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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine entsprechende Vorrichtung zur Erzeugung einer abgeschirmten Hörzone innerhalb eines Fahrzeugs.
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Kommunikationsanlagen, insbesondere Telefonanlagen, in Kraftfahrzeugen sind typischerweise mit einer Freisprechanlage ausgestattet und dabei oft mit weiteren Anlagen im Auto, beispielsweise Audioanlagen zur Ausgabe von Rundfunksendungen, Audioplayern, Mitteilungen von Fahrerassistenzeinrichtungen etc., in einem gemeinsamen Audiosystem gekoppelt, so dass dieselben Ausgabegeräte bzw. Lautsprecher verwendet werden können.
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Ein Problem besteht dann, wenn sich mehrere Personen im Fahrzeug aufhalten und der Wunsch eines oder mehrerer der Personen besteht, privat zu telefonieren, ohne dass die anderen Personen dies mithören können. Bei der Verwendung eines eigenen Telefons und/oder bei der Verwendung der Kommunikationsanlage des Fahrzeugs ist zumindest das Sprachsignal des Telefonierenden im Fahrzeug und ggf. (bei Verwendung einer Freisprechanlage) auch das Sprachsignal des Gesprächspartners für die anderen Personen im Fahrzeug hörbar.
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Eine Möglichkeit zur Wahrung der Privatsphäre eines Telefonierenden ist es, die Sprachsignale eines Telefonats durch die Wiedergabe eines Maskierungsschallsignals zu überlagern. Durch eine Überlagerung geeigneter Geräusche ist es prinzipiell möglich, das eigentliche Sprachsignal in bestimmten Hörzonen zumindest unverständlich zu machen. Allerdings hat die Aussendung derartiger Maskierungsschallsignale den Nachteil, dass Personen in den Hörzonen, in denen ein Maskierungsschallsignal ausgesendet wird, ein derartiges Maskierungsschallsignal häufig als störend empfinden.
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Das vorliegende Dokument befasst sich mit der technischen Aufgabe, Maskierungsschallsignale bereitzustellen, die eine zuverlässige Maskierung eines Sprachsignals gewährleisten und die von einer Person im Fahrzeug (insbesondere von einem Fahrer des Fahrzeugs) als möglichst wenig störend bzw. als nicht störend empfunden werden.
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen werden u. a. in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
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Gemäß einem Aspekt wird ein Verfahren zur Maskierung eines Ziel-Sprachsignals beschrieben. Bei dem Ziel-Sprachsignal kann es sich um das von einem Telefonierenden in einem Fahrzeug erzeugte Sprachsignal und/oder um das über eine Freisprechanlage wiedergegebene Sprachsignal eines Fahrzeug-externen Gesprächspartners handeln. Das Verfahren umfasst das Ermitteln des Ziel-Sprachsignals, welches in einer ersten Hörzone (z. B. an der Sitzposition des Telefonierenden) eines Fahrzeugs wiedergegeben wird. Das Ziel-Sprachsignal kann durch ein dediziertes Mikrophon in der ersten Hörzone erfasst werden. Alternativ oder ergänzend kann das Ziel-Sprachsignal mittels einer Kommunikationsanlage des Fahrzeugs (und der darüber übermittelten Signale) ermittelt werden.
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Das Verfahren umfasst weiter das Ermitteln von ein oder mehreren aktuellen Fahrparametern des Fahrzeugs. Die ein oder mehreren Fahrparameter können z. B. über ein Bussystem des Fahrzeugs empfangen bzw. ermittelt werden. Die ein oder mehreren aktuellen Fahrparameter können ein oder mehrere umfassen von: eine aktuelle Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs; eine aktuelle Beschleunigung bzw. Verzögerung des Fahrzeugs; einen Reibwert einer aktuell befahrenen Fahrbahn; eine Steigung der aktuell befahrenen Fahrbahn; und/oder eine Krümmung der aktuell befahrenen Fahrbahn. Die aktuellen Fahrparameter können mit einer bestimmten Frequenz (z. B. 1 Hz, 10 Hz oder mehr) ermittelt und aktualisiert werden.
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Außerdem umfasst das Verfahren das Generieren eines Maskierungsschallsignals (auch als Maskierungssignal bezeichnet) in Abhängigkeit von dem ermittelten Ziel-Sprachsignal und in Abhängigkeit von den ein oder mehreren ermittelten aktuellen Fahrparametern. Insbesondere kann das Maskierungsschallsignal regelmäßig (z. B. synchron mit der Erfassungsfrequenz der aktuellen Fahrparameter) an die aktuellen Fahrparameter angepasst werden. So kann ein Maskierungsschallsignal generiert werden, dass sich in korrelierter Weise mit den ein oder mehreren aktuellen Fahrparameter verändert. Dieses Maskierungsschallsignal kann dann in einer zweiten Hörzone des Fahrzeugs, in der das Ziel-Sprachsignal maskiert werden soll, wiedergegeben werden (z. B. über ein oder mehrere Lautsprecher in der zweiten Hörzone).
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Durch die Anpassung des Maskierungsschallsignals an die aktuellen Fahrparameter wird das Maskierungsschallsignal von einem Hörer in der zweiten Hörzone als angenehmer wahrgenommen, da so eine Korrelation zwischen den unterschiedlichen Sinnen des Hörers erzeugt werden kann. Beispielsweise kann eine aktuelle Fahrsituation (und damit verbundene ein oder mehrere Fahrparameter) optisch und/oder haptisch von einer Person in der zweiten Hörzone wahrgenommen werden, wobei das Maskierungsschallsignal von der Person akustisch wahrgenommen wird. Durch die Wiedergabe eines Maskierungsschallsignals, welches von den ein oder mehreren Fahrparametern abhängt, kann somit eine Korrelation der über die unterschiedlichen Sinne wahrgenommenen Umwelt erzeugt werden, und somit eine angenehme Maskierung des Ziel-Sprachsignals ermöglicht werden. Eine derartige Korrelation wird besonders durch den Fahrer des Fahrzeugs wahrgenommen. Die zweite Hörzone kann daher eine Fahrerposition des Fahrzeugs umfassen.
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Das Verfahren kann weiter das Erfassen eines Gesamtschallsignals in der zweiten Hörzone umfassen (z. B. mittels eines Mikrophons in der zweiten Hörzone). Das Maskierungsschallsignal kann dann auch in Abhängigkeit von dem Gesamtschallsignal generiert werden. Insbesondere kann das Maskierungsschallsignal derart generiert werden, dass ein oder mehrere (bzw. alle) Frequenzanteile des Ziel-Sprachsignals innerhalb des Gesamtschallsignals maskiert sind, und somit das Ziel-Sprachsignal durch einen Hörer in der zweiten Hörzone nicht mehr verstanden/wahrgenommen werden kann.
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Das Maskierungsschallsignal kann mittels ein oder mehrerer Klangsynthesealgorithmen (z. B. mittels der Modulation von ein oder mehreren Oszillatoren) generiert werden, und die ein oder mehreren Klangsynthesealgorithmen können von den ein oder mehreren Fahrparametern abhängen. Beispielsweise können ein Rhythmus und/oder eine Tonhöhe des Maskierungsschallsignals von den ein oder mehreren Fahrparametern abhängen (und sich gemäß der Änderung der ein oder mehreren Fahrparameter ändern).
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird eine Vorrichtung (z. B. eine Kommunikationsanlage) zur Maskierung eines Ziel-Sprachsignals beschrieben. Die Vorrichtung ist eingerichtet, das Ziel-Sprachsignal zu ermitteln, welches in einer ersten Hörzone eines Fahrzeugs wiedergegeben wird, sowie ein oder mehrere aktuelle Fahrparameter des Fahrzeugs zu ermitteln. Die Vorrichtung ist weiter eingerichtet, in Abhängigkeit von dem ermittelten Ziel-Sprachsignal und in Abhängigkeit von den ein oder mehreren aktuellen Fahrparametern ein Maskierungsschallsignal zu ermitteln. Außerdem ist die Vorrichtung eingerichtet, zu veranlassen, dass das Maskierungsschallsignal in einer zweiten Hörzone des Fahrzeugs, in der das Ziel-Sprachsignal maskiert werden soll, wiedergegeben wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Fahrzeug (z. B. ein Personenkraftwagen, ein Lastkraftwagen oder ein Motorrad) beschrieben, das eine Vielzahl von Hörzonen umfasst. Insbesondere umfasst das Fahrzeug die in diesem Dokument beschriebene Vorrichtung zur Maskierung eines Ziel-Sprachsignals.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Software (SW) Programm beschrieben. Das SW Programm kann eingerichtet werden, um auf einem Prozessor (z. B. auf einem Steuergerät des Fahrzeugs) ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Speichermedium beschrieben. Das Speichermedium kann ein SW Programm umfassen, welches eingerichtet ist, um auf einem Prozessor ausgeführt zu werden, und um dadurch das in diesem Dokument beschriebene Verfahren auszuführen.
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Es ist zu beachten, dass die in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme sowohl alleine, als auch in Kombination mit anderen in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtungen und Systemen verwendet werden können. Desweiteren können jegliche Aspekte der in diesem Dokument beschriebenen Verfahren, Vorrichtung und Systemen in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden. Insbesondere können die Merkmale der Ansprüche in vielfältiger Weise miteinander kombiniert werden.
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Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Dabei zeigt
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1 eine schematische Darstellung einer beispielhaften Kommunikationsanlage mit zwei Hörzonen und einer Maskierungssignalsteuereinrichtung;
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2 ein Blockschaltbild einer beispielhaften Maskierungssignalsteuereinrichtung aus 1;
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3 beispielhafte schematische Diagramme zur Darstellung eines Ziel-Sprachsignals, eines Hintergrundschallsignals und des daraus resultierenden Maskierungsschallsignals;
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4 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zur Maskierung eines Ziel-Sprachsignals; und
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5 ein Blockdiagramm einer beispielhaften Vorrichtung zur Marksierung eines Ziel-Sprachsignals.
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Wie eingangs dargelegt, befasst sich das vorliegende Dokument mit der Generierung von einem Maskierungsschallsignal, das in zuverlässiger Weise ein Sprachsignal (in diesem Dokument als Ziel-Sprachsignal bezeichnet) für andere Personen in einem Fahrzeug unverständlich macht und das gleichzeitig für die anderen Personen in dem Fahrzeug (insbesondere für den Fahrzeugführer des Fahrzeugs) als möglichst wenig störend wahrgenommen wird.
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In den 1 und 2 ist in diesem Zusammenhang außer der funktionellen signaltechnischen Verkopplung der verschiedenen Funktionsblöcke untereinander auch ein Signalfluss für ein Beispielszenario mit Hilfe von gestrichelten, punktierten oder strichpunktierten Linien dargestellt. Bei diesem Beispielszenario wird davon ausgegangen, dass sich ein Sprecher in einer ersten Hörzone H1 im Fond des Fahrzeugs befindet und diskret über eine Freisprechanlage ein Telefongespräch mit einem externen Gesprächspartner führen will. Dabei kann der Sprecher ggf. ein Telefon verwenden, das nicht mit der Kommunikationsanlage des Fahrzeugs verbunden ist. Der Chauffeur auf dem Fahrersitz in einer zweiten Hörzone H2 soll von diesem Gespräch nichts verstehen, sich aber dennoch durch ein Maskierungsschallsignal MS, das das Verständnis der Sprache in der zweiten Hörzone H2 verhindert, nicht gestört fühlen. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass neben diesem Chauffeurs-Szenario eine entsprechend aufgebaute Anlage natürlich auch in der Lage ist, den umgekehrten Fall zu ermöglichen, dass beispielsweise der Fahrer über seine Freisprechanlage kommunizieren soll und beispielsweise mitfahrende Kinder im Fond dieses Gespräch nicht verstehen sollen. Das heißt, die gesamte Kommunikationsanlage ist so aufgebaut, dass man in einer beliebigen Hörzone ein Gespräch führen kann, welches in anderen Hörzonen nicht verstanden werden kann. Ebenso ist es auch denkbar, mehr als nur zwei verschiedene Hörzonen zu realisieren.
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Wie in 1 dargestellt, ist hier jede Hörzone H1, H2 mit einem eigenen Mikrophon MK1, MK2 und zumindest einem eigenen Lautsprecher LS1, LS2, ausgestattet. Beispielsweise kann es sich bei den Lautsprechern LS1, LS2 um Stereolautsprecher in den Kopfstützen des jeweiligen Platzes im Fahrzeug handeln, so dass eine lokale Zuordnung/Beschallung gegeben ist. Ebenso können auch durch andere im Fahrzeug verteilte Anordnungen von Lautsprechern, bestimmte Hörbereiche in spezieller Weise beschallt werden, indem durch passende Überlagerung der Signale aus den verschiedenen Lautsprechern ein genau definiertes Klangfeld erzeugt wird. Um eine Rückkopplung der Signale der Lautsprecher LS1, LS2 in das der jeweiligen Hörzone H1, H2 zugeordnete Mikrophon MK1, MK2 zu vermeiden, weist die Anlage typischerweise geeignete Mittel zur „Echo-Cancellation” auf, die hier z. B. innerhalb der noch näher erläuterten Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 realisiert sind. Hierzu werden die Lautsprecher LS1, LS2 von der Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 angesteuert.
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In 1 wird ein Telekommunikationsinterface TI dargestellt, welches es ermöglicht, mittels der Mikrophon/Lautsprecherpaare der jeweiligen Hörzone ein Telefongespräch mit einem externen Gesprächspartner zu führen. Beispielsweise wird ein eingehendes Sprachsignal ES von dem Telekommunikationsinterface TI an die mit dem Telekommunikationsinterface TI verbundene Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 übergeben und dort in der noch später näher beschriebenen Weise verarbeitet. Desweiteren kann das eingehende Sprachsignal ES über den Lautsprecher LS1 der ersten Hörzone H1 ausgegeben werden. Weiterhin sind ggf. auch die Mikrophone MK1, MK2 mit dem Telekommunikationsinterface TI verbunden, so dass die an den Mikrophonen MK1, MK2 eingegebenen Mikrophon- bzw. Sprachsignale M1, M2 über das Telekommunikationsinterface TI an den externen Gesprächspartner übermittelt werden können.
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Die Mikrophone MK1, MK2 der verschiedenen Hörzonen H1, H2 sind außerdem mit der Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 verbunden. Zusätzlich ist hier die Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 noch mit einer Maskierungssignalquelle MQ verbunden, über die ein Maskierungsbasissignal MB übernommen werden kann. Bei diesem Maskierungsbasissignal MB kann es sich beispielsweise um aufgezeichnete Umgebungsgeräusche handeln, bevorzugt aber um ein gewünschtes Audiosignal, beispielsweise eine laufende Radiosendung, eine aktuell laufende Musik etc. Insofern kann als Maskierungssignalquelle MQ auch eine ohnehin im Auto befindliche Audioanlage dienen. Desweiteren kann die Maskierungssignalquelle MQ einen musikalischen Klanggenerator umfassen, um synthetische Klangsignale zu erzeugen.
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Zur weiteren Erläuterung der Arbeitsweise der Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 wird nun auf 2 verwiesen. Die eingehenden Mikrophonsignale M1, M2 der Mikrophone MK1, MK2 werden dort zunächst auf einen sogenannten Voice Activity Detektor 8 gegeben. In dem oben genannten Beispielszenario (Chauffeurszenario) ist dies das im Mikrophonsignal M1 des ersten Mikrophons MK1 enthaltene Ziel-Sprachsignal ZS, das maskiert werden soll, sowie das mit dem Mikrophon M2 in der zweiten Hörzone H2 erfasste Mikrophonsignal M2. Dieses Mikrophonsignal M2 enthält das Gesamtschallsignal GS in der zweiten Hörzone H2, d. h. ein eventuell bereits schon aktuell ausgespieltes Maskierungsschallsignal einschließlich der Hintergrundgeräusche und einschließlich des von der ersten Hörzone H1 in die zweite Hörzone H2 übergekoppelten Ziel-Sprachsignals ZS.
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Der optionale Voice Activity Detektor 8 ist eine Sprach- bzw. Sprechpausenerkennungseinheit, welche die An- oder Abwesenheit der menschlichen Stimme erkennen kann. Dieser Voice Activity Detektor 8 ist hier mit einem sogenannten Noise Gate 4 verbunden und schaltet – wie noch später erläutert wird – dieses Noise Gate 4 in einen aktiven Zustand, wenn ein Sprachsignal erkannt ist. Sofern hier und im Folgenden festgestellt wird, dass eine Einheit optional sein kann, ist dies immer auch so zu verstehen, dass, wenn diese Einheit für mehrere Signale genutzt wird, sie ggf. auch nur für einen Teil der Signale genutzt wird und für einen anderen Teil nicht, d. h. dass einige Signalketten eine Art Bypass um die jeweilige Einheit aufweisen.
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Die Mikrophonsignale M1, M2 können dann an eine Echo-Cancellation-Einheit 9 übergeben werden, welche auch jeweils die an die Lautsprecher LS1, LS2 gesandten Signale S1, S2 erhält, so dass eine Rückkopplung von den Lautsprechern LS1, LS2 auf die Mikrophone MK1, MK2 in den jeweiligen Hörzonen H1, H2 verhindert wird, und dass Echo- sowie Hall-Effekte bei gleichzeitigem Senden und Empfangen unterdrückt werden. Auch diese Echo-Cancellation ist optional und kann beispielsweise auch extern (bezüglich der Maskierungssignalsteuereinrichtung 1) realisiert sein.
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Weiterhin werden die Mikrophonsignale M1, M2 an eine optionale Equalizer-Einheit 10 übergeben, die als Filter zur Tongestaltung und zur Entzerrung von Tonfrequenzen genutzt werden kann. Ebenso kann hier eine Entzerrung vorgenommen werden, um Frequenzbereiche abzusenken oder anzuheben. Das erste und zweite Mikrophonsignal M1, M2, d. h. sowohl das Ziel-Sprachsignal ZS als auch das Gesamtschallsignal GS, werden dann an eine Signalanalyseeinheit 2 übergeben, mit der die beiden Signale ZS, GS analysiert werden, um einen Anteil des Ziel-Sprachsignals ZS im Gesamtschallsignal GS zu ermitteln. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel umfasst diese Signalanalyseeinheit 2 eine Korrelationsanalyseeinheit 21, einen Peak-Detektor 22 und einen Level-Detektor 23. In der Korrelationsanalyseeinheit 21 wird, bevorzugt mit einer Kreuzkorrelationsfunktion, ein Vergleich der beiden Signale ZS, GS durchgeführt. Dabei werden das Ziel-Sprachsignal ZS und das Gesamtschallsignal GS auf gleiche Signalanteile bzw. Signalinhalte hin untersucht. Durch diese Korrelationsanalyse kann relativ exakt zu jedem Zeitpunkt für jeden Frequenzbereich bestimmt werden, welche „Rest-Signalanteile” des Ziel-Sprachsignals ZS überhaupt noch innerhalb des Gesamtschallsignals GS relevant vorhanden sind, d. h. was von den am Mikrophon MK1 anliegenden Ziel-Sprachsignalen ZS überhaupt noch im Frontbereich beim Fahrer in der zweiten Hörzone H2 ankommt und verstanden werden könnte. Diese Korrelationsanalyseeinheit 21 kann dabei auch psychoakustische Effekte bzw. Funktionen nutzen, beispielsweise dass ein Geräusch in einem engeren Frequenzbereich mit entsprechender Höhe ausreicht, um einen breiteren Frequenzbereich abzudecken, sofern die Signalstärke in den benachbarten Frequenzbereichen unterhalb eines bestimmten Niveaus liegt, welches durch eine psychoakustische Kurve vorgegeben ist. So ist z. B. das Gehör nicht in der Lage, bei sehr lauten Bässen gleichzeitig sehr leise Töne im mittleren Frequenzbereich wahrzunehmen. D. h. die Wahrnehmbarkeitsschwelle wird in einem Frequenzbereich um das Störsignal herum angehoben, wobei die Anhebung vom Störpegel abhängt. Nur diese Rest-Signalanteile wären also noch zusätzlich bei der Ausgabe des Maskierungssignals abzudecken, damit ein mit dem Maskierungsschallsignal beschallter Hörer das Ziel-Sprachsignal nicht mehr verstehen kann.
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Das analysierte Signal wird dann dem Peak-Detektor 22 übergeben, welcher im Frequenzbereich Spitzenwerte einer oder mehrerer Frequenzen (bzw. ein oder mehrere Frequenzanteil) erkennt. In einem nachfolgenden Level-Detektor 23 wird dann die Signalstärke bzw. der Pegel des Signals erfasst, um eine absolute Höhe der jeweiligen Signalspitzen bestimmen zu können. Es wird darauf hingewiesen, dass die Signalanalyseeinheit 2 außer in dieser bevorzugten Form auch in anderer Weise realisiert sein kann, z. B. ohne Korrelationsanalyseeinheit, so dass beispielsweise nur im Peak-Detektor die frequenzabhängigen Signalspitzen des Ziel-Sprachsignals ZS und des Gesamtschallsignals GS erfasst werden und durch einen einfachen Vergleich ermittelt wird, welche Frequenzbereiche noch zu beschallen sind (d. h. welche Frequenzanteil noch zu maskieren sind) oder dass im allereinfachsten Fall einfach nur eine Abschätzung des Anteils des Ziel-Sprachsignals ZS im Gesamtschallsignal GS der zweiten Hörzone H2 mittels eines Level-Detektors 23 erfolgt.
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Das Ausgangssignal der Signalanalyseeinheit 2 gibt also vor, in welchen Frequenzbereichen in welcher Stärke das Maskierungsschallsignal MS erzeugt bzw. adaptiert werden muss, um das Ziel-Sprachsignal ZS in der zweiten Hörzone H2 komplett zu maskieren. Dieses Ausgangssignal bzw. hier Korrelationssignal der Signalanalyseeinheit 2 wird hierzu an eine Maskierungssignal-Adaptionseinheit 3 übergeben. Diese Maskierungssignal-Adaptionseinheit 3 erhält zudem das Maskierungsbasissignal MB von der Maskierungssignalquelle MQ (siehe 1), das beispielsweise über einen optionalen Equalizer 6 sowie Level- und/oder Peak-Detektor 7 an die Maskierungssignal-Adaptionseinheit 3 übergeben wird. In Abhängigkeit von dem Korrelationssignal der Signalanalyseeinheit 2 sowie dem Niveau und den Frequenzspitzen im Maskierungsbasissignal MB wird dann das Maskierungsbasissignal MB in der Maskierungssignal-Adaptionseinheit 3 so angepasst bzw. ein für die aktuelle Situation geeignetes frequenzselektives Maskierungsschallsignal MS erzeugt, dass sämtliche Spitzen im Ziel-Sprachsignal ZS abgedeckt werden.
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Dies ist schematisch durch die vier Diagramme in 3 dargestellt. Das erste Diagramm A (oben links) zeigt die Amplitude V (in beliebigen Einheiten) über der Frequenz f (in beliebigen Einheiten in einer logarithmischen Skalierung) des Ausgangssignals der Signalanalyseeinheit 2, d. h. des bereits analysierten Ziel-Sprachsignals ZS' bzw. der Signalanteile des Ziel-Sprachsignals ZS, die in der zweiten Hörzone H2 noch ankommen. Im Diagramm B (oben rechts) ist zusätzlich zu diesem Signal ZS' noch das in der zweiten Hörzone H2 vorhandene Hintergrundsignal HS dargestellt, wobei es sich beispielsweise um das aktuell zur Maskierung benutzte Audiosignal, d. h. ein zum aktuellen Zeitpunkt der Analyse vorliegendes Maskierungsschallsignal, handeln kann. Wie hier zu erkennen ist, gäbe es mehrere Frequenzspitzen des Ziel-Sprachsignals, die aus dem Hintergrundsignal HS noch herausragen, so dass Sprache in diesen Frequenzbereichen ggf. verstanden werden könnte. Um dies zu vermeiden, werden diese Sprachsignale durch Adaption des Maskierungsschallsignals MS abgedeckt. Diagramm C (unten links) zeigt, wie durch zusätzliche Maskierungsschallsignalanteile MT diese Frequenzspitzen (d. h. diese Frequenzanteile) des Ziel-Sprachsignals abgedeckt werden können. Die zusätzlichen Maskierungsschallsignalanteile MT werden bevorzugt durch eine frequenzselektive Anhebung des Maskierungsbasissignals MB in den gewünschten Frequenzbereichen erfolgen. Ebenso ist aber auch eine Überlagerung von zusätzlichen bewusst erzeugten Rauschanteilen und/oder von erstelltem Synthesizer-Sound möglich. Im Diagrammm D (unten rechts) ist dann das auf diese Weise erzeugte adaptive Maskierungsschallsignal MS dargestellt, wobei hier deutlich zu erkennen ist, dass das Ziel-Sprachsignal komplett maskiert ist. Wie weiter unter dargelegt, kann ein solches Maskierungsschallsignal MS desweiteren in Abhängigkeit von ein oder mehrere aktuelle Fahrparameter angepasst werden, um ein akustisch angenehmes Maskierungsschallsignal MS zu generieren.
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Eine solche Adaption des Maskierungsschallsignals MS kann mit einer Latenzzeit von unterhalb 10 μs erfolgen, so dass quasikontinuierlich das Maskierungsschallsignal MS an das aktuelle Ziel-Sprachsignal ZS (und ggf. an ein oder mehrere aktuelle Fahrparameter) angepasst ist. Es ist ggf. bei der Adaption darauf zu achten, inwieweit sich das Maskierungsschallsignal MS zwischen der Aufnahme im Gesamtschallsignal (bzw. im Hintergrundsignal in der zweiten Hörzone H2), auf deren Basis die Analyse der Signalanalyseeinheit 2 durchgeführt wurde, bis zur Modifikation in der Maskierungssignal-Adaptionseinheit 3 geändert hat, und die Modifikation geeignet anzupassen.
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Anstatt ein externes Maskierungsbasissignal MB über einen Signaleingang zu übernehmen, kann das Maskierungsschallsignal MS auch komplett in der Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 mit einem geeigneten Synthesizer oder Klanggenerator erzeugt werden. Dieser Synthesizer oder Klanggenerator kann beispielsweise ein Teil der Maskierungssignal-Adaptionseinheit 3 sein und geeignet adaptiv gesteuert werden, um das Maskierungsschallsignal MS in Abhängigkeit von dem zu überlagernden Signal bezüglich der Hüllkurve, Tonalität etc. und/oder in Abhängigkeit von ein oder mehreren Fahrparametern zu erzeugen. Hierzu kann z. B. ein Synthesizer (digitaler Tongenerator) verwendet werden oder es werden verschiedene Tonspuren (Layer) erstellt, welche z. B. nur auf bestimmte Frequenzbereiche ausgelegt sind. Je nach Maskierung können dann ein oder mehrere Layer adaptiv verwendet werden.
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Um dafür zu sorgen, dass nicht unnötig ein Maskierungsschallsignal MS ausgegeben wird bzw. zur Adaption eines Maskierungsschallsignals MS ein laufendes Audiosignal unnötig verzerrt wird, kann das Maskierungsschallsignal MS zunächst an ein mit der Maskierungssignal-Adaptionseinheit 3 verbundenes Noise Gate 4 (Rauschweiche) übergeben werden. Dieses Noise Gate 4 dient zur Unterdrückung des Maskierungsschallsignals MS bei einem schwachen zu maskierendem Audiosignal, wenn beispielsweise das Ziel-Sprachsignal ZS ohnehin sehr gedämpft ist und nur einen sehr geringen Pegel innerhalb des Gesamtschallsignals GS aufweist. Dieses Noise Gate 4 kann zusätzlich eine Duck-Chain-Funktion aufweisen, mit der ein Schwellwert festgelegt werden kann, bei dem das Noise Gate 4 das Maskierungsschallsignal MS freigibt oder nicht. Geschaltet wird dieses Noise Gate 4 entweder durch das zu maskierende Ziel-Sprachsignal ZS und/oder durch ein zu maskierendes eingehendes Sprachsignal ES. Hierzu kann ein Seiteneingang (Side Chain-Signaleingang) des Noise Gates 4 mit dem Voice Activity Detector 8 sowie mit dem Eingang für das eingehende Telefonsignal ES verbunden sein. Mit dem Noise Gate 4 kann also dafür gesorgt werden, dass tatsächlich nur dann ein zusätzliches Maskierungsschallsignal MS ausgegeben bzw. adaptiert wird, wenn dies überhaupt nötig ist, weil ein Sprachsignal zu überdecken ist.
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Üblicherweise hat ein solches Noise Gate 4 relativ steile Flanken, so dass bei einer Aktivierung des Maskierungsschallsignals MS durch das Noise Gate 4 plötzlich eine Veränderung im Maskierungsschallsignal MS bzw. im Hintergrundgeräusch auftreten könnte. Ebenso plötzlich würde sich diese Signalveränderung auswirken, wenn z. B. in Sprachpausen des Sprechers kein Ziel-Sprachsignal ZS mehr anliegt. Dies ist durch das Rechteckpulssymbol am Ausgang des Noise Gates 4 in 2 dargestellt. Um diese Übergänge für den durch das Maskierungsschallsignal MS beschallten Hörer in der zweiten Hörzone H2 möglichst unhörbar zu machen, kann das Signal zunächst über einen sog. Enveloper 5 geleitet werden. Mit diesem Enveloper 5 können Anstiegs- und Abstiegszeiten bzw. Abklingzeiten des Signals gesteuert werden.
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Wenn ein Maskierungsschallsignal MS durch Modifikation eines ohnehin vom Hörer konsumierten Audiosignals erzeugt wird, werden vorzugsweise nur die zur vollständigen Maskierung benötigten zusätzlichen Signalanteile durch das Noise Gate 4 und den Enveloper 5 gesteuert, wogegen das ursprüngliche Audiosignal parallel über einen Bypass (nicht dargestellt) geleitet wird.
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Eine Ausgabe des Maskierungsschallsignals MS erfolgt dann in dem dargestellten Beispielszenario auf dem Lautsprecher LS2 in der zweiten Hörzone H2, d. h. über das Lautsprechersignal S2. Hierzu wird ausgehend vom Enveloper 5, das Signal noch über ein optionales Delay 14, einen optionalen Gain-Steller 15 sowie einen optionalen Kompressor/Limiter 16 an den Lautsprecher LS2 ausgegeben. Mittels des Delay 14 können Signale verzögert ausgegeben werden, um die Signallaufzeiten zwischen den Ziel-Sprachsignalen ZS und dem daran angepassten Maskierungsschallsignal soweit wie möglich auszugleichen bzw. anpassen zu können. Mit dem Gain-Steller 15 kann der Signalpegel angehoben bzw. abgesenkt werden und über den Kompressor 16 können Signalanteile reduziert werden. Dadurch kann die Dynamik geglättet werden und die Gesamtlautstärke, d. h. die wahrgenommene Lautstärke, erhöht werden. Dabei werden die wichtigsten Signalanteile betont, wobei aber verhindert wird, dass die leisen Anteile untergehen. Im Limiter 16 kann die Lautstärke eines Signals reduziert werden, welches einen eingestellten Schwellwert überschreitet, Bei der Verwendung dieser optionalen Komponenten 14, 15, 16 wird typischerweise aber darauf geachtet, dass die Signalanteile nicht so verändert werden, dass das ausgegebene Maskierungsschallsignal nicht mehr das Ziel-Sprachsignal ZS in ausreichender Weise maskiert.
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Entsprechende Komponenten, d. h. ein optionales Delay 11, ein optionaler Gain-Steller und ein optionaler Kompressor-Limiter 13, befinden sich auch an dem Ausgang für den ersten Lautsprecher LS1, über den das erste Lautsprechersignal S1 ausgegeben wird. Diese Ausgangssignalketten mit den Komponenten 11, 12, 13 am Ausgang für den ersten Lautsprecher LS1 bzw. mit den Komponenten 14, 15, 16 vor dem Ausgang des zweiten Lautsprechers LS2 sind auch direkt mit dem Eingang für das eingehende Sprachsignal ES, d. h. mit dem Telekommunikationsinterface TI (siehe 1) gekoppelt, so dass wie in dem dargestellten Beispielszenario ein eingehendes Sprachsignal ES direkt in der Maskierungssignalsteuereinheit 1 als Lautsprechersignal S1 für den Lautsprecher LS1 in der ersten Hörzone H1 wieder ausgegeben werden kann, wobei hier ggf. auch ein Delay des Signals erfolgt, um eine Laufzeitanpassung an das Maskierungsschallsignal MS zu erreichen. In diesem Zusammenhang wird explizit darauf hingewiesen, dass in dem zuvor beschriebenen Szenario auch das eingehende Sprachsignal ES als Ziel-Sprachsignal genutzt werden kann, an welches das Maskierungsschallsignal MS anzupassen ist. Kommt gleichzeitig ein eingehendes Sprachsignal ES an, während die Person in der ersten Hörzone H1 spricht, wird bevorzugt das Maskierungsschallsignal MS so angepasst, dass beide Ziel-Sprachsignale ZS und ES ausreichend gut überdeckt sind.
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Wie bereits dargestellt, kann das über die ein oder mehreren Lautsprecher LS2 der zweiten Hörzone H2 ausgegebene Maskierungsschallsignal MS als störend für den Hörer in der zweiten Hörzone H2 empfunden werden. Insbesondere können die ausgegebenen Maskierungsschallsignals MS monoton sein. Es wird daher vorgeschlagen, die ausgegebenen Maskierungsschallsignale MS an aktuelle Fahrzeugparameter anzupassen, um eine Veränderung des ausgegebenen Klangbilds zu bewirken, welches von einem Hörer in der zweiten Hörzone H2, insbesondere von einem Fahrer des Fahrzeugs, als weniger störend empfunden wird.
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Die Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 kann zu diesem Zweck eingerichtet sein, ein oder mehrere aktuelle Fahrparameter zu ermitteln. Zu diesem Zweck kann die Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 Zugriff auf ein oder mehrere Bussysteme des Fahrzeugs haben (z. B. auf einen CAN (Controller Area Network) Bus des Fahrzeugs). Beispielshafte Fahrparameter sind:
- • eine Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs;
- • eine Beschleunigung/Verzögerung des Fahrzeugs;
- • einen Reibwert einer befahrenen Fahrbahn;
- • eine Steigung der befahrenen Fahrbahn; und/oder
- • eine Krümmung der befahrenen Fahrbahn.
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Die Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 kann weiter eingerichtet sein, das Maskierungsschallsignal MS (auch) in Abhängigkeit von den ein oder mehreren erfassten Fahrparametern zu generieren und/oder anzupassen. Aufgrund der sich ständig ändernden Fahrsituation (und der sich damit verändernden Fahrparameter) ergeben sich so zeitlich ändernde Maskierungsschallsignale MS, die von einem Hörer der zweiten Hörzone H2 als weniger störend wahrgenommen werden. Dies gilt insbesondere für einen Fahrer des Fahrzeugs, da der Fahrer in besonders ausgeprägter Weise eine Korrelation zwischen den sich ändernden Maskierungsschallsignalen MS und den sich ändernden Fahrparameter wahrnimmt. Eine derartige Korrelation zwischen den unterschiedlichen Sinnen (optische Wahrnehmung/haptische Wahrnehmung bzgl. der Fahrparameter vs. akustische Wahrnehmung bzgl. des Maskierungsschallsignals MS) wird typischerweise als angenehm wahrgenommen.
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Das Maskierungsschallsignal MS wird somit nicht nur in Abhängigkeit von dem zu maskierenden Ziel-Sprachsignal ZS (z. B. von dem Schalldruckpegel des Ziel-Sprachsignals ZS) generiert, sondern auch in Abhängigkeit von ein der mehreren aktuellen Fahrparametern (z. B. in Abhängigkeit von der Fahrgeschwindigkeit des Fahrzeugs).
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In 1 ist eine beispielhafte Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 dargestellt, die ein von einer Maskierungssignalquelle MQ bereitgestelltes Maskierungsbasissignal MB in Abhängigkeit von dem zu maskierenden Ziel-Sprachsignal ZS abändern kann. Die Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 kann weiter eingerichtet sein, das Maskierungsbasissignal MB in Abhängigkeit von den ein oder mehreren Fahrparametern abzuändern.
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Alternativ oder ergänzend kann die Maskierungssignalsteuereinrichtung 1 einen Klanggenerator umfassen, der eingerichtet ist, mittel ein oder mehrerer verschiedener Klangsynthesealgorithmen, wie z. B. mittels Frequenzmodulation von Oszillatoren, unter Berücksichtigung des in Echtzeit ermittelten Ziel-Sprachsignal ZS und der in Echtzeit ermittelten ein oder mehreren Fahrparameter eine Klangstruktur zur Maskierung zu generieren. Dazu kann ein vorwiegend musikalisches Regelwerk (z. B. Rhythmen, Tonhöhen) verwendet werden.
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4 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 400 zur Maskierung eines Ziel-Sprachsignals ZS. Das Verfahren 400 umfasst das Ermitteln 401 des Ziel-Sprachsignals ZS, welches in einer ersten Hörzone H1 eines Fahrzeugs wiedergegeben wird. Desweiteren umfasst das Verfahren 400 das Ermitteln 402 von ein oder mehreren aktuellen Fahrparametern des Fahrzeugs. Außerdem umfasst das Verfahren 400 das Generieren 403 eines Maskierungsschallsignals MS in Abhängigkeit von dem ermittelten Ziel-Sprachsignal ZS und in Abhängigkeit von den ein oder mehreren ermittelten aktuellen Fahrparametern. Desweiteren umfasst das Verfahren 400 das Wiedergeben 404 des Maskierungsschallsignals MS in einer zweiten Hörzone H2 des Fahrzeugs, in der das Ziel-Sprachsignal ZS maskiert werden soll.
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5 zeigt eine beispielhafte Vorrichtung 500 zur Maskierung eines Ziel-Sprachsignals ZS, ES. Die Vorrichtung 500 ist eingerichtet, das Ziel-Sprachsignal ZS, ES zu ermitteln, welches in der ersten Hörzone H1 des Fahrzeugs wiedergegeben wird. Das Ziel-Sprachsignal ZS, ES kann durch ein Mikrophon 502 (z. B. durch das Mikrophon MK1) erfasst werden. Die Vorrichtung 500 ist weiter eingerichtet, ein oder mehrere aktuelle Fahrparameter des Fahrzeugs zu ermitteln. Die ein oder mehreren aktuellen Fahrparameter können über ein Bussystem 501 (z. B. über einen CAN-Bus) des Fahrzeugs ermittelt werden. Somit können Echtzeitinformationen 503 bzgl. des Ziel-Sprachsignals ZS, ES und bzgl. eines aktuellen Zustands des Fahrzeugs bereitgestellt werden.
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Die Vorrichtung 500 ist weiter eingerichtet, in Abhängigkeit von dem ermittelten Ziel-Sprachsignal ZS, ES und in Abhängigkeit von den ein oder mehreren aktuellen Fahrparametern (d. h. in Abhängigkeit von den Echtzeitinformationen 503) ein Maskierungsschallsignal MS, 505 zu ermitteln. Das Maskierungsschallsignal MS, 505 kann durch einen Klanggenerator 504 (z. B. durch die Maskierungssignalsteuereinheit 1) generiert werden. Außerdem ist die Vorrichtung 500 eingerichtet, zu veranlassen, dass das Maskierungsschallsignal MS, 505 in der zweiten Hörzone H2 des Fahrzeugs, in der das Ziel-Sprachsignal ZS, ES maskiert werden soll, wiedergegeben wird.
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Über den in diesem Dokument beschriebenen Verdeckungs-/Maskierungsansatz für ein Telefonat in einem Fahrzeug ist es möglich, eine private Hörzone bereitzustellen, sowohl für die Wiedergabe eines Empfangssignals von einem externen Gesprächsteilnehmer als auch für das Sprachsignal des telefonierenden Teilnehmers. Dabei kann die Verdeckung/Maskierung am jeweiligen Sitzplatz (z. B. in unterschiedlichen Hörzonen) so konfiguriert werden, dass die Verdeckung/Maskierung den Insassen, welcher nicht am Gespräch teilnimmt, und den Sprecher selbst nicht irritiert bzw. unangenehm beeinflusst.
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die gezeigten Ausführungsbeispiele beschränkt. Insbesondere ist zu beachten, dass die Beschreibung und die Figuren nur das Prinzip der vorgeschlagenen Verfahren, Vorrichtungen und Systeme veranschaulichen sollen.
