DE102018127229A1

DE102018127229A1 - Effiziente echokompensation unter verwendung der übertragungsfunktionsschätzung

Info

Publication number: DE102018127229A1
Application number: DE102018127229.4A
Authority: DE
Inventors: Eli Tzirkel-Hancock; Ilan Malka; Vladimir Tourbabin
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2017-11-01
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2019-05-02
Anticipated expiration: 2038-11-01
Also published as: DE102018127229B4; US10090000B1; CN109756822B; CN109756822A

Abstract

Für die akustische Echokompensation werden technische Lösungen beschrieben. Ein exemplarisches Verfahren beinhaltet das Berechnen, durch einen Strahlformer, einer Vielzahl von aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten, wobei die Strahlformerfilterkoeffizienten adaptiv berechnet werden, um ein Sprachsignal aus einer Vielzahl von Eingangsaudiosignalen zu bestimmen. Ferner beinhaltet das Verfahren das Berechnen einer relativen Übertragungsfunktion basierend auf den aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten und einer Vielzahl von vorhandenen akustischen Echokompensationskoeffizienten durch einen Übertragungsfunktionsschätzer. Ferner beinhaltet das Verfahren das Einstellen einer Vielzahl von akustischen Echokompensationskoeffizienten unter Verwendung der relativen Übertragungsfunktion und das Erzeugen eines Ausgangssprachsignals durch die akustische Echokompensation, indem Echokomponenten aus dem Sprachsignal unter Verwendung der eingestellten Filterkoeffizienten aufgehoben werden. Ferner beinhaltet das Verfahren das Senden des Ausgangssprachsignals durch die akustische Echokompensation an eine Gegenstellen-Sprachvorrichtung.

Description

EINLEITUNG
Der Gegenstand der Offenbarung betrifft im Allgemeinen Infotainmentsysteme, insbesondere die Echokompensation im Zusammenspiel mit Infotainmentsystemen, insbesondere Systeme und Verfahren zur Echokompensation für mehrere Mikrofone.
Moderne Fahrzeuge, wie beispielsweise Automobile, sind oft mit Infotainmentsystemen ausgestattet, um die Kommunikation zwischen den Insassen des Fahrzeugs und einer Person an einer Gegenstellen-Vorrichtung, wie beispielsweise einem Mobiltelefon, zu erleichtern. So kann beispielsweise ein Freisprechsystem ein oder mehrere Mikrofone in der Fahrzeugkabine verwenden, um hörbare Kommunikationen von den Fahrzeuginsassen an einen entfernten Anrufer zu übertragen, während die Gegenstellensprache vom entfernten Anrufer über das Audiosystem des Fahrzeugs übertragen wird. Die übertragene Gegenstellensprache kann jedoch von den Mikrofonen empfangen werden und führt somit zu einer unerwünschten Rückkopplung und einem akustischen Echo in dem Signal, das an den entfernten Anrufer übertragen wird. Dadurch kann der entfernte Anrufer ein akustisches Echo in dem vom Freisprechsystem empfangenen Signal hören.
Dementsprechend ist es wünschenswert, Systeme und Verfahren zur Echokompensation in einer Kabine vorzusehen, die eine Echokompensation der für die Gegenstellensprache für mehrere Mikrofone mit einer minimierten Anzahl von akustischen Echokompensationsmodulen (AECMs) ermöglicht. Zudem ist es wünschenswert, die Kommunikationen zwischen den Insassen in der Kabine und einer Gegenstellen-Vorrichtung zu verbessern. Weitere wünschenswerte Funktionen und Merkmale werden aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung und den beigefügten Ansprüchen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen sowie dem vorab erklärten technischen Gebiet und Hintergrund offensichtlich.
KURZDARSTELLUNG
In einer exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein exemplarisches Verfahren das Berechnen, durch einen Strahlformer, einer Vielzahl von aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten, wobei die Strahlformerfilterkoeffizienten adaptiv berechnet werden, um ein Sprachsignal aus einer Vielzahl von Eingangsaudiosignalen zu bestimmen. Ferner beinhaltet das Verfahren das Berechnen einer relativen Übertragungsfunktion basierend auf den aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten und einer Vielzahl von vorhandenen akustischen Echokompensationskoeffizienten durch einen Übertragungsfunktionsschätzer. Ferner beinhaltet das Verfahren das Einstellen einer Vielzahl von akustischen Echokompensationskoeffizienten unter Verwendung der relativen Übertragungsfunktion und das Erzeugen eines Ausgangssprachsignals durch die akustische Echokompensation, indem Echokomponenten aus dem Sprachsignal unter Verwendung der eingestellten Filterkoeffizienten aufgehoben werden. Ferner beinhaltet das Verfahren das Senden des Ausgangssprachsignals durch die akustische Echokompensation an eine Gegenstellen-Sprachvorrichtung.
In einem oder mehreren Beispielen wird die relative Übertragungsfunktion berechnet als E = (H1*F'1 + H2*F'2 + ... Hn*F'n)/(H1*F1 + H2*F2 + ... Hn*Fn), wobei Hi die Vielzahl der akustischen Echokompensationen zum jetzigen Zeitpunkt ist, Fi eine Vielzahl von Strahlformerfilterkoeffizienten zum jetzigen Zeitpunkt ist, F'i die Vielzahl der aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten ist und e die relative Übertragungsfunktion ist.
In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet das Verfahren ferner das Anpassen der eingestellten akustischen Echokompensationskoeffizienten an aktualisierte akustische Echokompensationskoeffizienten basierend auf Änderungen in der Kabinenakustik durch die akustische Echokompensation.
Ferner werden in einem oder mehreren Beispielen die akustischen Echokompensationskoeffizienten modifiziert, indem eine Faltung der akustischen Echokompensationskoeffizienten und der relativen Übertragungsfunktion durchgeführt wird.
In einem oder mehreren Beispielen werden die Eingangsaudiosignale von einem Mikrofon-Array empfangen, das eine Vielzahl von Mikrofonen umfasst. Ferner wird eine einzelne akustische Echokompensation verwendet, unabhängig von einer Anzahl von Mikrofonen im Mikrofon-Array. In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet das ausgegebene Sprachsignal einen Befehl für die Gegenstellen-Sprachvorrichtung.
In einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Fahrzeug-Infotainmentsystem ein Mikrofon-Array, das mehrere Mikrofone beinhaltet, die sich in einer Fahrzeugkabine befinden. Das Fahrzeug-Infotainmentsystem beinhaltet ferner einen Lautsprecher, der ein Ausgangsaudiosignal sendet. Ferner beinhaltet das Fahrzeug-Infotainmentsystem ein akustisches Echokompensations-(AEC)-System, um das akustische Echo des Ausgangsaudiosignals von mehreren Eingangsaudiosignalen, die vom Mikrofon-Array empfangen werden, zu unterdrücken. Das AEC-System beinhaltet einen Strahlformer, der mehrere aktualisierte Strahlformerfilterkoeffizienten berechnet, wobei die Strahlformerfilterkoeffizienten adaptiv berechnet werden, um ein Sprachsignal aus den Eingangsaudiosignalen zu bestimmen. Das AEC-System beinhaltet ferner einen Übertragungsfunktionsschätzer, der basierend auf den aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten und einer Vielzahl von vorhandenen akustischen Echokompensationskoeffizienten eine relative Übertragungsfunktion schätzt. Ferner beinhaltet das AEC-System auch eine akustische Echokompensation, worin die akustischen Echokompensationskoeffizienten unter Verwendung der relativen Übertragungsfunktion angepasst werden, wobei die akustische Echokompensation zum Erzeugen des Ausgangsaudiosignals durch Kompensieren von Echokomponenten aus dem Sprachsignal unter Verwendung der angepassten Echokompensationskoeffizienten konfiguriert ist.
In einem oder mehreren Beispielen wird die relative Übertragungsfunktion berechnet als E = (H1*F'1 + H2*F'2 + ... Hn*F'n)/(H1*F1 + H2*F2 + ... Hn*Fn), wobei Hi die Vielzahl der akustischen Echokompensatoren zum jetzigen Zeitpunkt ist, Fi eine Vielzahl von Strahlformerfilterkoeffizienten zum jetzigen Zeitpunkt ist, F'i die Vielzahl der aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten ist und e die relative Übertragungsfunktion ist.
In einem oder mehreren Beispielen passt die akustische Echokompensation die angepassten akustischen Echokompensationskoeffizienten weiter an aktualisierte akustische Echokompensationskoeffizienten basierend auf Änderungen in der Kabinenakustik an. Ferner werden in einem oder mehreren Beispielen die akustischen Echokompensationskoeffizienten modifiziert, indem eine Faltung der akustischen Echokompensationskoeffizienten und der relativen Übertragungsfunktion durchgeführt wird.
In einem oder mehreren Beispielen werden die Eingangsaudiosignale von einem Mikrofon-Array empfangen, das eine Vielzahl von Mikrofonen umfasst. Ferner wird eine einzelne akustische Echokompensation verwendet, unabhängig von einer Anzahl von Mikrofonen im Mikrofon-Array. In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet das ausgegebene Sprachsignal einen Befehl für die Gegenstellen-Sprachvorrichtung.
In noch einer weiteren exemplarischen Ausführungsform beinhaltet ein Computerprogrammprodukt eine Speichervorrichtung mit darin gespeicherten computerausführbaren Anweisungen. Die computerausführbaren Anweisungen, wenn sie von einer Verarbeitungseinheit ausgeführt werden, veranlassen die Verarbeitungseinheit, eine akustische Echokompensation durchzuführen. Die akustische Echokompensation (AEC) beinhaltet das Berechnen, durch einen Strahlformer, einer Vielzahl von aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten, wobei die Strahlformerfilterkoeffizienten adaptiv berechnet werden, um ein Sprachsignal aus einer Vielzahl von Eingangsaudiosignalen zu bestimmen. Ferner beinhaltet das AEC das Berechnen einer relativen Übertragungsfunktion basierend auf den aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten und einer Vielzahl von vorhandenen akustischen Echokompensationskoeffizienten durch einen Übertragungsfunktionsschätzer. Ferner beinhaltet das AEC das Einstellen einer Vielzahl von akustischen Echokompensationskoeffizienten unter Verwendung der relativen Übertragungsfunktion und das Erzeugen eines Ausgangssprachsignals durch die akustische Echokompensation, indem Echokomponenten aus dem Sprachsignal unter Verwendung der eingestellten Filterkoeffizienten aufgehoben werden. Ferner beinhaltet das AEC das Senden des Ausgangssprachsignals durch die akustische Echokompensation an eine Gegenstellen-Sprachvorrichtung.
In einem oder mehreren Beispielen wird die relative Übertragungsfunktion berechnet als E = (H1*F'1 + H2*F'2 + ... Hn*F'n)/(H1*F1 + H2*F2 + ... Hn*Fn), wobei Hi die Vielzahl der akustischen Echokompensationen zum jetzigen Zeitpunkt ist, Fi eine Vielzahl von Strahlformerfilterkoeffizienten zum jetzigen Zeitpunkt ist, F'i die Vielzahl der aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten ist und e die relative Übertragungsfunktion ist.
In einem oder mehreren Beispielen passt die akustische Echokompensation die angepassten akustischen Echokompensationskoeffizienten weiter an aktualisierte akustische Echokompensationskoeffizienten basierend auf Änderungen in der Kabinenakustik an. Ferner werden in einem oder mehreren Beispielen die akustischen Echokompensationskoeffizienten modifiziert, indem eine Faltung der akustischen Echokompensationskoeffizienten und der relativen Übertragungsfunktion durchgeführt wird.
In einem oder mehreren Beispielen werden die Eingangsaudiosignale von einem Mikrofon-Array empfangen, das eine Vielzahl von Mikrofonen umfasst. Ferner wird eine einzelne akustische Echokompensation verwendet, unabhängig von einer Anzahl von Mikrofonen im Mikrofon-Array. In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet das ausgegebene Sprachsignal einen Befehl für die Gegenstellen-Sprachvorrichtung.
Die oben genannten Eigenschaften und Vorteile sowie anderen Eigenschaften und Funktionen der vorliegenden Offenbarung gehen aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den zugehörigen Zeichnungen ohne Weiteres hervor.
Figurenliste
Andere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen nur exemplarisch in der folgenden ausführlichen Beschreibung der Ausführungsformen, wobei sich die ausführliche Beschreibung auf die Zeichnungen bezieht, wobei gilt:

1 veranschaulicht ein Fahrzeug mit einem akustischen Verarbeitungssystem gemäß einer exemplarischen Ausführungsform;
2 stellt ein Blockdiagramm eines exemplarischen Strahlformermoduls gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar;
3 ist ein Blockdiagramm des akustischen Verarbeitungssystems gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar; und
4 ist ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zur effizienten akustischen Echokompensation gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich exemplarischer Natur und nicht dazu gedacht, die vorliegende Erfindung in ihren An- oder Verwendungen zu beschränken. Es sollte verstanden werden, dass in den Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen gleiche oder entsprechende Teile und Merkmale bezeichnen. Der hier verwendete Begriff „Modul“ bezieht sich auf eine Verarbeitungsschaltung, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam genutzt, dediziert oder gruppiert) und einen Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmwareprogramme, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder andere geeignete Komponenten ausführt, die die beschriebene Funktionalität bieten, beinhalten kann.
Unter Bezugnahme auf die Figuren, worin gleiche Nummern in den verschiedenen Ansichten gleiche Teile anzeigen, wird hierin ein Fahrzeug 10 mit einer Kabine 20 und einem akustischen Verarbeitungssystem 100 dargestellt. In den exemplarischen Ausführungsformen ist das Fahrzeug 10 ein Automobil. Das akustische Verarbeitungssystem 100 kann jedoch auch in anderen Fahrzeugtypen und/oder Nicht-Fahrzeug-Anwendungen zum Einsatz kommen. Zum Beispiel können andere Fahrzeuge unter anderem Luftfahrzeuge, Raumfahrzeuge, Busse, Schienenfahrzeuge usw. beinhalten. Wie in 1 dargestellt, beinhaltet das akustische Verarbeitungssystem 100 ein Gegenstellen-Sprachsteuerungsmodul 110 mit einem Prozessormodul 112 und einem Speicher 114, ein Mikrofon-Array 120, ein Strahlformungsmodul 130, ein akustisches Echokompensationsmodul 140 und eine Gegenstellen-Sprachquelle 150 am anderen Ende.
Unter Bezugnahme auf 1 ist eine Ausführungsform des akustischen Verarbeitungssystems 100 vorgesehen. Das Fahrzeug 10 beinhaltet das Mikrofon-Array 120 zum Aufnehmen von akustischen Befehlen und Kommunikationen der Insassen 30, 31, 32 und 33 in der Kabine 20. In einem Beispiel wird das Mikrofon-Array 120 verwendet, um hörbare Befehle und Kommunikationen von einem sprechenden Insassen 30 zu empfangen. In einem Beispiel empfängt das Mikrofon-Array 120 akustische Befehle, um es dem sprechenden Insassen 30 zu ermöglichen, über einen Fahrzeugkommunikationsbus über Spracherkennung mit einem oder mehreren Fahrzeugsystemen, wie beispielsweise Infotainmentsystemen, usw. zu kommunizieren.
Das Fahrzeug 10 verwendet das Mikrofon-Array 120 und einen Lautsprecher 40, um es den Fahrzeuginsassen 30-33 zu ermöglichen, mit einer Gegenstellen-Sprachvorrichtung 150 zu kommunizieren, wie beispielsweise einem entfernten Mobiltelefon, das sich vom Fahrzeug 10 entfernt befindet. Das von der Gegenstellen-Sprechvorrichtung 150 empfangene Audio wird über den Lautsprecher 40 übertragen, sodass die Fahrzeuginsassen 30-33 die Kommunikation von der Gegenstellen-Sprachvorrichtung 150 hören können. Die hörbare Gegenstellensprache 154 kann jedoch vom Mikrofon-Array 120 aufgenommen und anschließend als Echo an die Gegenstellen-Sprachvorrichtung 150 zurückgeleitet werden. Somit verbessert die akustische Echokompensation 100 die Kommunikation zwischen der Gegenstellen-Sprachvorrichtung 150 und den Fahrzeuginsassen 30-33 in der Kabine 20, indem sie dieses Echo beseitigt oder zumindest reduziert.
Das akustische Verarbeitungssystem 100 beinhaltet das Gegenstellen-Sprachsteuerungsmodul 110, das Mikrofon-Array 120, das Strahlformungsmodul 130 und das akustische Echokompensationsmodul 140. Das System 100 sendet/empfängt Daten zu/von der Gegenstellen-Sprachvorrichtung 150. Während die Komponenten des akustischen Verarbeitungssystems 100 zur Vereinfachung in der Kommunikation über eine direkte Verbindung dargestellt werden, wird ein Fachmann verstehen, dass das akustische Verarbeitungssystem 100 über einen Fahrzeugkommunikationsbus, wie beispielsweise einen CAN-Bus, FlexRay, A2B-Bus oder andere bekannte Kommunikationsbusse implementiert werden kann.
Das Gegenstellen-Sprachsteuerungsmodul 110 sendet und empfängt Daten innerhalb des akustischen Verarbeitungssystems 100 und weist das Prozessormodul 112 und den Speicher 114 auf. Das Prozessormodul 112 führt Rechenoperationen durch und greift auf die im Speicher 114 gespeicherten elektronischen Daten zu. Der Speicher 114 kann eine vorbestimmte Position eines sprechenden Insassen 30-33, vorbestimmte akustische Bereiche in der Kabine 20 oder andere vorbestimmte räumliche Beziehungen in Bezug auf die Fahrzeugkabine 20 beinhalten. Der Speicher 114 kann alternativ oder ergänzend eine oder mehrere computerausführbare Anweisungen zur Implementierung der hierin beschriebenen technischen Lösungen beinhalten.
Das Gegenstellen-Sprachsteuerungsmodul 110 erkennt und empfängt ein Gegenstellen-Sprachsignal (R) 152, das von der Gegenstellen-Sprachquelle 150 stammt und wiederum in der Kabine 20 über den Lautsprecher 40 als hörbare Gegenstellensprache 154 übertragen wird. Durch das Empfangen des Gegenstellen-Sprachsignals 152 als Eingang ist das akustische Verarbeitungssystem 100 in der Lage, das Gegenstellen-Sprachsignal (R) 152 akustisch aus dem Kabinenausgangssignal 142 zu entfernen, das an die Gegenstellen-Sprachquelle 150 bereitgestellt wird, wodurch das Echo entfernt wird.
Das Mikrofon-Array 120 beinhaltet mindestens zwei Mikrofone 122 und empfängt akustische Kommunikationen von einem sprechenden Insassen (nicht dargestellt) und erzeugt daraus ein Mikrofonsignal 124. In einem oder mehreren Beispielen des akustischen Verarbeitungssystems 100 sind die Mikrofone 122 im Mikrofon-Array 120 in der Kabine benachbart zueinander angeordnet. Ein Fachmann auf dem Gebiet wird verstehen, dass die Mikrofone 122 im Mikrofon-Array 120 eine phasengesteuerte Sensoranordnung bilden und daher relativ nahe beieinander liegen sollten. In einem oder mehreren Beispielen sind die Mikrofone 122 so angeordnet, dass sie mit einem Mikrofon 122 pro Zone Zonen in der Kabine 20 bilden. In einem oder mehreren Beispielen sind mindestens zwei Mikrofone 122 pro Zone vorhanden. In einem oder mehreren Beispielen sind die Mikrofone 122 in der Kabine 20 so angeordnet, dass pro Insasse 30-33 ein eigenes Mikrofon 122 vorhanden ist. In einem oder mehreren Beispielen sind mindestens zwei Mikrofone 122 pro Insasse 30-33 vorhanden.
Das Strahlformungsmodul 130 bildet einen Hauptstrahl 138, der auf den sprechenden Insassen 30 gerichtet ist. Das Strahlformungsmodul 130 kann jede Art von Strahlformungsmodul sein, zum Beispiel ein fester Strahlformer, ein adaptiver Strahlformer oder eine andere Art. Basierend auf dem Erkennen des Gegenstellen-Sprachsignals 152 durch das Gegenstellen-Sprachsteuerungsmodul 110 bildet das Strahlformungsmodul 130 einen Hauptstrahl 138. In einem oder mehreren Beispielen, wie beispielsweise einem adaptiven Strahlformer, kann die Strahlausrichtung je nach Insassenposition, Störung und akustischen Bedingungen in der Kabine dynamisch variieren.
Die adaptive Strahlformung oder räumliche Filterung ist eine Technik, die Sensoranordnungen verwendet, um einen richtungsabhängigen Signalempfang bereitzustellen. Durch die Verwendung einer phasengesteuerten Anordnung erfahren Signale in bestimmten Winkeln konstruktive Störungen, während Signale in anderen Winkeln destruktive Störungen erfahren. Auf diese Weise bietet die Strahlformung ein Verfahren zum Konstruieren eines Raumfilters, um die Amplitude der unter bestimmten Winkeln empfangenen Signale selektiv zu erhöhen und gleichzeitig die Amplitude der unter anderen Winkeln empfangenen Signale zu reduzieren.
2 stellt ein Blockdiagramm eines exemplarischen Strahlformermoduls 130 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar. Der Strahlformer 130 empfängt das Eingangssignal 124 vom Mikrofon-Array 120, das mehrere Audiosignale von einem oder mehreren Mikrofonen 122 beinhaltet. Jedes dieser Signale beinhaltet Echokomponenten, welche die Mikrofone 122 vom Ausgang 154 des Lautsprechers 40 erfassen. Der Strahlformer 130 beinhaltet ein oder mehrere Filtermodule 132, die adaptiv zum Bilden des Raumfilters ausgelegt sind. Die Filtermodule 132 werden durch das Anpassen der entsprechenden Filterkoeffizienten F1, F2, ..., Fn konfiguriert.
Die vom Strahlformer 130 durchgeführte Signalverarbeitung kann eine Summierung gefilterter Eingangssignale sein, wobei die gefilterten Eingangssignale beispielsweise zeitverzögerungskompensierte Mikrofonsignale 124 umfassen können. Die Koeffizienten (F_x) des Filtermoduls, insbesondere der Wert jedes Koeffizienten, können variabel sein.
Es ist zu beachten, dass die adaptive Filterung in anderen Beispielen auf jede andere Weise als die hierin beschriebene durchgeführt werden kann. Der Strahlformer 130 kombiniert somit Mikrofonsignale 124 von jedem der mindestens zwei Mikrofone in 122 in einer Weise, dass Signale aus einer bevorzugten Richtung oder Sprechrichtung verstärkt werden, während Signale aus anderen Richtungen unterdrückt werden.
Die Position des sprechenden Insassen 30 wird implizit in der strahlformenden Anpassung des adaptiven Strahlformers 130 identifiziert. Die Position des sprechenden Insassen 30 kann auch eine im Speicher 114 vorbestimmte Position sein, wie vorstehend ausgeführt.
Die Position des sprechenden Insassen 30 kann auch durch den Strahlformer 130 identifiziert werden, indem die Varianz des adaptiven Strahlformer-Ausgangssignals, wie sie den Fachleuten bekannt ist, minimiert wird. Der Strahlformer 130 kann ferner Algorithmen, wie beispielsweise den linearen eingeschränkten Mindestabweichungs-(LCMV)-Algorithmus, verwenden, um implizit die Position des sprechenden Insassen 30 zu schätzen. In einer Ausführungsform ist die Position des sprechenden Insassen 30 vorbestimmt. In einer Ausführungsform liefert ein Fahrzeugsensor (nicht dargestellt), wie beispielsweise ein Sitzsensor, Informationen über die Position der Insassen 30-33 in Bezug auf das Mikrofon-Array 120. So kann beispielsweise ein Sitzsensor verwendet werden, um zu bestimmen, ob sich ein Beifahrer 31 in der Kabine 20 befindet. Der Sensor kann auch Informationen über die Position des Fahrers 30 auf dem Sitz bereitstellen.
Die adaptive Strahlformung wird durch Filtern und Verarbeiten des Mikrofonsignals 124 aus dem Mikrofon-Array 120 und Kombinieren der Strahlformungsausgänge erreicht. Das Strahlformungsmodul 130 kann verwendet werden, um das gewünschte Signal zu extrahieren und Störsignale entsprechend ihrer räumlichen Lage zu verwerfen. Auf diese Weise verarbeitet das Strahlformungsmodul 130 die vom Mikrofon-Array 120 empfangenen Signale, um gewünschte Kommunikationen, wie beispielsweise die Stimme des sprechenden Insassen 30, zu extrahieren, während unerwünschte Signale wie Umgebungsgeräusche in der Kabine 20 unterdrückt werden. Der Strahlformerausgang (Y) 136 wird zur weiteren Verarbeitung an die akustische Echounterdrückung 140 weitergeleitet.
In einem oder mehreren Beispielen wird die akustische Echounterdrückung 140 mit einem Eingangssignal für den Lautsprecher 40, d. h. dem Lautsprechersignal 152, bereitgestellt. Ein Echosignal kann dem Lautsprechersignal 152 entsprechen. Insbesondere kann das Echosignal über den Lautsprecher ausgegeben werden. Das Echosignal kann beispielsweise dem Ausgang einer Freisprecheinrichtung entsprechen.
Die akustische Echokompensation 140 verwendet das Lautsprechersignal 152 als Referenzsignal, um eine Echosignalkomponente im strahlförmigen Signal 136 zu modellieren. So schätzt beispielsweise die akustische Echokompensation 140 die Signalkomponenten des strahlgeformten Signals 136, die einem Echosignal entsprechen. Mit anderen Worten, die akustische Echokompensation 140 modelliert eine Reihenschaltung eines Lautsprecher-Raum-Mikrofonsystems und eines Strahlformers durch Bestimmen einer Übertragungsfunktion (R). Eine Übertragungsfunktion kann die Beziehung zwischen den Eingangs- und Ausgangssignalen eines Systems modellieren. Insbesondere kann eine Übertragungsfunktion, die auf ein Eingangssignal angewendet wird, das Ausgangssignal des Systems ausgeben. Übertragungsfunktionen des Lautsprecher-Kabinen-Mikrofonsystem können die Beziehung zwischen einem Lautsprechersignal, das vom Lautsprecher ausgegeben und von den Mikrofonen über den Raum empfangen wird, und den von jedem der Mikrofone ausgegebenen Mikrofonsignalen darstellen.
Die akustische Echokompensation 140 beinhaltet einen Echokompensationsfilter oder ein akustisches Echokompensationsmodul. In einem oder mehreren Beispiele kann der Echokompensationsfilter einen oder mehrere Filter mit endlicher Impulsantwort (FIR) beinhalten. Die Anzahl der Filterkoeffizienten in jedem Satz von Filterkoeffizienten für die akustische Echokompensation 140 ist abhängig von der Reihenfolge des verwendeten FIR-Filters, d. h. der Anzahl der für den FIR-Filter verwendeten Filterkoeffizienten. Ein FIR-Filter der N-ten Ordnung kann (N+1) Filterkoeffizienten verwenden. Daher kann die Anzahl der Filterkoeffizienten in jedem oder in einem beliebig gewählten Satz von Filterkoeffizienten jeden endlichen Wert größer als eins annehmen und beruht auf den akustischen Eigenschaften der Kabine 20.
Eine Übertragungsfunktion der Reihenschaltung des Lautsprecher-Kabinen-Mikrofonsystems 120 und des Strahlformers 130 oder des Lautsprecher-Kabinen-Mikrofon-Strahlformersystems kann die Beziehung zwischen einem vom Lautsprecher 40 ausgegebenen Lautsprechersignal 154 und dem strahlgeformten Signal (Y) 136 darstellen. Die Übertragungsfunktion kann auf den Filterkoeffizienten Hx eines oder mehrerer Filter der akustischen Echokompensation 140 und den Strahlformerfilterkoeffizienten Fx beruhen, um eine Beziehung zwischen dem Lautsprechereingang und dem akustischen Echokompensationsausgang zu beschreiben.
So kann beispielsweise die Übertragungsfunktion der akustischen Echokompensation 140 als eine Summe von Faltungsvorgängen zwischen den Filterkoeffizienten Hx der Echokompensation und den Strahlformerkoeffizienten Fx ausgedrückt werden: H1F1+H2F2+...HnFn. Der Ausgang des Audioverarbeitungssystems 100 kann somit als Y = R(H1F1+H2F2+...HnFn) ausgedrückt werden. Hier ist R das Lautsprechereingangssignal 152, Fx sind Strahlformerkoeffizienten, Y ist der Strahlformerausgang 136, und Hx stellt akustische Echokompensationskoeffizienten dar, die das Echo aus dem Strahlformersignal Y entfernen, um den Lautsprecherausgang 154 zu erzeugen. In einem oder mehreren Beispielen können H1, H2...Hn als Konstanten betrachtet werden und für das Fahrzeug 10 bekannt sein, zumindest in einem Anfangszustand. Ferner sind F1, F2...Fn die Strahlformerkoeffizienten, wobei die anfänglichen Strahlformerkoeffizienten ebenfalls bekannte Werte sind, bis zum Beginn der Anpassung. Akustische Änderungen in H1, H2...Hn, werden durch die akustische Echokompensation 140 adaptiv gelernt, da das Echo in den Mikrofonsignalen 124 erfasst wird.
Für Freisprecheinrichtungen oder Spracherkennungssysteme in einem Fahrzeug 10 ist die Echokompensation eine technische Herausforderung. Störende Echos können durch Signale entstehen, die beispielsweise von einem Lautsprecher 40 des gleichen Systems ausgegeben und zusammen mit dem Nutzsignal von den Mikrofonen 122 eines Mikrofon-Arrays 120 erfasst werden. So werden beispielsweise bei einer Freisprecheinrichtung über den Lautsprecher 40 am anderen Ende Signale von der Gegenstelle ausgegeben und von den Mikrofonen 122 wieder erkannt. Um zu vermeiden, dass diese Signale zurück an die Gegenstelle übertragen werden, wird eine Echokompensation oder Echounterdrückung durchgeführt. Es sind mehrere Verfahren und Systeme zur Echokompensation bekannt (siehe z. B. Acoustic Echo and Noise Control (Akustisches Echo und Rauschunterdrückung), E. Hänsler und G. Schmidt, John Wiley & Sons, New York, 2004).
Eines oder mehrere Beispiele verwenden für jedes Mikrofonsignal eine separate akustische Echokompensation, wie beispielsweise eine akustische Echokompensation 140. Dieses Verfahren ergibt eine sehr robuste Echokompensation, ist jedoch sehr rechenintensiv. Insbesondere steigen die rechnerischen Kosten mit der Anzahl der Mikrofone 122 im Mikrofon-Array 120.
Die hierin beschriebenen technischen Lösungen, wie in 1 dargestellt, verwenden nur eine akustische Echokompensation, zum Beispiel die akustische Echokompensation 140, die nach dem Strahlformer 130 arbeitet, d. h. die mit dem strahlgeformten Signal 136 arbeitet. Dieses Verfahren ist rechentechnisch effizienter als die Verwendung mehrerer Unterdrücker, da nur eine akustische Echokompensation unabhängig von der Anzahl der Mikrofone 122 im Mikrofon-Array 120 erforderlich ist.
Eine technische Herausforderung bei der Verwendung von nur einer, d. h. einer einzelnen, akustischen Echokompensation, die mit dem strahlgeformten Signal 136 arbeitet, besteht darin, dass die verbleibenden Echokomponenten im echokompensierten Signal 154 beim Wechsel des Strahlformers 130 von einer Richtung in die andere überwacht werden. So kann beispielsweise der Strahlformer 130 im Fahrzeug 10 verschiedene Strahlformerfilterkoeffizienten Fx anpassen und erzeugen, wenn der Lautsprecher, z. B. der Insasse 31, einige Bewegungen ausführt oder sich das Hintergrundgeräusch in der Kabine 20 ändert (z. B. aufgrund von Änderungen der Fahrbahnart/des Fahrbahnzustands usw.). Basierend auf der einen oder den mehreren hierin beschriebenen Ausführungsformen muss sich die akustische Echokompensation 140 nicht an die Änderungen der Strahlformerkoeffizienten anpassen. Ein Übertragungsschätzer 310 (3) berechnet die relative Übertragungsfunktion und modifiziert den Filterkoeffizienten der akustischen Echokompensation 140 unter Verwendung der relativen Übertragungsfunktion.
Nach dem Wechsel von der ersten Richtung in die zweite Richtung kann die Signalqualität des echokompensierten strahlgeformten Signals 154 durch das Vorhandensein eines Restechosignals beeinträchtigt werden, bis die akustische Echokompensation 140 wieder für die zweite Richtung angepasst ist. Dies kann jedoch einige Zeit in Anspruch nehmen.
Die hierin beschriebenen technischen Lösungen lösen diese technischen Herausforderungen, indem sie das akustische Verarbeitungssystem 100 zur Vorhersage des Strahlformereinflusses auf den Echopfad unterstützen. Die Vorhersage erleichtert die Verwendung der einzelnen akustischen Echokompensation 140 auf dem Strahlformerausgang 136 ohne zusätzliches Berechnen, was zu einer Leistungsverschlechterung führt, oder ohne Verwendung mehrerer Echokompensationen - einer für jedes Mikrofon 122.
3 stellt ein Blockdiagramm des akustischen Verarbeitungssystems 100 gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen dar, das die hierin beschriebenen technischen Lösungen implementiert. Das akustische Verarbeitungssystem 100 beinhaltet zusätzlich zu den anderen hierin beschriebenen Komponenten (siehe 1) einen Übertragungsfunktionsschätzer 310. Der Übertragungsfunktionsschätzer 310 empfängt einen aktuellen Zustand der akustischen Echokompensation 140 und die Filterkoeffizienten (Fx) des Strahlformers 130. Der Strahlformer 130 sendet in einem oder mehreren Beispielen die Filterkoeffizienten des Strahlformers jedes Mal, wenn die Koeffizienten wie hierin beschrieben angepasst werden. Als Reaktion darauf berechnet der Übertragungsfunktionsschätzer 310 eine relative Übertragungsfunktion E als Verhältnis zwischen einer ersten Übertragungsfunktion zwischen dem Strahlformer 130 und der akustischen Echokompensation 140, nachdem die Strahlformerfilterkoeffizienten aufgrund der Anpassung aktualisiert wurden, und einer zweiten Übertragungsfunktion zwischen diesen vor der Aktualisierung. Ferner modifiziert der Übertragungsfunktionsschätzer 310 die Filterkoeffizienten der akustischen Echokompensation 140 unter Verwendung der relativen Übertragungsfunktion zum Filtern des Echos aus dem Strahlformerausgang 136. So kann beispielsweise die Modifikation das Durchführen einer Faltung der relativen Übertragungsfunktion und der Filterkoeffizienten der akustischen Echokompensation 140 beinhalten. Es ist zu beachten, dass in anderen Beispielen andere Modifikationen vorgenommen werden können.
Die akustische Echokompensation 140 muss nicht an die Änderungen im Strahlformer 130 angepasst werden und vermeidet so eine rechenintensive Neuanpassung. Die akustische Echokompensation 140 passt sich weiterhin an Änderungen in der Akustik der Kabine 20 an, z. B. aufgrund von Änderungen des Fahrbahnzustands usw.
Das Bestimmen der relativen Übertragungsfunktion E beinhaltet das Durchführen einer Faltung zwischen Hx und Fx bei jedem Anpassen der Strahlformerkoeffizienten. Somit ist die relative Übertragungsfunktion E im Vergleich zur Neuanpassung der akustischen Echokompensation 140 verhältnismäßig rechnerisch kostengünstig, da sich das Berechnen von E auf die bereits bekannten Filterkoeffizientenwerte Fx, die der Strahlformer 130 bereitstellt, und die Filterwerte Hx des aktuellen Zustands der ebenfalls bekannten akustischen Echokompensation 140 bezieht.

So beschreibt beispielsweise Tabelle 1 das Berechnen und Verwenden der relativen Übertragungsfunktion E zur Verbesserung der Leistung des akustischen Verarbeitungssystems 100 unter Verwendung des aktuellen Zustands der akustischen Echokompensation 140 und der Strahlformerfilterkoeffizienten. Die Tabelle zeigt auch die tatsächliche Übertragungsfunktion, die möglicherweise ohne die hierin beschriebenen technischen Lösungen verwendet wurde. Tabelle 1

Ereignis	Tatsächliche Übertragungsfunktion	AEC-Übertragungsfunktion
Ausgangszustand. (H und F sind bekannt).	H1F1+H2F2...+HnFn	H1F1+H2F2...+HnFn
Die Strahlformerkoeffizienten wurden geändert.	H1'F1'+H2'F2'... +Hn'Fn'	H1F1+H2F2...+HnFn
Berechnen der relativen Übertragungsfunktion: E = (H1F1'+H2F2'...+HnFn')/(H1F1+H2F2...+HnFn)
Aktualisieren des AEC-Filters	H1'F1'+H2'F2'...+Hn'Fn'	E(H1'F1+H2'F2...+Hn'Fn)
AEC passt sich dem wahren H' an	H1'F1'+H2'F2'...+Hn'Fn'	H1'F1'+H2'F2'...+Hn'Fn'

Wenn sich die Strahlformerkoeffizienten ändern, berechnet der Übertragungsfunktionsschätzer 310 die relative Übertragungsfunktion E unter Verwendung der aktuellen Hx-Werte, der aktuellen Fx-Werte und der aktualisierten Fx-Werte. Die akustische Echokompensation 140 zur Verwendung der relativen Übertragungsfunktion E eingestellt. Weiterhin passen sich die Filterkoeffizienten der akustischen Echokompensation 140 im Laufe des Betriebs und ausgehend von der relativen Übertragungsfunktion E an Veränderungen in H an, falls vorhanden.
Der Übertragungsfunktionsschätzer 310 kann durch das Sprachsteuerungsmodul 110 ausgeführt werden. Alternativ oder ergänzend kann der Übertragungsfunktionsschätzer 310 eine separate elektrische Schaltung sein, wie beispielsweise ein ASIC, FPGA oder eine andere Hardwarekomponente, die Eingangssignale von der einen oder den mehreren Komponenten des akustischen Verarbeitungssystems 100 empfängt und die relative Übertragungsfunktion für die akustische Echokompensation 140 als Ausgang bereitstellt.
4 zeigt ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens zur effizienten Echokompensation mittels Übertragungsfunktionsschätzung gemäß einer oder mehrerer Ausführungsformen. Das Verfahren beinhaltet das Empfangen von Audiosignalen 124, die von einem Mikrofon-Array 120 aufgenommen wurden, wie bei 405 dargestellt. Die empfangenen Audiosignale 124 beinhalten das Audiosignal 154, das vom Lautsprecher 40 übertragen wird und somit Echokomponenten beinhaltet. Die Audiosignale 124 werden dem Strahlformer 130 zur Verfügung gestellt, der ein oder mehrere Filtermodule 132 zum Berechnen eines strahlgeformten Ausgangssignals unter Verwendung der Audiosignale 124 beinhaltet, die von den mehreren Mikrofonen 122 des Mikrofon-Arrays 120 empfangen werden, wie bei 410 dargestellt. In einem oder mehreren Beispielen beinhaltet das Berechnen des strahlgeformten Ausgangssignals das Anpassen der Filterkoeffizienten (F) des Strahlformers 130, wobei die Filterkoeffizienten F auf F' aktualisiert werden, wie bei 410 dargestellt.
Das Verfahren beinhaltet ferner das Benachrichtigen des Übertragungsfunktionsschätzers 310 über die aktualisierten Filterkoeffizienten F', wie bei 420 dargestellt. Als Reaktion darauf berechnet der Übertragungsfunktionsschätzer 310 die relative Übertragungsfunktion (E) unter Verwendung der neuen Strahlformerfilterkoeffizienten (F') und der vorhandenen Filterkoeffizienten (H) der akustischen Echokompensation 140, wie bei 430 dargestellt. In einem oder mehreren Beispielen wird die relative Übertragungsfunktion E wie in Tabelle 1 dargestellt berechnet.
Ferner beinhaltet das Verfahren die Verwendung der relativen Übertragungsfunktion E zum Anpassen der Filterkoeffizienten (Hx) der akustischen Echokompensation 140, wie bei 440 dargestellt. So werden beispielsweise die Filterkoeffizienten H der akustischen Echokompensation 140 unter Verwendung der Faltung mit den als relative Übertragungsfunktion E berechneten Koeffizienten angepasst.
Das Verfahren beinhaltet ferner die Verwendung der aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten (F') zum Bestimmen der strahlgeformten Ausgabe Y, wie bei 450 dargestellt. So wird beispielsweise der Ausgang Y bestimmt, indem eine Summe aus der Faltung der gefilterten Koeffizienten F' und den Signalen von jedem der Mikrofone 122 des Mikrofon-Arrays 120 berechnet wird. Der Ausgang Y wird dann als Eingang für die akustische Echokompensation 140 verwendet, welche die relative Übertragungsfunktion E verwendet, um die Echokomponenten im strahlgeformten Signal Y zu bestimmen, und die Filterkoeffizienten H an die aktualisierten Werte H' anpasst, um die Echokomponenten aus dem Audioausgang 154 des Lautsprechers 40 zu reduzieren oder zu eliminieren, wie bei 460 dargestellt.
Die hierin beschriebenen technischen Lösungen erleichtern somit die Verbesserung eines akustischen Verarbeitungssystems. Die hierin beschriebenen technischen Lösungen erleichtern die Verbesserung des Systems unabhängig von der Art des vom System verwendeten Strahlformungsalgorithmus. So kann beispielsweise die Strahlformung vom Typ MVDR sein, wobei sich die Filterkoeffizienten im Laufe der Zeit ändern, um sich an unterschiedliche Geräuschbedingungen in der Kabine, wie beispielsweise im Fahrzeug, anzupassen. Die hierin beschriebenen technischen Lösungen verbessern die Leistungsfähigkeit des Systems, da das System nicht mehr abhängig ist und/oder auf das Anpassen der akustischen Echokompensation an neue Echopfade warten muss, die auch die Reaktion des Strahlformers beinhalten. Die hierin beschriebenen technischen Lösungen erleichtern das Berechnen einer relativen Übertragungsfunktion unter Verwendung aktualisierter Filterkoeffizienten des Strahlformers. Die relative Übertragungsfunktion kann im Wesentlichen sofort als Übertragungsfunktion der akustischen Echokompensation verwendet werden, wobei die Unterdrückung dann konvergieren kann, um die Filterkoeffizienten zum Modellieren der Echokomponenten zu aktualisieren. Die hierin beschriebenen technischen Lösungen erleichtern somit Verbesserungen gegenüber typischen Lösungen, bei welchen das akustische Verarbeitungssystem darauf warten muss, bis eine neue Rückmeldung von der akustischen Echokompensation erfolgt, da das System darauf warten muss, dass die akustische Echokompensation konvergiert, bevor die Übertragungsfunktion aktualisiert werden kann.
Die hierin beschriebenen technischen Lösungen verbessern weiterhin den rechnerischen Energieverbrauch des akustischen Verarbeitungssystems. Wie hierin beschrieben, erleichtern die technischen Lösungen den Einsatz einer einzelnen akustischen Echokompensation, die am Ausgang des Strahlformers arbeitet, unabhängig von einer Anzahl von Mikrofonen im Mikrofon-Array. Die Verwendung der einzelnen Echokompensation reduziert die verwendeten Rechenressourcen im Vergleich zu mehreren Echokompensationen, einer für jedes Mikrofon, mit einer linearen Erhöhung der verwendeten Rechenressourcen pro Mikrofon, die dem Mikrofon-Array hinzugefügt werden. Ferner verwenden die hierin beschriebenen technischen Lösungen im Vergleich zu typischen akustischen Verarbeitungssystemen, die auf die Konvergenz der akustischen Echokompensation warten, geringere Rechenressourcen, da das Anpassen der akustischen Echokompensation das Lösen komplexer Gleichungen (z. B. Matrixinversion) beinhaltet, die eine höhere Rechenleistung benötigen als das Berechnen der hierin beschriebenen relativen Übertragungsfunktion. Da die hierin beschriebenen technischen Lösungen nicht auf das Konvergieren der akustischen Echokompensation warten müssen, erleichtern sie ferner einen schnelleren Betrieb im Vergleich zu einem typischen akustischen Verarbeitungssystem.
Die hierin beschriebenen technischen Lösungen erleichtern somit die akustische Echokompensation mit Verbesserungen gegenüber typischen Implementierungen.
Während die obige Offenbarung mit Bezug auf exemplarische Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass unterschiedliche Änderungen vorgenommen und die einzelnen Teile durch entsprechende andere Teile ausgetauscht werden können, ohne vom Umfang der Offenbarung abzuweichen. Darüber hinaus können viele Modifikationen vorgenommen werden, um eine bestimmte Materialsituation an die Lehren der Offenbarung anzupassen, ohne von deren wesentlichem Umfang abzuweichen. Daher ist vorgesehen, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, aber alle Ausführungsformen beinhaltet, die in deren Umfang fallen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

E. Hänsler und G. Schmidt, John Wiley & Sons, New York, 2004 [0040]

Claims

Verfahren zur akustischen Echokompensation, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Berechnen einer Vielzahl von aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten durch einen Strahlformer, wobei die Strahlformerfilterkoeffizienten adaptiv berechnet werden, um ein Sprachsignal aus einer Vielzahl von Eingangsaudiosignalen zu bestimmen; Berechnen einer relativen Übertragungsfunktion basierend auf den aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten und einer Vielzahl von vorhandenen akustischen Echokompensationskoeffizienten mittels eines Übertragungsfunktionsschätzers; Anpassen einer Vielzahl von akustischen Echokompensationskoeffizienten unter Verwendung der relativen Übertragungsfunktion und Erzeugen eines Ausgangssprachsignals durch die akustische Echokompensation durch Aufheben von Echokomponenten aus dem Sprachsignal unter Verwendung der angepassten Filterkoeffizienten; und Senden des Ausgangssprachsignals durch die akustische Echokompensation an eine Gegenstellen-Sprachvorrichtung.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die relative Übertragungsfunktion berechnet wird als E = (H1*F'1 + H2*F'2 + ... Hn*F'n)/(H1*F1 + H2*F2 + Hn*Fn), wobei Hi die Vielzahl der akustischen Echokompensationskoeffizienten zum jetzigen Zeitpunkt ist, Fi eine Vielzahl von Strahlformerfilterkoeffizienten zum jetzigen Zeitpunkt ist, F'i die Vielzahl der aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten ist und e die relative Übertragungsfunktion ist.
Verfahren nach Anspruch 1, ferner umfassend: Anpassen der angepassten akustischen Echokompensationskoeffizienten durch die akustische Echokompensation an aktualisierte akustische Echokompensationskoeffizienten basierend auf Änderungen der Kabinenakustik.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die akustischen Echokompensationskoeffizienten durch Ausführen einer Faltung der akustischen Echokompensationskoeffizienten und der relativen Übertragungsfunktion modifiziert werden.
Verfahren nach Anspruch 1, worin die Eingangsaudiosignale von einem Mikrofon-Array empfangen werden, das eine Vielzahl von Mikrofonen umfasst.
Verfahren nach Anspruch 5, worin eine einzelne akustische Echokompensation unabhängig von einer Anzahl von Mikrofonen im Mikrofon-Array verwendet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, worin das Ausgangssprachsignal einen Befehl für die Gegenstellen-Sprachvorrichtung umfasst.
Fahrzeug-Infotainmentsystem, umfassend: ein Mikrofon-Array mit einer Vielzahl von Mikrofonen, die sich in einer Kabine eines Fahrzeugs befinden; einen Lautsprecher, der zum Übertragen eines Ausgabeaudiosignals ausgelegt ist; und ein akustisches Echokompensations-(AEC)-System, das zum Löschen des akustischen Echos des Ausgangsaudiosignals aus einer Vielzahl von Eingangsaudiosignalen, die über das Mikrofon-Array empfangen werden, ausgelegt ist, wobei das AEC-System Folgendes umfasst: einen Strahlformer, der zum Berechnen einer Vielzahl von aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten ausgelegt ist, wobei die Strahlformerfilterkoeffizienten adaptiv berechnet werden, um ein Sprachsignal aus den Eingangsaudiosignalen zu bestimmen; einen Übertragungsfunktionsschätzer, der zum Berechnen einer relativen Übertragungsfunktion basierend auf den aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten und einer Vielzahl von vorhandenen akustischen Echokompensationskoeffizienten ausgelegt ist; und eine akustische Echokompensation, wobei eine Vielzahl von akustischen Echokompensationskoeffizienten unter Verwendung der relativen Übertragungsfunktion angepasst werden, wobei die akustische Echokompensation zum Erzeugen des Ausgabeaudiosignals durch Kompensieren von Echokomponenten aus dem Sprachsignal unter Verwendung der angepassten Echokompensationskoeffizienten ausgelegt ist.
Fahrzeug-Infotainmentsystem nach Anspruch 8, worin die relative Übertragungsfunktion berechnet wird als E = (H1*F'1 + H2*F'2 +...Hn*F'n)/(H1*F1 + H2*F2 +... Hn*Fn), wobei Hi die Vielzahl der akustischen Echokompensationskoeffizienten ist, Fi eine Vielzahl von vorhandenen Strahlformerfilterkoeffizienten ist, F'i die Vielzahl der aktualisierten Strahlformerfilterkoeffizienten ist und e die relative Übertragungsfunktion ist.
Fahrzeug-Infotainmentsystem nach Anspruch 8, worin der Strahlformer eine Vielzahl von Filtermodulen umfasst, wobei jedes Filtermodul einem Mikrofon aus der Vielzahl von Mikrofonen aus dem Mikrofon-Array entspricht.