Akustik-Filter Kopfhörer erkennen Schallquellen im „toten Winkel“ des Trägers

Von Kristin Rinortner

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Mit einem an der Universität Ulm entwickelten Filter für Kopfhörer können externe Schallquellen oder Geräusche in der vertikalen Ebene lokalisiert werden. Damit lässt sich jedes akustische Objekt in der Umgebung des Trägers genau orten, insbesondere solche im „toten Winkel“ des Trägers. Der Filter passt in jede Art von Kopfhörern.

Skizze eines möglichen Kopfhörerprototyps mit dem Richtungsfilter, der an der Uni Ulm entwickelt wurde . In diesem Beispiel haben die Formstrukturen (Vorsprünge) die natürliche Form des menschlichen Ohrs. Aber auch andere Designs sind möglich.
Skizze eines möglichen Kopfhörerprototyps mit dem Richtungsfilter, der an der Uni Ulm entwickelt wurde . In diesem Beispiel haben die Formstrukturen (Vorsprünge) die natürliche Form des menschlichen Ohrs. Aber auch andere Designs sind möglich.
(Bild: Timo Oess)

Viele Menschen sind ständig mit Kopfhörern unterwegs und hören Musik oder Gespräche. Die auditive Wahrnehmung der Außenwelt ist dabei stark eingeschränkt. Zudem ist es schwierig zu unterscheiden, ob eine externe Schallquelle von vorne oder von hinten kommt. In der Fachsprache nennt man das „front-back confusion“.

Forscher der Universität Ulm haben in einem von der Baden-Württemberg Stiftung geförderten Projekt einen Filter für Kopfhörer entwickelt, mit dem der Träger unterscheiden kann, ob sich eine externe Schallquelle von vorne oder von hinten nähert.

Vorbild Ohr: Außenschall im Kopfhörer verarbeiten

Der Filter ist ähnlich wie beim menschlichen Gehör an der Außenfläche des Kopfhörers um den Mikrofoneingang herum angeordnet. Die Außenfläche wurde dazu mit spezifisch geformten Strukturen versehen. Diese verändern den Außenschall, ähnlich dem menschlichen Ohr, in seiner spektralen Zusammensetzung so, dass räumlich abhängige Frequenzmodulationen entstehen.

Die daraus wiederum resultierenden „head-related transfer functions (HRTFs)“ ermöglichen eine präzise Lokalisierung der Schallquelle in der vertikalen Ebene und die Auflösung von Mehrdeutigkeiten, die sich aus horizontalen Lokalisierungsmerkmalen ergeben. Auf diese Weise wird die sogenannte „front-back confusion“ vermieden. Der Träger kann dann jede Geräuschquelle in der Umgebung genau lokalisieren, insbesondere auditorische Objekte in seinem „toten Winkel“.

Die Filter lassen sich in alle Arten von Kopfhörern einbauen, wie ohrumschließenden (around the ear), supra-auralen (over the ear) Kopfhörern und auch in In-Ear-Kopfhörern, Headsets oder Knochenleitungs-Kopfhörern, um die so genannte „front-back confusion“ zu vermeiden.

Patente für die Erfindung wurden in Deutschland und verschiedenen europäischen Ländern angemeldet.

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