DE102010006285A1

DE102010006285A1 - Motor vehicle audio system, has control unit connected with amplifier and detector for calculating amplified signal of sound detector with preset sound level of speakers and determining amplification factor according to preset sound level

Info

Publication number: DE102010006285A1
Application number: DE201010006285
Authority: DE
Inventors: Oliver 65468 Jung
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-01-30
Filing date: 2010-01-30
Publication date: 2011-08-04

Abstract

The system has an amplifier for amplifying a signal by an amplification factor, where the signal is generated by an audio signal source (7). Speakers (3, 4) output amplified signal form the amplifier. A control unit (6) is connected with the amplifier and a sound detector (5) for calculating the output amplified signal of the detector with a preset sound level of the speakers and determining the factor according to the preset sound level. The control unit utilizes a speech recognition algorithm for determining speech from the output signal of the detector by a microphone (5).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein KFZ-Audiosystem, das als Quelle für Audiosignale z. B. einen Rundfunkempfänger, ein Abspielgerät für Audio-Aufzeichnungen, eine Telefon-Freisprechanlage, ein mit Hilfe von Sprachmeldungen mit dem Fahrer kommunizierendes Navigationssystem oder dergleichen umfasst.The present invention relates to a car audio system, which is used as a source for audio signals z. B. a radio receiver, a player for audio recordings, a telephone handsfree, a communicating with the help of voice messages with the driver navigation system or the like.

Ein Problem, das allen derartigen Kfz-Audiosystemen gemeinsam ist, ist die Beeinträchtigung der Verständlichkeit von über Lautsprecher ausgegebener Sprache durch Fahrgeräusche. Wie jeder Passagier eines Kraftfahrzeugs feststellen kann, hängt die Lautstärke dieser Fahrgeräusche stark von der Geschwindigkeit eines Fahrzeugs ab, so dass eine Lautstärke der über Lautsprecher ausgegebenen Sprache, die bei Geschwindigkeiten des Stadtverkehrs durchaus angemessen ist, beim Fahren auf der Autobahn keine Verständlichkeit mehr gewährleistet. Regelt man daraufhin auf der Autobahn die Lautstärke des Audiosystems hoch, so stellt man fest, dass eine bei starkem Fahrgeräusch durchaus als angemessen empfundene Lautstärke als unangenehm laut wahrgenommen wird, wenn die Fahrgeschwindigkeit wieder niedriger und das Fahrgeräusch dementsprechend schwächer ist.A problem common to all such automotive audio systems is the impairment of the intelligibility of speech emitted through loudspeakers due to driving noise. As any passenger on a motor vehicle can tell, the volume of these sounds depends heavily on the speed of a vehicle, so that the volume of the speech emitted through the loudspeakers, which is quite appropriate at city traffic speeds, can no longer be understood when driving on the motorway. If one subsequently adjusts the volume of the audio system on the highway, then one notes that a volume that is quite appropriate in the case of strong driving noise is perceived as unpleasantly loud when the driving speed is lower again and the driving noise is correspondingly weaker.

Dem kann Rechnung getragen werden, indem die Lautstärke des Audiosystems automatisch anhand der Fahrzeuggeschwindigkeit geregelt wird. Dabei bleiben jedoch zahlreiche andere Faktoren unberücksichtigt, die die Geräuschkulisse in einem fahrenden Kraftfahrzeug beeinflussen, wie etwa die Beschaffenheit der Fahrbahnoberfläche, Wasser auf der Fahrbahn, das Prasseln von Regen auf der Karosserie, Geräusche, die vom Fahrtwind an offenen Seitenfenstern, an einem Dachgepäckträger und dessen Ladung oder an anderen zeitweiligen Anbauten des Fahrzeugs verursacht werden, etc. Änderungen aller dieser Parameter können dazu führen, dass die Lautstärke des Audiosystems nicht an die vorhandene Geräuschkulisse angepasst ist, so dass von dem Audiosystem ausgegebene Sprache überhört oder nicht richtig verstanden wird. Dies kann bei für die Fahrt relevanten Informationen wie etwa einer Stauwarnung, einem Hinweis des Navigationssystems oder dergleichen zu lästigen Zeitverlusten führen und im Extremfall sogar die Gefahr erhöhen, dass das Fahrzeug in einen Unfall verwickelt wird. Es besteht daher sowohl zur Verbesserung des Fahrkomforts als auch aus Sicherheitsgründen Bedarf nach einem KFZ-Audiosystem, bei dem die Verständlichkeit von Sprachausgaben trotz eventuell stark und in nicht vorhersagbarer Weise veränderlicher Geräuschkulisse sichergestellt werden kann.This can be accommodated by the volume of the audio system is automatically controlled by the vehicle speed. However, this does not take into account many other factors affecting the noise of a moving motor vehicle, such as the nature of the road surface, water on the road surface, the patter of rain on the body, noise from the wind on open side windows, on a roof rack and changes in all of these parameters may result in the volume of the audio system not being adapted to the existing background noise so that speech emitted by the audio system is overheard or misunderstood. This can lead to annoying loss of time in information relevant to the journey, such as a traffic jam warning, an indication of the navigation system or the like, and in extreme cases even increase the risk that the vehicle is involved in an accident. There is therefore a need for a car audio system, both for the improvement of driving comfort and for safety reasons, in which the intelligibility of voice output can be ensured despite possibly strong and unpredictable variable soundscape.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem bei einem KFZ-Audiosystem mit wenigstens einer Audiosignalquelle, wenigstens einem Verstärker zum Verstärken eines von der Audiosignalquelle bereitgestellten Signals mit einem gegebenen Verstärkungsfaktor, wenigstens einem Lautsprecher zum Ausgeben des von dem Verstärker verstärkten Signals und einem Schalldetektor eine Steuereinheit mit dem Verstärker und dem Schalldetektor verbunden ist, um aus einem Ausgabesignal des Schalldetektors einen um den Beitrag des wenigstens einen Lautsprechers bereinigten Schallpegel zu berechnen und den Verstärkungsfaktor anhand des bereinigten Schallpegels festzulegen. Ein solches Audiosystem ist in der Lage, jeden Beitrag zur Geräuschkulisse, unabhängig von der Art seiner Entstehung, bei der Festlegung des Verstärkungsfaktors zu berücksichtigen und dadurch sicherzustellen, dass vom Lautsprecher ausgegebenen Sprache die nötige Lautstärke hat, um trotz der vorhandenen Geräuschkulisse sicher verstanden zu werden, ohne dass deswegen eine Lautstärke der Sprachausgabe erreicht wird, die bei schwacher Geräuschkulisse als unangenehm empfunden wird. Die Bereinigung um den Beitrag des wenigstens einen Lautsprechers ist erforderlich, um die Stabilität der Lautstärkeregelung zu gewährleisten.The object is achieved according to the invention by, in a car audio system having at least one audio signal source, at least one amplifier for amplifying a signal provided by the audio signal source with a given amplification factor, at least one loudspeaker for outputting the signal amplified by the amplifier and a sound detector having a control unit the amplifier and the sound detector is connected in order to calculate from an output signal of the sound detector a sound level adjusted by the contribution of the at least one loudspeaker and to determine the amplification factor on the basis of the adjusted sound level. Such an audio system is able to take into account any contribution to the background noise, regardless of the nature of its formation, in determining the gain and thereby ensure that the voice output from the loudspeaker has the necessary volume to be safely understood despite the existing background noise Without, therefore, a volume of the speech output is achieved, which is perceived as unpleasant in low-noise. The adjustment for the contribution of the at least one loudspeaker is necessary to ensure the stability of the volume control.

Die Steuereinheit kann eingerichtet sein, den Beitrag des wenigstens einen Lautsprechers anhand des bereitgestellten oder verstärkten Signals und einer für den Weg des Schalls von dem wenigstens einen Lautsprecher zum Schalldetektor repräsentativen Übertragungsfunktion zu berechnen.The control unit may be configured to calculate the contribution of the at least one loudspeaker from the provided or amplified signal and a transfer function representative of the path of the sound from the at least one loudspeaker to the sound detector.

Derartige Übertragungsfunktionen können in einem Speicher des KFZ-Audiosystems abgelegt sein. Um vom Benutzer einstellbaren Parametern des Systems, insbesondere seines Verstärkers, wie etwa der Balance zwischen verschiedenen Lautsprechern, dem Frequenzgang oder dergleichen Rechnung zu tragen, muss eine Mehrzahl solcher Übertragungsfunktionen im Speicher vorliegen, um daraus die jeweils benötigte wählen und/oder interpolieren zu können. Auch die akustischen Eigenschaften der Fahrgastzelle, die Verteilung von Passagieren darin etc. beeinflussen die Schallausbreitung zwischen Lautsprecher und Schalldetektor, so dass es in der Regel erforderlich ist, für jedes Fahrzeuginterieur spezifische Übertragungsfunktionen bereitzustellen. Um den Einfluss der Passagiere auf die Schallausbreitung zu berücksichtigen, kann es zweckmäßig sein, dass die Steuereinheit mit Sensoren zum Erfassen der Anwesenheit von Passagieren auf den Sitzen des Fahrzeugs verbunden ist, um jeweils eine zur Verteilung der Passagiere passende Übertragungsfunktion auszuwählen.Such transfer functions may be stored in a memory of the car audio system. In order to accommodate user-adjustable parameters of the system, in particular its amplifier, such as the balance between different speakers, the frequency response or the like, a plurality of such transfer functions must be present in memory in order to select and / or interpolate the respectively required. Also, the acoustic characteristics of the passenger compartment, the distribution of passengers therein, etc. affect the sound propagation between the loudspeaker and the sound detector, so that it is usually necessary to provide specific transmission functions for each vehicle interior. In order to take account of the influence of the passengers on the sound propagation, it may be expedient for the control unit to be connected to sensors for detecting the presence of passengers on the seats of the vehicle, in order in each case to select a transmission function suitable for distributing the passengers.

Die Notwendigkeit, diese Übertragungsfunktionen vorab zu erstellen und in einem Speicher bereitzuhalten, kann umgangen werden, indem die Steuereinheit eingerichtet ist, eine momentane Übertragungsfunktion durch Kreuzkorrelieren des verstärkten Signals und des Ausgabesignals des Schalldetektors zu berechnen. The need to pre-fabricate these transfer functions and keep them in memory can be circumvented by having the control unit set up to calculate an instantaneous transfer function by cross-correlating the amplified signal and the output signal of the sound detector.

Da das Ausmaß, in dem ein Umgebungsgeräusch von gegebener Lautstärke die Verständlichkeit von Sprache beeinträchtigt, von der Frequenz des Umgebungsgeräuschs abhängt, ist es zweckmäßig wenn die Steuereinheit eingerichtet ist, den bereinigten Schallpegel für eine Mehrzahl von Frequenzbändern einzeln zu berechnen.Since the extent to which ambient noise of a given volume affects the intelligibility of speech depends on the frequency of ambient noise, it is convenient if the control unit is set up to individually calculate the adjusted sound level for a plurality of frequency bands.

Basierend auf dieser Berechnung kann die Steuereinheit ferner eingerichtet sein, den Verstärkungsfaktor für mehrere Frequenzbänder einzeln anhand der für diese Frequenzbänder berechneten bereinigten Schallpegel festzulegen. Zweckmäßigerweise sind die Frequenzbänder, für die die bereinigten Schallpegel berechnet werden, und die Frequenzbänder, für die die Verstärkungsfaktoren festgelegt werden, identisch; dies ist jedoch nicht zwingend erforderlich.Based on this calculation, the control unit may be further configured to set the amplification factor for a plurality of frequency bands individually based on the adjusted sound level calculated for these frequency bands. Conveniently, the frequency bands for which the adjusted sound levels are calculated and the frequency bands for which the gain factors are set are identical; however, this is not mandatory.

Eine frequenzbandspezifische Anpassung des Verstärkungsfaktors kann dazu führen, dass der ausgegebene Schall spektral verzerrt erscheint. Eine solche Verzerrung wird vermieden, indem der Verstärkungsfaktor für alle Frequenzbänder des bereitgestellten Signals einheitlich festgelegt wird; um eine ideale Verständlichkeit zu gewährleisten, ist es dann allerdings zweckmäßig, den Verstärkungsfaktor anhand einer gewichteten Summe der bereinigten Schallpegel festzulegen.Frequency band-specific matching of the amplification factor can cause the output sound to be spectrally distorted. Such distortion is avoided by uniformly setting the gain for all frequency bands of the signal provided; However, in order to ensure ideal intelligibility, it is then expedient to determine the amplification factor on the basis of a weighted sum of the adjusted sound levels.

Die Gewichtung der einzelnen Frequenzbänder richtet sich nach dem Informationsgehalt, der ihnen in der menschlichen Sprache zukommt. So ist es zum Beispiel zweckmäßig, Frequenzbänder in der Umgebung von 125 und/oder 250 Hz, die wesentlich zur Verständlichkeit der Vokale beitragen, oder Frequenzbänder in der Umgebung von 2000 und/oder 4000 Hz, die einen Großteil der Konsonanteninformation enthalten, höher zu gewichten als Frequenzbänder in der Umgebung von 500 oder 1000 Hz oder Frequenzen unterhalb von 100 oder oberhalb von 8000 Hz.The weighting of the individual frequency bands depends on the information content that they have in human language. For example, it is desirable to weight higher frequency bands in the vicinity of 125 and / or 250 Hz, which contribute substantially to the intelligibility of the vowels, or frequency bands in the vicinity of 2000 and / or 4000 Hz, which contain a majority of the consonant information as frequency bands in the vicinity of 500 or 1000 Hz or frequencies below 100 or above 8000 Hz.

Ein Proportionalitätsfaktor zwischen dem Beitrag des Lautsprechers zum Schallpegel am Schalldetektor und dem bereinigten Schallpegel zwischen 0,25 und 0,5 hat sich als zweckmäßig erwiesen, d. h. einer Zunahme des bereinigten Schallpegels der Geräuschkulisse von 2 bis 4 dB sollte eine Zunahme der Lautstärke des Lautsprechers von 1 dB entsprechen.A proportionality factor between the contribution of the loudspeaker to the sound level at the sound detector and the adjusted sound level between 0.25 and 0.5 has been found to be useful; H. An increase in the noise level of 2 to 4 dB of noise corrected should correspond to an increase in the loudspeaker volume of 1 dB.

Um sicherzustellen, dass keine schmerzhaften oder gesundheitsschädlichen Schallpegel im Fahrzeug erreicht werden, sollte die Steuereinheit zweckmäßigerweise eingerichtet sein, den Beitrag des Lautsprechers zum Schallpegel am Schalldetektor nur so lange proportional zum bereinigten Schallpegel zu regeln, wie der Schallpegel am Schalldetektor einen Grenzwert nicht übersteigt. Bei Überschreitung dieses Grenzwerts sollte der Beitrag des Lautsprechers konstant gehalten oder gar reduziert werden.To ensure that no painful or harmful sound levels are reached in the vehicle, the control unit should be suitably arranged to regulate the contribution of the speaker to the sound level at the sound detector only proportional to the adjusted sound level as long as the sound level at the sound detector does not exceed a limit. If this limit is exceeded, the contribution of the loudspeaker should be kept constant or even reduced.

Das erfindungsgemäße Audiosystem sollte Gespräche zwischen den Passagieren nicht behindern, indem es seine Lautstärke erhöht, wenn die Passagiere miteinander sprechen. Zweckmäßigerweise ist die Steuereinheit daher eingerichtet, zu entscheiden, ob das Ausgabesignal des Schalldetektors Sprache enthält oder nicht, und bei Vorliegen von Sprache den bereinigten Schallpegel auch um den Beitrag der Sprache zu bereinigen. Alternativ kann auch die Berechnung des bereinigten Schallpegels einfach ausgesetzt werden, in der Annahme, dass nach kurzer Zeit eine Sprechpause der Passagiere auftreten wird, in der die Berechnung wieder möglich ist.The audio system according to the invention should not interfere with conversations between the passengers by increasing its volume when the passengers speak with each other. Conveniently, therefore, the control unit is arranged to decide whether the output signal of the sound detector contains speech or not, and in the presence of speech, also to clean up the adjusted sound level by the contribution of the speech. Alternatively, the calculation of the adjusted sound level can be easily suspended, assuming that after a short time a pause for speech of the passengers will occur, in which the calculation is possible again.

Um über das Vorliegen von Sprache zu entscheiden, können verschiedene Kriterien eingesetzt werden. Ein einfacher Ansatz ist, das Vorliegen von Sprache zu bejahen, wenn die spektrale Verteilung des Ausgabesignals des Schalldetektors für menschliche Sprache charakteristische Merkmale aufweist.To decide on the presence of language, various criteria can be used. A simple approach is to affirm the presence of speech if the spectral distribution of the output signal of the human speech sound detector has characteristic features.

Ein anderer Ansatz ist, über das Vorliegen von Sprache zu entscheiden, indem ein Spracherkennungsalgorithmus auf das Ausgabesignal des Schalldetektors angewandt wird, und das Vorliegen von Sprache zu bejahen, wenn der Spracherkennungsalgorithmus ein Erkennungsergebnis liefert. Derartige Spracherkennungsalgorithmen sind bereits in zahlreichen Kfz-Audiosystemen implementiert, um deren Steuerung durch menschliche Sprache zu ermöglichen; diese Algorithmen und die zu ihrer Ausführung eingesetzte Hardware können daher ohne großen Aufwand auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung nutzbar gemacht werden.Another approach is to decide on the presence of speech by applying a speech recognition algorithm to the output signal of the sound detector and to affirm the presence of speech when the speech recognition algorithm provides a recognition result. Such speech recognition algorithms are already implemented in numerous automotive audio systems to enable their control by human speech; These algorithms and the hardware used for their execution can therefore be made available without much effort in the context of the present invention.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren. Es zeigen:Further features and advantages of the invention will become apparent from the following description of embodiments with reference to the accompanying figures. Show it:

1 eine schematische Draufsicht auf ein Kraftfahrzeug mit einem Audiosystem gemäß der Erfindung; 1 a schematic plan view of a motor vehicle with an audio system according to the invention;

2 ein Blockdiagramm des Audiosystems gemäß einer ersten Ausgestaltung; 2 a block diagram of the audio system according to a first embodiment;

3 ein Blockdiagramm des Audiosystems gemäß einer zweiten Ausgestaltung; 3 a block diagram of the audio system according to a second embodiment;

4 ein Blockdiagramm des Audiosystems gemäß einer dritten Ausgestaltung; 4 a block diagram of the audio system according to a third embodiment;

5 die spektrale Verteilung unterschiedlicher Arten von Geräusch; 5 the spectral distribution of different types of noise;

6 einen experimentell ermittelten Zusammenhang zwischen Sprechlautstärke menschlicher Sprecher und der Umgebungslautstärke; 6 an experimentally determined relationship between the speech volume of human speakers and the ambient volume;

7 die normierte Spektralverteilung von Sprache eines männlichen Sprechers in Anwesenheit verschiedener Störgeräusche; und 7 the normalized spectral distribution of speech of a male speaker in the presence of various noise; and

8 die normierte Spektralverteilung von Sprache eines weiblichen Sprechers in Anwesenheit verschiedener Störgeräusche. 8th the normalized spectral distribution of speech of a female speaker in the presence of various noise.

Die Darstellung der 1 zeigt in einer schematischen Draufsicht ein Kraftfahrzeug mit Vorder- und Rücksitzen 1, 2, an nicht dargestellten Wänden einer die Sitze 1, 2 umgebenden Fahrgastzelle montierten vorderen und hinteren Lautsprechern 3, 4, einem Mikrofon 5, einer Steuereinheit 6 sowie einer unbestimmten Zahl von Audiosignalquellen 7. Als Audiosignalquellen 7 kommen in an sich bekannter Weise ein Autoradio, ein Abspielgerät für Speichermedien wie Audiokassetten, CDs, USB-Sticks etc., eine Telefon-Freisprechanlage, ein Navigationssystem und dergleichen in Betracht. Besonders einfach und preiswert implementierbar ist die Erfindung in Kombination mit einer Telefon-Freisprechanlage als Audiosignalquelle 7, da eine solche Freisprechanlage im Allgemeinen über ein Mikrofon verfügt, das als Mikrofon 5 im Rahmen der Erfindung benutzt werden kann. Die Steuereinheit 6 kann in einem gemeinsamen Verstärkerbaustein für alle Audiosignalquellen 7 implementiert sein. Ein solcher Verstärkerbaustein kann zweckmäßigerweise sprachgesteuert sein; die in einem solchen Fall zur Erkennung von menschlicher Sprache in dem Verstärkerbaustein vorhandene Hard- oder Software kann im Rahmen der Erfindung vorteilhaft einer zweiten Nutzung zugeführt werden, wie im Folgenden noch genauer erläutert wird.The presentation of the 1 shows a schematic plan view of a motor vehicle with front and rear seats 1 . 2 , on walls, not shown, one of the seats 1 . 2 surrounding passenger compartment mounted front and rear speakers 3 . 4 , a microphone 5 , a control unit 6 and an indefinite number of audio signal sources 7 , As audio signal sources 7 come in a conventional manner a car radio, a player for storage media such as audio cassettes, CDs, USB sticks, etc., a telephone hands-free, a navigation system and the like into consideration. The invention can be implemented in a particularly simple and inexpensive manner in combination with a telephone hands-free system as an audio signal source 7 because such a speakerphone generally has a microphone that acts as a microphone 5 can be used in the invention. The control unit 6 can be in a common amplifier block for all audio signal sources 7 be implemented. Such an amplifier module may expediently be voice-controlled; the hardware or software present in such a case for recognizing human speech in the amplifier module can advantageously be supplied to a second use in the context of the invention, as will be explained in more detail below.

2 zeigt ein Blockdiagramm der Steuereinheit 6 gemäß einer ersten Ausgestaltung. Es versteht sich, dass die in der Figur gezeigten Funktionsblöcke sowohl in Form von fest verdrahteten Schaltungen als auch in Softwareform realisiert sein können. Das Mikrofon 5 ist verbunden mit einer Filterbank 8, die ein von dem Mikrofon 5 geliefertes Audiosignal in eine Mehrzahl von Frequenzbändern, im vorliegenden Fall in Frequenzbänder von je einer Oktave Breite, zerlegt. An jeden Ausgang der Filterbank 8 ist eine Messschaltung 9 angeschlossen, die als Ausgabe den Schalldruckpegel in dem jeweils der Messschaltung 9 zugeordneten Frequenzband liefert. 2 shows a block diagram of the control unit 6 according to a first embodiment. It is understood that the functional blocks shown in the figure can be implemented both in the form of hard-wired circuits and in software form. The microphone 5 is connected to a filter bank 8th that one of the microphone 5 delivered audio signal into a plurality of frequency bands, in the present case in frequency bands of one octave width, decomposed. To every output of the filter bank 8th is a measuring circuit 9 connected as output the sound pressure level in each of the measuring circuit 9 assigned frequency band supplies.

Ein Verstärker 10 empfängt ein Audiosignal von einer der Quellen 7, verstärkt dieses und gibt das verstärkte Signal an die Lautsprecher 3, 4 aus. Parallel zum Verstärker 10 ist eine zweite Filterbank 11 mit Messschaltungen 9' über einen adaptiven Filter 12 mit dem Ausgang der Audiosignalquelle 7 verbunden. Der adaptive Filter 12 ist eingerichtet, um die Übertragungsfunktion eines Signalwegs nachzubilden, der den Verstärker 10, die Lautsprecher 3, 4, die Ausbreitungswege des Schalls innerhalb der Fahrgastzelle von den Lautsprechern 3, 4 zum Mikrofon 5 sowie das Mikrofon 5 umfasst, mit anderen Worten ist die Übertragungsfunktion des adaptiven Filters 12 so gewählt, dass im Idealfall, wenn der Signalweg frei von Störeinflüssen, wie etwa durch Fahrgeräusch des Fahrzeugs, Lautäußerungen der Fahrgäste im Fahrzeug oder dergleichen ist, die von den Messschaltungen 9 bzw. 9' an den Ausgängen der Filterbänke 8, 11 ermittelten Schalldruckpegel an beiden Filterbänken identisch sind.An amplifier 10 receives an audio signal from one of the sources 7 , amplifies this and gives the amplified signal to the speakers 3 . 4 out. Parallel to the amplifier 10 is a second filter bank 11 with measuring circuits 9 ' via an adaptive filter 12 with the output of the audio signal source 7 connected. The adaptive filter 12 is set up to emulate the transfer function of a signal path connecting the amplifier 10 , the speaker 3 . 4 , the propagation paths of sound within the passenger compartment of the speakers 3 . 4 to the microphone 5 as well as the microphone 5 in other words, is the transfer function of the adaptive filter 12 selected so that, ideally, when the signal path is free of interference, such as by the driving noise of the vehicle, vocalizations of the passengers in the vehicle or the like, that of the measuring circuits 9 respectively. 9 ' at the outputs of the filter banks 8th . 11 determined sound pressure level at both filter banks are identical.

Die Ausgänge von zwei einem gleichen Frequenzband zugeordneten Messschaltungen 9, 9' der Filterbänke 8, 11 sind jeweils mit den Eingängen einer gleichen Differenzschaltung 13 verbunden. Die Differenzschaltungen 13 liefern an ihren Ausgängen jeweils einen um den Beitrag der Signalquelle 7 bereinigten Schalldruckpegel SPL_bereinigt = 10log(10^0,1SPL₅ – 10^0,1SPL₇ wobei SPL₅ den auf das Signal des Mikrofons 5 zurückgehenden Schalldruckpegel der Messchaltung 9 und SPL₇ den Schalldruckpegel der das Signal der Quelle verarbeitenden Messschaltung 9' bezeichnet.The outputs of two measurement circuits associated with a same frequency band 9 . 9 ' the filter banks 8th . 11 are each connected to the inputs of a same differential circuit 13 connected. The differential circuits 13 provide at their outputs one by the contribution of the signal source 7 adjusted sound pressure level SPL _adjusted = 10log (10 ^0,1SPL₅ - 10 ^0,1SPL₇ where SPL _{5 is} the signal of the microphone 5 returning sound pressure level of the measuring circuit 9 and SPL ₇ the sound pressure level of the measuring circuit processing the signal of the source 9 ' designated.

Die Ausgangssignale der Differenzschaltungen 13 werden in Multipliziergliedern 14 mit den einzelnen Frequenzbändern spezifisch zugeordneten Gewichtungsfaktoren multipliziert, und die erhaltenen Produkte werden in einer Summationsschaltung 15 zu einem gewichteten Schalldruckpegel aufaddiert. Dieser gewichtete Schalldruckpegel steuert die Verstärkung des Verstärkers 10. Anschaulich kann man sagen, dass das Ausgangssignal jeder Differenzschaltung 13 repräsentativ ist für die Stärke der vom Mikrofon 5 aufgenommenen Störgeräusche in dem dieser Differenzschaltung 13 zugeordneten Frequenzband. Je höher dieser Geräuschpegel ist, umso höher ist auch das Ausgangssignal der Summationsschaltung 15, und umso höher ist die Verstärkung des Verstärkers 10, um sicherzustellen, dass ein von den Lautsprechern 3, 4 ausgegebenes Audiosignal trotz der Störgeräusche verständlich bleibt.The output signals of the differential circuits 13 become in multipliers 14 multiplied by the weighting factors specifically associated with the individual frequency bands, and the resulting products are placed in a summation circuit 15 added to a weighted sound pressure level. This weighted sound pressure level controls the gain of the amplifier 10 , Clearly, one can say that the output signal of each differential circuit 13 representative of the strength of the microphone 5 recorded noise in the difference circuit 13 assigned frequency band. The higher this noise level, the higher the output signal of the summation circuit 15 , and the higher the gain of the amplifier 10 to make sure one of the speakers 3 . 4 output audio signal despite the noise remains understandable.

Der Informationsgehalt menschlicher Sprache ist nicht gleichmäßig über den hörbaren Frequenzbereich verteilt. Für das Vokalverständnis wichtig ist ein Frequenzband unterhalb von 500 Hz; Explosiv- und Zischlaute haben starke Spektralanteile im Bereich von 2000 bis 4000 Hz. Störgeräusche, die in diesen Frequenzbereichen stark sind, beeinträchtigen die Verständlichkeit von Sprache mehr als Störgeräusche in anderen Frequenzbändern. Um dies zu berücksichtigen, sind die Gewichtungskoeffizienten der Multiplizierglieder 14 im Bereich um 125 bis 250 Hz und 2000 bis 8000 Hz zweckmäßigerweise höher als im Rest des hörbaren Spektrums. Besonders effektiv ist der von Steeneken und Houtgast in Journal of the Acoustical Society of America 67(1), 1980, S. 318–326, S. 321 vorgeschlagene Koeffizientensatz der Tabelle 1: Tabelle 1 Oktave um Gewichtungskoeffizient 125 Hz 0,129 250 Hz 0,143 500 Hz 0,114 1000 Hz 0,114 2000 Hz 0,186 4000 Hz 0,171 8000 Hz 0,143 The information content of human speech is not uniformly distributed over the audible frequency range. Important for the vocal understanding is a frequency band below 500 Hz; Explosive and sibilant sounds have strong spectral components in the range of 2000 to 4000 Hz. Noises that are strong in these frequency ranges affect the intelligibility of speech more than noise in other frequency bands. To take this into account, the weighting coefficients of the multipliers 14 in the range around 125 to 250 Hz and 2000 to 8000 Hz are expediently higher than in the rest of the audible spectrum. Particularly effective is the Steeneken and Houtgast in Journal of the Acoustic Society of America 67 (1), 1980, p. 318-326, p. 321 proposed coefficient set of Table 1: Table 1 Octave around weighting coefficient 125 Hz 0,129 250 Hz 0.143 500 Hz 0.114 1000 Hz 0.114 2000 Hz 0,186 4000 Hz 0.171 8000 Hz 0.143

Erstaunlicherweise nimmt der für eine gute Verständlichkeit des Signals der Audiosignalquelle 7 erforderliche Ausgangsschalldruck der Lautsprecher 3, 4 mit zunehmendem Schalldruck der Geräuschkulisse deutlich langsamer zu als der Schalldruckpegel der Geräuschkulisse selbst; als zweckmäßig hat sich erwiesen, wenn der Schalldruckpegel der Lautsprecher 3, 4 pro 1 dB Zunahme des Geräuschpegels um 0,3 bis 0,35 dB zunimmt. Einer praktischen Ausgestaltung zufolge wurde der Zusammenhang zwischen Lautsprecherschalldruckpegel y und Umgebungsgeräuschpegel x gemäß y = 0,32x + c festgelegt, wobei der Offset c vom Benutzer durch einen üblichen Lautstärkeregler des Verstärkers 10 festlegbar ist.Surprisingly, it takes for a good intelligibility of the signal of the audio signal source 7 required output sound pressure of the speakers 3 . 4 with increasing sound pressure of the background noise much slower than the sound pressure level of the background noise itself; has proved to be useful when the sound pressure level of the speakers 3 . 4 increases by 1 to 3 dB of noise level by 1 to 3 dB. According to a practical embodiment, the relationship between loudspeaker sound pressure level y and ambient noise level x became according to y = 0.32x + c set, with the offset c from the user through a conventional volume control of the amplifier 10 is determinable.

Um die Übertragungsfunktion des adaptiven Filters 12 festzulegen, kommen verschiedene Ansätze in Betracht.To the transfer function of the adaptive filter 12 different approaches can be considered.

Eine Möglichkeit ist, die Übertragungsfunktion des Signalwegs aus Verstärker 10, Lautsprechern 3, 4, Fahrgastzelle und Mikrofon 5 experimentell unter verschiedenen Bedingungen zu ermitteln, die ermittelten Übertragungsfunktion in einem Speicher abzulegen und die jeweils einer konkreten Anwendungssituation am besten entsprechende Übertragungsfunktion aus dem Speicher zu lesen und in den adaptiven Filter 12 zu übertragen. Die Zahl der hierfür benötigten Übertragungsfunktionen ist beträchtlich, da verstellbaren Parametern des Verstärkers 10 wie etwa der Balance zwischen linken und rechten bzw. vorderen und hinteren Lautsprechern, eventuell für verschiedene Frequenzbänder unterschiedlich eingestellten Verstärkungswerten und der Anwesenheit oder Nichtanwesenheit von Passagieren auf den verschiedenen Sitzen 3, 4 des Fahrzeugs Rechnung getragen werden muss. Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht daher anstelle eines Speichers mit fest vorgegebenen Transmissionsfunktionen eine Kreuzkorrelationseinheit 16 vor, die mit dem Mikrofon 5 und dem Ausgang des Verstärkers 10 verbundene Eingänge aufweist. Indem die Kreuzkorrelationseinheit 16 jeweils für einzelne Frequenzbänder die Kreuzkorrelation zwischen Mikrofon- und Lautsprechersignal berechnet, ist sie in der Lage, Schalllaufzeit und -dämpfung in der Fahrgastzelle zu berechnen, anhand derer die Übertragungsfunktion des adaptiven Filters 12 in Echtzeit ermittelt wird. So passt sich der adaptive Filter 12 mit einer gewissen Verzögerung automatisch allen Veränderungen der akustischen Verhältnisse in der Fahrgastzelle an, unabhängig von deren Ursache.One possibility is the transfer function of the signal path from the amplifier 10 , Speakers 3 . 4 , Passenger compartment and microphone 5 to determine experimentally under different conditions, to store the determined transfer function in a memory and to read each of a concrete application situation corresponding transfer function from the memory and in the adaptive filter 12 transferred to. The number of transfer functions required for this is considerable, since adjustable parameters of the amplifier 10 such as the balance between left and right or front and rear speakers, possibly different gain settings set for different frequency bands and the presence or absence of passengers on the different seats 3 . 4 of the vehicle must be taken into account. A preferred embodiment therefore provides fixed instead of a memory predetermined transmission functions a cross-correlation unit 16 ago, with the microphone 5 and the output of the amplifier 10 having connected inputs. By the cross-correlation unit 16 calculated for each frequency bands, the cross-correlation between microphone and speaker signal, it is able to calculate sound propagation time and attenuation in the passenger compartment, based on which the transfer function of the adaptive filter 12 is determined in real time. This is how the adaptive filter fits 12 with a certain delay automatically to all changes in the acoustic conditions in the passenger compartment, regardless of their cause.

Fakultativ kann ein Spracherkennungssystem 17 an das Mikrofon 5 angeschlossen sein, um menschliche Sprache in dem vom Mikrofon 5 aufgezeichneten Audiosignal zu erkennen. Ein solches Spracherkennungssystem kann im Wesentlichen identisch sein mit herkömmlichen Systemen, die für die Steuerung elektronischer Komponenten in einem Kraftfahrzeug durch gesprochene Sprache eingesetzt werden; insbesondere wenn der Verstärker 10 oder mit ihm verbundene Audiosignalquellen 7 sprachgesteuert sind, kann ein hierfür ohnehin vorhandenes Spracherkennungssystem ohne Mehrkosten auch für die vorliegende Erfindung nutzbar gemacht werden. Dabei kommt es im Rahmen der Erfindung nicht darauf an, welche Wörter das Spracherkennungssystem 17 im Ausgangssignal des Mikrofons 5 identifiziert, sondern lediglich darauf, dass überhaupt Wörter mit einer hinreichenden Sicherheit erkennbar sind. Wenn dies der Fall ist, steuert das Spracherkennungssystem 17 ein zwischen die Summationsschaltung 15 und den Steuereingang des Verstärkers 10 eingefügtes Abtast-Halteglied 18 an, um den aktuell am Verstärker 10 anliegenden gewichteten Schalldruckpegel so lange einzufrieren, wie Sprache im Mikrofonsignal identifizierbar ist. Auf diese Weise kann verhindert werden, dass die Verstärkung des Verstärkers 10 erhöht wird, wenn die Insassen des Fahrzeugs miteinander sprechen. Indem das erfindungsgemäße System auf diese Weise gesprochene Sprache von anderen Geräuschen in der Fahrgastzelle unterscheidet, kann einerseits die Lautstärke der Lautsprecher 3, 4 an Veränderungen der Geräuschkulisse angepasst werden, es wird jedoch vermieden, dass die Verständlichkeit der Gespräche der Fahrzeuginsassen untereinander durch eine Lautstärkesteigerung des Audiosystems leidet.Optionally, a speech recognition system 17 to the microphone 5 be connected to human speech in the microphone 5 to recognize the recorded audio signal. Such a speech recognition system may be substantially identical to conventional systems used for the control of electronic components in a motor vehicle by spoken language; especially if the amplifier 10 or audio sources connected to it 7 are voice-controlled, a speech recognition system that is already available for this purpose can also be used for the present invention without any additional costs. It does not matter in the context of the invention, which words the speech recognition system 17 in the output signal of the microphone 5 but merely that words with a reasonable certainty are recognizable. If so, the voice recognition system controls 17 one between the summation circuit 15 and the control input of the amplifier 10 inserted sample holding member 18 to the currently on the amplifier 10 Freezing applied weighted sound pressure level as long as speech is identifiable in the microphone signal. In this way, it can prevent the gain of the amplifier 10 is increased when the occupants of the vehicle speak with each other. By distinguishing spoken language from other noises in the passenger compartment in this way, the system according to the invention can, on the one hand, increase the volume of the loudspeakers 3 . 4 be adapted to changes in the background noise, but it is avoided that the intelligibility of the conversations of the vehicle occupants with each other by an increase in volume of the audio system suffers.

Das Spracherkennungssystem 17 ist nicht in der Lage, zwischen gesprochener Sprache der Passagiere und auf das Ausgangssignal der Audiosignalquelle 7 zurückgehender, von den Lautsprechern 3, 4 ausgegebener Sprache zu unterscheiden. Daher würde das Abtast-Halteglied 18 die Anpassung der Verstärkung des Verstärkers 10 auch dann sperren, wenn zum Beispiel als Audiosignalquelle 7 ein Radio ausgewählt ist und Nachrichten übertragen werden. Um dieses Problem zu vermeiden, kann ein zweites Spracherkennungssystem 19 an die Audiosignalquelle 7 angeschlossen sein, um in deren Ausgangssignal enthaltene Sprache zu erkennen und die Funktion des Systems 17 zu sperren, solange dies der Fall ist.The speech recognition system 17 is unable to distinguish between the spoken language of the passengers and the output signal of the audio signal source 7 going back, from the speakers 3 . 4 distinguished language. Therefore, the sample-hold member would 18 the adjustment of the gain of the amplifier 10 lock even if, for example, as an audio signal source 7 a radio is selected and messages are transmitted. To avoid this problem, a second voice recognition system can be used 19 to the audio signal source 7 be connected to recognize the language contained in the output signal and the function of the system 17 to block as long as this is the case.

Eine zweite Ausgestaltung eines erfindungsgemäßen Audiosystems ist in 3 dargestellt. Komponenten, die mit denen der ersten Ausgestaltung identisch sind, werden nicht erneut beschrieben und sind mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Bei der Ausgestaltung der 3 sind die Spracherkennungssysteme 17, 19 ersetzt durch Korrelatoren 20, 21 zum Berechnen des Grades der Ähnlichkeit der von den Messschaltungen 9 erhaltenen Spektralverteilungen mit der typischen Spektralverteilung menschlicher Sprache.A second embodiment of an audio system according to the invention is in 3 shown. Components that are identical to those of the first embodiment will not be described again and are denoted by the same reference numerals. In the embodiment of 3 are the speech recognition systems 17 . 19 replaced by correlators 20 . 21 for calculating the degree of similarity of the measuring circuits 9 obtained spectral distributions with the typical spectral distribution of human speech.

5 zeigt als durchgezogene Kurve C1 eine typische Spektralverteilung des in der Fahrgastzelle eines Kraftfahrzeugs hörbaren Fahrgeräuschs, mit einer Auflösung von einer Oktave, während 7 und 8 Spektralverteilungen der Sprache eines männlichen bzw. eines weiblichen Sprechers in Gegenwart unterschiedlicher Geräuschkulissen darstellen. Während die Spektralverteilung C1 des Fahrgeräuschs von niedrigen zu hohen Frequenzen kontinuierlich abnimmt, hat die Spektralverteilung der Sprache niedrige Werte bei Frequenzen unter 125 Hz, und im Bereich zwischen 125 und 4000 Hz mehrere lokale Minima, deren Lage zwar bei männlichen und weiblichen Sprechern unterschiedlich ist und auch bei einem Sprecher in Abhängigkeit vom Umgebungsgeräusch variieren kann, die aber niemals völlig verschwinden. Um derartige Minima sicher identifizieren zu können, sind bei der Ausgestaltung der 3 die jeweils eine Oktave breiten Frequenzbänder durch eine Terz breite Bänder ersetzt, d. h. die Zahl der Ausgänge der Filterbänke 8, 12 und der daran angeschlossenen Messschaltungen 9 ist im Vergleich zur Ausgestaltung der 2 verdreifacht. Indem die Korrelatoren 20, 21 in den ihnen von den Messschaltungen 9 aus zugeführten Spektralverteilungen die lokalen Minima identifizieren und deren Tiefe in Beziehung mit dem absoluten Schallpegel setzen, sind sie in der Lage, zu beurteilen, ob in dem vom Mikrofon 5 aufgefangenen Schall bzw. dem Ausgangssignal der Audiosignalquelle 7 in signifikantem Umfang Sprache enthalten ist. Wie im Fall der 2 sperrt der Korrelator 20 den Korrelator 21, wenn das Signal der Quelle 7 Sprache enthält, wohingegen der Korrelator 20, wenn er nicht gesperrt ist und Sprache im Signal des Mikrofons 5 erkennt, das Abtast-Halteglied 18 ansteuert, um den gewichteten Schalldruckpegel am Steuereingang des Verstärkers 10 einzufrieren. 5 shows as a solid curve C1, a typical spectral distribution of the audible in the passenger compartment of a motor vehicle driving sound, with a resolution of one octave, while 7 and 8th Represent spectral distributions of the language of a male or a female speaker in the presence of different soundscapes. While the spectral distribution C1 of the driving noise continuously decreases from low to high frequencies, the spectral distribution of the speech has low values at frequencies below 125 Hz, and in the range between 125 and 4000 Hz several local minima, the position of which is different in male and female speakers and may vary with a speaker depending on the ambient noise, but never completely disappear. In order to identify such minima safely, are in the embodiment of the 3 each one octave wide frequency bands replaced by a third-octave bands, ie the number of outputs of the filter banks 8th . 12 and the measuring circuits connected thereto 9 is compared to the design of the 2 tripled. By the correlators 20 . 21 in the them of the measuring circuits 9 From the supplied spectral distributions identify the local minima and put their depth in relation to the absolute sound level, they are able to judge whether in the microphone 5 intercepted sound or the output signal of the audio signal source 7 language is included to a significant extent. As in the case of 2 locks the correlator 20 the correlator 21 if the signal is the source 7 Contains language, whereas the correlator 20 if it is not locked and speech in the signal of the microphone 5 detects the sample-hold member 18 to the weighted sound pressure level at the control input of the amplifier 10 freeze.

Korrelatoren und Spracherkennungssysteme können in einer Ausgestaltung miteinander kombiniert sein. Insbesondere kann es zweckmäßig sein, wenn ohnehin ein Spracherkennungssystem zur Auswertung des Mikrofonsignals vorhanden ist, dieses als Spracherkennungssystem 17 einzusetzen, seine Wirkung auf das Abtasthalteglied 18 jedoch zu unterdrücken, wenn ein im Vergleich zu dem Spracherkennungssystem 17 einfacherer und preiswerter realisierbarer Korrelator 21 Sprache im Signal der Quelle 7 erkennt. Correlators and speech recognition systems may be combined in one embodiment. In particular, it may be expedient if a speech recognition system for evaluating the microphone signal is present anyway, this as a speech recognition system 17 its effect on the Abtasthalteglied 18 however, to suppress when compared to the speech recognition system 17 simpler and cheaper realizable correlator 21 Language in the signal of the source 7 recognizes.

Die Ausgestaltung der 4 unterscheidet sich wiederum von derjenigen der 3 dadurch, dass anstelle der zwei Korrelatoren 20, 21 ein einziger Korrelator 22 an die Ausgänge der Differenzschaltungen 13 angeschlossen ist. Der Korrelator 22 empfängt somit eine Spektralverteilung, der um den Beitrag der Audiosignalquelle 7 bereinigt ist. Wenn diese Spektralverteilung noch durch den Korrelator 22 erkennbare Sprachanteile enthält, dann müssen diese auf Sprachäußerungen der Fahrzeuginsassen zurückgehen, da eventuelle Sprachanteile, die auf die Audiosignalquelle 7 zurückgehen, durch die Differenzschaltungen 13 beseitigt sind. Es ist also kein zweiter Korrelator mehr erforderlich, um das Signal der Quelle 7 auf das Vorhandensein von Sprache zu überwachen.The design of the 4 differs in turn from that of 3 in that instead of the two correlators 20 . 21 a single correlator 22 to the outputs of the differential circuits 13 connected. The correlator 22 thus receives a spectral distribution which is around the contribution of the audio signal source 7 is cleaned up. If this spectral distribution is still through the correlator 22 contains recognizable speech components, then these must go back to speech utterances of the vehicle occupants, since any speech components that are on the audio signal source 7 go back through the differential circuits 13 are eliminated. So no second correlator is needed anymore to get the signal from the source 7 to monitor the presence of language.

Der Korrelator 22 kann mit den Korrelatoren 20, 21 baugleich sein und wie diese zum Steuern eines (in 4 nicht dargestellten) Abtast-Haltegliedes zwischen Summationsschaltung 15 und Verstärker 10 eingesetzt werden. Einer bevorzugten Weiterbildung zufolge jedoch liefert der Korrelator 22 ein für die Intensität des Sprachanteils repräsentatives Steuersignal an eine Gruppe von Verstärkern 23, von denen jeder dieses Steuersignal mit jeweils für ein diesem Verstärker 23 zugeordneten Frequenzband spezifischen Gewichtungsfaktor verstärkt, um so an den Ausgängen der Verstärker eine Spektralverteilung abzubilden, die dem erfassten Sprachanteil entspricht. Jedem Frequenzband ist wiederum eine Differenzschaltung 24 in einer zweiten Gruppe von Differenzschaltungen zugeordnet. Jede Differenzschaltung 24 der zweiten Gruppe empfängt die Ausgangssignale der jeweils zu ihrem Frequenzband gehörenden Differenzschaltung 13 und Verstärker 23 und gibt die Differenz an das dem gleichen Frequenzband zugeordnete Multiplizierglied 14 aus. Die Ausgangssignale der Differenzschaltungen 24 sind somit sowohl um den Beitrag der Audiosignalquelle 7 als auch um auf Gespräche der Fahrzeuginsassen zurückgehende Anteile bereinigt und repräsentieren somit ausschließlich auf andere Ursachen zurückgehende Geräusche in der Fahrgastzelle. Die Lautstärkennachführung am Verstärker 10 erfolgt somit in Abhängigkeit dieser Geräusche, unabhängig von ihrer Ursache, ignoriert aber sowohl den Beitrag der Audiosignalquelle 7 als auch den der Fahrzeuginsassen zum Kabinengeräusch.The correlator 22 can with the correlators 20 . 21 be identical and how this for controlling a (in 4 not shown) sample-hold member between summation circuit 15 and amplifiers 10 be used. According to a preferred development, however, the correlator delivers 22 a control signal representative of the intensity of the speech component to a group of amplifiers 23 each of which receives this control signal for each one of these amplifiers 23 assigned frequency band specific weighting factor amplified, so as to map at the outputs of the amplifier a spectral distribution corresponding to the detected speech portion. Each frequency band is in turn a differential circuit 24 assigned in a second group of differential circuits. Every differential circuit 24 the second group receives the output signals of each belonging to their frequency band difference circuit 13 and amplifiers 23 and gives the difference to the multiplier associated with the same frequency band 14 out. The output signals of the differential circuits 24 are thus both the contribution of the audio signal source 7 as well as adjusted for conversations of the vehicle occupants shares and thus represent exclusively attributable to other causes noise in the passenger compartment. The volume control on the amplifier 10 is thus dependent on these noises, regardless of their cause, but ignores both the contribution of the audio signal source 7 as well as the vehicle occupants to the cabin noise.

Wenn bei einem Fahrzeug-Audiosystem der mit Bezug auf 2 bis 4 beschriebenen Art die Lautstärke der Lautsprecher 3, 4 automatisch an den Geräuschpegel in der Fahrgastzelle angepasst wird, ist es wichtig, ein angemessenes Maß für die Anpassung zu fingen. Ist die Anpassung zu stark, dann nimmt die Lautstärke der Lautsprecher 3, 4 bei zunehmendem Untergrundgeräusch so stark zu, dass die Lautsprecher als zu laut empfunden werden und die Fahrzeugpassagiere das Bedürfnis haben, die Lautstärke zurückzuregeln; ist die Korrektur zu gering, dann wird die Notwendigkeit, bei verstärktem Kabinengeräusch die Lautstärke hochzuregeln, nicht beseitigt. Um hier ein passendes Maß zu finden, wurde experimentell ermittelt, mit welcher Lautstärke eine Mehrzahl von Versuchspersonen einen vorgegebenen Mustertext vorlesen, während ihnen gleichzeitig über Kopfhörer Umgebungsgeräusche unterschiedlicher Art und in unterschiedlicher Lautstärke vorgespielt werden. Dabei wird davon ausgegangen, dass die Versuchspersonen unwillkürlich mit einer Lautstärke sprechen, die eine effiziente Kommunikation ermöglicht. Dabei stellte sich heraus, dass die Versuchspersonen zwar erwartungsgemäß bei starkem Untergrundgeräusch lauter sprechen als bei schwachem oder nicht vorhandenem Untergrundgeräusch, dass aber überraschenderweise das Ausmaß, in dem sie ihre Sprachlautstärke ändern, deutlich abhängig ist von der Art der Untergrundgeräusche. Die stärkste Lautstärkenzunahme wurde beobachtet, wenn den Versuchspersonen Sprachrauschen vorgespielt wurde, d. h. ein Rauschen, dessen als Kurve C2 in 5 wiedergegebene Spektralverteilung derjenigen menschlicher Sprache nachgebildet ist. Weißes Rauchen, mit einer Spektralverteilung gemäß Kurve C3 in 5, führte zu einer etwas schwächeren Lautstärkesteigerung, und das Fahrgeräusch C1 zu einer nochmals etwas geringeren.If in a vehicle audio system with reference to 2 to 4 described the volume of the speakers 3 . 4 automatically adjusted to the noise level in the passenger compartment, it is important to start an appropriate level of adaptation. If the adjustment is too strong, then the volume of the speakers decreases 3 . 4 with increasing background noise so much that the speakers are perceived as too loud and the vehicle passengers have the need to control the volume; if the correction is too small, then the need to turn up the volume in case of increased cabin noise will not be eliminated. In order to find a suitable measure here, it was experimentally determined with which volume a plurality of test subjects read out a given pattern text, while at the same time ambient sounds of different types and at different volumes are played through headphones. It is assumed that the subjects involuntarily speak with a volume that allows efficient communication. It turned out that although the test persons speak louder loud background noise than weak or nonexistent background noise, surprisingly the extent to which they change their speech volume is clearly dependent on the type of background noise. The strongest increase in volume was observed when speech was played to the subjects, that is, a noise whose curve is C2 in 5 reproduced spectral distribution of those human language is modeled. White smoking, with spectral distribution according to curve C3 in 5 , led to a somewhat weaker volume increase, and the driving noise C1 to a slightly lower.

Da das Kabinengeräusch in einem Fahrzeug auf unterschiedliche Ursachen zurückgehen kann, das Fahrgeräuschspektrum je nach befahrenem Untergrund unterschiedlich sein kann und andere Geräuschquellen wie etwa Regen, das Rauschen eines offenen Seitenfensters etc. völlig abweichende Spektralverteilungen haben können, ist es wünschenswert, ein Verfahren zu finden, das eine angemessene Korrektur der Verstärkung am Verstärker 10 unabhängig vom Spektrum der zu übertönenden Geräuschkulisse ermöglicht. Es zeigte sich, dass hierfür die Gewichtung gemäß Tabelle 1 ideal geeignet ist; die erhaltene Korrelation zwischen gewichtetem Schalldruckpegel und dem Sprachschalldruckpegel der Versuchspersonen ist in 6 für Sprachrauschen, weißes Rauschen und Fahrgeräusch dargestellt. Die Korrelation erweist sich für alle Arten von Rauschen als sehr gut.Since the cabin noise in a vehicle can be due to different causes, the driving noise spectrum may vary depending on the terrain traveled and other sources of noise such as rain, the noise of an open side window, etc. may have completely different spectral distributions, it is desirable to find a method this is an appropriate correction of the gain at the amplifier 10 regardless of the range of noise to be drowned. It was found that the weighting according to Table 1 is ideally suited for this purpose; the obtained correlation between the weighted sound pressure level and the speech sound pressure level of the subjects is in 6 for speech noise, white noise and driving noise. The correlation proves to be very good for all types of noise.

Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Vordersitzfront seat
22: Rücksitzback seat
33: vorderer Lautsprecherfront speaker
44: hinterer Lautsprecherrear speaker
55: Mikrofonmicrophone
66: Steuereinheitcontrol unit
77: AudiosystemquelleAudio System Source
88th: Filterbankfilter bank
99: Messschaltungmeasuring circuit
1010: Verstärkeramplifier
1111: Filterbankfilter bank
1212: adaptiver Filteradaptive filter
1313: Differenzschaltungdifferential circuit
1414: Multipliziergliedmultiplier
1515: SummationsschaltungSumming circuit
1616: KreuzkorrelationseinheitCross correlation unit
1717: SpracherkennungssystemVoice recognition system
1818: Abtast-HaltegerätSample and hold device
1919: SpracherkennungssystemVoice recognition system
2020: Korrelatorcorrelator
2121: Korrelatorcorrelator
2222: Korrelatorcorrelator
2323: Verstärkeramplifier
2424: Differenzschaltungdifferential circuit

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

Journal of the Acoustic Society of America 67 (1), 1980, p. 318-326, p. 321 [0031]

Claims

Automotive audio system with at least one audio signal source ( 7 ), at least one amplifier ( 10 ) for amplifying one of the audio signal source ( 7 ) with a given amplification factor, at least one loudspeaker ( 3 . 4 ) to output from the amplifier ( 10 ) amplified signal and a sound detector ( 5 ), characterized in that a control unit ( 6 ) with the amplifier ( 10 ) and the sound detector ( 5 ) is connected to an output signal of the sound detector ( 5 ) one by the contribution of the at least one loudspeaker ( 3 . 4 ) to calculate the adjusted sound level and to determine the amplification factor based on the adjusted sound level.

Automotive audio system according to claim 1, characterized in that the control unit ( 6 ), the contribution of the at least one loudspeaker ( 3 . 4 ) based on the provided or amplified signal and one for the path of the sound from the at least one loudspeaker ( 3 . 4 ) to the sound detector ( 5 ) to calculate the representative transfer function.

A car audio system according to claim 2, characterized in that it comprises a memory for a respective set of user-settable parameters of the amplifier ( 10 ) has corresponding transfer functions.

Automotive audio system according to claim 2, characterized in that the control unit ( 6 ), a current transfer function by cross-correlating the amplified signal and the output signal of the sound detector ( 5 ) to calculate.

Automotive audio system according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 6 ) is arranged to individually calculate the adjusted sound level for a plurality of frequency bands.

A car audio system according to claim 5, characterized in that the control unit is set up to determine the amplification factor for a plurality of frequency bands individually based on the adjusted sound levels calculated for these frequency bands.

Automotive audio system according to claim 5, characterized in that the control unit ( 6 ) is arranged to uniformly set the gain for all frequency bands of the provided signal based on a weighted sum of the adjusted sound levels.

Automotive audio system according to claim 7, characterized in that the control unit ( 6 ) is designed to weight frequency bands in the vicinity of 125 and / or 250 Hz higher on average than frequency bands in the vicinity of 500 and / or 1000 Hz and / or frequency bands in the vicinity of 2000 and / or 4000 Hz on average higher weights as frequency bands in the vicinity of 500 and / or 1000 Hz.

Automotive audio system according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 6 ), the contribution of the loudspeaker ( 3 . 4 ) to the sound level at the sound detector ( 5 ) proportional to the adjusted sound level with a proportionality factor between 0.25 and 0.5.

Automotive audio system according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit is set up, the contribution of the loudspeaker ( 3 . 4 ) to the sound level at the sound detector proportional to the adjusted sound level, as long as the sound level at the sound 5 ) does not exceed a limit and, if the limit is exceeded, the contribution of the loudspeaker ( 3 . 4 ) to keep constant or reduce.

Automotive audio system according to one of the preceding claims, characterized in that the control unit ( 6 ) is arranged to decide whether the output signal of the sound detector ( 5 ) Language or not, and in the presence of speech, to clean up the adjusted sound level also by the contribution of the speech or to freeze the amplification factor.

Automotive audio system according to claim 11, characterized in that the control unit ( 6 ) is arranged to decide on the presence of speech based on the spectral distribution of the output signal of the sound detector.

A car audio system according to claim 11, characterized in that the control unit is arranged to decide on the presence of speech by applying a speech recognition algorithm to the output signal of the sound detector and affirming the presence of speech when the speech recognition algorithm provides a recognition result.