DE60031583T2

DE60031583T2 - Sprachverteilungssystem

Info

Publication number: DE60031583T2
Application number: DE60031583T
Authority: DE
Inventors: Frederick Johannes Bruwer
Original assignee: Azoteq Pty Ltd
Current assignee: Azoteq Pty Ltd
Priority date: 1999-12-09
Filing date: 2000-12-07
Publication date: 2007-07-05
Anticipated expiration: 2020-12-08
Also published as: EP1247428A2; WO2001043490A3; ATE248497T1; EP1372355A1; WO2001043490A2; US20030040910A1; AU2302401A; DE60004888D1; EP1372355B1; EP1247428B1; US20080021706A1; ATE343915T1; DE60004888T2; DE60031583D1

Description

Stand der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Sprachverteilungssystem.
In bestimmten Situationen kann es aufgrund von Geräuschen, anderem Schall oder der Dämpfung von Sprachschallwellen schwierig sein, Sprache klar oder vernehmbar zu hören. Zum Beispiel können Straßen- und Hintergrundgeräusche gesprochene Worte in einem Kraftfahrzeug unhörbar machen. Diese Art von Problem wird verschlimmert, wenn der Fahrer eines Fahrzeugs versucht, mit Personen zu kommunizieren, die sich relativ weit vom Fahrer entfernt, zum Beispiel auf Rücksitzen, befinden. Insbesondere in einem Minibus oder einem gleichartigen Fahrzeug, das über drei oder vier Sitzreihen verfügt, kann es recht oft notwendig sein, dass der Fahrer seinen Kopf drehen muss, um seine Stimme in den hinteren Bereich des Fahrzeugs zu richten. Dies kann gefährliche Folgen haben, da die Aufmerksamkeit des Fahrers von der Straße abgelenkt wird. Andererseits verursacht das Richten des Schalls nach vorne eine übermäßige Dämpfung, insbesondere in Kraftwagen mit guter Geräuschdämpfung.
Paradoxerweise ist der Dämpfungseffekt auf Sprache, die von Insassen auf den Vordersitzen nach vorne projiziert wird und die sich an Fahrgäste richtet, die hinten sitzen, umso größer, je besser die Geräuschdämpfung (zur Reduktion von Motor- und Straßengeräuschen) in einem Fahrzeug ist.
In gleicher Weise kann im umgekehrten Fall Sprache, die ihren Ursprung im hinteren Bereich des Fahrzeugs hat, durch Hintergrundgeräusche übertönt werden, die Schall umfassen können, der einem Audiosystem des Fahrzeugs, wie beispielsweise einer Radio-/Tonband-/CD-Einheit, entspringt. Idealerweise sollte eine Situation geschaffen werden, in der Konversation auf natürliche Art erfolgen kann. Dies würde es dem Fahrer ermöglichen, sich an einem angenehmen Gespräch mit Mitreisenden zu beteiligen und dabei einen einwandfreien Überblick zu behalten.
DE 197 465 25 beschreibt ein System, das darauf abzielt, mehrere Programme für einzelne Fährgäste in einem Kraftfahrzeug bereitzustellen. Das System umfasst ein einziges Audiogerät mit einer Anzahl von Abstimmknöpfen, die durch die verschiedenen Fahrgäste einzeln bedient werden können. Das System schafft keine Verbesserung der Kommunikation zwischen Fahrzeuginsassen.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung schafft ein Verfahren zur Sprachverteilung wie in Anspruch 1 beschrieben. Die vorliegende Anmeldung beschreibt ein Verfahren zur Sprachverteilung, das folgende Schritte umfasst:

(a) Empfang eines Audiosignals an einem bestimmten Ort,
(b) Extraktion eines Signals, welches die Sprache darstellt, die von dem Ort oder seiner nahen Umgebung ihren Ursprung hat, aus dem Audiosignal, und
(c) Verteilen eines elektrischen Signals, das mit dem extrahierten Sprachsignal über ein Audiosystem gemischt wird, um über zumindest einen Lautsprecher abgespielt zu werden.

Schritt (b) wird vorzugsweise unter Verwendung von adaptiven Filtern, Echounterdrückung und anderen digitalen Signalverarbeitungstechniken durchgeführt.
Das Signal kann über zumindest einen Lautsprecher verteilt werden.
Das Signal kann an eine Vielzahl von Lautsprechern an Orten verteilt werden, die den oben genannten Ort ausschließen.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann innerhalb eines Fahrzeugs ausgeführt werden und die Orte können jeweiligen Sitzpositionen innerhalb des Fahrzeugs entsprechen.
Bei dem erwähnten Lautsprecher kann es sich um einen aus einer Vielzahl von Lautsprechern handeln, die einen Teil eines Audiosystems innerhalb eines Fahrzeugs bilden.
Das Verfahren kann den Schritt des Variierens der Signalstärke des Signals, das verteilt wird, umfassen. So können Signale, die abhängig von den vorherrschenden Bedingungen und Anforderungen unterschiedliche Stärken haben, an entsprechende Orte verteilt werden. Die Signalstärke kann für jeden Ort derart variiert werden, dass der Fahrer zum Beispiel in einem Fahrzeug mit drei Sitzreihen sich mit einem Fahrgast unterhalten kann, der in der hintersten Reihe direkt hinter dem Fahrer sitzt. Der Signalpegel für andere Fahrgäste kann gedämpft werden. Die Signalstärke des verteilten Signals kann in einer Situation mit massiven Hintergrundgeräuschen größer sein und, zum Beispiel bei einer hohen Geschwindigkeit des Fahrzeugs, kann auch die Stärke des Sprachsignals hoch sein.
Wenn die Lautsprecher eines Audiosystems verwendet werden, kann das Sprachsignal, das verteilt wird, gemäß der Stärke oder Amplitude eines Audiosignals, Musik oder anderem, das/die auf dem Audiosystem gesendet wird, variieren.
Wenn unterschiedliche Audiosignale an entsprechenden Orten empfangen werden, können Signale, die jedem extrahierten Sprachsignal entsprechen, an die verschiedenen Orte verteilt werden, wobei aber vorzugsweise in jedem Fall der entsprechende Ort ausgeschlossen wird, an dem ein extrahiertes Signal seinen Ursprung hat, um einen Echoeffekt oder eine positive Rückkopplung zu verhindern.
Wenn keine zusätzliche Verdrahtung im Sprachverteilungssystem untergebracht werden kann, können die lokal empfangenen Signale an den verschiedenen Orten gefiltert und in der Frequenz derart verschoben werden, dass sie auf den gleichen Leiterbahnen, die für die Übermittlung von Audiosignalen von einer zentralen Audio- oder Steuereinheit zu den Lautsprechern verwendet werden, an eine Zentraleinheit gesendet werden können. Dies ermöglicht es, das verteilte Signal oder die verteilten Signale mit Signalen, die ihren Ursprung im Audiosystem haben, zum Beispiel Radio- oder Musiksignale, ohne Interferenz zu mischen.
Da sich die Signale über Draht viel schneller zu den verschiedenen Orten bewegen als Schallwellen (Sprache) von der Person, die zu den gleichen Orten spricht, können verteilte Signale mit Verzögerungen versehen werden, um Echoeffekte zu vermeiden.
Die Erfindung stellt auch Vorrichtungen zur Sprachverteilung bereit, umfassend eine Empfangsvorrichtung zum Empfangen eines Tonsignals (Geräusche, Musik, Sprache, usw.) von einem aus einer Vielzahl von Orten, ein Modul zum Extrahieren eines Signals, das Sprache darstellt, die ihren Ursprung an diesem Ort oder nahe in seiner Umgebung hat, von dem Tonsignal, und eine Einheit zur Verteilung eines verstärkten Signals, das das extrahierte Sprachsignal umfasst, an mindestens einen aus der Vielzahl von Orten.
Das Sprachsignal kann an jeden der Vielzahl von Orten verteilt werden, obgleich der Ort, von dem das Tonsignal empfangen wurde, vorzugsweise eingeschlossen wird.
Das extrahierte Signal stellt vorzugsweise die (entsprechende) Sprache bestmöglich dar.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird anhand von Beispielen mit Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen weiter beschrieben, in denen:
1 eine Darstellung von erfindungsgemäßen Vorrichtungen zur Sprachverteilung in der Form eines Blockdiagramms ist,
1a eine Abwandlung der Vorrichtung von 1 veranschaulicht, in der Gebrauch von einer zusätzlichen drahtgebundenen Verbindung mit dem Mikrofon gemacht wird,
2 und 2a ähnlich wie 1 beziehungsweise 1a sind, wobei sie ein komplexeres Sprachverteilungssystem gemäß der Erfindung veranschaulichen, das mehrere Mikrofone verwendet,
3 ein Verteilungsmodul zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren veranschaulicht,
4 eine Haupteinheit zur Verwendung im erfindungsgemäßen Verfahren veranschaulicht,
5 eine mögliche Frequenznutzung durch ein Audiosystem in einem Fahrzeug veranschaulicht,
6, 7 und 8 jeweils unterschiedliche Ausführungsformen der Erfindung veranschaulichen,
9 ein System zeigt, das demjenigen von 1a entspricht, aber mit einer mit mehr Details veranschaulichten Haupteinheit, und
10 eine schematische Darstellung einer Konsole ist, die einen Lautsprecher, Mikrofone und Bedienungsknöpfe umfasst.
Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen
Die Erfindung basiert auf der Verwendung von Techniken von adaptiven Filtern und Echounterdrückung, um lokalisierte Sprache von einem Signal zu extrahieren, das Musik, Geräusche und Sprache trägt, und das resultierende Sprachsignal an einen oder mehrere Orte in einem Fahrzeug zu verteilen. Die Erfindung kann wirksam umgesetzt werden, indem Gebrauch von einem Audiosystem gemacht wird, wie beispielsweise ein Radio-/Tonband-/CD-System innerhalb eines Fahrzeugs, das mit einer Vielzahl von Lautsprechern und einigen Mikrofonen verbunden ist, die strategisch innerhalb des Fahrzeugs angebracht sind.
Die Grundsätze der Erfindung können anhand des folgenden verallgemeinerten Beispiels beschrieben werden.
Es wird ein Fahrzeug mit vier Sitzen angenommen, das ein Stereo-Radio-/CD-System mit vier Lautsprechern (links vorne, rechts vorne, links hinten, rechts hinten) hat, und es wird angenommen, dass ein erfindungsgemäßes System mit dem Audiosystem integriert ist. Es sind vier Mikrofone, eines an jedem Sitz, vorhanden.
Eine Haupteinheit verfügt über eine „a priori" Information über das Audiosignal (ASe), das seinen Ursprung im Radio-/CD-System hat. Ohne irgendein anderes Audiosignal (von Insassen, Straßengeräuschen, usw.) ist das durch ein Mikrofon ermittelte Signal eine Funktion (F) von ASe. Diese Funktion ist das zusammengesetzte Ergebnis der Lautsprecherübertragungsfunktion, der Dämpfung über die Luft und durch Gegenstände (Sitze usw.), Schallreflexionen von Gegenständen (Fenster usw.), der Mikrofonübertragungsfunktion, mehreren Wegen, auf denen die Schallwellen sich bewegen, und dergleichen.
Da ASe (Bezugssignal von der Audioeinheit) bekannt ist und das durch das Mikrofon gemessene Ergebnis in Abwesenheit von anderem Schall bekannt ist, ist es möglich, diese Übertragungsfunktion unter Verwendung von Echounterdrückungstechniken und Fehlerminimierungsalgorithmen, wie dem LMS (least mean square)-Algorithmus zu modellieren. Da auch andere Signale im Mikrofonsignal vorhanden sind, sind die Berechnungen etwas komplexer, aber Techniken dieses Typs sind im Stand der Technik bekannt. Da andere Signale, wie beispielsweise das Fahrersprachsignal normalerweise nicht mit den Signalen von der Audioeinheit korreliert sind, werden sie die Filteranpassung nicht in statistischer Weise über einen Zeitraum beeinflussen. Die Modellierung ergibt ein Signal ASe¹. Die Subtraktion von ASe¹ vom Mikrofonsignal ergibt die Signale, die die Sprache und die anderen Geräusche darstellen.
1 veranschaulicht eine erste Form der Erfindung. Ein Fahrzeug, nicht gezeigt, umfasst eine Audioeinheit 10, wie beispielsweise ein Radio-/Tonband-/CD-System, das normalerweise direkt auf eine bekannte Weise mit vier Lautsprechern 12.1, 12.2, 12.3 beziehungsweise 12.4 verbunden ist. Eine Haupteinheit 14 und vier Verteilungsmodule 16.1, 16.2, 16.3 beziehungsweise 16.4 sind mit der Audioeinheit und den entsprechenden Lautsprechern verbunden. Das Verteilungsmodul 16.1 ist mit einem Mikrofon 18.1 verbunden.
1a veranschaulicht eine abgewandelte Version der in 1 gezeigten Form der Erfindung, wobei das Signal vom Mikrofon 18.1 über Draht an die Haupteinheit 14 übertragen wird. Diese Ausführungsform hat ein einziges Mikrofon, das auf den Fahrer oder alle Insassen auf den Vordersitzen gerichtet sein kann.
Jeder Lautsprecher kann mehr als einen Lautsprecher, wie beispielsweise Tiefton-, Mittelton-, und Hochtonlautsprecher umfassen.
Es sollte präsent bleiben, dass die Erfindung nicht den Betrieb eines Beschallungssystems nachahmt, in dem ein Audiosignal, das an einem Eingang anliegt, unterschiedslos verstärkt wird. Die Erfindung zielt darauf ab eine Mischung des Sprachsignals mit der vorherrschenden Musik oder anderer Audiounterhaltung zu erzielen, ohne die Umgebung durch eine übermäßige Signalverstärkung zu ändern.
Die Signalverarbeitung beseitigt auch das Erfordernis, dass das Mikrofon sehr nahe bei dem jeweiligen Sprechen oder spezifisch auf diesen gerichtet sein muss.
Der Aufbau der Haupteinheit und der Aufbau von jedem Verteilungsmodul werden nachfolgend beschrieben.
Es ist darauf hinzuweisen, dass in der folgenden Beschreibung die Hinzufügung des Symbols „e" als ein Suffix für ein Schallsignal die elektrische Entsprechung eines solchen Schallsignals kennzeichnet.
Die Audioeinheit 10 erzeugt ein Audiosignal AS (elektrische Entsprechung ASe), das durch die Haupteinheit 14 und die Verteilungsmodule 16 an die entsprechenden Lautsprecher 12.1 bis 12.4 übermittelt wird. Dieser Aspekt wird üblicherweise auf konventionelle Art durchgeführt und wird nachfolgend nicht weiter beschrieben. Tatsächlich ähnelt dieser Aspekt einer Situation ohne die Haupteinheit und die Verteilungsmodule.
Es wird angenommen, dass der Lautsprecher 12.1 und das Mikrofon 18.1 der Position des Sitzes des Fahrzeugfahrers (in 1 und in 1a) zugeordnet sind. Weiter wird angenommen, dass der Fahrer spricht und dadurch ein Sprachsignal erzeugt, das als S1a bezeichnet wird. Das Sprachsignal wird durch das Mikrofon 18.1 aufgenommen, das auch AS1 m aufnimmt, welches das Ergebnis des Schalls ist, der seinen Ursprung in den verschiedenen Lautsprechern im Fahrzeug plus anderen Geräuschen hat. Die kombinierten Sprach- und Tonsignale bilden die Eingabe für das Verteilungsmodul 16.1 (1), das das Eingangssignal AS1e von der Haupteinheit mit den Signalen vergleicht, die durch das Mikrofon 18.1 erzeugt werden, d.h. die Kombination oder Summe von AS1me + S1ae (die elektrischen Darstellungen von AS1 m beziehungsweise S1a). S1ae wird als zusätzliches Signal identifiziert und von dem kombinierten Signal des Mikrofons extrahiert. Die Extraktion erfolgt durch Modellieren der Übertragungsfunktion von ASe durch den Lautsprecher und das Mikrofon unter Verwendung von adaptiven Filtertechniken und anschließendem Subtrahieren des geschätzten AS1e¹ von AS1me + S1ae um S1ae¹ zu erhalten. Das letzte erwähnte Signal S1ae¹, das die geschätzte Sprache (elektrische Form), die ihren Ursprung beim Fahrer hat, und Geräusche darstellt, ist dann in der Haupteinheit verfügbar. Die Haupteinheit 14 kombiniert das Signal ASe, das von der Audioeinheit 10 zu jedem Lautsprecher geht, mit dem Signal S1ae¹.
Dieses Verfahren wird für jeden Lautsprecher durchgeführt. ASxe + S1ae¹ wird dann an jedes der Verteilungsmodule 16.2, 16.3 und 16.4 übermittelt, wobei x in diesem Beispiel mit vier Lautsprechern dem einzelnen Lautsprecher (2, 3 oder 4) entspricht. Das kombinierte Signal wird typischerweise nicht an das Modul 16.1 übermittelt, das der Ursprungsquelle des Sprachsignals zugeordnet ist.
Das kombinierte Signal ASxe + S1ae¹ wird an die verschiedenen Lautsprecher 12.2 bis 12.4 übermittelt, die den unterschiedlichen Sitzen im Fahrzeug zugeordnet sind. Personen, die sich auf diesen Sitzen befinden, hören daher ein Signal, das aus dem Audiosignal besteht, das seinen Ursprung aus der Audioeinheit 10 gemäß der Lautstärkeeinstellung (einschließlich Links-/Rechts-Balance und Balance vorne/hinten) hat, und das überlagerte Sprachsignal, das vom Fahrer abgeleitet wird. So wird das Sprachsignal des Fahrers mit dem in 1 gezeigten System automatisch an alle Lautsprecher übermittelt, mit der möglichen Ausnahme des Lautsprechers, der dem Fahrer zugeordnet ist. Selbstverständlich kann dieses Sprachsignal nach Belieben verstärkt werden, aber das System weist den zusätzlichen Vorteil auf, dass das Tonsignal weder durch die Schall(Geräusch)-Dämpfungstechnologien im Fahrzeug gedämpft wird, noch wird die Dämpfung des Tonsignals über die Entfernung vermindert.
Auch wenn zusätzliche Verdrahtung oder andere Medien zur Übertragung vom Mikrofon zu der Haupteinheit untergebracht werden können, wird ein System wie in 1a gezeigt bevorzugt, wobei die Verteilungsmodule wie in 1 gezeigt verwendet werden können. Es wäre auch möglich, die Amplitude der Sprache (S1) einzeln an die verschiedenen Lautsprecher anzupassen (siehe 10). Die Lautstärkeeinstellungen in 10 können nur für die Sprachsignale oder für eine Kombination von Sprache und Musik oder nur für Signale von der Audioeinheit 10 stehen.
Das in 1 gezeigte System kann weiterentwickelt werden, um sicherzustellen, dass ein Sprachsignal, das seinen Ursprung an irgendeinem Ort haben kann, unter Verwendung des Audiosystems des Fahrzeugs an die anderen Orte übertragen wird, mit der möglichen Ausnahme des Lautsprechers des Ursprungsorts. Dies wird in den 2 und 2a gezeigt.
Es ist darauf hinzuweisen, dass die adaptive Filterung in der Anordnung von 1 zur Extraktion der Sprache im Verteilungsmodul oder in der Haupteinheit erfolgen kann, wohingegen das System in 1a Techniken des nachfolgend mit Bezug auf 9 beschriebenen Typs verwenden würde, wobei das Filtern ein Teil der Haupteinheit wäre.
In 2 sind die Mikrofone 18.1 bis 18.4 den Positionen an den Lautsprechern 12.1 bis 12.4 zugeordnet. Es wird angenommen, dass die Sprachsignale S1 bis S4 ihren Ursprung an den entsprechenden Orten der Lautsprecher 12.1 bis 12.4 haben und durch entsprechende Mikrofone 18.1 bis 18.4 ermittelt werden. Unter Verwendung von Techniken, die analog denjenigen sind, die in Verbindung mit den 1 und 1a beschrieben wurden, werden die verschiedenen Sprachsignale mit dem Audiosignal von der Audioeinheit kombiniert und die resultierenden Kombinationen an die verschiedenen Lautsprecher verteilt. So empfängt der Lautsprecher 12.1 ein Signal AS1, das aus (AS1e + S2 + S3 + S4) besteht; der Lautsprecher 12.2 empfängt ein Signal AS2, das gleich (AS2e + S1 + S3 + S4) ist; der Lautsprecher 12.3 empfängt ein Signal AS3 gleich (AS3e + S1 + S2 + S4) und der Lautsprecher 12.4 empfängt ein Signal, das gleich (AS4e + S1 + S2 + S3) ist; (wobei SN das durch das Mikrofon 18N ermittelte Sprachsignal ist). Es wird versucht, zwischen den Idealwerten von beispielsweise S1 und S1e, die jeweils die Sprache und den Mikrofonausgang der Sprache darstellen, und den Schätzwerten derselben zu unterscheiden, was durch die digitale Signalverarbeitung erfolgt und was als S1e¹ bezeichnet wird.
3 veranschaulicht den Aufbau eines Verteilungsmoduls 16 in Form eines Blockdiagramms. Das Modul ist mit einem Mikrofon 18 und einem Lautsprecher 12 verbunden, und ein Lautsprecherdraht 20 verläuft von der Haupteinheit 14, nicht gezeigt, zum Verteilungsmodul. Der Lautsprecherdraht 20 überträgt die Signale von der Haupteinheit und die Sprach- und anderen Signale, die zwischen dem Verteilungsmodul und der Haupteinheit übertragen werden, zum Verteilungsmodul. In 1 und 2 sind für diese Signale separate Linien gezeigt, was aber lediglich dem einfacheren Verständnis dient. Wie nachfolgend beschrieben, kann eine Frequenzverschiebung oder -umsetzung verwendet werden, um das Übermitteln beider Signale auf einer einzigen Leitung zu ermöglichen.
Das Modul 16 umfasst die Mischer 22 beziehungsweise 24 und das erste und zweite Filter 26 beziehungsweise 28.
Das Filter 26 ist ein Bandpassfilter, das sich zum Beispiel von 100 Hz bis 20 kHz erstreckt und das geeignet für Sprach- und Musikübermittlung ist. Der Zweck dieses Filters ist das Herausfiltern eines Sprachsignals und anderen Schalls, die durch das Mikrofon 18 vor Ort aufgefangen, durch den Mischer 24 und den Lokaloszillator 30 frequenzverschoben und dann durch den Mischer 22 in die Leitung gemischt werden.
Das Filter 28 ist ein dynamischer adaptiver Digitalfiltermechanismus. Das Filter wird durch dynamisches Anpassen der Koeffizienten eines Filters des FIR-Typs ausgeführt, sodass sämtlicher Schall, der durch das Mikrofon 18 ermittelt wird, und der mit dem Schall, der aus dem Lautsprecher 12 ausgegeben wird, korreliert ist, so gut als möglich ausgelöscht wird. Diese Technik kann unter Verwendung des LMS (least means square) Fehlerprinzips ausgeführt werden. Die Qualität der Auslöschung wird durch die Qualität der Digitalisierung, die Filterlänge, usw. bestimmt. Wie gewöhnlich ist ein Kompromiss zwischen Güte und Kosten erforderlich.
Das System kann derart ausgestaltet sein, dass der adaptive Filter die Übertragungsfunktion als Teil des Installationsverfahrens schätzen kann. Die resultierenden Filterkoeffizienten können dann in einem nichtflüchtigen Speicher 29 gespeichert werden und jedes Mal verwendet werden, wenn das System eingeschaltet wird. Dieser Ansatz verhindert, dass das Anpassungsverfahren mit einem Zufalls- oder einem Nullvektor startet, beschleunigt das Anpassungsverfahren und hilft fehlerhafte Einschwingvorgänge beim Einschalten zu vermeiden.
Das System kann auch so ausgelegt werden, dass es neue Koeffizienten speichert, wenn festgestellt wird, dass sich die Übergangsfunktion geändert hat oder sich um mehr als eine Minimaleinstellung geändert hat. Dies kann sich ergeben, wenn große Gegenstände in einem Fahrzeug untergebracht werden, wenn sich die Anzahl der Fahrgäste ändert, wenn sich die Balance (L/R, V/H) ändert und in vielen anderen Fällen.
Das Filter 28 kann auch eine Stufe umfassen, in der das Ausgangssignal, typischerweise die Sprache, die ihren Ursprung in der Nähe des Mikrofons 18 hat, über das Sprachfrequenzband, angenommen von 300 Hz bis 6 kHz, gefiltert wird, um Geräusche aus dem System zu halten. Alternativ kann das Sprachbandfilter zwischen dem Mikrofon und dem Filter 28 positioniert sein. Ein Anti-Aliasing-Filter ist auf jeden Fall erforderlich.
Der Mischer 24 multipliziert das Signal, das an die Haupteinheit 14 übermittelt wird, mit einem Signal von einem Lokaloszillator 30, derart, dass das Signal frequenzumgesetzt wird. Der Mischer 22 mischt dieses Signal mit dem Signal AS von der Haupteinheit und ermöglicht es beiden Signalen, d.h. dem Audiosignal und dem Sprachsignal, auf dem Lautsprecherdraht 20 an unterschiedlichen Stellen im Frequenzspektrum eingeprägt zu werden.
Es kann vorteilhaft sein, einen geringen Pegel von weißem Rauschen vom Audiosystem (Radio/CD usw.) zu dem Signal hinzuzufügen, bevor dieses Signal auf den Lautsprechern ausgegeben wird. Das adaptive Filter 28 muss ein Modell der Übertragungsfunktion zwischen dem elektrischen Signal vor den Lautsprechern und dem elektrischen Signal nach dem Mikrofon aufbauen. Um dies zu bewerkstelligen, benötigt das Filter Energie über das gesamte Frequenzspektrum und da dies nicht für die gesamte Musik und den Schall aus dem Audiosystem gewährleistet werden kann, kann es vernünftig sein, weißes Rauschen von einer Quelle 31 für einen kurzen Zeitraum hinzuzufügen, um das Schätzen der Übertragungsfunktion bei allen Frequenzen zu unterstützen.
Der Geräuschpegel sollte sehr niedrig sein, um einen Zuhörer nicht zu irritieren. Das weiße Rauschen muss nur für etwa eine Sekunde hinzugefügt werden und das Hinzufügen davon sollte sich für die Insassen des Fahrzeugs nicht als störend erweisen. Es kann erforderlich sein, dies von Zeit zu Zeit zu wiederholen.
4 veranschaulicht eine Haupteinheit 14 in der Form eines Blockdiagramms. Die Haupteinheit umfasst das dritte 32 beziehungsweise das vierte Filter 34, Mischer 36, 38 und 40 und Lokaloszillatoren 42 beziehungsweise 44. Der Mischer 36 schätzt den Verstärkungskoeffizienten oder -faktor der Audioeinheit 10 ab, multipliziert das Sprachsignal, das auf dem entsprechenden Lautsprecherdraht 20 eingegeben wird, mit dem Verstärkungskoeffizienten und mischt das resultierende Signal mit dem Audiosignal, das dann an jeden Lautsprecher, außer möglicherweise den Ursprungslautsprecher des Sprachsignals, übermittelt wird. Die Verstärkung des Ursprungslautsprechers ist vorzugsweise Null oder niedriger als diejenige der anderen Lautsprecher, um sicherzustellen, dass keinerlei Echo oder positive Rückkopplung auftritt.
Es ist auch wichtig, zu gewährleisten, dass der Schall von den Mikrofonen derart verarbeitet wird, dass Hintergrundgeräusche so weit als möglich beseitigt werden. Dies kann auch unter Verwendung von dynamischen adaptiven Filtertechniken bewerkstelligt werden. Zum Beispiel kann eine kontinuierliche Sinuswelle leicht als ein Nichtsprachsignal identifiziert werden und dann durch enges Filter beseitigt werden.
Das System kann auch dazu verwendet werden, um die Schallpegel an den unterschiedlichen Lautsprechern an die vorherrschenden Bedingungen anzupassen.
Eine wichtige Funktion, die in das System integriert werden kann, ist die automatischer Lautstärkekontrolle. Eine Radio- und Musiklautstärkeeinstellung, die bei einer hohen Geschwindigkeit mit einem begleitenden hohen Hintergrundgeräuschpegel angemessen sein kann, wird wahrscheinlich zu laut sein, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit sehr viel niedriger ist.
Das System hat Zugriff auf Signale, die Geräusche und Schallpegel darstellen und die analysiert werden können, um eine Entscheidung über das automatische Anpassen der Lautstärkekontrolle auf einen unterschiedlichen Pegel zu treffen. Mit einem verfügbaren digitalen Signalprozessor und Mikrofonen, die strategisch an unterschiedlichen Orten innerhalb des Fahrzeugs angebracht sind, ist es möglich, die erforderlichen Parameter (Straßen- und Motorgeräuschpegel) zu extrahieren und die erforderlichen Anpassungen vorzunehmen, um für die Insassen des Fahrzeugs ein angenehmes Audioerlebnis zu gewährleisten.
Das System kann auch abschalten, wenn kein Sprachsignal vorhanden ist. Es kann auch mit Mobiltelefontechnologie ausgestattet werden, um eine Freisprechfunktion bereitzustellen.
Die Filter 32 und 34 extrahieren den frequenzumgesetzten Sprachsignaleingang auf dem Lautsprecherdraht 20 durch Entfernen der Basisbandsignale und die Mischer 38 und 40 setzen das Sprachsignals in das Basisband um. Im Mischer 36 wird das Audiosignal mit den Sprachsignalen von jedem der Orte gemischt und wird dann an jeden Lautsprecher verteilt, wobei möglicherweise für jedes Sprachsignal der Lautsprecher ausgenommen ist, aus dessen Nähe das Sprachsignal stammt.
5 veranschaulicht die Frequenzverwertung in einem Lautsprecherdraht 20. Das Audiosignal AS mit Ursprung aus der Audioeinheit 10 belegt ein erstes Frequenzband (Basisband), während das Sprachsignal S, das an einem bestimmten Ort ermittelt wird, frequenzumgesetzt und bei einer relativ hohen Frequenz positioniert wird. So werden AS und S, was die Frequenz betrifft, nicht gemischt, und können über einen einzigen Draht übermittelt werden. Wie bereits angegeben, wird die Frequenz des Sprachsignals S, damit das Sprachsignal S auf herkömmliche Weise vernehmbar ist, abwärts auf das Basisband verschoben, bevor es die entsprechenden Lautsprecher erreicht. Systeme, die zusätzliche Drähte (oder andere Medien, wie RF) verwenden, um die Signale von den verschiedenen Mikrofonen zur Haupteinheit zu übertragen, sind in diesem Sinne wesentlich einfacher gebaut, da sie keine Filterung und Frequenzverschiebung benötigen (siehe 1a, 2 und 9).
6 veranschaulicht in Form eines Blockdiagramms ein anderes Beispiel eines Systems, das im Wesentlichen das gleiche ist, wie das System, das in 1 dargestellt wird, in dem Sprache, die ihren Ursprung nur an einem einzigen Ort hat, zum Beispiel vom Fahrer eines Fahrzeugs, an die verschiedenen Lautsprecher im Audiosystem, außer dem Lautsprecher, der dem Fahrer zugeordnet ist, verteilt wird.
Das Sprachverteilungssystem umfasst einen Mischer 50, einen Filter 52 und einen Echounterdrückungsmechanismus 54. Vier Lautsprecher 12.1, 12.2, 12.3 und 12.4 sind im Audiosystem enthalten. Ein Lautsprecherdraht 56 erstreckt sich von der Audioeinheit 10 und ist für den Lautsprecher 12.1 bestimmt, der dem Fahrer zugeordnet ist. Ein Lautsprecherdraht 58, der für die Lautsprecher 12.2, 12.3 und 12.4 bestimmt ist, erstreckt sich von der Audioeinheit zu dem Mischer 50. Ein Mikrofon 60 ist mit dem Lautsprecher 12.1 verbunden und ist positioniert, um Sprache von einem Fahrer des Fahrzeugs zu ermitteln.
Das Filter 52 ist ein Analog- oder Digitalfilter, das ein Sprachsignal extrahiert, das seinen Ursprung beim Fahrer hat. Wenn von einem Digitalfilter Gebrauch gemacht wird, dann umfasst das Filter einen Analog-Anti-Aliasing-Filter. Dieser wäre typischerweise ein 300 Hz oder 3 kHz (oder 6 kHz) Bandpassfilter.
Der Echounterdrückungsmechanismus 54 ist eine dynamisch adaptive Vorrichtung (siehe 9). In einer Situation, in der Schall mit einer hohen Qualität erforderlich ist, zum Beispiel in einem Stereosystem, kann es erforderlich sein, parallel zu arbeiten. Um das Audiosignal, das seinen Ursprung in der Audioeinheit hat, besser zu unterdrücken, d.h. um die lokal erzeugte Sprache effektiver zu extrahieren, werden die Stereosignale parallel bearbeitet.
Der Mechanismus 54 kann auch ein festes Filter umfassen, der das Arbeiten des adaptiven Teils des Mechanismus auf das gleiche Frequenzband begrenzt, in dem auch Filter 52 arbeitet.
Der Mischer 50 verstärkt das erwünschte Sprachsignal auf einen Pegel, der vergleichbar mit den Amplituden der anderen Signale oder sogar mit einem vorbestimmten durch den Benutzer einstellbaren Pegel ist. Das Sprachsignal wird dann mit dem Audiosignal gemischt, das seinen Ursprung in der Einheit 10 hat, die für die Lautsprecher 12.2 bis 12.4 bestimmt ist. Die Lautstärke kann mittels einer herkömmlichen Vorrichtung 62 gesteuert werden. Die Vorrichtung 62 könnte auch mittels eines Prozessors 63, der auf Hintergrundgeräuschpegel reagiert, bis zu einem gewissen Maß automatisch gesteuert werden. Wie oben bereits beschrieben wurde, wird die Lautstärke des Audioeingangssignals automatisch auf eine Weise angepasst, die vom Hintergrundgeräuschpegel abhängt. So steigt, wenn der Lautstärkepegel der Audioeinheit steigt, auch die Amplitude des gemischten Sprachsignals. Die Lautstärkeanpassung kann für einzelne Lautsprecher oder für Gruppen von Lautsprechern vorgenommen werden.
Es ist möglich, ein Mikrofon so mit einem Lautsprecher zu kombinieren, dass diese Einheiten als integrale Bestandteile gebildet sind. In diesem Fall ist die Anordnung, die in 6 gezeigt wird, im Vergleich zu derjenigen, die in 7 gezeigt wird, leicht vereinfacht. Die Arbeitsweise des in 7 gezeigten Sprachverteilungssystems ist indes tatsächlich die gleiche, wie diejenige, die in Verbindung mit 6 beschrieben wurde. Dieser Ansatz würde indes eine genauere Signalverarbeitung erfordern, um das empfangene Signal (Mikrofontätigkeit) von dem viel größeren Ausgabesignal (Lautsprechertätigkeit) zu extrahieren.
1 und 2 veranschaulichen Systeme, die Gebrauch von mehreren lokalisierten Verteilungseinheiten machen. Mit anderen Worten ist ein Verteilungsmodul 16 mit jedem entsprechenden Lautsprecher verbunden. Mit diesem Ansatz kann das System mit minimalen Anpassungen in das bestehende Audioverdrahtungssystem des Fahrzeugs aufgenommen werden. Bei einem Audiosystem, das vier Lautsprecher hat, bedeutet dies indes, dass fünf Hardwareelemente erforderlich sind, nämlich die vier Verteilungsmodule 16 und die Haupt- oder Zentraleinheit 14.
Mit Hilfe eines anderen Ansatzes ist es möglich, eine zentralisierte Verteilung durchzuführen. Das System kann in einfacher Weise als eine zentrale Verteilungseinheit ausgestaltet werden, wenn zum Beispiel die unterschiedlichen Mikrofone fest verdrahtet sind oder wenn angenommen werden kann, dass das Mikrofonsignal über die Lautsprecherdrähte übermittelt werden kann, oder dass das Mikrofon Teil des Lautsprechers ist. Diese Technik wird in den 1a, 2a, 8 und 9 gezeigt.
Die Anordnung von 8 ist im Wesentlichen die gleiche wie diejenige, die in 6 gezeigt wird. Da die Lautsprecher 12 und die Mikrofone 18 indes tatsächlich eine Einheit bilden, wird eine Verbindung 70 wirksam, was bedeutet, dass die Lautsprechersignale und die Mikrofonsignale über die gleichen Drähte übermittelt werden.
Gemäß einer weiteren Abwandlung der Erfindung können Zeitverzögerungen in das System eingebaut werden, um die Unterschiede in den Übermittlungszeiten des physischen Schalls (dem echten akustischen Schall) und der elektronischen oder elektrischen Signale auszugleichen, die den Schall darstellen und die viel schneller übertragen werden. Auf diese Weise können wahrnehmbare Echos oder Nachhalleffekte beseitigt oder minimiert werden.
Eine weitere Möglichkeit stellt der Einbau des Verteilungssystems, entweder in der Form einer zentralen Verteilungseinheit oder einer verteilten Einheit, in das Audiosystem des Fahrzeugs dar. In diesem Fall ist es nicht erforderlich separate Hardwareelemente zu installieren, um Komponenten bereitzustellen, die erforderlich sind, um das Sprachverteilungssystem in das Audiosystem zu integrieren.
Das System der Erfindung eignet sich, inter alia wegen dem Vorhandensein der Prozessorkapazität 63 (siehe 7) und der Sensoren (Fahrermikrofon 60), für Spracherkennung und Verarbeitung der Sprachsignale. Mit dieser Technologie kann der Fahrer dem Schallverteilungssystem unter Verwendung der bereits beschriebenen Techniken mündlich Befehle erteilen, die das Extrahieren der Sprachsignale ermöglichen. Da die Sprachextraktionsfunktion in einer Ausführungsform der Erfindung in das Audiosystem des Fahrzeugs integriert ist, können auch dem Audiosystem mündliche Befehle erteilt werden. Es ist daher möglich, es einem Insassen wie etwa dem Fahrer zu ermöglichen, mündliche Befehle zu erteilen. Diese Befehle werden durch zweckmäßige Software 65 erkannt, wodurch Steuersignale 67 erzeugt werden, z.B. um einen ausgewählten Radiosender zu ändern oder den Lautstärkepegel, eine CD-Spur oder CD, usw. anzupassen. Es handelt sich also um praktische Eigenschaften, die daneben die Sicherheit verbessern, indem sie für den Fahrer die Notwendigkeit vermindern, seinen Blick von der Straße abzuwenden.
Auf ähnliche Weise können mündliche Befehle verwendet werden, um andere Fahrzeugfunktionen (69) zu steuern, wie beispielsweise das Einstellen einer Geschwindigkeitsregelungseinheit, das Ein- und Ausschalten von Scheinwerfern, das Steuern von Wischerfunktionen, Mobiltelefonfunktionen und dergleichen. Dies kann in Verbindung mit dem Drücken eines „Audiobefehl-Aktivierungsknopfs" 71 erfolgen, der sich typischerweise auf dem Lenkrad befinden sollte. Es wäre wünschenswert, wenn diese Einheit über Sprachbefehle vom Fahrer das Beantworten und Wählen eines fahrzeugbasierten Mobiltelefons steuern würde. Die Lautstärke der Audioeinheit kann dann automatisch verringert werden und für das Telefongespräch auf einen bestimmten Insassen oder in gleichem Maße auf alle Insassen zielen. Sprachbefehle können für Unterhaltungssysteme (DVD, VHS, TV), einen Radiosender, für die Steuerung und Adressauswahl eines elektronischen Leitsystems (GPS), für die Klimaanlage (Klimatisierung, Heizung) und dergleichen verwendet werden.
In einer weiteren Ausführungsform (siehe 10) hätten die Fahrgäste einen Schalter oder zwei Schalter 80, 82 (für + und –), um das Sprachsignal an ihren einzelnen Orten lauter oder leiser zu regeln. Dies würde es Fahrgästen mit schlechtem Gehör erlauben, die Sprachlautstärke an ihrem Ort lauter zu regeln, ohne andere Personen zu beeinträchtigen oder ohne dass der Fahrer dies für sie tun müsste. Es ist auch möglich alle Sprachsignale, die von verschiedenen Mikrofonen (18) empfangen werden, zu normalisieren, bevor sie durch die Pegeleinstellung von jedem Ort geregelt werden und mit anderen Signalen, die an die unterschiedlichen Orte (Sitze) zu senden sind, gemischt werden. Auf diese Weise können Effekte von unterschiedlichen Fahrgästen, die lauter oder leiser sprechen, oder Effekte wie näher an einem oder weiter von einem Mikrofon entfernt sitzen, aufgehoben werden, um einen einheitlichen Pegel von Sprachsignalen zu erreichen, der sich an die Einstellungen an jedem Ort anpasst. Ein solches System würde zusätzliche Drähte oder andere Mechanismen erfordern, um die Einstellungssignale zurück zur Zentraleinheit zu leiten, wo das Mischen ausgeführt wird. Ein zentraler Override ist auch möglich.
In 9 wird ein System gezeigt, das demjenigen in 1a entspricht, in dem aber die Haupteinheit 14 von 1 mit mehr Details dargestellt ist. In 9 sind die Lautsprecher mit 12.1 bis 12.4 markiert, aber sie werden üblicherweise voneinander als LF (links vorne), RF (rechts vorne), LB (links hinten) und RB (rechts hinten) unterschieden.
In dem System der 9 werden die Signale von der Radio-/CD-Einheit 10 mit ihren entsprechenden Lautstärken, wie sie zu den einzelnen Lautsprechern gesendet würden, in die Haupteinheit 14 eingespeist. Alle erforderlichen Funktionen der Einheit 14 können im Wesentlichen in einem einzelnen digitalen Prozessor ausgeführt werden. Einige, wie beispielsweise das Endmischen, können analog ausgeführt werden, wie nachfolgend mit Bezug auf eine Stufe 104 beschrieben wird.
Ein Digitalfilter ist mit jedem Mikrofon verbunden, obwohl in diesem Fall nur ein Mikrofon gezeigt wird. Ein Signal von der Radioeinheit 10 wird in eine Schieberegister-Verzögerungsleitung 90 des Digitalfilters eingespeist. Die Werte von der Verzögerungsleitung werden dann mit den digitalen Filterkoeffizienten 92 multipliziert und in einen Akkumulator 94 summiert. Das Ergebnis ist eine Schätzung des Teils des Mikrofonsignals, der die Signale von der Radioeinheit abhängig von den Übertragungsfunktionen der Lautsprecher, der Mikrofone und der Medien zwischen ihnen, repräsentiert. Dieser Wert wird von den durch das Mikrofon 18.1 ermittelten Signalen subtrahiert (Schritt 96) und ergibt ein Signal, das, wie an anderer Stelle erläutert, das Fehlersignal darstellt, das das Filteranpassungsverfahren und auch die Signale von anderem Schall oder anderer Sprache, der/die ihren Ursprung in der Nähe des Mikrofons hat, steuert.
In einer Stufe 98 wird das Fehlersignal mit einem Koeffizienten multipliziert, der die Anpassungsrate und auch die Gleichmäßigkeit der Anpassung bestimmt. Das Fehlersignal wird dann weiterhin verwendet, um die Filterkoeffizienten 92 zu steuern. Vom gleichen Signal, aber auf der Signalseite, wird in Schritt 100 eine Durchschnittsstärke bestimmt. Diese ist nützlich, um Signale angepasst zu halten oder um Werte an den verschiedenen Orten einzustellen. Das Signal vom Mikrofon kann auch hinsichtlich Inhalt und Stärke analysiert werden, um eine Situation zu verhindern, in der keine Sprache vorhanden ist und nur Geräusche in das System eingegeben und verstärkt werden. Dieses (Sprach)-Fehlersignal wird dann in einer Stufe 102 angepasst, um die Lautstärkeeinstellungen der Sprache an den verschiedenen Lautsprechern widerzuspiegeln.
In einem Schritt 104 findet das Endmischen zwischen den Signalen von der Radioeinheit 10 mit den Sprachsignalen statt, die nun lautstärkeangepasst sind. Dies kann bei einem niedrigen Signalpegel ausgeführt werden und das resultierende Signal wird verstärkt (104) und dann an die verschiedenen Lautsprecher gesendet.
Die vorliegende Anmeldung beschreibt Ausführungsformen gemäß den folgenden Absätzen:

1. Verfahren zur Sprachverteilung, das folgende Schritte umfasst: (a) Empfang eines Audiosignals über ein Mikrofon an einem bestimmten Ort, (b) Extraktion eines Signals, das die Sprache darstellt, die ihren Ursprung an dem Ort oder in seiner Nähe hat, aus dem Audiosignal, und (c) Verteilen eines elektrischen Signals, das mit dem extrahierten Sprachsignal gemischt ist, an mindestens einen Lautsprecher an einem anderen Ort.
2. Verfahren nach Absatz 1, wobei das extrahierte Signal verstärkt wird.
3. Verfahren nach Absatz 1 oder 2, wobei Schritt (b) ausgeführt wird, um einen Schätzwert des Audiosignals vom Mikrofonsignal zu subtrahieren und so ein Signal zu liefern, das einen Schätzwert der Sprache darstellt.
4. Verfahren nach Absatz 3, wobei Schritt (b) unter Verwendung von adaptiven Filtertechniken durchgeführt wird, und der Schätzwert des Audiobezugssignals sich aus dem Signal ergibt, das durch einen adaptiven Filter umgewandelt wird.
5. Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 4, das innerhalb eines Fahrzeugs ausgeführt wird und wobei das Signal an eine Vielzahl von Orten verteilt wird, die jeweils den Sitzpositionen innerhalb des Fahrzeugs entsprechen.
6. Verfahren nach Absatz 5, wobei das Signal über mindestens einen Lautsprecher verteilt wird, der einen Teil eines Audiosystems innerhalb des Fahrzeugs bildet.
7. Verfahren nach Absatz 4 oder 5, das die Schritte des Überwachens eines Hintergrundgeräuschpegels und das automatische Überprüfen der Signalstärke des verteilten Signals in Reaktion auf den Hintergrundgeräuschpegel umfasst.
8. Verfahren nach einem der Absätze 5 bis 7, wobei unterschiedliche Audiosignale von jedem der Orte erhalten werden und Signale, die jedem extrahierten Sprachsignal entsprechen, an die verschiedenen Orte verteilt werden.
9. Verfahren nach Absatz 8, wobei jedes Audiosignal, das von einem bestimmten Ort empfangen wird, gefiltert und frequenzverschoben wird, derart, dass es auf Leiterbahnen, die auch für die Übermittlung von Audiosignalen an mindestens den Lautsprecher verwendet werden, an eine Zentraleinheit übermittelt werden kann.
10. Verfahren nach einem der Absätze 5 bis 8, das den Schritt der Verwendung von Spracherkennungsverarbeitung zum Steuern von mindestens einem von Folgendem umfasst: – Signalstärke der verteilten Sprache – Audiosystemlautstärke – CD-Auswahl – Spurauswahl – Mobiltelefonfunktionen – Radiosenderauswahl – Wischerfunktionen – Lichter – Klimaanlage – elektronisches Leitsystem – Unterhaltungssystemsteuerung
11. Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 9, das, an zumindest einem der Orte, den Schritt des Anpassens des elektrischen Signals, das in Schritt (c) an diesen Ort verteilt wird, umfasst.
12. Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 11, das die Schritte des Verwendens von weißem Rauschen zum Bilden einer Übertragungsfunktion umfasst, die anschließend verwendet wird, um das verteilte elektrische Signal zu erzeugen.
13. Verfahren nach einem der Absätze 1 bis 12, das die Schritte des Speicherns von Koeffizienten eines Digitalfilters umfasst, der verwendet wird, um das Signal in Schritt (b) zu extrahieren, und Leiten der gespeicherten Koeffizienten in den Filter, wenn der Filter gestartet wird.
14. Vorrichtung zur Sprachverteilung, das ein Empfangsgerät zum Empfangen eines Tonsignals von einem von mehreren Orten, ein Modul zum Extrahieren eines geschätzten Signals, das Sprache darstellt, vom Tonsignal, und eine Verteilungseinheit zum Verteilen eines Signals, das auf dem extrahierten geschätzten Sprachsignal basiert, an zumindest einige der mehreren Orte umfasst.
15. Vorrichtung nach Absatz 14, wobei das Signal an jeden der mehreren Orte, aber unter Ausschluss des Ortes, von dem das Tonsignal erhalten wurde, verteilt wird.
16. Vorrichtung nach Absatz 14 oder 15, wobei das Empfangsgerät ein Mikrofon ist, das eines von mehreren Mikrofonen ist, von denen jedes zu einem entsprechenden Ort gehört.
17. Vorrichtung nach Absatz 14, 15 oder 16, wobei das Modul zumindest einen Filter zum Extrahieren des Sprachtonsignals und zumindest einen Mischer zum Umsetzen der Frequenz des extrahierten Sprachsignals in Bezug auf ein Signal, das einer Audioeinheit entspringt, umfasst.
18. Vorrichtung nach Absatz 17, wobei die Verteilungseinheit zumindest einen Filter, der das frequenzumgesetzte Sprachsignal extrahiert, und mindestens einen Mischer, der das extrahierte Signal mit einem Verstärkungsfaktor der Audioeinheit mischt, um ein Signal zu erzeugen, das an einen entsprechenden Lautsprecher an mindestens einem entsprechenden Ort übermittelt wird, umfasst.
19. Vorrichtung nach Absatz 18, wobei das Signal an einen entsprechenden Lautsprecher an jeden entsprechenden Ort, außer den Ort, von dem das Tonsignal erhalten wurde, übermittelt wird.
20. Vorrichtung nach Absatz 17, 18 oder 19, wobei das Modul eine Quelle weißen Rauschens umfasst, von der weißes Rauschen zum Audiosystem hinzugefügt wird, bevor es durch die Lautsprecher ausgegeben wird, und der Filter darauf reagiert, um eine erwünschte Übertragungsfunktion zu bilden.
21. Vorrichtung nach einem der Absätze 17 bis 20, wobei der Filter ein Digitalfilter ist und das Modul einen Speicher umfasst, um angepasste Koeffizienten des Digitalfilters zu speichern, und die Koeffizienten beim Start in den Filter geladen werden.
22. Vorrichtung nach einem der Absätze 14 bis 21, die einen Prozessor zum Steuern der Signalstärke des verteilten Signals auf eine Weise, die vom Pegel des Hintergrundrauschens abhängt, umfasst.
23. Vorrichtung nach einem der Absätze 14 bis 22, die eine Steuerung an mindestens einem Ort umfasst, um die Stärke des Signals, das an den Ort verteilt wird, zu steuern.
24. Vorrichtung nach einem der Absätze 14 bis 23, die in ein Audiosystem integriert ist.

Claims

Verfahren zur Sprachverteilung unter Verwendung eines Audiosystems, das an einem ersten Ort ein erstes Audiosignal (S1a/As 1 m) durch ein Mikrofon (18.1) erhält, welches erste Audiosignal ein auf einen Ausgang des Audiosystems bezogenes zweites Signal umfasst, wobei ein Sprachsignal Sprache (S1a), die in dem Ort oder seiner Umgebung ihren Ursprung hat und Geräusche, die ebenfalls in dem gleichen Ort oder dessen Umgebung ihren Ursprung haben, darstellt, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: (a) Extraktion eines dritten Signals (Slae¹) aus dem ersten Audiosignal, welches das Sprachsignal und die Geräusche darstellt, durch Subtraktion eines Schätzwerts des zweiten Signals von dem ersten Audiosignal, das unter Verwendung von zumindest einem elektrischen Ausgangssignal (Ase) des Audiosystems bestimmt wird; (b) Mischen des dritten Signals (Slae¹) mit dem elektrischen Ausgangssignal (Ase), um ein zweites Ausgangssignal (As2e, S1e¹) zu erzeugen; (c) Verteilen des zweiten Ausgangssignals über das Audiosystem an zumindest einen Lautsprecher (12.2 bis 12.4); und (d) Verwendung des in Schritt (a) extrahierten dritten Signals als Spracheingabe für ein Mobiltelefon.
Verfahren nach Anspruch 1, das in einem Fahrzeug durchgeführt wird, welches über eine Vielzahl an Mikrofonen verfügt, die im Fahrzeug jeweils an mehreren Orten positioniert sind und worin das dritte Signal ein Sprachsignal und Geräusche an einem Ort darstellt, der aus einem der verschiedenen Orte ausgewählt ist.
Verfahren nach Anspruch 2, worin das dritte Signal ein Sprachsignal und Geräusche an einem Ort darstellt, an dem sich zumindest ein bestimmter Fahrzeuginsasse befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das dritte Signal zur Erzeugung von Befehlen verwendet wird, und zwar für Folgendes: (a) ein Unterhaltungssystem; (b) ein Radio; (c) ein elektronisches Leitsystem; und (d) eine Klimaanlage.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, das in einem Fahrzeug durchgeführt wird, worin ein Befehlsknopf vom Fahrzeugfahrer verwendet wird, um die Verwendung von Sprachbefehlen zu erleichtern.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin Signale, die im Audiosystem verteilt werden, zur Leistungsverbesserung mit Zeitverzögerungen versehen werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin zur Leistungsverbesserung eine Echounterdrückungseinheit verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das den Schritt der automatischen Lautstärkekontrolle des Audiosystems, bezogen auf Geräuschmessparameter, umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin der Schätzwert des zweiten Signals auf ein Bezugssignal bezogen ist, das nur aus einem elektrischen Ausgang des Audiosystems und nicht aus einem Mikrofonsignal stammt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, das den Schritt des automatischen Filterns oder der Geräuschreduktion im dritten Signal umfasst.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das den Schritt des Vermischens der jeweiligen dritten Signale aus mehreren Orten vor der Verteilung im Audiosystem umfasst.