DE10243955B4

DE10243955B4 - Verfahren und Vorrichtung zur Übertragung von Sprachsignalen mittels einer Flugzeug-Sprachübertragungseinrichtung

Info

Publication number: DE10243955B4
Application number: DE2002143955
Authority: DE
Inventors: Manfred Endress; Thomas Eisenberg; Stefan Schulz
Original assignee: KID Systeme GmbH
Current assignee: Airbus Operations GmbH
Priority date: 2002-09-20
Filing date: 2002-09-20
Publication date: 2006-03-30
Anticipated expiration: 2022-09-21
Also published as: DE10243955A1; EP1401123A1

Abstract

Verfahren zur Übertragung von Sprachsignalen mittels einer Flugzeug-Sprachübertragungseinrichtung, wobei das Sprachsignal (3) von einer Sprachaufnahmevorrichtung (4) erfasst wird, in einer Vorrichtung zur Sprachanalyse und Sprachbewertung (7) die Sprachqualität analysiert und mit Referenzparametern (14) verglichen wird, dem analysierten Sprachsignal (8) ein Maß für die Sprachqualität (SQ) zugeordnet wird und zumindest bei Nichterreichen einer ausreichenden Sprachqualität (SQ) Rückmeldeinformationen (9) erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprachsignal (8) während eines aktuellen Gesprächs optimiert wird, wobei sofort nach Auftreten einer unzureichenden Sprachqualität (SQ) Rückmeldeinformationen (9) im Wahrnehmungsbereich eines Sprechers (2) die Sprachqualität (SQ) darstellen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Übertragung von Sprachsignalen mittels einer Flugzeug-Sprachübertragungseinrichtung, wobei das Sprachsignal von einer Sprachaufnahmevorrichtung erfasst wird, in einer Vorrichtung zur Sprachanalyse und Sprachbewertung die Sprachqualität analysiert und mit Referenzparametern verglichen wird, dem analysierten Sprachsignal ein Maß für die Sprachqualität zugeordnet wird und zumindest bei Nichterreichen einer ausreichenden Sprachqualität Rückmeldeinformationen erzeugt werden.
Flugzeug-Sprachaufnahmevorrichtungen werden üblicherweise verwendet in Kommunikationsystemen im Bereich der Flugzeugkabine und des Cockpits zur Kommunikation zwischen den Flugbegleitern und/oder den Piloten oder für Ansagen an die Passagiere. Es werden Sprecheinrichtungen in Form von Handapparaten, Handmikrofonen oder Mikrofonen als Bestandteil eines Head-Sets verwendet. Die Qualität des zu übertragenden Sprachsignals hängt dabei von mehreren Faktoren ab, die der Sprecher mehr oder weniger eigenständig beeinflussen kann, damit ein qualitativ „gutes" Sprachsignal über die Übertragungsstrecke beim Hörer wahrzunehmen ist. Die individuellen Spracheigenschaften eines jeden Sprechers haben ebenso Einfluss auf die Qualität der zu übertragenden Sprachinformation wie die Störgeräusche aus der Umgebung des Sprechers und die technologische Realisierung der Sprachverarbeitung/-bearbeitung. Darüber hinaus ist die Haltung des Handapparates durch den Sprecher situationsbedingt und es kann nicht allgemeingültig die optimale Handhabung garantiert werden, da jeder Benutzer seine Handhabung individuell und subjektiv bewertet.
Die Qualität des zu übertragenden Sprachsignals schwankt somit bei unterschiedlicher Haltung des Handapparates bzw. Mikrofons durch den Sprecher, bei möglicherweise vorhandenen Störgeräuschen sowie in Abhängigkeit von der Lautstärke und Aussprache des Sprachsignals.

Aus US 5 684 921 ist ein Verfahren zur Übertragung von Sprachsignalen bekannt, welches ein Sprachsignal auswertet, die Sprachqualität bestimmt und eine Rückmeldung an den Sprecher ausgibt. Diese Methode ist für den Empfangsmodus eines Anrufbeantworters vorgesehen. Wenn ein Anruf entgegengenommen wird, erfolgt eine Aufzeichnung und Speicherung des empfangenen Signals. Erst am Ende der Aufzeichnung – wenn die Nachricht zu leise ist – erhält der Benutzer eine Rückmeldung über die schlechte Qualität seines aufgezeichneten Signals. In diesem OFF-Line-Modus hat der Benutzer somit lediglich die Möglichkeit, die komplette Ansage zu wiederholen; er kann nicht während des Sprechens Korrekturmaßnahmen ergreifen.

Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Übertragung von Sprachsignalen vorzuschlagen, mit dem während einer Durchsage die Qualität der zu übertragenden Sprache bewertet und angezeigt wird, um damit dem Sprecher während der Durchsage die Verbesserung der Sprachqualität seiner Durchsage zu ermöglichen. Damit ist die Kommunikation insbesondere innerhalb einer Flugzeugkabine zu verbessern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Patentanspruch 1 genannten Maßnahmen gelöst.

Dabei ist nach Patentanspruch 1 insbesondere vorteilhaft, dass die Sprachqualität des Sprachsignals für den Sprecher erfassbar ist und somit Indikatoren zurückgemeldet werden, die ihn noch während der Durchsage veranlassen, von ihm beeinflussbare Faktoren zu verändern. So kann einerseits die Position der Sprachaufnahmevorrichtung verändert werden oder aber die Lautstärke und Deutlichkeit seiner Aussprache ist zu verbessern.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 7 angegeben.

Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen Ansprüchen 2 bis 6 und 8 bis 10 angegeben. Einzelheiten und weitere Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches nachstehend anhand der 1 und 2 näher beschrieben ist.
Es zeigt:
1 eine schematische Darstellung einer Flugzeug-Sprachübertragungseinrichtung und
2 eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Sprachanalyse sowie zur Verbesserung der Sprachqualität.
In der 1 ist schematisch eine Flugzeug-Sprachübertragungseinrichtung 1 gezeigt. Das von einem Sprecher 2 erzeugte Sprachsignal 3 wird in Richtung einer Flugzeug-Sprachaufnahmevorrichtung 4 geleitet. In der gezeigten Ausführungsform ist die Sprachaufnahmevorrichtung 4 als ein Handapparat mit eingebautem Mikrofon 13 ausgebildet. Als weitere Sprachaufnahmevorrichtungen 4 kommen beispielsweise Handmikrofone oder auch Mikrofone eines Head-Sets in Betracht. Die Qualität des zu übertragenden Sprachsignals 3 hängt von mehreren Faktoren ab, die vom Sprecher mehr oder weniger beeinflussbar sind. Die individuellen Spracheigenschaften eines jeden Sprechers, wie die Lautstärke des Sprachsignals und die Deutlichkeit der Aussprache, haben ebenso Einfluss auf die Qualität der zu übertragenden Sprachinformation wie Störgeräusche 5 aus der Umgebung des Sprechers 2 sowie eine unterschiedliche Haltung der Sprachaufnahmevorrichtung 4 durch den Sprecher 2. Mit dem Halten der Sprachaufnahmevorrichtung 4 in einer bestimmten Position wird eine Übertragungsstrecke vom Sprecher 2 (Kehlkopf des Sprechers) über die Luft zur Sprachaufnahmevorrichtung 4 festgelegt. Diese Übertragungsstrecke wird bestimmt einerseits durch den Abstand r zwischen Kehlkopf (Sprecher 21 und Sprachaufnahmevorrichtung 4 und andererseits durch den Winkel α zwischen der Sprechrichtung und des Aufnahmeteils der Sprachaufnahmevorrichtung 4. Um eine verbesserte Sprachqualität zu erreichen, ist es das Ziel der Erfindung, die Übertragungsstrecke vom Sprecher 2 zur Sprachaufnahmevorrichtung 4 (Kehlkopf-Luft-Mikrofon) zu optimieren. Erreicht werden soll dieses Ziel durch eine Erfassung des Sprachsignals, eine Bewertung der Sprachqualität sowie eine Rückmeldung von Indikatoren, die den Sprecher veranlassen, die Position der Sprachaufnahmevorrichtung 4 zu verändern (primär Abstand r und Winkel α) oder die Lautstärke und/oder die „Deutlichkeit" seiner Aussprache zu verbessern, damit eine Verbesserung der Sprachqualität erzielt wird. Eine derartige Vorrichtung 7 (siehe 2) zur Sprachanalyse und Bewertung der Sprachqualität ist als Bestandteil der Sprachaufnahmevorrichtung 4 vorgesehen, die die Sprachinformationen 3 mittels Mikrofon 13 aufnimmt. Wenn das Sprachsignal 8 eine ausreichende Qualität aufweist, wird dem Sprecher 2 entweder keine oder eine als positiv zu interpretierende Rückmeldeinformation 9 übermittelt. Die Ausgabevorrichtung 11, d.h. ein Lautsprecher, gibt über ein Sprachverarbeitungssystem 6 das Sprachsignal an einen oder mehrere Hörer 12 aus.
Falls die Sprachqualität des Signals 8 „verbesserungsfähig" ist bzw. nicht ausreicht, werden Rückmeldeinformationen 9 an den Sprecher 2 gegeben, der anhand der Signalisierung 10 erkennt, dass es Verbesserungspotential bei der Sprachqualität gibt und er somit die Position der Sprachaufnahmevorrichtung 4 verändern kann bzw. seine Aussprache verbessert. Auch in diesem Fall werden die Sprachsignale über das Sprachverarbeitungssystem 6 und der Ausgabevorrichtung 11 an einen oder mehrere Hörer 12 übermittelt.
In der nachfolgenden 2 wird das Regelverfahren zur Erhöhung der Sprachqualität sowie die Vorrichtung 7 zur Sprachanalyse und Bewertung der Sprachqualität im einzelnen erläutert.
Es ist vorgesehen, während des aktuellen Gespräches eine Optimierung der Schnittstelle Kehlkopf (Sprecher 2) – Mikrofon 4 vorzunehmen. Die Sprachinformation 8 wird in der Vorrichtung 7 zur Sprachanalyse und zur Bewertung der Sprachqualität, vorzugsweise in einer programmierbaren Verarbeitungs- und Recheneinheit, verarbeitet. Zur Verarbeitung werden aus der Sprachinformation 8 analoge und/oder digital gewandelte Parameter erfasst, mit qualitätsaussagenden Referenzparametern 14 verglichen und so bewertet, dass ein Ergebnis generiert wird, welches die Sprachqualität SQ der Sprachinformation 8 bewertet.
Als Parameter sind beispielsweise zu nennen: SNR (Signal to Noise Ratio), Höhe des Signalpegels oder Konstanz des Signalpegels.
In Abhängigkeit vom erreichten Ergebnis der Sprachqualität wird der weitere Ablauf des Regelverfahrens bestimmt. Ist die Sprachqualität verbesserungsfähig, wird von der Verarbeitungs- und Recheneinheit 7 eine Rückmeldeinformation 9 ausgelöst, welches vom Sprecher 2 über Signalmittel 10 wahrgenommen wird und seinerseits eine Optimierung der Positionierung der Sprachaufnahmevorrichtung 4 erfolgen kann, wobei der Abstand r oder der Winkel α verändert werden kann, oder die Lautstärke und/oder die Deutlichkeit der Aussprache von ihm verbessert wird.
Das Rückmeldesignal der Rückmeldeinformation 9 ist als optisches, akustisches oder mechanisches Signalmittel oder in einer Kombination der verschiedenartigen Signalmittel vorgesehen.
Beispielsweise kann eine Anzeigeeinheit, welches in die Sprachaufnahmevorrichtung 4 integriert ist, auf eine "verbesserungsfähige" Sprachqualität möglicherweise mit einer blinkenden Anzeige oder einer Anzeige auf einem Display hinweisen. Alternativ oder in Kombination können akustische Signale (Lautsprecher) oder auch ein Vibrationssignal verwendet werden, wobei die Auswahl eines Signalmittels anforderungsgemäß erfolgen kann und unter anderem die Gestaltung der Sprachaufnahmevorrichtung 4 bei der Auswahl des zu verwendeten Rückmeldesignals zu beachten ist.
In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, dass die während eines Sprechvorganges ermittelte Sprachqualität permanent als Rückmeldeinformation 9 während des gesamten Gespräches zur Verfügung gestellt wird. Diese Ausführungsform ist realisierbar in dem man beispielsweise eine grüne Anzeige für eine gute und ausreichende Sprachqualität des Sprachsignals 3 wählt und für eine „verbesserungsfähige" Sprachqualität des Sprachsignals 3 eine rote, eventuell blinkende Anzeige vorsieht. Die Anzeige sollte für den Sprecher 2 gut wahrnehmbar sein, beispielsweise im unmittelbaren Sichtfeld des Sprechers oder in die Sprachaufnahmevorrichtung 4 integriert.
Auch wäre ein kurzer Signalton im Handset als Rückmeldeinformation 9 für den Sprecher 2 eine Informationsmöglichkeit.
Mit einer derartigen Ausführungsform ist gleichzeitig eine Funktionsüberwachung der Sprachübertragung sichergestellt. So ist mit einer Anzeige eines Rückmeldesignals (unabhängig von der Darstellung der Sprachqualität) für den Sprecher erkennbar, dass die Sprachaufnahmevorrichtung 4 sowie auch das Sprachverarbeitungsmodul 7 funktioniert.

1: Flugzeug-Sprachübertragungseinrichtung
2: Sprecher
3: Sprachsignal (noch nicht gewandelt)
3a: Wiedergewonnenes Sprachsignal
4: Flugzeug-Sprachaufnahmevorrichtung
5: Störgeräusche
6: Sprachverarbeitungssystem
7: Vorrichtung zur Sprachanalyse und Sprachbewertung
: (Sprachverarbeitungsmodul)
8: Sprachinformation in digitaler/analoger Form
8a: Sprachinformation in digitaler/analoger Form
9: Rückmeldeinformation
10: Signalmittel
11: Ausgabegerät (z.B Lautsprecher)
12: Hörer
13: Mikrofon
14: Referenzparameter

Claims

Verfahren zur Übertragung von Sprachsignalen mittels einer Flugzeug-Sprachübertragungseinrichtung, wobei das Sprachsignal (3) von einer Sprachaufnahmevorrichtung (4) erfasst wird, in einer Vorrichtung zur Sprachanalyse und Sprachbewertung (7) die Sprachqualität analysiert und mit Referenzparametern (14) verglichen wird, dem analysierten Sprachsignal (8) ein Maß für die Sprachqualität (SQ) zugeordnet wird und zumindest bei Nichterreichen einer ausreichenden Sprachqualität (SQ) Rückmeldeinformationen (9) erzeugt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprachsignal (8) während eines aktuellen Gesprächs optimiert wird, wobei sofort nach Auftreten einer unzureichenden Sprachqualität (SQ) Rückmeldeinformationen (9) im Wahrnehmungsbereich eines Sprechers (2) die Sprachqualität (SQ) darstellen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Sprachsignal (8) an ein Ausgabegerät (11) übermittelt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vom Sprachsignal (8) unter anderem folgende Parameter erfasst werden: SNR (Signal to Noise Ratio), Höhe des Signalpegels und/oder Konstanz des Signalpegels.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass für Rückmeldeinformationen (9) optische, akustische oder mechanische Signalmittel (10) verwendet werden.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kombination von verschiedenen Signalmitteln (10) verwendet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Rückmeldeinformation (9) permanent erzeugt und angezeigt wird, wobei bei ausreichender Sprachqualität diese angezeigt wird und bei nicht ausreichender Sprachqualität entsprechende Hinweissignale angezeigt werden.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Flugzeug-Sprachübertragungseinrichtung (1) eine Sprachaufnahmevorrichtung (4) inklusive Mikrofon (13) und zumindest eine Ausgabeeinheit (11) aufweist, wobei die Sprachaufnahmevorrichtung (4) eine Vorrichtung zur Sprachanalyse und Sprachbewertung (7) enthält, die Rückmeldeinformationen (9) erzeugt, welche mittels Signalmittel (10) im Wahrnehmungsbereich des Sprechers (2) ersichtlich sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Sprachanalyse und Sprachbewertung (7) als vorzugsweise programmierbare Verarbeitungs- und Recheneinheit mit entsprechender Verarbeitungssoftware ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass als Signalmittel (10) eine Anzeigeeinheit, ein Vibrationselement oder eine Lautsprechereinheit vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kombination der Signalmittel (10) vorgesehen ist.