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Die
Erfindung betrifft eine Hausanlage mit
einer ersten Station
mit einer ersten Sprech-Hör-Einrichtung,
einer
zweiten Station mit einer zweiten Sprech-Hör-Einrichtung und
einer
Einrichtung zum Erkennen von Sprachaktivitäten an der ersten und/oder
der zweiten Station.
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Hausanlagen
der oben genannten Art sind bekannt. Dabei handelt es sich meist
bei der ersten Station um eine Wohnungsstation und bei der zweiten
Station um eine Türstation.
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Bei
dem Betrieb derartiger Hausanlagen kommt es mitunter vor, daß nach Gesprächsende vergessen
wird, an der Wohnungsstation den während des Gesprächs verwendeten
Hörer aufzuhängen oder – im Falle
einer Freisprechanlage – die Sprechverbindung
beispielsweise durch Betätigen
einer einschlägigen
Taste zu beenden. Bleibt in einem solchen Falle die Sprechverbindung
eingeschaltet, so ist dies zum einen unter Energiespar-Gesichtspunkten
bedenklich. Zum anderen besteht die Gefahr des Abhörens, beispielsweise
der Wohnung, indem man an der Türstation
lauscht. Sind neben den beiden erwähnten Stationen noch weitere
Stationen an der Hausanlage vorgesehen, die sich eine gemeinsame Übertragungseinrichtung
teilen, wie beispielsweise einen Bus, sind dann, wenn vergessen
wird, die Übertragungseinrichtung
nach Gesprächsende
auszuschalten, alle anderen Stationen von der Kommunikation ausgeschlossen.
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Manche
herkömmliche
Hausanlagen verfügen
daher über
einen automatischen Ausschaltmechanismus, der die Übertragungseinrichtung
nach einer vorgegebenen und meist individuell einstellbaren Zeit
automatisch ausschaltet.
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Soll
aber ein längeres
Gespräch
geführt
werden, so ist ein verfrühtes
Ausschalten der Übertragungseinrichtung ärgerlich.
Andererseits würde
die Vorgabe einer allzu langen Wartezeit bis zum Ausschalten ein
unnötiges
Blockieren der Übertragungseinrichtung
bedeuten.
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Aus
der
EP 0 395 771 A1 ,
von der die Erfindung ausweislich des Oberbegriffs von Anspruch
1 ausgeht, ist eine Notruf-, insbesondere Aufzugssprechstelle bekannt,
die an eine Telefonvermittlungsstelle angeschaltet ist. Eine einmal
hergestellte Verbindung wird nach Ausbleiben von Sprechsignalen
automatisch getrennt. Die Trennung erfolgt dabei dadurch, daß die Gleichstrom-Verbindung
zu der Vermittlungsstelle aufgetrennt wird. Dies wird von der Vermittlungsstelle
erkannt, und die Vermittlungsstelle trennt daraufhin die Verbindung
zu dem anderen Teilnehmer. Die bekannte Hausanlage funktioniert
also nur dann, wenn eine Vermittlungsstelle vorgesehen ist. Eine
solche Vermittlungsstelle macht aber den Gesamtaufbau kompliziert
und wartungsanfällig.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, die Hausanlage der eingangs
genannten Art derart weiterzubilden, daß eine Vermittlungsstelle nicht
erforderlich ist.
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Erfindungsgemäß wird die
gestellte Aufgabe bei einer Hausanlage der eingangs genannten Art dadurch
gelöst,
daß die
erste Station dazu ausgelegt ist, bei mangelnder Sprachaktivität an der
ersten und/oder der zweiten Station ein Ausschaltsignal an die zweite
Station abzugeben, und die zweite Station dazu ausgelegt ist, ansprechend
auf das Ausschaltsignal die zweite Sprech-Hör-Einrichtung auszuschalten.
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Mit
anderen Worten bewirkt die erste Station selbst unmittelbar die
Erzeugung des Ausschaltsignals, auf das die zweite Station entsprechend
reagiert. Der Umweg über
eine Vermittlungsstelle oder dergleichen ist nicht erforderlich.
Vielmehr kommunizieren die beiden Stationen hinsichtlich des Ausschaltens
bei mangelnder Sprachaktivität
unmittelbar miteinander.
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Dennoch
wird diejenige Zeit, für
die die Verbindung der beiden Sprech-Hör-Einrichtungen aufrechterhalten bleibt,
nicht starr vorgegeben, sondern vielmehr individuell an die Gesprächslänge angepaßt. Die
Verbindung bleibt nämlich
bestehen, solange Sprachaktivitäten
an der ersten und/oder der zweiten Station darauf schließen lassen,
daß das
Gespräch
noch im Gange ist, wohingegen die Verbindung getrennt wird, sobald
solche Aktivitäten
nicht mehr festgestellt werden, das Gespräch also offensichtlich beendet
ist.
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Einrichtungen
zum Erkennen von Sprachaktivitäten
sind bekannt und müssen
daher hier nicht mehr im einzelnen erläutert werden. So kommt beispielsweise
die in dem europäischen
Patent 784 311 beschriebene Vorrichtung und das dort beschriebene Verfahren
zur Sprachaktivitätserfassung
bei der Verwirklichung der vorliegenden Erfindung in Betracht. Weitere
Einzelheiten und Möglichkeiten
der Realisierung sind darüber
hinaus der
US 5,459,814
A sowie der
US
5,276,765 A zu entnehmen. Dabei beschreibt die
US 5,459,814 A ein
Verfahren zur Sprachaktivitätserfassung,
bei dem für
das Sprachsignal ein mittlerer Signalpegel und Nulldurchgänge berechnet werden.
Die
US 5,276,765 A sowie
die WO 95/08170 offenbaren ein Verfahren zur Sprachaktivitätserfassung,
bei dem eine spektrale Differenz zwischen dem Sprachsignal und einer
Störungsabschätzung unter Verwendung
von LPC-Parametern (Linear Prediction Coding) berechnet wird. Die
genannten Schriften offenbaren außerdem einen zusätzlichen
Sprachaktivitätsdetektor
(VAD, Voice Activity Detector), der das Aktualisieren der Störungsabschätzungen
steuert, mit anderen Worten lernfähig ist.
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Eine
weitere Möglichkeit
der Realisierung der Einrichtung zum Erkennen von Sprachaktivitäten im Rahmen
der erfindungsgemäßen Hausanlage
besteht in einem Filtern des Gesamtsignals, das sich aus einem Sprachsignal
und einem Störsignal
zusammensetzt, um das Störsignal
zu minimieren. Diese Filterung geht gegebenenfalls mit der Begrenzung des
Gesamtsignals auf das Sprachband einher. Als Filter kommen in der
Regel Tief- und/oder
Bandpaßfilter
in Betracht.
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In
einem nächsten
Schritt wird dann die Kurzzeitenergie des herausgefilterten Signals
berechnet. Es erfolgt ein Aufrechnen aller Werte in Zeitabschnitten
von ca. 10 bis 20 ms.
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Schließlich erfolgt
eine Bewertung dieses Signals durch Vergleich der einzelnen berechneten Werte
der Kurzzeitenergie. Dabei kommen grundsätzlich folgende Kriterien bei
dem Vergleich in Betracht:
- – Der Absolutwert der Kurzzeitenergie
muß einen vorgegebenen
Schwellenwert übersteigen.
Die Größe des Schwellenwertes
hängt dabei
von den jeweiligen Gesamtverhältnissen
ab. Dazu gehört beispielsweise
die Empfindlichkeit des verwendeten Mikrophons, der voraussichtliche
Abstand eines Sprechers vom Mikrophon und dergleichen.
- – Die Änderung
der Kurzzeitenergie muß einen gewissen
Wert übersteigen.
Mit anderen Worten ist nicht nur der Absolutwert für das Erkennen
von Sprachaktivität
entscheidend, sondern vielmehr auch die Ableitung. Wiederum ist
es nicht sinnvoll, allgemeingültige
Regeln für
den einschlägigen Grenzwert
anzugeben. Vielmehr hängt
er wiederum von den Gesamtgegebenheiten ab.
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Abgesehen
von den obigen Details können zusätzliche
und ergänzende
Mechanismen vorgesehen sein, insbesondere um die Sprachaktivitätserkennung
sicherer zu machen. Dabei können
die einzelnen Mechanismen miteinander kombiniert werden. Auch ist
eine Bewertung einzelner Kriterien in Abhängigkeit von anderen Kriterien
möglich.
Solche Merkmale und Kriterien sind insbesondere die folgenden:
- – Es
kann ein Selbstlern-Mechanismus für den absoluten Schwellenwert
und den Grenzwert für die Änderung
der Kurzzeitenergie implementiert sein. Eines der wichtigsten Kriterien
bei der Erkennung von Sprache, nämlich
die Dynamik, wird bei dieser Ausgestaltung berücksichtigt. Dadurch ergibt
sich eine bessere Unterscheidung zwischen Sprache und Störung.
- – Es
kann eine Tonerkennung implementiert sein, beispielsweise um störende Dauergeräusche zu erkennen
und richtig zu bewerten.
- – Es
kann das Vorhandensein einer Grundfrequenz im Sprachband mit ihren
Vielfachen innerhalb des gefilterten Signals als Merkmal für das Vorhandensein
von Sprache herangezogen werden.
- – Es
können
Nulldurchgänge
als weiteres Sprachmerkmal erfaßt
werden.
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Insbesondere
im Rahmen einer digitalen Sprachverarbeitung ist es möglich, Sprachpausen
zu erkennen, und zwar beispielsweise unter Anwendung der Kriterien
für Sprachaktivitätserkennung.
In solcherlei Sprachpausen auftretende Signale können als Störsignale eingestuft und gespeichert
werden. Diese gespeicherten Störsignale
können
dann später von
erfaßten
Werten abgezogen werden, wodurch eine weitere Filterung des Gesamtsignals
möglich
ist.
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Erfindungsgemäß bevorzugt
ist die Einrichtung zum Erkennen von Sprachaktivitäten der
ersten Station zugeordnet und dazu ausgelegt, das Ausschaltsignal
abzugeben, wenn sie für
eine erste vorbestimmte Zeitspanne keine Sprachaktivität erkennt.
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Mit
anderen Worten erfolgt das Ausschalten nicht etwa gleich nach dem
Ende des ersten gesprochenen Satzes. Vielmehr wartet die Erkennungseinrichtung
die erste vorbestimmte Zeitspanne vor dem Abgeben des Ausschaltsignals
ab, damit ein Gespräch
nicht schon dann unterbrochen wird, wenn einer der beiden Gesprächspartner
eine gewisse Zeit braucht, um weiterzusprechen, mit der Antwort
auf eine Frage zu beginnen oder dergleichen.
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Das
von der Einrichtung zum Erkennen von Sprachaktivitäten an der
ersten und/oder der zweiten Station abgegebene Ausgangssignal kann
unmittelbar als Ausschaltsignal verwendet werden. Mit anderen Worten
kann die zweite Sprech-Hör-Einrichtung unmittelbar
ansprechend auf das Ausgangssignal der genannten Einrichtung ansprechen.
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Erfindungsgemäß bevorzugt
ist jedoch vorgesehen, daß die
erste Station eine Schalteinrichtung aufweist, die an einem Ausgangsanschluß der Einrichtung
zum Erkennen von Sprachaktivitäten
an der ersten und/oder der zweiten Station angeschlossen und dazu
ausgelegt ist, das Ausschaltsignal zu senden, wenn sie für eine vorbestimmte
Zeitspanne kein eine Sprachaktivität anzeigendes Signal empfängt.
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Mit
anderen Worten wird nach dieser Ausgestaltung der Erfindung die
Steuereinrichtung der Erkennungseinrichtung nachgeschaltet. In der
Steuereinrichtung kann die für
das Betreiben der Hausanlage erforderliche „Intelligenz" implementiert sein.
Dadurch wird der Aufbau der Erkennungseinrichtung vereinfacht und
es ist möglich,
einen entsprechenden Standardbaustein zu verwenden.
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Bevorzugt
ist die Einrichtung zum Erkennen von Sprachaktivitäten dazu
ausgelegt, ein der Sprachaktivität
entsprechendes Signal an die Schalteinrichtung abzugeben, wobei
die Schalteinrichtung dazu ausgelegt ist, das der Sprachaktivität entsprechende
Signal auszuwerten und das Ausschaltsignal an die zweite Station
abzugeben, wenn für
eine vorbestimmte zweite Zeitspanne keine Sprachaktivität stattgefunden
hat.
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Bei
dieser Ausgestaltung der Erfindung ist also wiederum zumindest ein
Teil der „Intelligenz" in der Schalteinrichtung
vorgesehen. Sie bekommt nämlich
in diesem Falle quasi ein „Rohsignal" von der Erkennungseinrichtung
für Sprachaktivitäten zugeleitet
und muß es
auswerten. Erst wenn diese Auswertung ergibt, daß für eine vorbestimmte zweite
Zeitspanne keine Sprachaktivität
stattgefunden hat, bewirkt die Schalteinrichtung das Ausschalten
der zweiten Sprech-Hör-Einrichtung.
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Erfindungsgemäß bevorzugt
ist/sind die erste und/oder die zweite Zeitspanne einstellbar.
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Selbstverständlich ist/sind
die erste und die zweite Zeitspanne entsprechend dem jeweiligen
Anwendungsfall zu wählen.
Bevorzugt beträgt/betragen die
erste und/oder die zweite Zeitspanne aber 0 bis 30 s, weiter bevorzugt
10 bis 20 s.
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Neben
der oben im einzelnen beschriebenen Hausanlage schafft die Erfindung
auch ein Verfahren zum Betreiben einer Hausanlage, mit
einer
ersten Station mit einer ersten Sprech-Hör-Einrichtung,
einer zweiten
Station mit einer zweiten Sprech-Hör-Einrichtung und
einer
Einrichtung zum Erkennen von Sprachaktivitäten an der ersten und/oder
der zweiten Station.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen,
daß die erste
Station bei mangelnder Sprachaktivität an der ersten und/oder der
zweiten Station ein Ausschaltsignal abgibt und die zweite Station
auf das Ausschaltsignal anspricht, indem sie die zweite Sprech-Hör-Einrichtung
ausschaltet.
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Wiederum
ist also vorgesehen, daß die
erste Station ohne Zwischenschaltung einer Vermittlungsstelle oder
dergleichen unmittelbar Einfluß auf
die zweite Station nimmt, indem sie das Ausschaltsignal abgibt,
auf das die zweite Station durch Ausschalten der ihr zugeordneten
zweiten Sprech-Hör-Einrichtung
anspricht.
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Bevorzugt
gibt die erste Station das Ausschaltsignal erfindungsgemäß erst dann
ab, wenn für eine
vorbestimmte Zeitspanne keine Sprachaktivität ermittelt wird.
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Die
vorbestimmte Zeitspanne beträgt
dabei erfindungsgemäß bevorzugt
0 bis 30 s, weiter bevorzugt 10 bis 20 s.
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Im
folgenden ist die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung mit weiteren Einzelheiten
näher erläutert. Dabei
zeigt
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die
einzige Figur schematisch eine Hausanlage nach einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel der
Erfindung.
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Zu
der in der Zeichnung dargestellten Hausanlage gehört eine
Wohnungsstation 100, eine Türstation 200, eine
Wohnungsstation 300 und eine Türstation 400. Alle
Stationen sind an einen gemeinsamen Zwei-Draht-Bus 500 angeschlossen.
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Die
Wohnungsstation 100 verfügt über eine Freisprecheinrichtung 102 mit
einem Mikrophon und einem Lautsprecher, eine Erkennungseinrichtung 104 für Sprachaktivität, eine
zentrale Steuerung 106, ein Tastenfeld 108, eine
Türöffnertaste 110 und
einen Codeerkenner 112.
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In
gleicher Weise verfügt
die Wohnungsstation 300 über eine Freisprecheinrichtung 302 mit
einem Mikrophon und einem Lautsprecher, eine Erkennungseinrichtung 304 für Sprachaktivität, eine
zentrale Steuerung 306, ein Tastenfeld 308, eine
Türöffnertaste 310 und
einen Codeerkenner 312.
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Zu
der Türstation 200 gehören Ruftasten 202 und 204,
eine zentrale Steuerung 206, eine Freisprecheinrichtung 208 mit
einem Mikrophon und einem Lautsprecher sowie ein Codeerkenner 210.
Ferner ist an die Türstation 200 ein
Türöffner 212 angeschlossen.
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In
gleicher Weise verfügt
die Türstation 400 über Ruftasten 402 und 404,
eine zentrale Steuerung 406, eine Freisprecheinrichtung 408 mit
einem Mikrophon und einem Lautsprecher und einen Codeerkenner 410.
Darüber
hinaus ist ein Türöffner 412 an
die Türstation 400 angeschlossen.
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Die
Ruftasten 202 und 402 sind der Wohnungsstation 100 zugeordnet,
wohingegen die Ruftasten 204 und 404 der Wohnungsstation 300 zugeordnet
sind.
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Die
in der Zeichnung dargestellte Hausanlage funktioniert wie folgt:
Betätigt ein
Besucher die Ruftaste 202, so gibt die Steuerung 206 ein
Rufsignal an den Bus 500. Dieses Rufsignal wird von dem
Codeerkenner 112 in der Wohnungsstation 100 als
zugehörig
erkannt. Daraufhin steuert die Steuerung 106 den Lautsprecher
der Freisprecheinrichtung 102 an. Es ertönt ein Rufton.
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Demgegenüber erkennen
die Codeerkenner 312 und 410 der Stationen 300 und 400 das
Rufsignal als ihnen nicht zugeordnet, weshalb sie es ignorieren.
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Wird
der Rufton an der Wohnungsstation 100 durch Betätigen einer
einschlägigen
Taste des Tastenfeldes 108 angenommen, so schaltet die
Steuerung 106 die Freisprechanlage 102 und über den
Bus 500 und den Codeerkenner 210 auch die Freisprechanlage 208 ein,
so daß Sprachsignale
zwischen den Stationen 100 und 200 ausgetauscht
werden können.
Mit anderen Worten kann ein Gespräch geführt werden.
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Ab
diesem Zeitpunkt überwacht
die Erkennungseinrichtung 104 für Sprachaktivität die Umgebung
der beiden Freisprecheinrichtungen 102 und 208 auf
Sprachaktivität.
D.h., sie analysiert die von den jeweiligen Mikrophonen empfangenen
Schallsignale auf Sprachaktivität.
Entsprechend dem Analyseergebnis gibt die Erkennungseinrichtung 104 einschlägige Signale
an die Steuerung 106. So gibt sie beispielsweise ein Signal
logisch „1" an die Steuerung 106,
sofern sie Sprachaktivität
erkennt, wohingegen sie dann, wenn sie keine Sprachaktivität erkennt,
ein Signal entsprechend logisch „0" an die Steuerung 106 gibt.
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Empfängt die
Steuerung 106 für
eine Zeitspanne von 15 s keine einer logischen „1" entsprechenden Signale, so schließt sie auf
mangelnde Sprachaktivität
sowohl an der Wohnungsstation 100 als auch an der Türstation 200 und
schaltet die Freisprecheinrichtung 102 sowie die Freisprecheinrichtung 208 aus,
indem sie ein Ausschaltsignal an die Türstation 200 abgibt.
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Die
genannte Zeitspanne von 15 s kann durch Betätigung einschlägiger Tasten
an dem Tastenfeld 108 eingestellt werden.
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Die
Steuerung 106 reagiert allerdings nicht nur auf Signale
von der Erkennungseinrichtung 104, sondern auch auf eine
Betätigung
des Türöffners 110 mit
einem Ausschalten der Freisprecheinrichtungen 102 und 208.
Darüber
hinaus gibt sie bei Betätigung der
Türöffnertaste 110 ein
der Türstation 200 zugeordnetes
Türöffnersignal
an den Bus 500. Die ses Türöffnersignal wird von dem Codeerkenner 210 als für die Türstation 200 bestimmt
erkannt, woraufhin die Steuerung 206 den Türöffner 212 ansteuert.
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Demgegenüber erkennen
die Codeerkenner 312 und 410 das Türöffnersignal
nicht als ihnen zugeordnet und ignorieren es.
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Die
durch Betätigen
des Tastenfeldes 108 etablierte Sprechverbindung zwischen
der Wohnungsstation 100 und der Türstation 200 wird
also zum einen gezielt dadurch getrennt, daß die Türöffnertaste 110 betätigt wird,
woraus in der Regel nämlich
zu schließen
ist, daß das
Gespräch
beendet ist, weil der Besucher zum Eintreten aufgefordert worden ist.
Zum anderen wird die Sprechverbindung aber auch dadurch (automatisch)
getrennt, daß für 15 s keine
Sprachaktivitäten
mehr an den Stationen 100 und 200 festzustellen
sind. Dies trifft beispielsweise dann zu, wenn ein Besucher nicht
eingelassen wird.
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Die
Stationen 300 und 400 arbeiten analog zu den Stationen 100 und 200,
d.h. entsprechend der obigen Funktionsbeschreibung. Eine nochmalige
detaillierte Erörterung
der Funktionsweise erübrigt
sich daher.
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Sprechverbindungen
können
nach der Erfindung aber nicht nur zwischen einer Wohnungsstation einerseits
und einer Türstation
andererseits etabliert werden. Vielmehr kann die Erfindung auch
angewendet werden bei Gesprächen
zwischen zwei Wohnungsstationen oder zwischen zwei Türstationen.
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Die
Tastenfelder 108 und 308 können noch über eine Trenntaste verfügen, mit
der eine Sprechverbindung willkürlich
getrennt werden kann. Darüber
hinaus kann aus Sicherheitsgründen
eine gezwungene Trennung einer Sprechverbindung nach einer vorgegebenen
Zeitspanne von beispielsweise 10 Minuten vorgesehen sein, die unabhängig davon eine
Trennung bewirkt, ob Sprachaktivität an einer der miteinander
kommunizierenden Stationen festgestellt wird.
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Die
in der obigen Beschreibung, den Ansprüchen sowie der Zeichnung offenbarten
Merkmale der Erfindung können
sowohl einzeln als auch in beliebigen Kombinationen für die Verwirklichung
der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.