DE10252456B4 - Multimedia/Kommunikationssystem mit Satellitenstationen - Google Patents

Abstract

Vorrichtung für Kommunikations- und Multimediaanwendungen bestehend aus
– einem mobilen, vom Anwender mitzuführenden Sprachinterface (1) mit Mikrofon (2) zur Sprachaufnahme und Mitteln zur drahtlosen Übertragung der Sprachsignale,
– mehreren stationären Satellitenstationen (5a, 5b) mit Lautsprechern (4) zur akustischen Ausgabe, sowie Mitteln, welche drahtlos vom Sprachinterface (1) übertragene Signale detektieren,
– einer stationären Zentraleinheit (3), die Mittel zum Empfang, Aufbereitung und Weiterleitung der vom Sprachinterface (1) aufgenommenen Sprachsignale aufweist, sowie Mittel zur Steuerung der akustischen Ausgabe über die Lautsprecher (4) der stationären Satellitenstationen (5a, 5b), sowie eine oder mehrere Schnittstellen (6a, 6b, 6c) für eine Verbindung zu Kommunikationsnetzwerken, insbesondere Telefon, Mobilfunk, Internet oder LAN, und/oder Broadcastsystemen, insbesondere TV oder Radio,
wobei eine akustische Ausgabe nur bei solchen Satellitenstationen (5a, 5b) erfolgt, bei denen drahtlos vom Sprachinterface (1) übertragene Signale detektiert werden.

Description

• Die Erfindung liegt auf dem Gebiet von Multimedia- und Kommunikationssystemen. Insbesondere betrifft die Erfindung derartige Systeme, bei denen akustische Informationen vom und zum Anwender über eine räumliche Distanz frei übermittelt werden.
• Systeme dieser Art sind beispielsweise sogenannte Freisprecheinrichtungen, wie sie vorzugsweise für Telefonanlagen, insbesondere im Bereich mobiler Kommunikation (Handys), eingesetzt werden. Eine typische Ausführung einer solchen Freisprecheinrichtung, z.B. für den Einsatz in einem Fahrzeug, besteht aus einer in relativer Nähe zum Anwender angebrachten Mikrofon- und Lautsprecherkombination. Diese Anordnung setzt eine auf einen begrenzten Bereich definierte Position (z.B. Fahrersitz) des Anwenders voraus, da nur so das Sprechen des Anwenders aus einer Richtung kommt und damit – z.B. durch Einsatz von Richtmikrofonen – vor den stets vorhandenen Umgebungsgeräuschen einigermaßen störungsfrei aufgenommen werden kann. Neben dieser Einschränkung bzgl. Position und Körperhaltung des Anwenders hat dieses System den Nachteil, dass ein erhöhter Geräuschpegel (z.B. Fahrgeräusch bei höherer Geschwindigkeit) aufgrund der Distanz zwischen Mikrofon und Mundbereich des Anwenders unvermeidlich die Qualität der aufgenommenen Sprache reduziert. Andere Systeme verwenden daher kleine Mikrofone, die nicht fest installiert sind, sondern vom Anwender so getragen werden, dass sich das Mikrofon in der Nähe des Mundes befindet. Das Mikrofon kann dabei beispielsweise mit einer Klemme an der Kleidung (z.B. am Hemdkragen) befestigt sein. Die Aufnahmequalität ist damit verbessert (hohe Dynamik der Sprache gegenüber Hinter grundgeräuschen), jedoch erzeugt die Kabelverbindung zwischen Ansteckmikrofon und Kommunikationssystem bei Bewegungen des Anwenders Störgeräusche, zudem ist die Bewegungsfreiheit durch das Kabel weiter eingeschränkt.
• Aus der DE 100 35 824 A1 ist ein System zur Steuerung von mobilen, drahtlos mit einer Zentraleinheit verbundenen Sende- und/oder Empfangsvorrichtungen bekannt. Die mobilen Geräte übertragen Daten und/oder Signale an die Zentraleinheit bzw. empfangen solche von der Zentraleinheit und werden von dieser direkt oder indirekt gesteuert.
• Die DE 197 47 745 A1 zeigt ein interaktives Führungssystem für Museen, Ausstellungen und Weiteres.
• Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes System zu entwickeln, das eine hohe Qualität der akustischen Eingabe und Ausgabe gewährleistet, wobei dem Anwender ein erweiterter Bewegungsfreiraum zur Verfügung stehen soll.
• Diese Aufgabe wird von dem System gemäß Anspruch 1 gelöst. Weitere Einzelheiten der Erfindung und Vorzüge verschiedener Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.
• Das erfindungsgemäße System wird im folgenden anhand bevorzugter Ausführungsformen erläutert unter Verwendung der in der Abbildung angegebenen Bezugsziffern.
• Die 1 zeigt schematisch das erfindungsgemäße Kommunikations- und Multimediasystem, das mehrere räumlich voneinander getrennte Komponenten aufweist.
• Die Spracheingabe erfolgt dabei mittels eines Sprachinterface (1), das als mobile Einheit ausgebildet ist und vom Anwender mitgeführt wird, z. B. in Form eines an der Kleidung befestigten Ansteckclips. Dieses Sprachinterface (1) enthält neben dem Mikrofon (2) die notwendigen Verstärker zur elektronischen Aufbereitung der akustischen Signale und eine Sendevorrichtung zur drahtlosen Übertragung der Eingabesignale (z. B. über Funk oder Infrarot) an die Zentraleinheit (3). Die Stromversorgung erfolgt über Batterie oder Akkumulator. Alle Elemente des Sprachinterface (1) sind mit heutiger Technik als Miniaturausführung herstellbar, so dass das Sprachinterface (1) insgesamt sehr leicht und klein ausgebildet werden kann und somit den Anwender beim Tragen nicht stört oder in seinen Bewegungen behindert.
• Die Ausgabe akustischer Signale erfolgt über stationäre Lautsprecher (4), die in separate Satellitenstationen (5a, 5b) integriert sind. Diese Satellitenstationen (5a, 5b) stehen mit der Zentraleinheit (3) über Kabel oder drahtlos in Verbindung und erhalten von dort die Signale, die akustisch ausgegeben werden sollen. Die Anzahl der Satellitenstationen (5a, 5b) kann bei dem erfindungsgemäßen System praktisch beliebig erhöht werden. Dies bietet die Möglichkeit der Verteilung der Satellitenstationen (5a, 5b) auf unterschiedliche Standorte, beispielsweise auf mehrere Räume, bis hin zu einer Verteilung über mehrere Etagen eines Gebäudes. Da eine akustische Ausgabe nur im aktuellen Aufenthaltsbereich des Anwenders sinnvoll ist, werden nur die Satellitenstationen (u.U. auch nur eine einzige) aktiv, die sich gerade in der Nähe des Anwenders – d.h. zumindest im gleichen Raum – befinden.
• Für diese variierende, von der Position des Anwenders abhängige Steuerung der akustischen Ausgabe ist eine Lokalisation des Anwenders Teil des erfindungsgemäßen Systems. Hierzu enthält jede Satellitenstation (5a, 5b) eine Empfangseinrichtung, die von dem Sprachinterface (1) drahtlos übertragene Signale erfasst.
• In einer ersten Ausführungsform detektiert die Empfangseinrichtung nur die Intensität (Sendeleistung) der Sprachsignalübertragung, die als Maß für die aktuelle Distanz zwischen Anwender (Sender) und Satellitenstation (Detektor) ermittelt wird. Für eine fehlerfreie Lokalisation ist dabei die Art der drahtlosen Übertragung des Sprachsignals vom Sprachinterface (1) wesentlich:
• – Bei einer Infrarotübertragung wird nur von den Satellitenstationen innerhalb des Raumes, in dem sich der Anwender befindet, ein signifikantes IR-Sendesignal detektiert, d.h. die Zuordnung der jeweiligen Satellitensysteme ergibt sich somit direkt nur für den Raum, in dem sich der Anwender befindet. Bei dieser Ausführungsform kann somit im einfachsten Fall auch auf eine Lautstärkeregelung über die Zentraleinheit (3) verzichtet werden (selbstaktivierende Satellitenstationen).
• – Bei einer Übertragung der Sprache per Funk registrieren auch solche Satellitensysteme (5a, 5b) eine Sendeleistung (mit geringerer Intensität), die sich nicht im gleichen Raum befinden. Bei dieser Ausführung werden die Intensitätswerte von der Satellitenstation (5a, 5b) an die Zentraleinheit (über die bestehende Kabelverbindung oder drahtlos) weitergeleitet. Durch Vergleich der von den verschiedenen Satellitenstationen (5a, 5b) übermittelten Signalintensitäten selektiert die Zentraleinheit (3) in diesem Fall diejenigen Satellitensysteme (5a, 5b) für eine Ausgabe akustischer Signale, die sich in unmittelbarer Nähe des Anwenders befinden.
• Eine Kombination von Infrarot und Funk ist ebenso möglich. Dabei kann vom Sprachinterface (1) beispielsweise das Sprachsignal per Funk übertragen werden und parallel (kontinuierlich oder gepulst) ein IR-Signal (z.B. unmodu liert per LED) für die Aufenthaltsbestimmung durch die Satellitenstationen (5a, 5b).
• Da die Satellitensysteme (5a, 5b) zur Lokalisation des Anwenders mit Empfangseinrichtungen ausgestattet sind, die auf eine drahtlose Übertragung des Sprachinterface ansprechen und zudem von den Satellitensystemen je nach Ausgestaltung auch Daten zur Zentraleinheit (3) weitergeleitet werden können, bietet es sich an, nicht nur z.B. die jeweilige Empfangsstärke (Intensitätswert) des Sprachinterface-Signals zu übertragen, sondern ebenso die empfangenen Sprachsignale selbst. Mit dieser Erweiterung erfüllt jede Satellitenstation (5a, 5b) nicht nur die Funktion eines 'Anwender-Aufenthalts-Detektors' mit zugeordneter akustischer Ausgabe, sondern ist (nahe) Empfangsstation und Übertragungseinrichtung zur Zentraleinheit bei Spracheingaben des Anwenders. Damit ist auch bei relativ geringer Sendeleistung des Sprachinterface (1) eine sichere und störungsfreie drahtlose Übertragung der Sprachsignale möglich. Zudem kann auch der Sender des Sprachinterface entsprechend weiter miniaturisiert und der Stromverbrauch verringert werden (Verlängerung der Batterielebensdauer).
• Über die stationäre Zentraleinheit (3) werden alle Eingabe- und Ausgabesignale gesteuert. Verschiedene Schnittstellen (6a, 6b, 6c) stellen Verbindungen zu Internet, Mobilfunk, Telefonnetz, Rundfunk, TV etc. her. Auch können EDV-Komponenten (z.B. zur Digitalisierung analoger Signale, Datenspeicherung, Spracherkennung etc.) integriert werden und per Schnittstellen mit einem EDV-Netz (z.B. LAN) in Verbindung stehen.
• Das erfindungsgemäße System bietet den Vorteil, dass mehrere Personen über die jeweiligen Satellitenstationen in ihrer Nähe in Verbindung mit der Zentraleinheit stehen können. Damit können Ressourcen der Zentraleinheit (Verbindungen zum Internet, Datenbanken, Mobilfunk, Telefonnetz, Broadcast usw., aber auch EDV-Funktionen, Spracherkennung, Zugriff auf LAN usw.) von verschiedenen Personen genutzt werden. Befinden sich mehrere Anwender in verschiedenen Räumen (z.B. separate Büros) eines Gebäudes kann eine Nutzung weitgehend auch simultan erfolgen. Auch kann eine 'interne' Kommunikation zwischen den verschiedenen Anwendern über die Zentraleinheit geschaltet werden.
• In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform überträgt ein Sprachinterface (1) spezielle Kennungssignale an die Satellitenstationen (5a, 5b). Damit kann die Person des jeweiligen Anwenders identifiziert werden, sofern das Sprachinterface dem Träger individuell zugeordnet ist (personengebundenes Interface). Damit können persönliche Nutzungsformen, individuelle Einstellungen oder Präferenzen, aber auch Autorisierungsstufen (z.B. für Datenabfragen) automatisch abgerufen und implementiert werden.
• Ein wesentlicher Vorzug des erfindungsgemäßen Systems ist die nahezu uneingeschränkte Bewegungsfreiheit des Anwenders.
• Ein Anwender kann beispielsweise während eines geführten Telefonats von einem Büroraum in einen anderen gehen (um z.B. eine Akte zu sichten), ohne dass eine Unterbrechung des Gesprächs auftritt. Die Zentraleinheit (3) registriert den Ortswechsel durch die entsprechend veränderten Signale der Satellitenstationen (5a, 5b) in beiden Räumen und verlagert die akustische Ausgabe von einer Satellitenstation zur anderen. Das System kann aber auch für Multimediaanwendungen genutzt werden. So kann beispielsweise per Sprachkommando ein bestimmtes (z.B. als Datei gespeichertes) Musikstück abgerufen werden und die Wiedergabe 'folgt' akustisch durch entsprechende Ansteuerung der Satellitenstationen (5a, 5) dem Anwender in andere Räume.
• Grundsätzlich ist auch eine Erweiterung des Systems auf zusätzliche optische Funktionen in gleicher Weise möglich, da zunehmend Kommunikation auf visuell/akustischer Basis erfolgt. So könnten die Satellitenstationen auch Kameras aufweisen bzw. Monitore oder Projektoren, die in entsprechender Weise je nach Aufenthaltsbereich des Anwenders angesteuert werden. Mit einer solchen Erweiterung könnten beispielsweise Videokonferenzen problemlos geschaltet werden, da die Aufenthaltsbereiche der beteiligten Personen von der Zentraleinheit erfasst werden und eine entsprechende Koordination der akustischen und visuellen Ein/Ausgabevorrichtungen automatisch erfolgen kann.

Claims (8)

1. Vorrichtung für Kommunikations- und Multimediaanwendungen bestehend aus – einem mobilen, vom Anwender mitzuführenden Sprachinterface (1) mit Mikrofon (2) zur Sprachaufnahme und Mitteln zur drahtlosen Übertragung der Sprachsignale, – mehreren stationären Satellitenstationen (5a, 5b) mit Lautsprechern (4) zur akustischen Ausgabe, sowie Mitteln, welche drahtlos vom Sprachinterface (1) übertragene Signale detektieren, – einer stationären Zentraleinheit (3), die Mittel zum Empfang, Aufbereitung und Weiterleitung der vom Sprachinterface (1) aufgenommenen Sprachsignale aufweist, sowie Mittel zur Steuerung der akustischen Ausgabe über die Lautsprecher (4) der stationären Satellitenstationen (5a, 5b), sowie eine oder mehrere Schnittstellen (6a, 6b, 6c) für eine Verbindung zu Kommunikationsnetzwerken, insbesondere Telefon, Mobilfunk, Internet oder LAN, und/oder Broadcastsystemen, insbesondere TV oder Radio, wobei eine akustische Ausgabe nur bei solchen Satellitenstationen (5a, 5b) erfolgt, bei denen drahtlos vom Sprachinterface (1) übertragene Signale detektiert werden.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lautstärke der akustischen Ausgabe der Satellitenstationen (5a, 5b) in Abhängigkeit von der jeweils detektierten Intensität der vom Sprachinterface (1) übertragenen Signale geregelt wird.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, wobei bei Unterschreiten von vorgegebenen Minimalwerten der Intensität keine akustische Ausgabe erfolgt.
4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Satellitenstationen (5a, 5b), welche von dem Sprachinterface (1) drahtlos übertragene Signale empfangen, diese an die Zentraleinheit (3) weiterleiten.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei vom Sprachinterface (1) auch Identifikationssignale drahtlos übertragen werden.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei die Zentraleinheit (3) Mittel aufweist, welche die empfangenen Identifikationssignale auswerten, wobei Funktionen der Zentraleinheit, insbesondere Sprachaufbereitung und Weiterleitung, Steuerung der akustischen Ausgabe oder Verbindungen über Schnittstellen, in Abhängigkeit von verschiedenen Identifikationssignalen unterschiedlich ausgeführt werden.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Zentraleinheit (3) auch Mittel zur Spracherkennung aufweist.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Zentraleinheit (3) auch mit Mitteln zur Aufbereitung und Weiterleitung von Videosignalen ausgestattet ist und die Satellitenstationen (5a, 5b) Mittel zur Aufnahme, insbesondere eine Kamera, und Wiedergabe, insbesondere einen Monitor oder Projektor von Videosignalen, aufweisen.