时，由音频系统经由至少两个彼此不同的频段音响单元发出听力测试音频信号，其中经由该相应的听力测试音频信号位于其有效频段内的频段音响单元发出相应的听力测试音频信号。但是还可行的是，在听力测试操作模式下使用另一个扬声器来执行取决于频率的听力测试，例如也可以使用单路扬声器。例如，人们可以使用耳机或骨传导耳机作为单路扬声器，来执行取决于频率的听力测试。使用耳机执行取决于频率的听力测试尤其也适合在需要对听者的左耳和右耳进行相互独立的取决于频率的听力测试时。在这种情况下，根据本发明，在经由根据本发明的音频系统的多路扬声器播放增强的输出音频信号时，可以使用相应的取决于频率的听力测试的结果。
17、在根据本发明的音频系统中，有利地设置为，在音频系统中，每个频段音响单元前面都连接有各自的放大器，这些放大器具有各自的电平调节器。在此进而特别优选的是，每个电平调节器前面都连接有各自的数字/模拟转换器，其中这些数字/模拟转换器可由数字信号处理器驱动。相应的数字/模拟转换器、电平调节器和放大器可以在根据本发明的音频系统的信号处理单元中被实施为单独的部件，并且串联连接。也可设想的是，使用具有数字输入端的所谓可调式数字放大器，该可调式数字放大器自身具有数字/模拟转换器、电平调节器和放大器的功能，从而作为这些组件的集成式设计方式直接驱动相应的频段音响单元。相应的放大器可以是纯模拟放大器。该放大器也可以是数字放大器，该数字放大器记录并增强模拟音频信号，以将其作为增强的信号发送给频段音响单元。该放大器也可能是所谓的混合放大器，该混合放大器结合模拟和数字化增益技术于一体。
18、根据本发明的音频系统可以配置为使得数字信号处理器仅在相应的频段音响单元的有效频段内经由各自的数字/模拟转换器、各自的电平调节器和各自的放大器来驱动相应的频段音响单元。因此在根据本发明的方法的意义上设置为，由数字信号处理器仅在相应的频段音响单元的有效频段内经由各自的数字/模拟转换器、各自的电平调节器和各自的放大器来驱动相应的频段音响单元。
19、根据本发明的音频系统的有利的变体还规定，音频系统具有主处理器，用于驱动数字信号处理器和电平调节器。这样的音频系统可以配置为使得该主处理器经由相应的电平调节器以在相应的频段音响单元的相应的有效频段中统一的电平来驱动相应的放大器。因此在用于操作该音频系统的方法的意义上，设置为，由主处理器经由相应的电平调节器以在相应的频段音响单元的相应的有效频段中统一的电平来驱动相应的放大器。在此背景下，还有利的是，主处理器和/或数字信号处理器根据取决于频率的听力测试的存储的结果，在相应的有效频段内确定在相应的有效频段中统一的电平。可以将在相应的有效频段中统一的电平例如确定为在该频段中通过听力测试确定的增益函数的平均值。本发明的有利的变体至少规定，经由连接在相应的频段音响单元前面的放大器和电平调节器进行粗调，并且经由连接在前面的数字信号处理器进行精调，其中从粗调和精调总和中得出增益函数。
1.一种音频系统(1)，用于通过所述音频系统(1)的至少一个扬声器播放增强的输出音频信号，其中所述音频系统(1)具有用于驱动所述扬声器的信号处理单元(24)，所述信号处理单元具有数字信号处理器(2)和至少一个数字/模拟转换器(3)和至少一个放大器(4)，其中所述信号处理单元(24)连接至或可连接至数据源(5)，以提供待增强的输入音频信号，或者所述数据源(5)集成到所述信号处理单元(24)中，其中所述音频系统(1)具有播放操作模式，用于播放所述增强的输出音频信号：具有听力测试操作模式，用于为听者(6、7、8、9)执行至少一个取决于频率的听力测试；并且附加地还具有数据存储器(10)，用于存储所述至少一个利用所述音频系统(1)执行的、取决于频率的听力测试的结果，其特征在于，所述扬声器是多路扬声器(11)，具有至少两个彼此不同的频段音响单元(12、13、14)，用于播放所述增强的输出音频信号，其中所述至少两个彼此不同的频段音响单元(12、13、14)具有彼此不同的有效频段(15、16、17)。
2.根据权利要求1所述的音频系统(1)，其特征在于，在所述音频系统(1)中，每个频段音响单元(12、13、14)前面都连接有各自的放大器(4)，所述放大器具有各自的电平调节器(18)。
3.根据权利要求2所述的音频系统(1)，其特征在于，每个电平调节器(18)前面都连接有各自的数字/模拟转换器(3)，其中所述数字/模拟转换器(3)可由所述数字信号处理器(2)驱动。
4.根据权利要求3所述的音频系统(1)，其特征在于，所述数字信号处理器(2)仅在相应的频段音响单元(12、13、14)的有效频段(15、16、17)内经由各自的数字/模拟转换器(3)、各自的电平调节器(18)和各自的放大器(4)来驱动所述相应的频段音响单元(12、13、14)。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的音频系统(1)，其特征在于，所述音频系统(1)具有主处理器(19)，用于驱动所述数字信号处理器(2)和所述电平调节器(18)。
6.根据权利要求5所述的音频系统(1)，其特征在于，所述主处理器(19)经由相应的电平调节器(18)以在相应的频段音响单元(12、13、14)的相应的有效频段(15、16、17)中统一的电平(20、21、22)来驱动相应的放大器(4)。
7.根据权利要求6所述的音频系统(1)，其特征在于，所述主处理器(19)和/或所述数字信号处理器(2)根据所述取决于频率的听力测试的所述存储的结果，在相应的有效频段(15、16、17)内确定在所述相应的有效频段(15、16、17)中统一的电平(20、21、22)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的音频系统(1)，其特征在于，所述音频系统(1)连接或可连接至可由所述听者(6、7、8、9)操作的输入单元(23)，或者所述输入单元(23)集成在所述音频系统(1)中，以执行取决于频率的听力测试。
9.一种操作根据权利要求1至8中任一项所述的音频系统(1)的方法，其特征在于，在播放所述输出音频信号时，由所述音频系统(1)仅在至少两个彼此不同的频段音响单元(12、13、14)的相应的有效频段(15、16、17)内驱动所述至少两个频段音响单元。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在为所述听者执行所述至少一个取决于频率的听力测试时，由所述音频系统(1)经由所述至少两个彼此不同的频段音响单元(12、13、14)发出听力测试音频信号，其中经由所述相应的听力测试音频信号位于其有效频段(15、16、17)内的所述频段音响单元(12、13、14)发出相应的听力测试音频信号。
