Soundsysteme Quantum Logic Surround: Klang in der dritten Dimension

Soundsysteme sind heute fester Bestandteil der Sonderausstattungsliste nahezu jeder Fahrzeugklasse. Für ein authentisches und emotionales Musikerlebnis reichen weitere Lautsprecher oder artifizielle Effekte aber nicht aus.

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Valeo GmbH

INFICON

AGTOS Gesellschaft für technische Oberflächensysteme mbH GmbH

Harman Automotive Systems GmbH

Die Qualität der Musikwiedergabe aktueller Premium- und High-End-Soundsysteme im Auto entspricht inzwischen dem Niveau hochwertiger Heim-HiFi-Anlagen. Stellenweise glaubt man, in einem Live-Konzert zu sitzen. Dies ist umso beeindruckender, als dass das Fahrzeug durch seine komplexen Akustikeigenschaften eine große Herausforderung an die Ingenieure stellt. Der Mix aus undefinierten Resonatoren, chaotischen Reflexionsflächen, porösen und Platten-Absorbern sowie die unsymmetrischen geometrischen Rahmenbedingungen erschweren die akustisch korrekte Wiedergabe erheblich. Das übergeordnete Ziel der Ingenieure beim Soundsystemspezialisten Harman ist jedoch, eine akustisch gleich- und hochwertige Wiedergabequalität auf allen Sitzplätzen im Fahrzeug zu erreichen – ohne dass die Fahrzeuginsassen, je nachdem wo sie sitzen, unterschiedliche Soundsettings wählen müssen.

Kontrolle des Schallfeldes

Ein Meilenstein in der Musikwiedergabe im Fahrzeug war die Einführung von Surround-Sound-Algorithmen, zum Beispiel Logic 7 von Harman im Jahr 2001. Dabei stachen zwei Eigenschaften heraus: Mittels der so genannten Upmixing-Technik konnten die Toningenieure auch im Fahrzeug aus einem Stereo-Signal eine Vielzahl logischer Ausgangskanäle generieren, etwa Front Links + Rechts, Center, Subwoofer etc.. Außerdem ermöglichten die damit eingeführten Systemarchitekturen mit einer Vielzahl von Lautsprechern, akustisch sinnvoll verteilt in der gesamten Fahrzeugkabine, eine bis dato nicht denkbare Kontrolle des Schallfeldes.

Die bisherigen Surround-Algorithmen basieren größtenteils auf Bewertung der Kohärenz der Eingangskanäle. Das bedeutet: Der Algorithmus identifiziert die räumliche Zuordnung eines Instrumentes über Phasenlage und Pegel in den beiden Stereo-Eingangskanälen Links und Rechts. Solange die Quelle einwandfreie Qualität sicherstellt, etwa eine Original-CD, reicht diese Art der Signalaufbereitung für viele Anwendungen aus – wenn auch in der Kanaltrennung oder der Anfälligkeit zur Artefaktbildung kompromissbehaftet. Sobald die Qualität des Eingangssignals jedoch nicht mehr klar definiert ist, ist das akustische Ergebnis nicht mehr vollständig vorhersehbar. Das trifft zum Beispiel auf alle komprimierten Audioformate wie MP3 und digitales Radio zu, aber auch auf den FM-Radioempfang etwa beim Durchfahren von Häuserschluchten oder Tunnels.

Musik gehörrichtig wiedergeben

Harman hat deshalb einen Algorithmus entwickelt und patentiert, der unabhängig von der Signalintegrität und der Anzahl der Eingangskanäle – zum Beispiel Mono, Stereo oder Multikanal – räumlich zugeordnete Datenströme identifizieren und deren Hallanteile vom „trockenen“ Quellensignal trennen kann. Mit dem als „Quantum Logic Surround“ (QLS) bezeichneten System ist es erstmals möglich, ein Musikstück gehörrichtig korrekt im Fahrzeug wiederzugeben. Hierbei werden die Lautsprecher in der Kabine als Array und nicht mehr als solitäre Kanäle benutzt. Die Hauptlautsprecher sind die Frontkanäle. Die Seitenlautsprecher in den hinteren Türen sowie auf der Hutablage stützen die Bühnenabbildung und geben die Raumreflektionen wieder. Möglich wird das mittels Ansteuerung mit entsprechend prozessierten Audiostreams. Das Ergebnis ist ein Klangbild, das bei der Bühnendarstellung weit über die Grenzen der physikalischen Kabine hinausgeht und sich symmetrisch vor dem Hörer aufbaut – egal wo im Fahrzeug er sich befindet. Das Einzigartige an QLS ist die Möglichkeit, die Hallanteile nun wie in der Realität von der Seite und von hinten in das Klangbild zu integrieren. Das daraus resultierende, subjektiv wahrgenommene Hörerlebnis ist herausragend natürlich.

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