DE102013007141A1 - Speech input system for motor car, has control unit arranged such that change of current speech input on safety belt is exposed to microphone when signal from microphone selected for speech inputs is actually detected at seat - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Spracheingabesystem für ein Kraftfahrzeug, mit zumindest zwei Mikrofonen, die an einem Sicherheitsgurt des Kraftfahrzeugs angeordnet sind und der Spracheingabe dienen, und einer Steuereinheit, die zur Auswahl von einem der zumindest zwei Mikrofone für eine Spracheingabe ausgebildet ist, wobei die Auswahl abhängig von aktuellen akustischen Verhältnissen im Innenraum des Kraftfahrzeugs erfolgt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem ebensolchen Spracheingabesystem, sowie ein Verfahren zum Betrieb eines ebensolchen Spracheingabesystems.The invention relates to a voice input system for a motor vehicle, comprising at least two microphones, which are arranged on a seatbelt of the motor vehicle and the voice input, and a control unit, which is adapted for the selection of one of the at least two microphones for a voice input, the selection depending of current acoustic conditions in the interior of the motor vehicle takes place. Furthermore, the invention relates to a motor vehicle with such a speech input system, as well as a method for operating just such a speech input system.
Derartige Spracheingabesysteme ermöglichen insbesondere eine Reduzierung des Sprechabstandes (Abstand Mund des Sprechers zu dem jeweiligen Mikrofon), wodurch unerwünschte und störende Nebengeräusche bei der Spracheingabe auf ein Minimum reduziert werden. Die Auswahl und die Aktivierung des hierbei jeweils optimalen am Sicherheitsgurt angeordneten Mikrofons erfolgt durch eine Steuereinheit unter Berücksichtigung von aktuellen akustischen Verhältnissen im Innenraum des Kraftfahrzeugs. Ein solches gattungsgemäßes Spracheingabesystem ist beispielsweise aus der
Das darin beschriebene Spracheingabesystem für Kraftfahrzeuge umfasst mehrere Mikrofone, die an einem Sicherheitsgurt des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, sowie eine Steuereinheit, mittels der in Abhängigkeit von den akustischen Verhältnissen im Kraftfahrzeug eines der Mikrofone als Grundlage für den Betrieb des Spracheingabesystems ausgewählt wird. Um bei schwierigen Geräuschverhältnissen innerhalb des Innenraums des Kraftfahrzeugs sicherzustellen, dass möglichst schnell das optimal geeignete Mikrofon für den Betrieb des Spracheingabesystems ausgewählt wird, wird in der
Auf Basis der ermittelten aktuellen Korrelationskoeffizienten der Korrelationspaare, der aktuellen Energiewerte der Mikrofone und der aktuellen Laufzeit des Sprachsignals zu den Mikrofonen wird nun von der Steuereinheit dasjenige Mikrofon ausgewählt, dessen Signal aktuell als Grundlage für den Betrieb der Sprachbedienvorrichtung optimal ist. Mit dem beschriebenen Spracheingabesystem soll hinsichtlich der Auswahl des für den Betrieb des Spracheingabesystems erforderlichen optimalen Mikrofons eine höhere Treffsicherheit erzielt werden.On the basis of the determined current correlation coefficients of the correlation pairs, the current energy values of the microphones and the current duration of the speech signal to the microphones is now selected by the control unit that microphone whose signal is currently optimal as the basis for the operation of the voice control device. With the described speech input system, a higher accuracy is to be achieved with regard to the selection of the optimal microphone required for the operation of the speech input system.
Weiterhin ist aus der
Nachteilig an den bekannten Systemen und Verfahren ist jedoch, dass ein für eine Spracheingabe eines Sprechers aus mehreren Mikrofonen ausgewähltes, am besten geeignetes Mikrofon durch Hintergrundgeräusche und/oder durch eine Überlagerung von verschiedenen akustischen Signal- oder Sprachquellen fehlerhaft wieder weggeschaltet wird. Das hat zur Folge, dass wenn der Sprecher eine Spracheingabe tätigt ein ihm zugeordnetes ungünstiges Mikrofon aktiviert ist, die Steuereinheit eine neue Mikrofonauswahl tätigt und wieder auf das günstigste Mikrofon umschaltet. Durch das Hin- und Herschalten zwischen den dem Sprecher zugeordneten Mikrofonen wird die Qualität der zu übertragenden Sprachsignale negativ beeinflusst. Mit jedem Umschalten der dem Sprecher zugeordneten Mikrofone ist eine Adaptionsphase mit hörbaren, störenden Restechos verbunden.A disadvantage of the known systems and methods, however, is that for a voice input from a speaker selected from several microphones, the most suitable microphone is erroneously switched off again by background noise and / or by a superposition of different acoustic signal or speech sources. This has the consequence that when the speaker makes a voice input an unfavorable microphone assigned to him is activated, the control unit makes a new microphone selection and switches back to the cheapest microphone. By switching back and forth between the microphones assigned to the speaker, the quality of the speech signals to be transmitted is adversely affected. Each time the microphones assigned to the speaker are switched, an adaptation phase is associated with audible, disturbing residual echoes.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Spracheingabesystem anzugeben, bei dem die Auswahl eines für eine Spracheingabe am besten geeigneten Mikrofons unabhängiger von den vorstehend beschriebenen akustischen Störeinflüssen ist.The object of the invention is to provide a voice input system in which the selection of a most suitable for a voice input microphone is more independent of the above-described acoustic interference.
Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous developments and refinements are the subject of the dependent claims.
Der vorrichtungsgemäße Aspekt der Aufgabe ist mit einem Spracheingabesystem für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Spracheingabesystem umfasst zumindest zwei Mikrofone, die an einem ersten Sicherheitsgurt des Kraftfahrzeugs (bspw. dem Sicherheitsgurt des Fahrers) angeordnet sind. Das Spracheingabesystem umfasst weiterhin eine Steuereinheit, die zur Auswahl von einem der zumindest zwei Mikrofone für die Spracheingabe, abhängig von aktuellen akustischen Verhältnissen im Innenraum des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist.The device-related aspect of the object is achieved with a voice input system for a motor vehicle. The voice input system comprises at least two microphones which are arranged on a first safety belt of the motor vehicle (for example the driver's safety belt). The voice input system further comprises a control unit, which is designed to select one of the at least two microphones for voice input, depending on current acoustic conditions in the interior of the motor vehicle.
Das erfindungsgemäße Spracheingabesystem zeichnet sich dadurch aus, dass neben den am ersten Sicherheitsgurt angeordneten Mikrofonen zusätzlich zumindest noch ein weiteres Mikrofon vorhanden ist, das im Innenraum des Kraftfahrzeugs abseits des ersten Sicherheitsgurtes angeordnet ist. Abseits bedeutet im Rahmen vorliegender Offenbarung, dass das Mikrofon nicht an oder auf dem ersten Sicherheitsgurt sondern bevorzugt im Dachhimmel oder in einer klappbaren Sonnenblende oder im Gehäuse des Innenrückspiegels des Kraftfahrzeugs angeordnet ist. Alternativ ist das weitere Mikrofon ein zur Spracheingabe auswählbares Mikrofon, das an einem zweiten Sicherheitsgurt des Kraftfahrzeugs angeordnet ist (bspw. dem Sicherheitsgurt des Beifahrers).The voice input system according to the invention is characterized in that in addition to the microphones arranged on the first safety belt there is additionally at least one further microphone which is arranged in the interior of the motor vehicle away from the first safety belt. Offside means in the context of present Revelation that the microphone is not on or on the first seat belt but preferably in the headliner or in a folding sun visor or in the housing of the interior rearview mirror of the motor vehicle is arranged. Alternatively, the further microphone is a microphone that can be selected for voice input, which is arranged on a second seatbelt of the motor vehicle (for example, the passenger's seatbelt).
Weiterhin ist die Steuereinheit erfindungsgemäß derart ausgeführt und eingerichtet, dass eine Änderung des aktuell zur Spracheingabe am ersten Sicherheitsgurt ausgewählten Mikrofons dann ausgesetzt bzw. unterbunden ist, wenn folgende erste Bedingungen erfüllt sind:
- – ein erstes Signal S1, das von dem zur Spracheingabe ausgewählten Mikrofon am ersten Sicherheitsgurt aktuell erfasst ist, und ein zweites Signal S2, das von dem weiteren Mikrofon aktuell erfasst ist, weisen ein Ähnlichkeitsmaß auf, das größer als ein vorgegebener Grenzwert G1 ist, und
- – ein Energiewert E1 des Signals S1 ist kleiner als ein Energiewert E2 des Signals S2: E1 < E2,
- A first signal S 1 currently detected by the microphone for voice input on the first seatbelt, and a second signal S 2 currently detected by the other microphone have a similarity measure greater than a predetermined threshold G 1 is and
- An energy value E 1 of the signal S 1 is smaller than an energy value E 2 of the signal S 2 : E 1 <E 2 ,
Gemäß einer zweiten Bedingung wird erfindungsgemäß eine Änderung des aktuell zur Spracheingabe am ersten Sicherheitsgurt ausgewählten Mikrofons auch dann ausgesetzt bzw. unterbunden, wenn durch einen Lautsprecher des Kraftfahrzeugs ein akustisches Signal ausgegeben wird. Durch das Unterbinden einer Mikrofonumschaltung bei Ausgabe von Lautsprechersignalen wird eine falsche Auswahl bzw. ein fehlerhaftes Wegschalten eines bereits ausgewählten optimalen Mikrofons am erste Sicherheitsgurt verhindert. Mit der Erfüllung der zweiten Bedingung ist unabhängig von der ersten Bedingung eine Änderung des aktuell zur Spracheingabe am ersten Sicherheitsgurt ausgewählten Mikrofons ausgesetzt/unterbunden, d. h. die Mikrofonumschaltung ist gesperrt.According to a second condition, according to the invention, a change of the microphone currently selected for voice input on the first seat belt is also suspended or suppressed if an acoustic signal is emitted by a loudspeaker of the motor vehicle. By disabling microphone switching when speaker signals are output, incorrect selection or erroneous switching off of an already selected optimum microphone on the first seat belt is prevented. With the fulfillment of the second condition, regardless of the first condition, a change of the microphone currently selected for voice input on the first seatbelt is suspended / inhibited, i. H. the microphone switch is disabled.
In einer weiteren Ausführungsform ist der Betrag einer Differenz der Energiewerte E1 und E2 größer als ein vorgegebener Grenzwert G2 ist: |E1 – E2| > G2. Dies dient dazu, die erste Bedingung robuster zu definieren, so dass nur signifikante Energiewertunterschiede berücksichtigt werden, und kleine bzw. sehr kleine Energiewertunterschiede unberücksichtigt bleiben. Sind die Energiewerte E1 und E2 gleich, oder ist der Betrag von deren Differenz kleiner als G2, erfolgt durch die Steuereinheit kein Aussetzen eines Auswahlprozesses für das optimale Mikrofon am ersten Sicherheitsgurt.In a further embodiment, the amount of a difference of the energy values E 1 and E 2 is greater than a predetermined limit value G 2 is: | E 1 - E 2 | > G 2 . This serves to more robustly define the first condition, so that only significant differences in energy values are taken into account, and small or very small energy value differences are disregarded. If the energy values E 1 and E 2 are the same, or if the amount of their difference is smaller than G 2 , the control unit does not suspend a selection process for the optimum microphone on the first safety belt.
Das erfindungsgemäße Spracheingabesystem ermöglicht eine von akustischen Störeinflüssen weitestgehend unabhängige und somit robuste Auswahl bzw. Änderung der Auswahl eines optimalen Mikrofons zur Spracheingabe aus der Anzahl der auf dem ersten Sicherheitsgurt angeordneten Mikrofone.The voice input system according to the invention allows a largely independent of acoustic disturbances and therefore robust selection or modification of the selection of an optimal microphone for voice input from the number of arranged on the first seatbelt microphones.
Das zumindest eine weitere Mikrofon wird bevorzugt zusätzlich zu dem aktuell am ersten Sicherheitsgurt aktivierten Mikrofon zur Spracheingabe genutzt. Bevorzugt werden hierzu die Signale des aktuell zur Spracheingabe am ersten Sicherheitsgurt selektierten Mikrofons und die Signale des weiteren Mikrofons unter Berücksichtigung von jeweils erfassten Hintergrundgeräuschen und der jeweiligen Mikrofon-Charakteristik in einem Signalmixer gemischt. Weiterhin bevorzugt erfolgt beim Mischen der Signale zusätzlich eine Anpassung/Änderung des Frequenzspektrums und der Amplitude/Pegel der einzelnen Signale, um unterschiedliche Mikrofoncharakteristiken auszugleichen. Weiterhin umfasst die Steuereinheit bevorzugt eine Einheit, mit der eine Echokompensation der erfassten Signale möglich ist, und eine Einheit zur Filterung erfasster Störsignale.The at least one further microphone is preferably used in addition to the currently activated on the first safety belt microphone for voice input. For this purpose, the signals of the microphone currently selected for voice input on the first seatbelt and the signals of the further microphone are preferably mixed in consideration of the respectively detected background noise and the respective microphone characteristic in a signal mixer. In addition, when the signals are mixed, it is further preferable to adapt / change the frequency spectrum and the amplitude / level of the individual signals in order to compensate for different microphone characteristics. Furthermore, the control unit preferably comprises a unit with which echo compensation of the detected signals is possible, and a unit for filtering detected interference signals.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einem vorstehend beschriebenen Spracheingabesystem.The invention further relates to a motor vehicle having a voice input system as described above.
Schließlich wird der verfahrensgemäße Aspekt der Aufgabe mit einem Verfahren zum Betrieb eines Spracheingabesystems für ein Kraftfahrzeug gelöst. Das Spracheingabesystem umfasst zumindest zwei Mikrofone, die an einem ersten Sicherheitsgurt des Kraftfahrzeugs angeordnet sind, und eine Steuereinheit, die zur Auswahl von einem der zumindest zwei Mikrofone für eine Spracheingabe, abhängig von aktuellen akustischen Verhältnissen im Innenraum des Kraftfahrzeugs ausgebildet ist. Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass zumindest ein weiteres Mikrofon vorhanden ist, das im Innenraum des Kraftfahrzeugs abseits des ersten Sicherheitsgurts angeordnet ist. Weiterhin zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren dadurch aus, dass die Steuereinheit eine Änderung des aktuell zur Spracheingabe am ersten Sicherheitsgurt ausgewählten Mikrofons dann ausgesetzt wird, wenn folgende erste Bedingungen erfüllt sind:
- – ein erstes Signal S1, das von dem zur Spracheingabe ausgewählten Mikrofon am ersten Sicherheitsgurt aktuell erfasst wird, und ein zweites Signal S2, das von dem weiteren Mikrofon aktuell erfasst wird, weisen ein Ähnlichkeitsmaß auf, das größer als ein vorgegebener Grenzwert G1 ist, und
- – ein Energiewert E1 des Signals S1 ist kleiner als ein Energiewert E2 des Signals S2: E1 < E2,
- – ein Lautsprecher des Kraftfahrzeugs gibt akustische Signale aus.
- - A first signal S 1 , which is currently detected by the selected voice input microphone on the first seat belt, and a second signal S 2 , which is currently detected by the other microphone, have a similarity measure, which is greater than a predetermined limit G 1 is and
- An energy value E 1 of the signal S 1 is smaller than an energy value E 2 of the signal S 2 : E 1 <E 2 ,
- - A speaker of the motor vehicle emits acoustic signals.
Eine bevorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass die ersten Bedingungen zusätzlich umfassen, dass der Betrag einer Differenz der Energiewerte E1 und E2 größer als ein vorgegebener Grenzwert G2 ist: |E1 – E2| > G2.A preferred embodiment of the method according to the invention is characterized in that the first conditions additionally include that the amount of a difference of the energy values E 1 and E 2 is greater than a predetermined limit value G 2 : | E 1 - E 2 | > G 2 .
Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich durch eine analoge und sinngemäße Übertragung der vorstehend in Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Spracherfassungssystem gemachten Ausführungen.Advantages and preferred developments of the method according to the invention are obtained by analogous and analogous transmission of the statements made above in connection with the speech detection system according to the invention.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der – gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung – ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details will become apparent from the following description, in which - where appropriate, with reference to the drawings - an embodiment is described in detail. The same, similar and / or functionally identical parts are provided with the same reference numerals.
Es zeigt:It shows:
Die Steuereinheit
Der Ausgang der Postprocessing-Einheit
Die Steuereinheit
Erfindungsgemäß ist die Steuereinheit
Im Folgenden wird die Änderung der Auswahl des optimalen der drei am Sicherheitsgurt
Es wird vorliegend davon ausgegangen, dass bisher am Sicherheitsgurt
Dieser Auswahlprozess wird jedoch dann ausgesetzt, wenn folgende erste Bedingungen erfüllt sind: ein erstes Signal S1, das von dem zur Spracheingabe aktuell ausgewählten Mikrofon
Hierbei lassen sich nun folgende Situationen unterscheiden.Here, the following situations can be distinguished.
Spricht während des Auswahlprozesses beispielsweise ausschließlich der Beifahrer (= einzige akustische Signalquelle), so wird anhand des ermittelten Ähnlichkeitsmaßes erwartungsgemäß bestimmt, dass den von den zwei Mikrofonen
Spricht während des Auswahlprozesses hingegen ausschließlich der Fahrer (= einzige akustische Signalquelle), so wird anhand des ermittelten Ähnlichkeitsmaßes erwatungsgemäß bestimmt, dass den von den zwei Mikrofonen
Sprechen während des Auswahlprozesses der Fahrer und der Beifahrer gleichzeitig (= unterschiedliche akustische Signalquellen, mit entsprechend unterschiedlichen Ausgabesignalen), so wird anhand des ermittelten Ähnlichkeitsmaßes erwatungsgemäß bestimmt, dass den von den zwei Mikrofonen
Analog der Funktionsweise wie in
Beispielsweise ist am ersten Sicherheitsgurt
Eine Umschaltung der Auswahl der Mikrofone
Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und erläutert wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen. Es ist daher klar, dass eine Vielzahl von Variationsmöglichkeiten existiert. Es ist ebenfalls klar, dass beispielhaft genannte Ausführungsformen wirklich nur Beispiele darstellen, die nicht in irgendeiner Weise als Begrenzung etwa des Schutzbereichs, der Anwendungsmöglichkeiten oder der Konfiguration der Erfindung aufzufassen sind. Vielmehr versetzen die vorhergehende Beschreibung und die Figurenbeschreibung den Fachmann in die Lage, die beispielhaften Ausführungsformen konkret umzusetzen, wobei der Fachmann in Kenntnis des offenbarten Erfindungsgedankens vielfältige Änderungen beispielsweise hinsichtlich der Funktion oder der Anordnung einzelner, in einer beispielhaften Ausführungsform genannter Elemente vornehmen kann, ohne den Schutzbereich zu verlassen, der durch die Ansprüche und deren rechtliche Entsprechungen, wie etwa weitergehenden Erläuterung in der Beschreibung, definiert wird.Although the invention has been further illustrated and explained in detail by way of preferred embodiments, the invention is not limited by the disclosed examples, and other variations can be derived therefrom by those skilled in the art without departing from the scope of the invention. It is therefore clear that a multitude of possible variations exists. It is also to be understood that exemplified embodiments are really only examples that are not to be construed in any way as limiting the scope, applicability, or configuration of the invention. Rather, the foregoing description and description of the figures enable one skilled in the art to practice the exemplary embodiments, and those skilled in the art, having the benefit of the disclosed inventive concept, can make various changes, for example, to the function or arrangement of individual elements recited in an exemplary embodiment, without Protected area, which is defined by the claims and their legal equivalents, such as further explanation in the description.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 101a–c101a-c
- Mikrofone am ersten SicherheitsgurtMicrophones on the first seat belt
- 102102
- erster Sicherheitsgurt, Sicherheitsgurt des Fahrersfirst safety belt, driver's seatbelt
- 104a–c104a-c
- weiteres Mikrofon, Mikrofone am zweiten Sicherheitsgurtanother microphone, microphones on the second seat belt
- 105105
- Dachmikrofonroof microphone
- 107107
- Steuereinheitcontrol unit
- 108108
- Pre-Processing-EinheitPre-processing unit
- 109109
- Post-Processing-EinheitPost-processing unit
- 110a110a
- Lautsprecher FahrerseiteSpeaker driver side
- 110b110b
- Lautsprecher BeifahrerseiteSpeaker passenger side
- 111111
- zweiter Sicherheitsgurt, Sicherheitsgurt des Beifahrerssecond seat belt, passenger seat belt
- 112112
- Mobiltelefonmobile phone
- IH1IH1
- Erster Inhibitor für LautsprecheraktivitätFirst speaker activity inhibitor
- IH2I H2
- Zweiter Inhibitor für Sprachaktivität der PassagiereSecond inhibitor for voice activity of passengers
- ECEC
- Mittel zur EchokompensationEcho cancellation means
- NSNS
- Mittel zur Unterdrückung eines StörsignalsMeans for suppressing an interfering signal
- 113113
- Signalmixersignal mixer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 102011012573 A1 [0002, 0003] DE 102011012573 A1 [0002, 0003]
- US 5625697 A [0005] US 5625697A [0005]
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R230 | Request for early publication | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |