DE10013432C1 - Microphone device installed in automobile positioned in front of driver facing towards front windscreen for reception of speech signals reflected from windscreen surface - Google Patents
Microphone device installed in automobile positioned in front of driver facing towards front windscreen for reception of speech signals reflected from windscreen surfaceInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Mikrofonanordnung nahe einer Windschutzscheibe vor einem Fahrerplatz im Innenraum eines Kraftfahrzeuges.The invention relates to a microphone arrangement near a Windshield in front of a driver's seat in an interior Motor vehicle.
Telefonanlagen in Kraftfahrzeugen sollten eine Freisprechanlage aufweisen, so daß der Fahrer während eines Telefonates seine Hände für die Bedienung des Kraftfahrzeuges frei zur Verfügung hat. Bei im Fahrzeug stationär eingebauten Freisprechanlagen ist das Mikrofon üblicherweise oberhalb der Windschutzscheibe etwa in deren Mitte angeordnet, und zwar in der Regel an bzw. in der Halterung eines im Fahrzeuginnenraum angeordneten Rückspiegels zur Beobachtung des Verkehrsgeschehens hinter dem jeweiligen Fahrzeug. Beispielsweise ist aus der WO 98/00926 ein an einem Rückspiegel angeordnetes Mikrofon bekannt.Telephone systems in motor vehicles should be one Have handsfree, so that the driver during a Calls his hands for the operation of the motor vehicle freely available. With stationary installed in the vehicle Handsfree is usually above the microphone Windshield arranged approximately in the middle, in usually on or in the holder of one in the vehicle interior Rearview mirror arranged to observe the Traffic behind the respective vehicle. For example, WO 98/00926 is on a rear view mirror arranged microphone known.
Gegebenenfalls kann vorgesehen sein, das vorgenannte Mikrofon nicht nur zur Sprachübermittlung bei einem Telefonat zu nutzen. Vielmehr kann das Mikrofon auch zur Sprachbedienung der Telefonanlage, beispielsweise zur Anwahl eines Telefonanschlusses eines gewünschten Gesprächspartners, und/oder zur Sprachbedienung weiterer Geräte im Fahrzeug verwendet werden, beispielsweise zur Bedienung eines Navigationssystems oder eines Radios od. dgl. Dazu ist beispielsweise aus der DE 43 20 976 A1 bekannt, ein Mikrofon im Gesprächsbereich des Fahrers direkt gegenüber nahe der Windschutzscheibe, z. B. am Lenkrad oder am Armaturenbrett, anzuordnen. If necessary, the aforementioned microphone can be provided not only for voice transmission during a phone call use. Rather, the microphone can also be used for voice control the telephone system, for example to dial one Telephone connection of a desired conversation partner, and / or for voice control of other devices in the vehicle be used, for example to operate a Navigation system or a radio or the like known from DE 43 20 976 A1, for example, a microphone in the driver’s conversation area directly opposite the Windshield, e.g. B. on the steering wheel or on the dashboard, to arrange.
Der Einbau des Mikrofons am bzw. im Spiegelhalter ist insofern vorteilhaft, als der Spiegelhalter bei heutigen Fahrzeugen regelmäßig mit einer Innenraumbeleuchtung bzw. zugehörigen, manuell zu betätigenden Schaltern kombiniert ist, so daß bei der Verlegung der für die Leuchten bzw. Schalter notwendigen elektrischen Verdrahtung auch die elektrischen Leitungen des Mikrofons verlegt werden können und das Mikrofon ein Element einer Spiegelhalterbaugruppe bildet.The installation of the microphone on or in the mirror holder is therefore advantageous as the mirror holder in today's vehicles regularly with interior lighting or associated, manually operated switches is combined, so that at the laying of the necessary for the lights or switches electrical wiring also the electrical wires of the Microphones can be routed and the microphone is an element a mirror holder assembly.
Gleichwohl ist es Aufgabe der Erfindung, eine verbesserte Mikrofonanordnung zu schaffen.Nevertheless, it is an object of the invention to provide an improved To create a microphone arrangement.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale. Vorteilhaft ist ein nahe des Unterbereiches der Windschutzscheibe oberhalb einer Instrumentenanordnung in Hauptblickrichtung des Fahrers angeordnetes Mikrofon, welches dabei in einem von Strukturteilen der Fahrzeugkarosserie gesonderten, aus schlecht schalleitendem Material bestehenden Tragteil der Instrumentenanordnung bzw. in einem entsprechenden Instrumententräger angeordnet ist.This object is achieved by the features specified in claim 1. A close to the is advantageous Lower part of the windshield above one Instrument arrangement in the driver's main line of sight arranged microphone, which is in one of Structural parts of the vehicle body separately poorly sound-conducting material existing support part of the Instrument arrangement or in a corresponding Instrument carrier is arranged.
Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei der Positionierung des Mikrofons eine gute Annäherung an die Zone maximalen Sprechschalls bei normaler Haltung des Fahrers zu erreichen. Dadurch ergibt sich am Mikrofon ein verbessertes Signal-Rausch-Verhältnis, da sich das durch den Sprechschall gebildete Signal stärker vom Hintergrundgeräusch in einem Fahrzeug abhebt. Zusätzlich ist vorteilhaft, daß der das Mikrofon halternde bzw. aufnehmende Instrumententräger bei heute üblichen Fahrzeugen aus Gründen der Unfallsicherheit regelmäßig aus einem relativ nachgiebigen und den Schall schlecht leitenden Material besteht und dementsprechend das Mikrofon geräuschmäßig von der Karosserie trennt.The invention is based on the general idea in which Position the microphone a good approximation to the zone maximum speech sounds when the driver is in normal posture to reach. This results in an improved microphone Signal-to-noise ratio, as this is due to the speech sound formed signal stronger from background noise in one Vehicle takes off. In addition, it is advantageous that the Instrument holder or microphone holder vehicles common today for reasons of accident safety regularly from a relatively compliant and the sound there is poorly conductive material and accordingly Noise separates the microphone from the body.
Darüber hinaus sind im Instrumententräger eine Vielzahl von Meß- und Elektronikelementen vereinigt. Die zur Installation dieser Elemente bei der Vormontage des Instrumententrägers notwendigen Arbeiten ähneln den Installationsarbeiten für das Mikrofon, so daß insofern eine "Harmonisierung" der durchzuführenden Montagearbeiten gegeben ist, wobei auch die räumliche Nähe des Mikrofons zu zugeordneten, zweckmäßigerweise im Instrumententräger angeordneten Elektronikmodulen vorteilhaft ist. In addition, there are a variety of Measuring and electronic elements combined. The one for installation of these elements during the pre-assembly of the instrument holder necessary work is similar to the installation work for the Microphone, so that a "harmonization" of the Installation work to be performed is given, the spatial proximity of the microphone to assigned expediently arranged in the instrument carrier Electronic modules is advantageous.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Mikrofone in Fahrzeugquerrichtung voneinander beabstandet am oberen Rand des Instrumententrägers od. dgl. angeordnet. Auch bei Blickwendungen des Fahrers liegt damit immer zumindest ein Mikrofon optimal zur Intensitäts- Hauptachse des Sprechschalls.According to a particularly preferred embodiment of the Invention are several microphones in the vehicle transverse direction spaced from each other at the upper edge of the instrument carrier or the like. Even when the driver turns his eyes so that at least one microphone is always optimal for Major axis of the speech sound.
Vorzugsweise sind das Mikrofon bzw. die Mikrofone mit ihrer Sensitivitäts-Hauptachse auf die Windschutzscheibe ausgerichtet, derart, daß vom Fahrer ausgehender Sprechschall von der Windschutzscheibe nach abwärts in Richtung des bzw. eines Mikrofons reflektiert wird.The microphone or the microphones are preferably with their Main sensitivity axis on the windshield aligned, such that the sound emitted by the driver down from the windshield in the direction of of a microphone is reflected.
Üblicherweise besitzt der Instrumententräger in heutigen Kraftfahrzeugen eine mehr oder weniger große, unterhalb der Windschutzscheibe in den Fahrzeuginnenraum erstreckte Horizontal- oder Schrägfläche, die zur Anordnung von visuell zu beobachtenden Anzeigen und Instrumenten praktisch ungeeignet ist und dementsprechend eine große Freiheit bei der Anordnung des Mikrofons bzw. der Mikrofone bietet. Durch die übliche Wölbung der Windschutzscheibe wird bei der Reflektion des Sprechschalls eine gewisse Schallbündelung zum Mikrofon hin erreicht.The instrument carrier usually has in today's Motor vehicles a more or less large, below the Windshield extended into the vehicle interior Horizontal or sloping surface that is used to arrange visually indicators and instruments to watch is unsuitable and accordingly a great deal of freedom in Arrangement of the microphone or microphones offers. Through the The usual curvature of the windshield is reflected the speech sound a certain bundling of sound to the microphone reached.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, das Mikrofon bzw. die Mikrofone mit digitalen Signalausgängen zu versehen bzw. mit Analog-Digital- Wandlern zu versehen, so daß die Sprachsignale als digitale Signale elektronisch weitergeleitet und gegebenenfalls auch aufbereitet werden können.According to a particularly advantageous embodiment of the Invention is provided with the microphone or microphones digital signal outputs or with analog-digital To provide transducers so that the voice signals as digital Signals electronically forwarded and, if necessary, also can be processed.
Im Rahmen der digitalen Signalverarbeitung können prinzipiell alle Maßnahmen getroffen werden, die bereits für Hörgeräte von Hörbehinderten entwickelt wurden. In principle, in the context of digital signal processing all measures are taken that are already available for hearing aids from Hearing impaired were developed.
Beispielsweise kann der vom Mikrofon aufgenommene Schall ausgeprägt frequenzselektiv ausgewertet werden, indem z. B. Schallfrequenzen außerhalb des üblichen Sprechfrequenzbereiches ausgefiltert werden. So liegt der Frequenzbereich von Musik, die über ein Autoradio im Fahrzeuginnenraum hörbar wird, zu einem erheblichen Anteil unterhalb des Frequenzbereichs der menschlichen Sprache. Diese Störgeräusche lassen sich dadurch leicht unterdrücken.For example, the sound picked up by the microphone pronounced frequency selective evaluation by z. B. Sound frequencies outside the usual Speech frequency range are filtered out. That's the way it is Frequency range of music played on a car radio in the Vehicle interior becomes audible, to a considerable extent below the frequency range of human speech. This This makes it easy to suppress noise.
Darüber hinaus kann bei Anordnung mehrerer Mikrofone die Phasenlage des aufgenommenen Schalls ausgewertet werden. Auch bei großen Unterschieden der Körpergrößen verschiedener Fahrer bleibt der Kopf des jeweiligen Fahrers innerhalb einer vergleichsweise kleinen Raumzone, weil der Fahrer das Fahrzeug nur dann gut und leicht führen kann, wenn er in seiner üblichen Sollposition sitzt. Dies ist aber gleichbedeutend damit, daß der Sprechschall des Fahrers bei mehrfach angeordneten Mikrofonen zu gleichartigen Signalstrukturen führt, die in charakterischer Weise phasenverschoben sind. Diese Phasenverschiebung kann als selektierendes Merkmal zur Unterdrückung bzw. Nichtbeachtung anderer Schallsignale ausgenutzt werden, welche zwar ebenfalls zu gleichartigen Signalstrukturen an den Mikrofonen, jedoch zu Signalstrukturen mit deutlich anderen Phasenverschiebungen führen. Beispielsweise ist die Position des Kopfes des Fahrers vergleichsweise weit entfernt von Lautsprechern einer gegebenenfalls im Fahrzeug angeordneten Radioanlage. Dies ist gleichbedeutend damit, daß die vom Sprechschall des Fahrers verursachten Mikrofonsignale eine deutlich andere Phasenverschiebung als die vom Lautsprecherschall bewirkten Mikrofonsignale haben.In addition, the arrangement of multiple microphones Phase position of the recorded sound can be evaluated. Also with large differences in the body sizes of different drivers the driver's head remains within one comparatively small space zone because the driver is driving the vehicle can only lead well and easily if he is in his usual target position sits. But this is synonymous so that the driver's speech sound at multiple arranged microphones to similar signal structures leads that are phase-shifted in a characteristic manner. This phase shift can be used as a selective feature Suppression or non-observance of other sound signals be exploited, which are also similar Signal structures on the microphones, but signal structures lead with significantly different phase shifts. For example, the position of the driver's head comparatively far from speakers one possibly radio system arranged in the vehicle. This is synonymous with that from the driver's speech sound caused microphone signals a significantly different Phase shift than that caused by speaker sound Have microphone signals.
Schließlich kann die dem Mikrofon bzw. den Mikrofonen zugeordnete Signalverarbeitungselektronik mit elektrischen bzw. elektronischen Steuersystemen des Fahrzeuges für einen Datenaustausch vernetzt sein, so daß die vorgenannte Signalverarbeitungselektronik "wissen" kann, ob bzw. in welcher Weise geräuscherzeugende Systeme des Fahrzeuges arbeiten. So kann der Signalverarbeitungselektronik beispielsweise "mitgeteilt" werden, ob bzw. auf welche Arbeitsstufe eine Scheibenwischeranlage des Fahrzeuges geschaltet ist, ob bzw. mit welcher Leistung ein Lüftungsgebläse arbeitet, ob bzw. unter welcher Last der Motor des Fahrzeuges arbeitet usw. Damit "kennt" dann die Signalverarbeitungselektronik auch das jeweilige Schallspektrum der zu erwartenden Hintergrundgeräusche, so daß diese bei der Signalverarbeitung unterdrückt werden können.Finally, the microphone or microphones associated signal processing electronics with electrical or electronic control systems of the vehicle for one Data exchange must be networked, so that the aforementioned Signal processing electronics can "know" whether or in which way noise generating systems of the vehicle work. So the signal processing electronics for example, "be communicated" whether or to which Working stage of a windshield wiper system of the vehicle is switched whether or with what power Ventilation fan works whether or under what load the engine of the vehicle works etc. So that "knows" the Signal processing electronics also the respective Sound spectrum of the background noise to be expected, so that these can be suppressed during signal processing.
Gegebenenfalls kann die Signalverarbeitungsanlage adaptiv oder adaptierbar ausgebildet sein, um eine optimale Anpassung an unterschiedliche Fahrzeugtypen oder wechselnde Einsatzbedingungen bieten zu können.If necessary, the signal processing system can be adaptive or be designed to be adaptable to optimal adaptation different vehicle types or changing ones To be able to offer operating conditions.
Im übrigen wird hinsichtlich bevorzugter Merkmale der Erfindung auf die Ansprüche sowie die nachfolgende Erläuterung der Zeichnung verwiesen, anhand der besonders bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung näher beschrieben werden.Otherwise, the preferred features of the Invention on the claims and the following explanation referred to the drawing, based on the particularly preferred Embodiments of the invention are described in more detail.
Dabei zeigt,It shows
Fig. 1 eine ausschnittsweise, schematisierte Seitenansicht eines Fahrzeuginnenraumes, Fig. 1 is a fragmentary, schematic side view of a vehicle interior,
Fig. 2 eine stark schematisierte Ansicht eines im Fahrzeuginnenraum angeordenten Instrumententrägers aus der Sicht des Fahrers, wobei die Positionen verschiedener Mikrofone angedeutet sind, Fig. 2 is a highly schematic view of a angeordenten in the vehicle interior instrument panel from the perspective of the driver, wherein the positions of different microphones are indicated,
Fig. 3 ein Blockschaltbild für die mit den Mikrofonen kombinierte Signalauswerteschaltung und Fig. 3 is a block diagram for the signal evaluation circuit combined with the microphones and
Fig. 4 ein Blockschaltbild einer besonders bevorzugten Ausführungsform. Fig. 4 is a block diagram of a particularly preferred embodiment.
Ein in Fig. 1 nur ausschnittsweise dargestelltes Kraftfahrzeug besitzt einen Innenraum 1, der in Vorwärtsfahrtrichtung nach vorn durch eine Windschutzscheibe 2 abgeschlossen wird, unter der in üblicher Weise ein Instrumententräger 3 mit einer horizontalen bzw. leicht geneigten, der Windschutzscheibe 2 zugewandten Oberseite 3' angeordnet ist.A motor vehicle shown only in part in FIG. 1 has an interior 1 , which is closed in the forward direction by a windshield 2 , under which an instrument carrier 3 with a horizontal or slightly inclined upper side 3 'facing the windshield 2 is arranged in the usual way is.
Des weiteren zeigt die Fig. 1 die Köpfe und Oberkörper 4, 4' zweier unterschiedlich großer Fahrer in typischer Sitzposition mit Blickrichtung auf die Windschutzscheibe 2. Wenn der Fahrer 4 bzw. 4' in der dargestellten Position mittels einer nicht näher dargestellten Freisprecheinrichtung im Fahrzeug telefoniert, wird der Sprechschall von der Windschutzscheibe 2 zur Oberseite 3' des Instrumententrägers 3 reflektiert, wie durch Linien 5, 5' verdeutlicht ist, die die Zonen maximaler Schallintensität des vom Fahrer 4 bzw. 4' ausgehenden Sprechschall verdeutlichen.Furthermore, FIG. 1 shows the heads and upper bodies 4 , 4 'of two drivers of different sizes in a typical sitting position with a view of the windshield 2 . When the driver 4 or 4 'in the position shown uses a hands-free device in the vehicle, the speech sound is reflected from the windshield 2 to the top 3 ' of the instrument carrier 3 , as is illustrated by lines 5 , 5 ', which the Clarify zones of maximum sound intensity of the speech sound emanating from the driver 4 or 4 '.
Ein erfindungsgemäß auf der Oberseite 3' des Instrumententrägers 3 angeordnetes Mikrofon 6 liegt bei Anordnung etwa in Blickrichtung des Fahrers 4 bzw. 4' im Bereich sehr hoher Sprechschallintensität.A microphone 6 arranged according to the invention on the upper side 3 'of the instrument carrier 3 lies in the area of very high speech sound intensity when arranged approximately in the direction of view of the driver 4 or 4 '.
Gemäß Fig. 2 ist das Mikrofon 6 im Instrumententräger 3 oberhalb eines in Blickrichtung des Fahrers vorgesehenen Anzeige-Kombiinstrumentes 7 angeordnet, wobei seitlich des Mikrofons 6 auf der Oberseite 3' des Instrumententrägers 3 vorzugsweise weitere Mikrofone 8 vorgesehen sind.Referring to FIG. 2, the microphone 6 is arranged combi-instrument display 7 in the instrument carrier 3 above a designated in the viewing direction of the driver, more preferably 3 microphones 8 are provided wherein the side of the microphone 6 on the top 3 'of the instrument carrier.
Durch die Mehrfachanordnung der Mikrofone 6 bzw. 8 wird einerseits gewährleistet, daß auch bei Blickwendungen des Fahrers zumindest eines dieser Mikrofone in der Richtung des Intensitätsmaximums des Sprechschalls liegt. Andererseits besteht bei Mehrfachanordnung der Mikrofone 6 und 8 die Möglichkeit, die Phasenverschiebungen zwischen den Mikrofonsignalen auszuwerten. Da der Kopf des Sprechenden bzw. Fahrers von den Mikrofonen 6 und 8 unterschiedliche Abstände hat, erreichen die Worte des Sprechenden die verschiedenen Mikrofone 6 und 8 zu unterschiedlichen Zeitpunkten, d. h. es treten zwangsläufig Phasenverschiebungen auf, wobei diese Phasenverschiebungen von der Blickrichtung des Sprechenden weitestgehend unabhängig sind. Des weiteren ist vorteilhaft, daß diese Phasenverschiebungen sich von den Phasenverschiebungen unterscheiden, die beispielsweise für Musik oder Sprachnachrichten aus dem Autoradio charakteristisch sind.The multiple arrangement of the microphones 6 and 8 ensures, on the one hand, that at least one of these microphones lies in the direction of the maximum intensity of the speech sound, even when the driver looks at his eyes. On the other hand, with multiple arrangement of the microphones 6 and 8, there is the possibility of evaluating the phase shifts between the microphone signals. Since the head of the speaker or driver has different distances from the microphones 6 and 8 , the words of the speaker reach the different microphones 6 and 8 at different times, that is to say that phase shifts inevitably occur, these phase shifts being largely independent of the direction of view of the speaker are. It is also advantageous that these phase shifts differ from the phase shifts that are characteristic, for example, of music or voice messages from the car radio.
Gemäß Fig. 3 ist gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, den Mikrofonen 6 bzw. 8 einen Analog-Digital-Wandler nachzuschalten, so daß der Sprechschall in digitale elektronische Signale umgesetzt werden kann.According to FIG. 3, according to a particularly preferred embodiment of the invention, an analog-to-digital converter is provided downstream of the microphones 6 and 8 so that the speech sound can be converted into digital electronic signals.
Im Beispiel der Fig. 3 sind die Mikrofone 6 und 8 parallel an einen Multiplexer 9 angeschlossen, der seinerseits dem Analog- Digital-Wandler 10 vorgeschaltet ist. Dem Analog-Digital- Wandler 10 ist eine Schaltung 11 zur Signalaufbereitung nachgeschaltet.In the example of FIG. 3, the microphones 6 and 8 are connected in parallel to a multiplexer 9 , which in turn is connected upstream of the analog-digital converter 10 . A circuit 11 for signal processing is connected downstream of the analog-digital converter 10 .
Diese Signalaufbereitung 11 kann beispielsweise die Signalsequenzen der verschiedenen Mikrofone 6 und 8 auf gleichartige Strukturen untersuchen, die an den Mikrofonen 6 und 8 mit für den Sprechenden charakteristischer Phasenverschiebung auftreten. Signalstrukturen mit anderen Phasenverschiebungen können dagegen mehr oder weniger stark unterdrückt werden.This signal processing unit 11 can, for example, examine the signal sequences of the different microphones 6 and 8 for similar structures that occur on the microphones 6 and 8 with a phase shift characteristic of the speaker. Signal structures with other phase shifts, however, can be suppressed to a greater or lesser extent.
Des weiteren kann die Signalaufbereitung 11 über einen Eingang 12 Informationen darüber erhalten, welche Geräuschquellen im Fahrzeug eingeschaltet sind.Furthermore, the signal processor 11 can receive information via an input 12 about which noise sources are switched on in the vehicle.
Beispielsweise kann der Signalaufbereitung 11 gemeldet werden, ob ein (nicht dargestellter) Scheibenwischer eingeschaltet ist bzw. auf welcher Betätigungsstufe der Scheibenwischer arbeitet.For example, the signal processor 11 can be informed whether a windshield wiper (not shown) is switched on or at what actuation level the windshield wiper is operating.
Darüber hinaus kann die Signalaufbereitung 11 Betriebsdaten über den Arbeitszustand des Fahrzeugmotors und die eingeschaltete Getriebestufe erhalten. Damit kann die Signalaufbereitung 11 die entsprechend zu erwartenden Geräusche, d. h. die von den zu erwartenden Geräuschen produzierten Signale, mehr oder weniger stark unterdrücken.In addition, the signal processor 11 can receive operating data on the working state of the vehicle engine and the gear stage that is switched on. The signal processing unit 11 can thus suppress the noise to be expected accordingly, ie the signals produced by the noise to be expected, to a greater or lesser extent.
Außerdem können die durch Schallbeaufschlagung der Mikrofone 6 und 8 erzeugten Signale nach der Frequenz des aufgenommenen Schalls selektiv verarbeitet werden. Beispielsweise liegt das Frequenzspektrum des Sprechschalls eines Menschen in der Regel deutlich oberhalb des mittleren Frequenzspektrums von Musikdarbietungen im Radio, so daß die Sprachsteuerung von Geräten im Kraftfahrzeug auch bei eingeschaltetem Radio erleichtert werden kann.In addition, the signals generated by the application of sound to the microphones 6 and 8 can be processed selectively according to the frequency of the sound recorded. For example, the frequency spectrum of a person's speech sound is generally well above the average frequency spectrum of music performances on the radio, so that the voice control of devices in the motor vehicle can be facilitated even when the radio is switched on.
Sobald die Signalaufbereitung 11 "erkennt", daß ein Befehl gesprochen wurde, kann darüber hinaus das Radio vorübergehend stummgeschaltet oder auf sehr geringe Lautstärke gebracht werden.As soon as the signal processor 11 "recognizes" that a command has been spoken, the radio can also be temporarily muted or brought to a very low volume.
Die Signalaufbereitung 11 ist mit einer Steuereinheit 13 verbunden, die die Signale über verschiedene Ausgänge weiterleiten kann, z. B. an eine Telefon-Sendeanlage, ein sprachgesteuertes Radio oder Navigationssystem od. dgl.The signal conditioning 11 is connected to a control unit 13 , which can forward the signals via various outputs, e.g. B. to a telephone transmitter, a voice controlled radio or navigation system or the like.
Bei der Ausführungsform der Fig. 4 ist den Mikrofonen 6 und 8 wiederum ein Multiplexer 9 sowie ein damit synchronisierter Analog-Digital-Wandler 10 nachgeschaltet.In the embodiment of FIG. 4, the microphones 6 and 8 are in turn followed by a multiplexer 9 and an analog-digital converter 10 synchronized therewith.
Nachfolgend werden dann die digitalen Ausgangssignale des Wandlers 10 auf einem in Fig. 4 oberen Verarbeitungspfad zu einem Führungssignal F zur Klangoptimierung von Audio-Systemen im Fahrzeug und/oder auf einem in Fig. 4 unteren Verarbeitungspfad zu einem optimierten Sprachsignal S weiterverarbeitet, welches beispielsweise einer Telefonanlage zugeführt wird. Subsequently, the digital output signals of the converter 10 are further processed on an upper processing path in FIG. 4 to a guide signal F for sound optimization of audio systems in the vehicle and / or on a lower processing path in FIG. 4 to an optimized speech signal S, which for example is one Telephone system is fed.
Zur Erzeugung der Führungsgröße F werden die Ausgangssignale des Wandlers 10 einem als adaptives Filter arbeitenden Signal- Konditionierkreis 15 zugeführt, dem ein inverses adaptives Filter 16 und eine Normiereinheit 17 nachgeschaltet sind. Die Signal-Konditioniereinheit 15 kann mit einem Bussystem 18 verbunden sein, über das unterschiedliche Steuersysteme des Fahrzeuges miteinander in Datenaustausch stehen. Über dieses Bussystem 18 "erkennt" die Signal-Konditioniereinheit 15 beispielsweise, welche Aggregate im Fahrzeug eingeschaltet sind bzw. in welchem Betriebszustand sich diese Aggregate befinden. Damit "weiß" die Signal-Konditioniereinheit 15, welche Geräusche von diesen Aggregaten erzeugt werden.To generate the reference variable F, the output signals of the converter 10 are fed to a signal conditioning circuit 15 which functions as an adaptive filter and which is followed by an inverse adaptive filter 16 and a standardization unit 17 . The signal conditioning unit 15 can be connected to a bus system 18 , via which different control systems of the vehicle are in data exchange with one another. Via this bus system 18 , the signal conditioning unit 15 "recognizes", for example, which units are switched on in the vehicle or in which operating state these units are. The signal conditioning unit 15 thus “knows” which noises are generated by these units.
Das nachfolgende inverse adaptive Filter 16 ist ebenfalls mit dem Bussystem 18 verbunden und erhält zusätzlich, beispielsweise von einem Audio-Bus 19, Busdaten od. dgl. eines im Fahrzeug befindlichen Audiosystems. Nach der Normierung in der Normiereinheit 17 stehen dann die Störgeräusche des Fahrzeuges als normierte Führungsgröße für einen optimierten Betrieb von Audiogeräten zur Verfügung. Diese Führungsgröße, welche eine Wertebereich von Null Prozent bis 100% abdecken soll, diese Größe kann dann bei den Audioeinheiten dazu genutzt werden, mittels automatischer Stellglieder die Lautstärke von Audiogeräten zu adaptieren bzw. das Equalizing sowie die Loudneskurven der jeweiligen Situation optimal anzupassen.The subsequent inverse adaptive filter 16 is likewise connected to the bus system 18 and additionally receives, for example from an audio bus 19 , bus data or the like from an audio system located in the vehicle. After normalization in the standardization unit 17 , the noise of the vehicle is then available as a standardized reference variable for an optimized operation of audio devices. This reference variable, which should cover a value range from zero percent to 100%, can then be used by the audio units to adapt the volume of audio devices using automatic actuators or to optimally adapt the equalizing and loudness curves to the respective situation.
Auf dem in Fig. 4 unteren Verarbeitungspfad werden die Ausgangssignale des Wandlers 10 zunächst in einer Einheit 20 einer schnellen Fouriertransformation unterzogen und sodann einer Signal-Estimationseinheit 21 zugeleitet, welche auch die Daten der Bussysteme 18 und 19 auswertet. Die Ausgangssignale der Einheit 21 werden dann einer Kompensationseinheit zugeführt, um zeitliche Signalverzögerungen zu kompensieren und nachfolgend in einer eine inverse Fouriertransformation ausführenden Subtraktionseinheit 23 zusammen mit den von der Signal-Konditioniereinheit 15 kommenden Daten subtraktiv verarbeitet werden, die der Einheit 23 über eine Fouriertransformationseinheit 20 zugeleitet werden. Auf diese Weise kann das Signal-Rausch-Verhältnis der Signale, die die von den Mikrofonen 6 und 8 aufgenommene Sprache repräsentieren, unter sehr verschiedenartigen Betriebsbedingungen des Fahrzeuges ganz wesentlich werden.On the lower processing path in FIG. 4, the output signals of the converter 10 are first subjected to a fast Fourier transformation in a unit 20 and then fed to a signal estimation unit 21 which also evaluates the data of the bus systems 18 and 19 . The output signals of unit 21 are then supplied to a compensation unit to compensate for signal timing delays and subsequently in a an inverse Fourier transform performing subtraction unit 23 together with the signal conditioning unit 15 next data is subtractively processed, supplied to the unit 23 via a Fourier transform unit 20 become. In this way, the signal-to-noise ratio of the signals, which represent the speech recorded by the microphones 6 and 8 , can become very important under very different operating conditions of the vehicle.
Bei allen vorangehend erläuterten Signalverarbeitungen kann das Bussystem 18 Daten bereitstellen, die beispielsweise den Fahrzeugtyp, die Variante des Lenksystems des Fahrzeuges, die augenblickliche Fahrzeuggeschwindigkeit, den Betriebszustand von Schlupfregelsystemen und/oder Antiblockiersystemen oder den Öffnungszustand der Fenster oder des Verdeckes wiedergeben.In all the signal processing described above, the bus system 18 can provide data which, for example, reflect the type of vehicle, the variant of the steering system of the vehicle, the current vehicle speed, the operating state of slip control systems and / or anti-lock braking systems or the open state of the windows or the top.
Die über die Mikrofone 6 und 8 bzw. die Busleitungen 18 und 19 erfaßten Geräusche können auch beim Betrieb von Signaltongeneratoren berücksichtigt werden, um gegebenenfalls notwendige akustische Warnsignale im Fahrzeug bei unterschiedlichen Betriebssituationen einerseits gut hörbar und andererseits ohne unangemessene Lautstärke erzeugen zu können, wobei gegebenenfalls auch unterschiedlich plazierte Signaltongeneratoren unterschiedlich angesteuert werden können.The noises detected via the microphones 6 and 8 or the bus lines 18 and 19 can also be taken into account when operating signal tone generators, in order to be able to generate the necessary acoustic warning signals in the vehicle in different operating situations, on the one hand, to be clearly audible and, on the other hand, to be able to generate them without undue volume, where appropriate also differently placed signal tone generators can be controlled differently.
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