DE102018214848A1 - System und Verfahren zur Sound- und/oder Spracherfassung - Google Patents

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Michael Schreiber
Bernd-Uwe Platzke
Christopher Mills
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Hyundai Motor Co
Kia Motors Corp
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Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt ein System und ein Verfahren zur Sound- und/oder Spracherfassung bereit. Das System umfasst zumindest einen Körperschallsensor und zumindest eine Kontaktfläche, wobei der zumindest eine Körperschallsensor auf der zumindest einen Kontaktfläche derart angeordnet ist, dass der zumindest eine Körperschallsensor mit einem Übertragungsmedium kontaktierbar ist, und wobei das Übertragungsmedium gegenüber der zumindest einen Kontaktfläche angeordnet ist.

Description

  • Hintergrund
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Sound- und/oder Spracherfassung, insbesondere während des Betriebs eines Fahrzeugs, zum Beispiel Fahrmodus des Fahrzeugs. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Sound- und/oder Spracherfassung.
  • Kommunikation, wie zum Beispiel ein Telefonanruf, wird insbesondere während eines Fahrmodus des Fahrzeugs durch störende Geräusche beeinflusst. Die störenden Geräusche können auf verschiedenen Faktoren beruhen und beeinflussen typischerweise die Stimme, Sprache und/oder Gesprächsqualität während des Telefonats oder der Kommunikation. Insbesondere die Störfaktoren wie Motorgeräusche, Luftstrom, Lärm von Insassen oder Fahrgästen, Lärm durch eine Scheibenwischanlage können während des Freisprechens Telefonate beeinflussen (zum Beispiel Verbindung über Bluetooth in Kombination mit Fahrzeug- oder Automobilmikrofon). So beeinflussen die Störfaktoren die Stimm-, Sprach- und/oder Gesprächsqualität, so dass beispielsweise die Stimm-, Sprach- und/oder Gesprächsqualität als solche für die Teilnehmer des Telefonats unangenehm ist.
  • Heutzutage werden Bemühungen getätigt, um die Gesprächsqualität und/oder die Qualität der Sprachaufzeichnung zu verbessern, zum Beispiel durch eine Neupositionierung des Mikrofons oder des Automobilmikrofons. Beispielsweise werden Mikrofone in der Nähe des Sicherheitsgurtes platziert, um den Abstand zwischen Fahrer und Mikrofon zu verringern.
  • Es besteht daher ein großes Interesse, ein System zur störungsfreien Sprach- und/oder Sounderfassung bereitzustellen, um die Kommunikation und/oder Telefonqualität zu verbessern.
  • Mit anderen Worten, besteht ein großes Interesse Stör- und/oder Umgebungsgeräusche im Automobil, insbesondere im Fahrbetrieb, zu vermeiden oder zu reduzieren.
  • Folglich besteht ein Interesse das Signal-Rausch-Verhältnis, insbesondere während der Fahrt des Fahrzeuges, weiter zu verbessern.
  • Druckschrift JP 2005 161 873 betrifft ein Kabinen-Soundsteuerungssystem, das es ermöglicht, ein Gespräch in einer Kabine angemessen durchzuführen.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zur Sound- und/oder Spracherfassung nach Anspruch 1. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Sound- und/oder Spracherfassung nach Anspruch 10.
  • Unter dem Begriff „Sound- und/oder Spracherfassung“ soll auch „Sound- und/oder Spracherkennung“ verstanden werden. Es ist denkbar, dass Funktionalitäten eines Automobils durch Sprachbefehl durch den Fahrer oder Fahrzeughalter ausgeführt werden können. Daher sind das Erfassen und das Erkennen der Sound- und/oder Sprachqualität hiermit zu verstehen.
  • Im Folgenden wird der Begriff „Signal-Rausch-Verhältnis“ durch SNR abgekürzt. SNR ist ein Maß, das einen Level eines erfassten Signals mit einem Level von Hintergrundgeräuschen oder störenden Geräuschen vergleicht.
  • Unter dem Begriff „Körperschallsensor“ soll auch der Begriff „Körperschall-Soundsensor“ verstanden werden.
  • Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der entsprechenden abhängigen Ansprüche und der folgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • Überraschenderweise wurde herausgefunden, dass das durch einen Körperschallsensor erfasste SNR im Vergleich zu durch konventionelle Gesprächsvorrichtungen, zum Beispiel ein Mikrofon, Erfassten verbessert sein kann. Mit anderen Worten ist insbesondere die Sound, Stimm-, Sprach- und/oder Anrufqualität besser als bei den herkömmlichen Kommunikationsgeräten.
  • Im Folgenden soll unter „Sound- und Spracherfassung“ auch „Sound- und/oder Spracherkennung“ verstanden werden.
  • Ein Aspekt der Erfindung betrifft ein System zur Sound- und/oder Spracherfassung, insbesondere im Fahrmodus des Fahrzeugs.
  • Das System zur Sound- und/oder Spracherfassung umfasst zumindest einen Körperschallsensor und zumindest eine Kontaktfläche, wobei der zumindest eine Körperschallsensor derart auf der zumindest einen Kontaktfläche angeordnet ist, dass der zumindest eine Körperschallsensor konfiguriert ist, um mit einem Übertragungsmedium kontaktierbar zu sein, und wobei der Übertragungsmedium gegenüber der zumindest einen Kontaktfläche angeordnet ist
  • Der zumindest eine Körperschallsensor kann auf einem Beschleunigungssensor basieren, der Vibrationen beziehungsweise Druck erfasst.
  • Gemäß einer Ausführungsform kann der zumindest eine Körperschallsensor konfiguriert sein, um Sound und/oder Vibrationen zu erfassen, die über einen menschlichen Körper übertragbar sind. So kann der SNR effizient verbessert werden, indem ein Ausbreitungsweg zwischen Schall- und/oder Sprachquelle und Detektionsvorrichtung, hier der zumindest eine Körperschallsensor, vermieden oder reduziert wird.
  • Schall ist eine Schwingung, die sich typischerweise als hörbare Druckwelle über ein Übertragungsmedium wie Gas, Flüssigkeit oder Feststoff, hier den menschlichen Körper, ausbreitet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Übertragungsmedium der menschliche Körper sein. So kann der zumindest eine Körperschallsensor und das Übertragungsmedium mit dem menschlichen Körper in direktem Kontakt stehen. Es ist denkbar, dass der zumindest eine Körperschallsensor auf dem menschlichen Körper direkt angeordnet und/oder verbunden sein kann, wobei das Signal von dem zumindest einen Körperschallsensor durch kabellosen Datentransfer, zum Beispiel Bluetooth, übertragen werden kann. So kann das System ein verbessertes SNR bereitstellen.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Übertragungsmedium ein Stoff und/oder Gewebe sein, wobei der Stoff und/oder das Gewebe zumindest teilweise mit dem menschlichen Körper in direktem Kontakt stehen können. Alternativ können der Stoff und/oder das Gewebe zwischen dem menschlichen Körper und dem zumindest einen Körperschallsensor angeordnet sein, wobei der zumindest eine Körperschallsensor auf der zumindest einen Kontaktfläche angeordnet sein kann. Beispielsweise können der Stoff und/oder das Gewebe als T-Shirt und/oder Sweatshirt bereitstellbar sein. Überraschenderweise wurde festgestellt, dass das erfasste SNR vergleichbar oder besser sein kann als das von den herkömmlichen Kommunikationsgeräten erfasste SNR, das Luft als Übertragungsmedium verwendet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann eine Vielzahl der Körperschallsensoren in einem Array der zumindest einen Kontaktfläche angeordnet sein. So kann die Vielzahl an Körperschallsensoren einfach an vorbestimmten Stellen der zumindest einen Kontaktfläche angeordnet werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann das Array angeordnet sein oder Teil einer Rückenlehne oder eines Sicherheitsgurtes eines Fahrzeugs sein. Die Vielzahl der Körperschallsensoren kann insbesondere im Schulterbereich zum Beispiel der Rückenlehne oder des Sicherheitsgurtes angeordnet werden. So kann das SNR durch eine optimierte Anordnung der Körperschallsensoren effizient verbessert werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann der zumindest eine Körperschallsensor an einem Schulterbereich der Rückenlehne angeordnet sein. Der Schulterbereich kann Teil der Rückenlehne eines Fahrzeugsitzes sein.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform umfasst das System ferner eine Wandler, wobei der erfasste Sound und/oder die erfasste Sprache von dem Wandler und dem zumindest einen Körperschallsensor derart vergleichbar sein kann, dass ein Signal mit einem besseren Signal-Rausch-Verhältnis entweder durch den zumindest einen Körperschallsensor oder durch den Wandler übertragbar sein kann. So kann ein optimiertes SNR bereitstellbar sein.
  • Mit anderen Worten kann das System in der Lage sein, die von dem zumindest einen Körperschallsensor oder dem Wandler erfassten SNR-Verhältnisse zu vergleichen, wobei das System mit dem besseren SNR beispielsweise im Fahrmodus verwendet oder an einen Gesprächspartner übertragen werden kann.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist der Wandler ein Mikrofon. Beispielsweise kann der zumindest eine Körperschallsensor an einem Schulterbereich der Rückenlehne, einem Sitz oder dem Schulterbereich des Sicherheitsgurts angeordnet sein. Das Mikrofon kann an den Autoarmaturen oder in einem Bereich nahe der Windschutzscheibe des Fahrzeugs angeordnet sein. Mit anderen Worten kann das Mikrofon vor dem Fahrer angeordnet sein. So kann das SNR effizient in Abhängigkeit des Übertragungsmediums vergleichbar sein.
  • Das Verfahren umfasst die Schritte, wonach zumindest ein Körperschallsensor auf zumindest eine Kontaktfläche angeordnet wird, wobei der Sound und/ oder Stimme mittels des zumindest einen Körperschallsensors erfasst wird und wobei das Erfassen des Sounds und/oder der Stimme mittels des zumindest einen Körperschallsensors an das Übertragungsmedium durchgeführt wird.
  • Gemäß einer Ausführungsform des Verfahrens kann die Sound- und/oder die Spracherfassung gleichzeitig mittels eines Wandlers durchgeführt werden, wobei das bessere Signal-Rausch Verhältnis basierend auf einem Vergleich des Signal-Rausch Verhältnisses erfasst durch den zumindest einen Körperschallsensor und des Signal-Rausch Verhältnisses erfasst durch den Wandler verwendet werden kann.
  • Die für das System offenbarten Merkmale sind ebenso offenbart für das Verfahren sowie umgekehrt.
  • Figurenliste
  • Zum besseren Verständnis und den deren Vorteilen wird nun auf die folgende Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verwiesen, in denen:
    • 1 illustriert ein System zur Sound- und/oder Spracherfassung nach einer Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 2 illustriert eine Anordnung einer Vielzahl von Körperschallsensoren auf einem Autositz gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 3 illustriert eine weitere Anordnung von Körperschallsensoren gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 4 illustriert eine Anordnung zumindest eines Körperschallsensors auf einer Rückenlehne und einer Sitzfläche gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 5 illustriert zwei SNRs erfasst durch einen Wandler und dem Körperschallsensor gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 6 illustriert ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Sound-und/oder Spracherfassung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 7 illustriert ein weiteres Flussdiagramm für ein Verfahren zur Sound- und/oder Spracherfassung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung;
    • 8 illustriert ein beispielhaftes SNR erfasst an Position P1 der Rückenlehne wie in Verbindung mit 2 gezeigt;
    • 9a -9f illustrieren sechs SNRs erfasst an sechs unterschiedlichen Positionen P1 bis P6 wie illustriert in Verbindung mit 2 und 3;
    • 10a und 10b illustrieren einen Vergleich zwischen einem SNR erfasst durch ein Mikrofon und ein SNR erfasst durch einen Körperschallsensor während eines Sprechens einer Person und fehlendem Hintergrundgeräusch;
    • 11a und 11b illustrieren einen Vergleich zwischen einem SNR erfasst durch ein Mikrofon und einem SNR erfasst durch einen Körperschallsensor während eines Sprechens einer Person und Motorstart;
    • 12a und 12b illustrieren einen Vergleich zwischen einem SNR erfasst durch ein Mikrofon und einem SNR erfasst durch einen Körperschallsensor während eines Sprechens einer Person, Motorstart und Einschalten eines Radios auf mittlere Lautstärke;
    • 13a und 13b illustrieren einen Vergleich zwischen einem SNR erfasst durch ein Mikrofon und einem SNR erfasst durch einen Körperschallsensor während eines Sprechens einer Person und Ausschalten eines Motors;
    • 14a und 14b illustrieren einen Vergleich zwischen einem SNR erfasst durch ein Mikrofon und einem SNR erfasst durch einen Körperschallsensor während eines Sprechens einer Person, Motorstart und Ausschalten eines Radios; und
    • 15a und 15b illustrieren einen Vergleich zwischen einem SNR erfasst durch ein Mikrofon und einem SNR erfasst durch einen Körperschallsensor während eines Sprechens zweier Personen, Motorstart und Einschalten eines Radios.
  • Sofern nicht anders angegeben, weisen ähnliche Referenznummern oder Referenzzeichen in den Figuren auf ähnliche Elemente hin.
  • Detaillierte Beschreibung der Figuren
  • Im Folgenden wird der Begriff „Signal-Rausch Verhältnis“ mit SNR abgekürzt. SNR ist ein Maß, das einen Level eines erfassten Signals mit einem Level von Hintergrundgeräuschen oder störenden Geräuschen vergleicht.
  • 1 illustriert ein System 100 zur Sound- und/oder Spracherfassung nach einer Ausführungsform dieser Erfindung.
  • 1 zeigt eine Seitenansicht eines Autositzes C1 eines Automobils 20 mit einer Rückenlehne 10. Ein Fahrer D1 sitzt auf dem Autositz C1 und ist durch einen Sicherheitsgurt 11 abgesichert.
  • Das in 1 dargestellte System 100 umfasst zumindest einen Körperschallsensor S1, S2, der auf zumindest einer Kontaktfläche 1 derart angeordnet ist, dass der zumindest eine Körperschallsensor S1, S2 so konfiguriert ist, dass er mit einem Übertragungsmedium 5 kontaktierbar ist, und wobei das Übertragungsmedium 5 gegenüber der mindestens einen Kontaktfläche 1 angeordnet ist.
  • In 1 kann die mindestens eine Kontaktfläche 1 zumindest ein Teil der Rückenlehne 10 und des Sicherheitsgurtes 11 sein. Das Übertragungsmedium 5 kann ein Stoff und/oder Gewebe 6, wie beispielsweise ein T-Shirt 7, sein und ist gegenüber der zumindest einen Kontaktfläche 1 angeordnet, wobei zwischen der zumindest einen Kontaktfläche 1 und dem Übertragungsmedium 5 der zumindest eine Körperschallsensor S1, S2 angeordnet ist. Dadurch kann ein Ausbreitungsweg effizient überbrückt beziehungsweise reduziert werden.
  • Der zumindest eine Körperschallsensor S1, S2 kann auf einem Beschleunigungssensor basieren, der konfiguriert ist, um Vibrationen V1 beziehungsweise Druck zu erfassen.
  • Überraschenderweise wurde festgestellt, dass der von einem Körperschallsensor S1, S2 erfasste SNR besser sein kann als der mit herkömmlichen Kommunikationsgeräten erfasste SNR, wie beispielsweise einem Mikrofon M1 (siehe 9).
  • Mit anderen Worten ist insbesondere die Sound-, Sprach-, Stimm- und/oder Gesprächsqualität besser als bei den herkömmlichen Kommunikationsgeräten.
  • Alternativ kann der zumindest eine Körperschallsensor Sn, S1, S2 und das Übertragungsmedium 5 mit einem menschlichen Körper 2 in direktem Kontakt stehen (nicht dargestellt). Es ist denkbar, dass der zumindest eine Körperschallsensor Sn, S1, S2 direkt am menschlichen Körper 2 angeordnet und/oder befestigt werden kann, wobei das Signal des zumindest einen Körperschallsensors Sn, S1, S2 mittels drahtloser Datenübertragung, wie beispielsweise Bluetooth, übertragen werden kann. Somit kann das System 100 ein verbessertes SNR bereitstellen.
  • 2 illustriert eine Anordnung einer Vielzahl von Körperschallsensoren auf einem Autositz C1 gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.
  • In 2 ist der zumindest eine Körperschallsensor Sn, S1, S2 oder die Vielzahl der Körperschallsensoren Sn, S1, S2 angeordnet und/oder zumindest teilweise in die Rückenlehne 10 oder einen Sitz 12 des Autositzes C1 integriert.
  • Die an den Positionen P1 bis P5 erfassten entsprechenden SNRs werden im Zusammenhang mit den entsprechenden SNRs der 9a bis 9e erläutert.
  • 3 illustriert eine weitere Anordnung eines Körperschallsensors gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.
  • In 3 ist der zumindest eine Körperschallsensor Sn, S1, S2 auf einem Schulterbereich des Sicherheitsgurtes 11 des Automobils 20 angeordnet. Der Sicherheitsgurt 11 kann den Körperschallsensor gegen das Übertragungsmedium 5, hier ein Hemd, des Fahrers D1 drücken.
  • Das an der Position P6 erfasste entsprechende SNR wird in Verbindung mit dem entsprechenden SNR von 9f erläutert.
  • 4 illustriert eine Anordnung zumindest eines Körperschallsensors auf einer Rückenlehne und einer Sitzfläche gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.
  • 4 illustriert ein Array A1, das auf der Rückenlehne 10 des Autositzes C1 des Automobils 20 angeordnet ist. Die zumindest eine Körperschallsensor Sn, S1, S2 ist auf dem Array A1 der Rückenlehne 10, dem Sitz 12 und am Schulterbereich des Sicherheitsgurtes 11 angeordnet. Daher kann der zumindest eine Körperschallsensor Sn, S1, S2 einfach an vorbestimmten Positionen angeordnet werden.
  • 5 illustriert zwei SNRs erfasst durch einen Wandler und dem Körperschallsensor eines Systems gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.
  • 5 zeigt das System 100 des Automobils 20, das ferner einen Wandler T1 umfasst und wobei der erfasste Sound und/oder die erfasste Stimme von dem Wandler T1 und dem zumindest einen Körperschallsensor Sn derart verglichen wird, dass ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis entweder durch den zumindest einen Körperschallsensor Sn oder den Wandler T1 übertragbar ist. Der Wandler T1 kann insbesondere ein Mikrofon M1 sein, das an Fahrzeugarmaturen oder in einem Bereich in der Nähe einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs 20 angeordnet werden kann.
  • Überraschenderweise wurde festgestellt, dass das von einem Körperschallsensor Sn in der Nähe des Schulterbereichs der Rückenlehne 10 erfasste SNR2 ein entsprechendes SNR2 liefert, das ähnlich oder besser als SNR1 ist, wobei SNR1 vom Mikrofon M1 erfasst wurde. Das heißt, dass basierend auf einen Kontakt mit einem menschlichen Körper eine Stimme des Fahrers D1 durch strukturelle Anregung des menschlichen Körpers 2 erfasst und/oder aufgezeichnet werden kann. Somit wird die Sound- und/oder Spracherfassung insbesondere nicht durch andere Insassen und/oder Hintergrundgeräusche beeinflusst. Dadurch kann eine verbesserte Sound- und/oder Sprachqualität auf der Grundlage eines optimierten Ausbreitungsweges erreicht werden.
  • 6 illustriert ein Flussdiagramm für ein Verfahren zur Sound-und/oder Spracherfassung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.
  • Das Flussdiagramm des Verfahrens 200 zur Sound-und/oder Spracherfassung umfasst Schritte 210, 220.
  • Im Schritt 210 wird der zumindest eine Körperschallsensor Sn, S1, S2 auf zumindest eine Kontaktfläche 1 angeordnet.
  • Im Schritt 220 wird der Sound und/oder die Stimme durch den zumindest einen Körperschallsensor Sn, S1, S2 erfasst, wobei das Erfassen des Sounds und/oder der Stimme durch den zumindest einen Körperschallsensor Sn, S1, S2 durch ein Übertragungsmedium durchführbar ist.
  • Alternativ wird die Sound- und/oder Spracherfassung gleichzeitig über den Wandler T1 durchgeführt und ein besseres SNR-Verhältnis basierend auf einen Vergleich des vom zumindest einen Körperschallsensor Sn; S1, S2 erfassten Signal-Rausch-Verhältnisses und des vom Wandler T1 erfassten SNR an einen Empfänger oder Gesprächspartner übertragen (nicht dargestellt).
  • 7 illustriert ein weiteres Flussdiagramm für ein Verfahren zur Sound-und/oder Spracherfassung gemäß einer weiteren Ausführungsform dieser Erfindung.
  • 7 ist ein detaillierteres Flussdiagramm, basierend auf dem in 6 dargestellten Verfahren in Bezug auf ein Telefongespräch im Automobil 20.
  • Das Flussdiagramm des detaillierten Verfahrens 30 von 7 umfasst die Schritte 31 bis 38.
  • In Schritt 31 kann das Telefonat gestartet oder abgelehnt werden.
  • Falls das Telefon angenommen wird, können die Schritte 32, 33 erfolgen, wobei das Mikrofon M1 und der zumindest eine Körperschallsensor Sn, S1, S2, gleichzeitig aktiviert werden.
  • In Schritt 34 werden das erfasste SNR des Mikrofons M1 und des zumindest einen Körperschallsensors Sn, S1, S2 miteinander verglichen.
  • In Schritt 35 wird das erfasste SNR des Körperschallsensors Sn, S1, S2 unter Berücksichtigung des erfassten oder aufgezeichneten SNR des Mikrofons M1 analysiert. Wenn die Qualität des SNR des Mikrofons M1 besser ist als die erfasste Sprache und/oder des erfassten Sounds mittels des zumindest einen Körperschallsensors, wird das Mikrofon M1 zur Durchführung des Telefonats verwendet (siehe Schritt 36).
  • Im Gegensatz dazu, wenn die Qualität des erfassten SNR über den zumindest einen Körperschallsensor Sn, S1, S2 besser ist als über das Mikrofon M1, wird der zumindest eine Körperschallsensor Sn, S1, S2 zur Durchführung des Telefonats verwendet (siehe Schritt 37).
  • Der hier beschriebene Vergleich zwischen dem erfassten SNR über das Mikrofon M1 und dem zumindest einen Körperschallsensor Sn, S1, S2 wird während des gesamten Telefongesprächs in Schleifen durchgeführt, da sich die Verhältnisse während des Telefonats sich leicht verändern können, zum Beispiel störende Geräusche wie Regen oder steigende Motorgeräusche beim Beschleunigen. Es ist ferner denkbar, dass das hier beschriebene System bei sprechenden Fahrgästen im Automobil eine bessere SNR liefern kann, wobei die sprechenden Fahrgäste das Telefongespräch nicht aktiv beeinflussen, teilnehmen und/oder stören sollen.
  • Nachdem das Telefongespräch in Schritt 38 beendet wurde, kehrt das Verfahren 30 in seinen Ausgangszustand von Schritt 31 zurück.
  • 8 illustriert ein beispielhaftes SNR erfasst an Position P1 der Rückenlehne wie in Verbindung mit 2 gezeigt.
  • Der SNR wurde auf Position P1 der Rückenlehne 10 erfasst, die sich im oberen Schulterbereich der Rückenlehne 10 befindet.
  • Die hier gezeigten SNRs wurden in einem Labor für unerwünschte Nebengeräusche (kurz: NVH-Labor) gemessen, detektiert oder aufgezeichnet.
  • In 8 veranschaulicht die gestrichelte Box N1 einen Geräuschpegel. Die Signale X1 bis X20 zeigen ein Zählen von 1 bis 20 des Fahrers D1 bzw. der Testperson an.
  • 8 zeigt deutlich die Signale, die erkannt wurden, wenn die Testperson von 1 bis 20 gezählt hat.
  • Der Geräuschpegel kann durch Einsatz unterschiedlicher oder verschiedener Sensoren/Körperschallsensoren oder durch die Fast Fourier Transformation (FFT)-Analyse optimiert werden, um Frequenzbandbreiten zu identifizieren, die durch Filter eliminiert werden können, z.B. Tiefpassfilter.
  • 9a -9f illustrieren sechs SNRs erfasst an sechs unterschiedlichen Positionen P1 bis P6 wie illustriert in Verbindung mit 2 und 3.
  • 9 zeigt sechs SNRs (SNR 3 bis SNR 8), die an verschiedenen Positionen P1 bis P6 gemessen wurden (siehe 2 und 3). Es ist deutlich zu erkennen, dass an verschiedenen Positionen Unterschiede im SNR nachgewiesen werden können. Die besten Ergebnisse wurden an den Positionen P1 und P2 erzielt, die auf einem oberen Rückenbereich 10 angeordnet waren, der als Schulterbereich der Rückenlehne 10 zu verstehen ist. Das heißt, der Geräuschpegel ist an den Positionen P1 und P2 vergleichsweise niedrig. Daher zeigen die SNR3 und SNR4 auf den Positionen P1 und P2 gute SNRs.
  • Im Gegensatz dazu zeigen SNRs an den Positionen P3, P4 und P5 einen hohen Geräuschpegel. Der an Position P6 detektierte SNR, der dem Schulterbereich des Sicherheitsgurtes 11 entspricht, zeigt ein vielversprechendes Ergebnis, das insbesondere durch Verbesserung entsprechender Rohdaten weiter optimiert werden kann.
  • 10a und 10b illustrieren einen Vergleich zwischen einem SNR erfasst durch ein Mikrofon und ein SNR erfasst durch einen Körperschallsensor während eines Sprechens einer Person und fehlendem Hintergrundgeräusch.
  • Der vom Mikrofon M1 erfasste SNR SM1 zeigt unter den gegebenen Umständen, dass eine Person spricht und kein Hintergrundgeräusch vorliegt, leicht bessere Ergebnisse als der über den Körperschallsensor erfasste SNR SB1. Mit anderen Worten, unter der hier genannten Bedingung würde das in Verbindung mit der beschriebene Verfahren das Mikrofon als Kommunikationsgerät wählen.
  • 11a und 11b illustrieren einen Vergleich zwischen einem SNR erfasst durch ein Mikrofon und einem SNR erfasst durch einen Körperschallsensor während eines Sprechens einer Person und Motorstart.
  • Wie in zu sehen ist, zeigt der SNR SB2 ein Signal mit einem besseren SNR als der entsprechende SNR SM2, der vom Mikrofon M1 gemessen wird. Mit anderen Worten, bereits beim Start des Motors des Automobils 20 liefert der zumindest eine Körperschallsensor, vorzugsweise an den Positionen P1 und P2, einen zumindest vergleichbaren oder sogar besseren SNR.
  • 12a und 12b illustrieren einen Vergleich zwischen einem SNR erfasst durch ein Mikrofon und einem SNR erfasst durch einen Körperschallsensor während eines Sprechens einer Person, Motorstart und Einschalten eines Radios auf mittlere Lautstärke.
  • Der SNR SB3 zeigt im Vergleich zum erfassten SNR SM3 über das Mikrofon M1 einen besseren SNR. Es ist deutlich zu erkennen, dass der Geräuschpegel N1 des SNR SM3 höher ist als beim SNR SB3. Das heißt, dass der SNR während Sprechens einer Person, den Motorstart und Einschalten des Radios bei mittlerem Geräuschpegel vergleichsweise besser ist, wenn er von dem zumindest einen Körperschallsensor gemessen wird.
  • 13a und 13b illustrieren einen Vergleich zwischen einem SNR erfasst durch ein Mikrofon und einem SNR erfasst durch einen Körperschallsensor während eines Sprechens einer Person und Ausschalten eines Motors.
  • 13a und 13b zeigen auch einen besseren SNR bei Verwendung des zumindest einen Körperschallsensors den Geräuschpegel (niedrigerer und homogener Geräuschpegel N1). Darüber hinaus umfasst der SNR SB4 nicht die Stimme der zweiten Person, wie im SNR SM4 zu erkennen ist (gekennzeichnet durch Pfeile). Das heißt, der Körperschallsensor erfasst vorzugsweise die Vibrationen des Fahrers D1, die frei von der Stimme der zweiten Person sind.
  • 14a und 14b illustrieren einen Vergleich zwischen einem SNR erfasst durch ein Mikrofon und einem SNR erfasst durch einen Körperschallsensor während eines Sprechens einer Person, Motorstart und Ausschalten eines Radios.
  • Auch hier zeigt der SNR SB5 in Verbindung mit den 14a und 14b ein Signal mit einem besseren SNR, da der Geräuschpegel N1 im Vergleich zum vom Mikrofon erfassten SNR SM5 nahezu konstant und niedriger ist. Außerdem beinhaltet das SNR SB5 nicht die Stimme der zweiten Person.
  • 15a und 15b illustrieren einen Vergleich zwischen einem SNR erfasst durch ein Mikrofon und einem SNR erfasst durch einen Körperschallsensor während eines Sprechens zweier Personen, Motorstart und Einschalten eines Radios.
  • Die in den 15a und 15b dargestellten Ergebnisse sind mit den SNRs in Verbindung mit den 14a und 14b vergleichbar.
  • Mit anderen Worten liefert das hier beschriebene System 100 unter den hier beschriebenen Umständen insgesamt wettbewerbsfähige und bessere Ergebnisse.
  • Aus dem Kontext ist ersichtlich, dass durch den Einsatz verschiedener Körperschallsensoren die hier gezeigten Ergebnisse leicht optimiert werden können. Auch kann die Anordnung des zumindest einen Körperschallsensors weiter optimiert werden. Die Verwendung der Fast Fourier Transformation (FFT) für ein ausgewähltes Signal des Körperschallsensors zur Identifizierung von Frequenzbandbreiten des Rauschens und die Verwendung eines entsprechenden Filters zur Reduzierung von fahrzeuginduziertem Rauschen kann die hier gezeigten SNRs SB1 bis SB6 weiter verbessern.
  • Aus dem Kontext dieser Erfindung geht hervor, dass das hier beschriebene System auch für andere Geräte hinsichtlich Innenräume angepasst werden kann, bei denen störende Geräusche auftreten können.
  • Obwohl das hier beschriebene System im Zusammenhang mit entsprechenden Automobilen beschrieben wurde, ist für den Fachmann klar und eindeutig nachvollziehbar, dass das hier beschriebene System auf verschiedene Kommunikationssysteme anwendbar ist.
  • Im Allgemeinen ist diese Anmeldung dazu bestimmt, alle Anpassungen oder Variationen der hierin beschriebenen spezifischen Ausführungsformen abzudecken.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    System zur Sound- und/oder Spracherfassung
    1
    Kontaktfläche
    2
    menschlicher Körper
    5
    Übertragungsmedium
    6
    Stoff und/oder Gewebe
    7
    T-shirt
    10
    Rückenlehne
    11
    Sicherheitsgurt
    12
    Sitz
    20
    Fahrzeug
    A1
    Array
    C1
    Autositz
    D1
    Fahrer
    Sn, S1, S2
    Körperschallsensor
    SNR1
    Signal-Rausch-Verhältnis erfasst durch Mikrophon
    SNR2-SNR8
    Signal-Rausch-Verhältnis erfasst an unterschiedlichen Positionen P1 bis P6
    SB1-SB6
    Signal-Rausch-Verhältnis erfasst durch zumindest einen Körperschallsensor
    SM1-SM6
    Signal-Rausch-Verhältnis erfasst durch ein Mikrophon
    T1
    Wandler
    N1
    Rauschen
    P1-P6
    Positionen des zumindest einen Körperschallsensors
    V1
    Vibrationen
    X1-X20
    Signale
    200
    Verfahren zur Sound- und/oder Spracherfassung
    201, 220
    Verfahrensschritte
    30
    detailliertes Verfahren zur Sound- und/oder Spracherfassung
    31-38
    Schritte des detaillierten Verfahrens
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2005161873 [0007]

Claims (11)

  1. System (100) zur Sound- und/oder Spracherfassung, umfassend: zumindest einen Körperschallsensor (Sn; S1, S2) und zumindest eine Kontaktfläche (1), wobei der zumindest eine Körperschallsensor (Sn; S1, S2) auf der zumindest einen Kontaktfläche (1) derart angeordnet ist, dass der zumindest eine Körperschallsensor (Sn; S1, S2) mit einem Übertragungsmedium (5) kontaktierbar ist, und wobei das Übertragungsmedium (5) gegenüber der zumindest einen Kontaktfläche (1) angeordnet ist.
  2. System (100) nach Anspruch 1, wobei der zumindest eine Körperschallsensor (Sn; S1, S2) konfiguriert ist, um Schall und/oder Vibrationen zu erfassen, die über einen menschlichen Körper (2) übertragbar sind.
  3. System (100) nach Anspruch 1, wobei das Übertragungsmedium (5) ein menschlicher Körper (2) ist.
  4. System (100) nach Anspruch 1, wobei das Übertragungsmedium (5) ein Stoff und/oder Gewebe (6) ist, wobei der Stoff und/oder das Gewebe zumindest teilweise in direktem Kontakt mit einem menschlichen Körper (2) steht.
  5. System (100) nach Anspruch 1, wobei eine Vielzahl der Körperschallsensoren (Sn; S1, S2) in einem Array (A1) der zumindest einen Kontaktfläche (1) angeordnet ist.
  6. System (100) nach Anspruch 5, wobei das Array (A1) in einer Rücklehne (10) oder einem Sicherheitsgurt (11) eines Fahrzeuges (20) angeordnet ist.
  7. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der zumindest eine Körperschallsensor (Sn; S1, S2) an einem Schulterbereich der Rückenlehne (10) angeordnet ist.
  8. System (100) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das System ferner einen Wandler (T1) umfasst und wobei der erfasste Sound und/oder die erfasste Stimme von dem Wandler (T1) und dem zumindest einen Körperschallsensor (Sn; S1, S2) derart vergleichbar ist, dass ein Signal aufweisend ein besseres Signal-Rausch-Verhältnis entweder mittels des zumindest einen Körperschallsensors (Sn; S1, S2) oder mittels des Wandlers (T1) übertragbar ist.
  9. System (100) nach Anspruch 8, wobei der Wandler (T1) ein Mikrofon (M1) ist.
  10. Verfahren (200) zur Sound- und/oder Spracherfassung umfassend die Schritte: Anordnen (210) zumindest eines Körperschallsensors (Sn; S1, S2) auf zumindest eine Kontaktfläche (1); Erfassen eines Sounds und/oder einer Stimme durch den zumindest einen Körperschallsensor (Sn; S1, S2); wobei das Erfassen des Sounds und/oder der Stimme mittels des zumindest einen Körperschallsensors (Sn; S1, S2) durch ein Übertragungsmedium (5) durchgeführt wird.
  11. Verfahren nach Anspruch (10), wobei die Sound und/oder Spracherfassung gleichzeitig durch einen Wandler (T1) durchgeführt wird und ein Signal mit einem besseren Signal-Rausch-Verhältnis basierend auf einen Vergleich des Signal-Rausch Verhältnisses erfasst durch den zumindest einen Körperschallsensor (Sn; S1, S2) und des Signal-Rausch Verhältnisses erfasst durch den Wandler (T1) an einen Empfänger übertragen wird.
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