DE112020004700T5 - Audioverarbeitungssystem und Audioverarbeitungsvorrichtung - Google Patents

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DE112020004700T5
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audio
microphone
filter
adaptive
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English (en)
Inventor
Tomofumi Yamanashi
Yutaka Banba
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PANASONIC AUTOMOTIVE SYSTEMS CO., LTD., YOKOHA, JP
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Panasonic Intellectual Property Management Co Ltd
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Abstract

Ein Audioverarbeitungssystem enthält: ein erstes Mikrofon, das ausgelegt ist, ein erstes Signal auf Grundlage eines ersten Audiosignals auszugeben; ein oder mehrere Mikrofone, die jeweils ein Mikrofonsignal auf Grundlage eines Audiosignals ausgeben; ein oder mehrere adaptive Filter, die ausgelegt sind, jeweils die Mikrofonsignale von den ein oder mehreren Mikrofonen zu empfangen und Durchgangssignale auf Grundlage der Mikrofonsignale auszugeben; ein Bestimmungsmodul, das ausgelegt ist zu bestimmen, ob das Mikrofonsignal ein unkorreliertes Störgeräusch enthält; ein Steuermodul, das ausgelegt ist, ein oder mehrere Filterkoeffizienten der ein oder mehreren adaptiven Filter zu steuern; und ein Additionsmodul, das ausgelegt ist, ein Subtraktionssignal auf Grundlage der Durchgangssignale von dem ersten Signal zu subtrahieren. Die ein oder mehreren Mikrofone umfassen ein zweites Mikrofon, das ein zweites Signal ausgibt. Wenn das Bestimmungsmodul bestimmt, dass das zweite Signal das unkorrelierte Störgeräusch enthält, ist das Steuermodul ausgelegt, einen Pegel des zweiten Signals, das in das entsprechende adaptive Filter eingegeben wird, auf null einzustellen.

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Audioverarbeitungssystem und eine Audioverarbeitungsvorrichtung.
  • Stand der Technik
  • In einer fahrzeugmontierten Spracherkennungsvorrichtung und einer Freisprecheinrichtung ist ein Echounterdrücker zur Entfernung von Umgebungsgeräuschen bekannt, um nur das Geräusch eines Sprechers zu erkennen. Patentschrift 1 offenbart einen Echounterdrücker, der die Anzahl der betriebenen adaptiven Filter und die Anzahl der Abgriffe gemäß der Anzahl von Schallquellen umschaltet.
  • Literaturverzeichnis
  • Patentliteratur
  • Patentschrift 1: Japanisches Patent Nr. 4889810
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Wenn eine Echounterdrückung mit adaptiven Filtern durchgeführt wird, werden die Umgebungsgeräusche als ein Referenzsignal in die adaptiven Filtern eingegeben. Selbst wenn die Umgebungsgeräusche ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten, ist es von Vorteil, die Umgebungsgeräusche zu entfernen, um das Zielgeräusch zu erhalten.
  • Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung schafft ein Audioverarbeitungssystem, das in der Lage ist, ein Zielgeräusch mit hoher Genauigkeit zu erhalten, selbst wenn das Umgebungsgeräusch ein unkorreliertes Störgeräusch enthält.
  • Ein Audioverarbeitungssystem gemäß der vorliegenden Offenbarung enthält ein erstes Mikrofon, ein oder mehrere Mikrofone, ein oder mehrere adaptive Filter, ein Bestimmungsmodul, ein Steuermodul und ein Additionsmodul. Das erste Mikrofon ist so ausgelegt, dass es ein erstes Audiosignal, das eine erste Audiokomponente enthält, erfasst und ein erstes Signal auf Grundlage des ersten Audiosignals ausgibt. Jedes der ein oder mehreren Mikrofone ist ausgelegt, ein Audiosignal zu erfassen, das eine Audiokomponente enthält, die von der ersten Audiokomponente verschieden ist, und ein Mikrofonsignal auf Grundlage des Audiosignals auszugeben. Die ein oder mehreren adaptiven Filter sind ausgelegt, die Mikrofonsignale jeweils von den ein oder mehreren Mikrofonen zu empfangen und auf Grundlage der Mikrofonsignale Durchgangssignale auszugeben. Das Bestimmungsmodul ist ausgelegt zu bestimmen, ob die einzelnen Mikrofonsignale ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten, wobei es sich um ein Störgeräusch handelt, das keine Korrelation zwischen den Audiosignalen aufweist. Das Steuermodul ist ausgelegt, ein oder mehrere Filterkoeffizienten der ein oder mehreren adaptiven Filter zu steuern. Das Additionsmodul ist ausgelegt, ein Subtraktionssignal auf Grundlage der Durchgangssignale von dem ersten Signal zu subtrahieren. Die ein oder mehreren Mikrofone umfassen ein zweites Mikrofon, das ausgelegt ist, ein zweites Audiosignal zu erfassen, das eine zweite Audiokomponente enthält, die von der ersten Audiokomponente verschieden ist, und auf Grundlage des zweiten Audiosignals ein zweites Signal auszugeben. Wenn das Bestimmungsmodul bestimmt, dass das zweite Signal das unkorrelierte Störgeräusch enthält, ist das Steuermodul ausgelegt, einen Pegel des zweiten Signals, das in das entsprechende adaptive Filter eingegeben wird, auf null einzustellen.
  • Es ist anzumerken, dass diese umfassenden oder spezifischen Aspekte durch ein System, ein Verfahren, eine integrierte Schaltung, ein Computerprogramm oder einen Datenträger oder durch eine beliebige Kombination eines Systems, einer Vorrichtung, eines Verfahrens, einer integrierten Schaltung, eines Computerprogramms und eines Datenträgers verwirklicht sein können.
  • Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Audioverarbeitungssystem, das in der Lage ist, ein Zielgeräusch mit hoher Genauigkeit zu erhalten, selbst wenn das Umgebungsgeräusch ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, geschaffen.
  • Figurenliste
    • 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines schematischen Aufbaus eines Audioverarbeitungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
    • 2 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Audioverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
    • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Betriebsverfahren der Audioverarbeitungsvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform darstellt.
    • 4 ist ein Diagramm, das ein Ausgabeergebnis der Audioverarbeitungsvorrichtung darstellt.
    • 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines schematischen Aufbaus eines Audioverarbeitungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt.
    • 6 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau einer Audioverarbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
    • 7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Betriebsverfahren der Audioverarbeitungsvorrichtung gemäß der zweiten Ausführungsform darstellt.
  • Beschreibung von Ausführungsformen
  • Der vorliegenden Offenbarung zugrunde liegende Kenntnisse
  • In einem Fall, in welchem das Umgebungsgeräusch ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, kann es schwierig sein, das Umgebungsgeräusch zu entfernen und ein Zielgeräusch zu erhalten, selbst wenn eine Echounterdrückung unter Verwendung des Umgebungsgeräuschs durchgeführt wird.
  • Nachstehend sind Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung gegebenenfalls unter Bezugnahme auf die Zeichnung genau beschrieben. Jedoch können unnötig genaue Beschreibungen weggelassen sein. Es ist anzumerken, dass die begleitende Zeichnung und die folgende Beschreibung für Fachleute vorgesehen sind, damit sie die vorliegende Offenbarung gründlich verstehen, und den in den Ansprüchen beschriebenen Gegenstand nicht einschränken sollen.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines schematischen Aufbaus eines Audioverarbeitungssystems 5 gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt. Das Audioverarbeitungssystem 5 ist beispielsweise an einem Fahrzeug 10 montiert. Nachfolgend ist ein Beispiel beschrieben, in welchem das Audioverarbeitungssystem 5 an dem Fahrzeug 10 montiert ist. Eine Vielzahl von Sitzen ist in der Fahrgastzelle des Fahrzeugs 10 vorgesehen. Bei der Vielzahl von Sitzen handelt es sich beispielsweise um vier Sitze, die einen Fahrersitz, einen Beifahrersitz sowie einen linken und rechten Rücksitz umfassen. Die Anzahl der Sitze ist nicht hierauf beschränkt. Das Audioverarbeitungssystem 5 enthält ein Mikrofon MC1, ein Mikrofon MC2, ein Mikrofon MC3, ein Mikrofon MC4 und eine Audioverarbeitungsvorrichtung 20. In diesem Beispiel stimmt die Anzahl der Sitze mit der Anzahl der Mikrofone überein, aber die Anzahl der Mikrofone kann sich auch von der Anzahl der Sitze unterscheiden. Die Ausgabe der Audioverarbeitungsvorrichtung 20 wird in eine Spracherkennungsmaschine (nicht dargestellt) eingegeben. Das Spracherkennungsergebnis von der Spracherkennungsmaschine wird in eine elektronische Vorrichtung 50 eingegeben.
  • Das Mikrofon MC1 nimmt das durch einen Fahrer hm1 geäußerte Geräusch auf. Mit anderen Worten erfasst das Mikrofon MC1 ein Audiosignal, das die durch den Fahrer hm1 geäußerte Audiokomponente enthält. Das Mikrofon MC1 ist beispielsweise an einem Hilfsgriff auf der rechten Seite des Fahrersitzes angeordnet. Das Mikrofon MC2 nimmt das durch einen Insassen hm2 geäußerte Geräusch auf. Mit anderen Worten erfasst das Mikrofon MC2 ein Audiosignal, das die durch den Insassen hm2 geäußerte Audiokomponente enthält. Das Mikrofon MC2 ist beispielsweise an einem Hilfsgriff auf der linken Seite des Beifahrersitzes angeordnet. Das Mikrofon MC3 nimmt das durch einen Insassen hm3 geäußerte Geräusch auf. Mit anderen Worten erfasst das Mikrofon MC3 ein Audiosignal, das die durch den Insassen hm3 geäußerte Audiokomponente enthält. Das Mikrofon MC3 ist beispielsweise an einem Hilfsgriff auf der linken Seite des Rücksitzes angeordnet. Das Mikrofon MC4 nimmt das durch einen Insassen hm4 geäußerte Geräusch auf. Mit anderen Worten erfasst das Mikrofon MC4 ein Audiosignal, das die durch den Insassen hm4 geäußerte Audiokomponente enthält. Das Mikrofon MC4 ist beispielsweise an einem Hilfsgriff auf der rechten Seite des Rücksitzes angeordnet.
  • Die Anordnungspositionen des Mikrofons MC1, des Mikrofons MC2, des Mikrofons MC3 und des Mikrofons MC4 sind nicht auf das oben beschriebene Beispiel beschränkt. Beispielsweise kann das Mikrofon MC1 auf der rechten Vorderfläche des Armaturenbretts angeordnet sein. Das Mikrofon MC2 kann auf der linken Vorderfläche des Armaturenbretts angeordnet sein. Das Mikrofon MC3 kann an dem Rückenlehnenabschnitt des Beifahrersitzes angeordnet sein. Das Mikrofon MC4 kann an dem Rückenlehnenabschnitt des Fahrersitzes angeordnet sein.
  • Jedes Mikrofon kann ein Richtmikrofon oder ein omnidirektionales Mikrofon sein. Jedes Mikrofon kann ein MEMS-Mikrofon (Small Micro Electro Mechanical System, kleines mikroelektromechanisches System) oder ein Elektretkondensatormikrofon (Electret Condenser Microphone, ECM) sein. Jedes Mikrofon kann ein Richtmikrofon (Beamforming-Mikrofon) sein. Zum Beispiel kann jedes Mikrofon eine Mikrofonanordnung sein, die eine Richtwirkung in der Richtung eines jeweiligen Sitzes aufweist und in der Lage ist, das Geräusch durch die Richtwirkungsmethode zu erfassen.
  • In der vorliegenden Ausführungsform enthält das Audioverarbeitungssystem 5 eine Vielzahl von Audioverarbeitungsvorrichtungen 20, die den jeweiligen Mikrofonen entsprechen. Genauer enthält das Audioverarbeitungssystem 5 eine
    Audioverarbeitungsvorrichtung 21, eine
    Audioverarbeitungsvorrichtung 22, eine
    Audioverarbeitungsvorrichtung 23 und eine
    Audioverarbeitungsvorrichtung 24. Die
    Audioverarbeitungsvorrichtung 21 entspricht dem Mikrofon MC1. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 22 entspricht dem Mikrofon MC2. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 23 entspricht dem Mikrofon MC3. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 24 entspricht dem Mikrofon MC4. Nachstehend können die Audioverarbeitungsvorrichtung 21, die Audioverarbeitungsvorrichtung 22, die Audioverarbeitungsvorrichtung 23 und die Audioverarbeitungsvorrichtung 24 gemeinsam als die Audioverarbeitungsvorrichtung 20 bezeichnet sein.
  • In dem in 1 dargestellten Aufbau sind die Audioverarbeitungsvorrichtung 21, die
    Audioverarbeitungsvorrichtung 22, die
    Audioverarbeitungsvorrichtung 23 und die
    Audioverarbeitungsvorrichtung 24 jeweils durch unterschiedliche Hardware verwirklicht, aber die Funktionen der Audioverarbeitungsvorrichtung 21, der
    Audioverarbeitungsvorrichtung 22, der
    Audioverarbeitungsvorrichtung 23 und der
    Audioverarbeitungsvorrichtung 24 können auch durch eine einzelne Audioverarbeitungsvorrichtung 20 verwirklicht sein. Alternativ können einige aus der
    Audioverarbeitungsvorrichtung 21, der
    Audioverarbeitungsvorrichtung 22, der
    Audioverarbeitungsvorrichtung 23 und der
    Audioverarbeitungsvorrichtung 24 durch gemeinsame Hardware verwirklicht sein und die anderen können durch unterschiedliche Hardware verwirklicht sein.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist jede Audioverarbeitungsvorrichtung 20 in einem jeweiligen Sitz in der Nähe des jeweiligen entsprechenden Mikrofons angeordnet. Jede Audioverarbeitungsvorrichtung 20 kann in einem Armaturenbrett angeordnet sein.
  • 2 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau des Audiosystems 5 und einen Aufbau der
    Audioverarbeitungsvorrichtung 21 darstellt. Wie in 2 dargestellt, enthält das Audiosystem 5 zusätzlich zu der Audioverarbeitungsvorrichtung 21, der
    Audioverarbeitungsvorrichtung 22, der
    Audioverarbeitungsvorrichtung 23 und der
    Audioverarbeitungsvorrichtung 24 ferner eine Spracherkennungsmaschine 40 und die elektronische Vorrichtung 50. Die Ausgabe der
    Audioverarbeitungsvorrichtung 20 wird in die Spracherkennungsmaschine 40 eingegeben. Die Spracherkennungsmaschine 40 erkennt das in dem Ausgangssignal von mindestens einer
    Audioverarbeitungsvorrichtung 20 enthaltene Geräusch und gibt ein Spracherkennungsergebnis aus. Die
    Spracherkennungsmaschine 40 erzeugt ein
    Spracherkennungsergebnis und ein Signal auf Grundlage des Spracherkennungsergebnisses. Das Signal auf Grundlage des Spracherkennungsergebnisses ist beispielsweise ein Betriebssignal der elektronischen Vorrichtung 50. Das Spracherkennungsergebnis von der Spracherkennungsmaschine 40 wird in die elektronische Vorrichtung 50 eingegeben. Die Spracherkennungsmaschine 40 kann eine Vorrichtung sein, die von der Audioverarbeitungsvorrichtung 20 verschieden ist. Die Spracherkennungsmaschine 40 ist beispielsweise innerhalb eines Armaturenbretts angeordnet. Die Spracherkennungsmaschine 40 kann innerhalb des Sitzes aufgenommen und angeordnet sein. Alternativ kann die Spracherkennungsmaschine 40 eine integrierte Vorrichtung sein, die in die Audioverarbeitungsvorrichtung 20 integriert ist.
  • Ein von der Spracherkennungsmaschine 40 ausgegebenes Signal wird in die elektronische Vorrichtung 50 eingegeben. Die elektronische Vorrichtung 50 führt beispielsweise einen Betriebsvorgang entsprechend dem Betriebssignal durch. Die elektronische Vorrichtung 50 ist beispielsweise an einem Armaturenbrett des Fahrzeugs 10 angeordnet. Die elektronische Vorrichtung 50 ist beispielsweise eine Fahrzeugnavigationsvorrichtung. Die elektronische Vorrichtung 50 kann ein Anzeigegerät, ein Fernseher oder ein mobiles Endgerät sein.
  • 1 stellt einen Fall dar, in welchem vier Personen in dem Fahrzeug sind, aber die Anzahl der Insassen ist nicht darauf beschränkt. Die Anzahl der Insassen kann kleiner oder gleich der maximalen Personenbeförderungskapazität des Fahrzeugs sein. In einem Fall beispielsweise, in welchem die maximale Personenbeförderungskapazität des Fahrzeugs sechs beträgt, kann die Anzahl der Insassen sechs oder fünf oder weniger sein.
  • Die Audioverarbeitungsvorrichtung 21, die Audioverarbeitungsvorrichtung 22, die Audioverarbeitungsvorrichtung 23 und die Audioverarbeitungsvorrichtung 24 weisen ähnliche Konfigurationen und Funktionen auf, mit Ausnahme der Konfiguration eines Teils der Filtereinheit, die weiter unten beschrieben ist. Hier ist die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 beschrieben. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 stellt das durch den Fahrer hm1 geäußerte Geräusch als eine Zielkomponente ein. Hier ist das Einstellen eines Geräuschs als eine Zielkomponente gleichbedeutend mit dem Einstellen eines Geräuschs als ein Audiosignal zur Erfassung. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 gibt als ein Ausgangssignal ein Audiosignal aus, das durch Unterdrücken einer Übersprechkomponente aus dem durch das Mikrofon MC1 aufgenommenen Audiosignal erhalten wird. Hier ist die Übersprechkomponente eine Störgeräuschkomponente, die ein Geräusch eines anderen Insassen als des Insassen, der das als die Zielkomponente eingestellte Geräusch äußert, enthält.
  • Wie in 2 dargestellt, enthält die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 ein Audioeingangsmodul 29, ein Störgeräuscherfassungsmodul 30, eine Filtereinheit F1, die eine Vielzahl adaptiver Filter enthält, ein Steuermodul 28, das Filterkoeffizienten der Vielzahl adaptiver Filter steuert, und ein Additionsmodul 27.
  • Ein Audiosignal des durch das Mikrofon MC1, das Mikrofon MC2, das Mikrofon MC3 und das Mikrofon MC4 aufgenommenen Geräuschs wird in das Audioeingangsmodul 29 eingegeben. Mit anderen Worten gibt jedes aus dem Mikrofon MC1, dem Mikrofon MC2, dem Mikrofon MC3 und dem Mikrofon MC4 ein Signal auf Grundlage eines Audiosignals des aufgenommenen Geräuschs an das Audioeingangsmodul 29 aus. Das Mikrofon MC1 gibt ein Audiosignal A an das Audioeingangsmodul 29 aus. Das Audiosignal A ist ein Signal, welches das Geräusch des Fahrers hm1 und das Störgeräusch enthält, welches das Geräusch eines anderen Insassen als des Fahrers hm1 enthält. Hier ist in der Audioverarbeitungsvorrichtung 21 das Geräusch des Fahrers hm1 eine Zielkomponente, und das Störgeräusch, welches das Geräusch des anderen Insassen als des Fahrers hm1 enthält, ist eine Übersprechkomponente. Das Mikrofon MC1 entspricht dem ersten Mikrofon. Das durch das Mikrofon MC1 aufgenommene Geräusch entspricht dem ersten Audiosignal. Das Geräusch des Fahrers hm1 entspricht der ersten Audiokomponente. Das Geräusch des anderen Insassen als des Fahrers hm1 entspricht der zweiten Audiokomponente. Das Audiosignal A entspricht dem ersten Signal. Das Mikrofon MC2 gibt ein Audiosignal B an das Audioeingangsmodul 29 aus. Das Audiosignal B ist ein Signal, welches das Geräusch des Insassen hm2 und ein Störgeräusch enthält, welches das Geräusch eines anderen Insassen als des Insassen hm2 enthält. Das Mikrofon MC3 gibt ein Audiosignal C an das Audioeingangsmodul 29 aus. Das Audiosignal C ist ein Signal, welches das Geräusch des Insassen hm3 und ein Störgeräusch enthält, welches das Geräusch eines anderen Insassen als des Insassen hm3 enthält. Das Mikrofon MC4 gibt ein Audiosignal D an das Audioeingangsmodul 29 aus. Das Audiosignal D ist ein Signal, welches das Geräusch des Insassen hm4 und ein Störgeräusch enthält, welches das Geräusch eines anderen Insassen als des Insassen hm4 enthält. Das Mikrofon MC2, das Mikrofon MC3 und das Mikrofon MC4 entsprechen dem zweiten Mikrofon. Das durch das Mikrofon MC2, das Mikrofon MC3 und das Mikrofon MC4 aufgenommene Geräusch entspricht dem zweiten Audiosignal. Das Audiosignal B, das Audiosignal C und das Audiosignal D entsprechen dem zweiten Signal. Das Audioeingangsmodul 29 gibt das Audiosignal A, das Audiosignal B, das Audiosignal C und das Audiosignal D aus. Das Audioeingangsmodul 29 entspricht einer Empfangseinheit.
  • In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 ein Audioeingangsmodul 29, in das Audiosignale von allen Mikrofonen eingegeben werden. Sie kann aber auch das Audioeingangsmodul 29 enthalten, in das ein entsprechendes Audiosignal für jedes Mikrofon eingegeben wird. Beispielsweise kann der Aufbau solcher Art sein, dass ein Audiosignal des durch das Mikrofon MC1 aufgenommenen Geräuschs in ein dem Mikrofon MC1 entsprechendes Audioeingangsmodul eingegeben wird, ein Audiosignal des durch das Mikrofon MC2 aufgenommenen Geräuschs in ein anderes, dem Mikrofon MC2 entsprechendes Audioeingangsmodul eingegeben wird, ein Audiosignal des durch das Mikrofon MC3 aufgenommenen Geräuschs in ein anderes, dem Mikrofon MC3 entsprechendes Audioeingangsmodul eingegeben wird und ein Audiosignal des durch das Mikrofon MC4 aufgenommenen Geräuschs in ein anderes, dem Mikrofon MC4 entsprechendes Audioeingangsmodul eingegeben wird.
  • Das Audiosignal A, das Audiosignal B, das Audiosignal C und das Audiosignal D, die von dem Audioeingangsmodul 29 ausgegeben werden, werden in das Störgeräuscherfassungsmodul 30 eingegeben. Das Störgeräuscherfassungsmodul 30 bestimmt, ob die einzelnen Audiosignale ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten oder nicht. Das unkorrelierte Störgeräusch ist ein Störgeräusch, das keine Korrelation zwischen den Audiosignalen aufweist. Das unkorrelierte Störgeräusch ist beispielsweise ein Störgeräusch aufgrund von Wind, ein Störgeräusch aufgrund eines Schaltkreises oder ein Berührungsrauschen aufgrund einer Kontaktierung eines Mikrofons. Das unkorrelierte Störgeräusch ist auch als nicht-akustisches Störgeräusch bezeichnet. Beispielsweise bestimmt das Störgeräuscherfassungsmodul 30 in einem Fall, in welchem die Intensität eines bestimmten Audiosignals größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist, dass das Audiosignal ein unkorreliertes Störgeräusch enthält. Alternativ kann das Störgeräuscherfassungsmodul 30 die Intensität eines bestimmten Audiosignals mit der Intensität eines anderen Audiosignals vergleichen und in einem Fall, in welchem die Intensität des bestimmten Audiosignals um einen vorgegebenen Wert oder mehr größer als die Intensität des anderen Audiosignals ist, bestimmen, dass das Audiosignal ein unkorreliertes Störgeräusch enthält. Darüber hinaus kann das Störgeräuscherfassungsmodul 30 auf Grundlage der Fahrzeuginformationen bestimmen, dass ein bestimmtes Audiosignal ein unkorreliertes Störgeräusch enthält. Beispielsweise kann das Störgeräuscherfassungsmodul 30 als die Fahrzeuginformationen Informationen über die Fahrzeuggeschwindigkeit und den offenen/geschlossenen Zustand des Fensters empfangen und in einem Fall, in welchem die Fahrzeuggeschwindigkeit größer oder gleich einem bestimmten Wert ist und das Fenster bei dem Rücksitz offen ist, bestimmen, dass das Audiosignal C und das Audiosignal D ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten. Das Störgeräuscherfassungsmodul 30 gibt das Ergebnis der Bestimmung, ob die einzelnen Audiosignale ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten oder nicht, an das Steuermodul 28 aus. Das Störgeräuscherfassungsmodul 30 gibt das Ergebnis der Bestimmung, ob die einzelnen Audiosignale ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten oder nicht, beispielsweise als eine Kennzeichnung an das Steuermodul 28 aus. Die Kennzeichnung gibt für jedes Audiosignal einen Wert „1“ oder „0“ an. „1“ bedeutet, dass das Audiosignal ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, und „0“ bedeutet, dass das Audiosignal kein unkorreliertes Störgeräusch enthält. In einem Fall, in welchem bestimmt wird, dass das Audiosignal A und das Audiosignal B kein unkorreliertes Störgeräusch enthalten und das Audiosignal C und das Audiosignal D ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten, gibt das Störgeräuscherfassungsmodul 30 beispielsweise eine Kennzeichnung „0, 0, 1, 1“ als ein Bestimmungsergebnis an das Steuermodul 28 aus. Nach dem Bestimmen, ob das unkorrelierte Störgeräusch enthalten ist, gibt das Störgeräuscherfassungsmodul 30 das Audiosignal A an das Additionsmodul 27 aus und gibt das Audiosignal B, das Audiosignal C und das Audiosignal D an die Filtereinheit F1 aus. Hier entspricht das Störgeräuscherfassungsmodul 30 dem Bestimmungsmodul.
  • In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 ein Störgeräuscherfassungsmodul 30, in das alle Audiosignale eingegeben werden. Sie kann aber auch das Störgeräuscherfassungsmodul 30 enthalten, in die ein entsprechendes Audiosignal für jedes Audiosignal eingegeben wird. Beispielsweise kann das Audiosignal A in ein Störgeräuscherfassungsmodul 301 eingegeben werden, kann das Audiosignal B in ein Störgeräuscherfassungsmodul 302 eingegeben werden, kann das Audiosignal C in ein Störgeräuscherfassungsmodul 303 eingegeben werden und kann das Audiosignal D in ein Störgeräuscherfassungsmodul 304 eingegeben werden.
  • Die Filtereinheit F1 enthält ein adaptives Filter F1A, ein adaptives Filter F1B und ein adaptives Filter F1C. Das adaptive Filter ist ein Filter, das eine Funktion zum Ändern von Eigenschaften in einem Prozess der Signalverarbeitung aufweist. Die Filtereinheit F1 wird für eine Verarbeitung zum Unterdrücken einer Übersprechkomponente, die von dem Geräusch des Fahrers hm1 verschieden ist und in dem durch das Mikrofon MC1 aufgenommenen Geräusch enthalten ist, verwendet. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Filtereinheit F1 drei adaptive Filter, aber die Anzahl der adaptiven Filter ist auf Grundlage der Anzahl der eingegebenen Audiosignale und des Verarbeitungsaufwands der Übersprechunterdrückungsverarbeitung in geeigneter Weise eingestellt. Das Verfahren zur Unterdrückung des Übersprechens ist weiter unten genau beschrieben. Hier entspricht die Filtereinheit F1 einer ersten Filtereinheit.
  • Das Audiosignal B wird als ein Referenzsignal in das adaptive Filter F1A eingegeben. Das adaptive Filter F1A gibt ein Durchgangssignal PB auf Grundlage eines Filterkoeffizienten CB und des Audiosignals B aus. Das Audiosignal C wird als ein Referenzsignal in das adaptive Filter F1B eingegeben. Das adaptive Filter F1B gibt ein Durchgangssignal PC auf Grundlage eines Filterkoeffizienten CC und des Audiosignals C aus. Das Audiosignal D wird als ein Referenzsignal in das adaptive Filter F1C eingegeben. Das adaptive Filter F1C gibt ein Durchgangssignal PD auf Grundlage eines Filterkoeffizienten CD und des Audiosignals D aus. Die Filtereinheit F1 addiert das Durchgangssignal PB, das Durchgangssignal PC und das Durchgangssignal PD und gibt sie aus. In der vorliegenden Ausführungsform sind das adaptive Filter F1A, das adaptive Filter F1B und das adaptive Filter F1C durch einen Prozessor verwirklicht, der ein in einem Speicher gespeichertes Programm ausführt. Das adaptive Filter F1A, das adaptive Filter F1B und das adaptive Filter F1C können über getrennte Hardwarekonfigurationen verfügen, die räumlich voneinander getrennt sind.
  • Hier ist ein Überblick über die Funktionsweise des adaptiven Filters gegeben. Das adaptive Filter ist ein Filter, das zum Unterdrücken einer Übersprechkomponente verwendet wird. Beispielsweise ist in einem Fall, in dem ein kleinstes mittleres Quadrat (LMS) als ein Aktualisierungsalgorithmus des Filterkoeffizienten verwendet wird, das adaptive Filter ein Filter, das eine Kostenfunktion minimiert, die durch ein mittleres Quadrat des Fehlersignals definiert ist. Das Fehlersignal ist hier eine Differenz zwischen dem Ausgangssignal und der Zielkomponente.
  • Hier ist ein FIR-Filter (Finite Impulse Response Filter, dt. Filter mit endlicher Impulsantwort) als das adaptive Filter beispielhaft dargestellt. Es können auch andere Arten von adaptiven Filtern verwendet sein. Beispielsweise kann ein IIR-Filter (Infinite Impulse Response Filter, dt. Filter mit unendlicher Impulsantwort) verwendet sein.
  • In einem Fall, in welchem die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 ein FIR-Filter als das adaptive Filter verwendet, wird das Fehlersignal, das die Differenz zwischen dem Ausgangssignal der Audioverarbeitungsvorrichtung 21 und der Zielkomponente ist, durch die folgende Formel (1) ausgedrückt.
  • e ( n ) = d ( n ) − ∑ i = 1 i − 1 w i x ( n − i )
    Figure DE112020004700T5_0001
  • Hier ist n die Zeit, e(n) ein Fehlersignal, d(n) eine Zielkomponente, wi ein Filterkoeffizient, x(n) ein Referenzsignal und 1 eine Abgriffslänge. Bei größerer Abgriffslänge 1 kann das adaptive Filter die akustischen Eigenschaften des Audiosignals genau reproduzieren. In einem Fall, in dem es keinen Nachhall gibt, kann die Abgriffslänge 1 1 betragen. Beispielsweise ist die Abgriffslänge 1 auf einen konstanten Wert eingestellt. In einem Fall, in welchem die Zielkomponente das Geräusch des Fahrers hm1 ist, ist das Referenzsignal x(n) beispielsweise das Audiosignal B, das Audiosignal C und das Audiosignal D.
  • Das Additionsmodul 27 erzeugt ein Ausgangssignal, indem es das Subtraktionssignal von dem von dem Audioeingangsmodul 29 ausgegebenen Zielaudiosignal subtrahiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Subtraktionssignal ein Signal, das durch Addieren des Durchgangssignals PB, des Durchgangssignals PC und des Durchgangssignals PD erhalten wird, die von der Filtereinheit F1 ausgegeben werden. Das Additionsmodul 27 gibt das Ausgangssignal an das Steuermodul 28 aus.
  • Das Steuermodul 28 gibt das von dem Additionsmodul 27 ausgegebene Ausgangssignal aus. Das Ausgangssignal des Steuermoduls 28 wird in die Spracherkennungsmaschine 40 eingegeben. Alternativ kann das Ausgangssignal auch direkt von dem Steuermodul 28 in die elektronische Vorrichtung 50 eingegeben werden. In einem Fall, in welchem ein Ausgangssignal direkt von dem Steuermodul 28 in die elektronische Vorrichtung 50 eingegeben wird, können das Steuermodul 28 und die elektronische Vorrichtung 50 drahtgebunden oder drahtlos verbunden sein. Beispielsweise kann die elektronische Vorrichtung 50 ein mobiles Endgerät sein, und ein Ausgangssignal kann direkt von dem Steuermodul 28 über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk in das mobile Endgerät eingegeben werden. Das in das mobile Endgerät eingegebene Ausgangssignal kann als Ton über einen Lautsprecher des mobilen Endgeräts ausgegeben werden.
  • Darüber hinaus referenziert das Steuermodul 28 das von dem Additionsmodul 27 ausgegebene Ausgangssignal und die Kennzeichnung als das von dem Störgeräuscherfassungsmodul 30 ausgegebene Bestimmungsergebnis und aktualisiert den Filterkoeffizienten jedes adaptiven Filters.
  • Als Erstes bestimmt das Steuermodul 28 auf Grundlage des Bestimmungsergebnisses ein adaptives Filter als das Aktualisierungsziel des Filterkoeffizienten. Genauer stellt das Steuermodul 28 das adaptive Filter, in welches das Audiosignal eingegeben wird, von dem in dem Störgeräuscherfassungsmodul 30 bestimmt wurde, dass es kein unkorreliertes Störgeräusch enthält, als das Aktualisierungsziel des Filterkoeffizienten ein. Darüber hinaus stellt das Steuermodul 28 das adaptive Filter, in welches das Audiosignal eingegeben wird, von dem in dem Störgeräuscherfassungsmodul 30 bestimmt wurde, dass es ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, nicht als das Aktualisierungsziel des Filterkoeffizienten ein. In einem Fall beispielsweise, in welchem eine Kennzeichnung „0, 0, 1, 1“ von dem Störgeräuscherfassungsmodul 30 empfangen wird, bestimmt das Steuermodul 28, dass das Audiosignal A und das Audiosignal B kein unkorreliertes Störgeräusch enthalten und das Audiosignal C und das Audiosignal D ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten. Dann stellt das Steuermodul 28 das adaptive Filter F1A als das Aktualisierungsziel des Filterkoeffizienten ein und stellt das adaptive Filter F1B und das adaptive Filter F1C nicht als Aktualisierungsziele des Filterkoeffizienten ein. In diesem Fall entspricht das adaptive Filter F1A einem zweiten adaptiven Filter, und das adaptive Filter F1B und das adaptive Filter F1C entsprechen einem ersten adaptiven Filter.
  • Dann aktualisiert das Steuermodul 28 den Filterkoeffizienten auf solche Weise, dass sich der Wert des Fehlersignals in Formel (1) für das als das Aktualisierungsziel des Filterkoeffizienten eingestellte adaptive Filter 0 annähert.
  • Nachstehend ist die Aktualisierung des Filterkoeffizienten in einem Fall beschrieben, in welchem das LMS als der Aktualisierungsalgorithmus verwendet wird. In einem Fall, in welchem ein Filterkoeffizient w(n) zu der Zeit n zu einem Filterkoeffizienten w(n + 1) zu einer Zeit n + 1 aktualisiert wird, ist der Zusammenhang zwischen w(n + 1) und w(n) durch die folgende Formel (2) ausgedrückt.
  • w ( n + 1 ) = w ( n ) − α x ( n ) e ( n )
    Figure DE112020004700T5_0002
  • Hier ist α ein Korrekturkoeffizient des Filterkoeffizienten. Ein Ausdruck αx(n)e(n) entspricht dem Aktualisierungsbetrag.
  • Es ist anzumerken, dass der Algorithmus zur Zeit der Aktualisierung des Filterkoeffizienten nicht auf das LMS beschränkt ist und auch andere Algorithmen verwendet werden können. Beispielsweise kann ein Algorithmus wie eine unabhängige Komponentenanalyse (Independent Component Analysis, ICA) oder ein normalisiertes kleinstes mittleres Quadrat (Normalized Least Mean Square, NLMS) verwendet werden.
  • Zur Zeit der Aktualisierung des Filterkoeffizienten stellt das Steuermodul 28 die Intensität des eingegebenen Referenzsignals für das adaptive Filter, das nicht als das Aktualisierungsziel des Filterkoeffizienten eingestellt wurde, auf null ein. Wenn beispielsweise eine Kennzeichnung „0, 0, 1, 1“ von dem Störgeräuscherfassungsmodul 30 empfangen wird, stellt das Steuermodul 28 das Audiosignal B, das in das adaptive Filter F1A als das Referenzsignal eingegeben wird und mit der Intensität eingegeben wird, die von dem Störgeräuscherfassungsmodul 30 ausgegeben wird, unverändert ein und stellt die Intensitäten des Audiosignals C, das in das adaptive Filter F1B als das Referenzsignal eingegeben wird, und des Audiosignals D, das in das adaptive Filter F1C als das Referenzsignal eingegeben wird, auf null ein. Hier umfasst das „Einstellen der Intensität des in das adaptive Filter eingegebenen Referenzsignals auf null“ das Unterdrücken der Intensität des in das adaptive Filter eingegebenen Referenzsignals auf einen Wert in der Nähe von null. Darüber hinaus umfasst das „Einstellen der Intensität des in das adaptive Filter eingegebenen Referenzsignals auf null“ das Einstellen des nicht in das adaptive Filter einzugebenden Referenzsignals. In einem Fall, in welchem die Intensität des als das Referenzsignal eingegebenen Audiosignals nicht auf null eingestellt wird, wird das Audiosignal, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, in das adaptive Filter eingegeben, das nicht als das Aktualisierungsziel des Filterkoeffizienten eingestellt wurde. Wenn beispielsweise ein Audiosignal, das starke Windgeräusche als ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, als ein Referenzsignal verwendet wird, kann es schwierig sein, eine Zielkomponente genau zu erhalten. Das Einstellen der in das adaptive Filter eingegebenen Intensität auf null für ein Audiosignal, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, ist gleichbedeutend mit der Nichtverwendung dieses Signals als ein Referenzsignal. Selbst wenn die Übersprechkomponente ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, kann folglich die Zielkomponente genau erhalten werden. In dem adaptiven Filter, in welchem die Intensität des eingegebenen Referenzsignals auf null eingestellt wird, kann die adaptive Filterung nicht durchgeführt werden. Infolgedessen kann der Verarbeitungsaufwand der Übersprechunterdrückungsverarbeitung unter Verwendung des adaptiven Filters reduziert werden.
  • Dann aktualisiert das Steuermodul 28 den Filterkoeffizienten nur für das adaptive Filter, das als das Aktualisierungsziel des Filterkoeffizienten eingestellt ist, und aktualisiert nicht den Filterkoeffizienten für das adaptive Filter, das nicht als das Aktualisierungsziel des Filterkoeffizienten eingestellt ist. Infolgedessen kann der Verarbeitungsaufwand der Übersprechunterdrückungsverarbeitung unter Verwendung des adaptiven Filters reduziert werden.
  • Beispielsweise ist ein Fall betrachtet, in welchem der Zielsitz der Fahrersitz ist und keine Äußerung durch den Fahrer hm1 vorliegt und Äußerungen durch den Insassen hm2, den Insassen hm3 und den Insassen hm4 vorliegen. Zu dieser Zeit tritt die Äußerung des anderen Insassen als des Fahrers hm1 in das Audiosignals des durch das Mikrofon MC1 aufgenommenen Geräuschs über. Mit anderen Worten enthält das Audiosignal A die Übersprechkomponente.
  • Die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 kann die Übersprechkomponente unterdrücken und das adaptive Filter aktualisieren, um das Fehlersignal zu minimieren. In diesem Fall wird das Fehlersignal im Idealfall zu einem stummen Signal, da bei dem Fahrersitz keine Äußerung vorliegt. Darüber hinaus tritt in dem oben beschriebenen Fall in einem Fall, in welchem eine Äußerung durch den Fahrer hm1 vorliegt, die Äußerung durch den Fahrer hm1 in ein anderes Mikrofon als das Mikrofon MC1 über. Außerdem wird in diesem Fall die Äußerung durch den Fahrer hm1 nicht durch die Verarbeitung durch die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 unterdrückt. Der Grund hierfür ist, dass die Äußerung durch den Fahrer hm1, die in dem Audiosignal A enthalten ist, zeitlich vor der Äußerung durch den Fahrer hm1, die in den anderen Audiosignalen enthalten ist, liegt. Dies ist dem Kausalitätsgesetz geschuldet. Daher kann die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 die Übersprechkomponente, die in dem Audiosignal A enthalten ist, durch Aktualisieren des adaptiven Filters zum Minimieren des Fehlersignals unabhängig davon, ob das Audiosignal der Zielkomponente enthalten ist oder nicht, reduzieren.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind die Funktionen des Audioeingangsmoduls 29, des Störgeräuscherfassungsmoduls 30, der Filtereinheit F1, des Steuermoduls 28 und des Additionsmoduls 27 durch einen Prozessor verwirklicht, der ein in einem Speicher gespeichertes Programm ausführt. Alternativ können das Audioeingangsmodul 29, das Störgeräuscherfassungsmodul 30, die Filtereinheit F1, das Steuermodul 28 und das Additionsmodul 27 durch separate Hardware verwirklicht sein.
  • Vorstehend ist zwar die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 beschrieben; die Audioverarbeitungsvorrichtung 22, die Audioverarbeitungsvorrichtung 23 und die Audioverarbeitungsvorrichtung 24 weisen jedoch mit Ausnahme der Filtereinheit ebenfalls im Wesentlichen ähnliche Konfigurationen auf. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 22 stellt das durch den Insassen hm2 geäußerte Geräusch als eine Zielkomponente ein. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 22 gibt als ein Ausgangssignal ein Audiosignal aus, das durch Unterdrücken einer Übersprechkomponente aus dem durch das Mikrofon MC2 aufgenommenen Audiosignal erhalten wird. Daher unterscheidet sich die Audioverarbeitungsvorrichtung 22 von der Audioverarbeitungsvorrichtung 21 darin, dass sie die Filtereinheit enthält, in die das Audiosignal A, das Audiosignal C und das Audiosignal D eingegeben werden. In ähnlicher Weise stellt die Audioverarbeitungsvorrichtung 23 das durch den Insassen hm3 geäußerte Geräusch als eine Zielkomponente ein. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 23 gibt als ein Ausgangssignal ein Audiosignal aus, das durch Unterdrücken einer Übersprechkomponente aus dem durch das Mikrofon MC3 aufgenommenen Audiosignal erhalten wird. Daher unterscheidet sich die Audioverarbeitungsvorrichtung 23 von der Audioverarbeitungsvorrichtung 21 darin, dass sie die Filtereinheit enthält, in die das Audiosignal A, das Audiosignal B und das Audiosignal D eingegeben werden. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 24 stellt das durch den Insassen hm4 geäußerte Geräusch als eine Zielkomponente ein. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 24 gibt als ein Ausgangssignal ein Audiosignal aus, das durch Unterdrücken einer Übersprechkomponente aus dem durch das Mikrofon MC4 aufgenommenen Audiosignal erhalten wird. Daher unterscheidet sich die Audioverarbeitungsvorrichtung 24 von der Audioverarbeitungsvorrichtung 21 darin, dass sie die Filtereinheit enthält, in die das Audiosignal A, das Audiosignal B und das Audiosignal C eingegeben werden.
  • 3 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Betriebsverfahren der Audioverarbeitungsvorrichtung 21 darstellt. Als erstes werden das Audiosignal A, das Audiosignal B, das Audiosignal C und das Audiosignal D in das Audioeingangsmodul 29 eingegeben (S1). Als Nächstes bestimmt das Störgeräuscherfassungsmodul 30, ob die einzelnen Audiosignale ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten (S2). Das Störgeräuscherfassungsmodul 30 gibt dieses Bestimmungsergebnis als eine Kennzeichnung an das Steuermodul 28 aus. In einem Fall, in welchem keines der Audiosignale ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, erzeugt die Filtereinheit F1 ein Subtraktionssignal wie folgt (S3). Das adaptive Filter F1A lässt das Audiosignal B durch und gibt das Durchgangssignal PB aus. Das adaptive Filter F1B lässt das Audiosignal C durch und gibt das Durchgangssignal PC aus. Das adaptive Filter F1C lässt das Audiosignal D durch und gibt das Durchgangssignal PD aus. Die Filtereinheit F1 addiert das Durchgangssignal PB, das Durchgangssignal PC und das Durchgangssignal PD und gibt sie als ein Subtraktionssignal aus. Das Additionsmodul 27 subtrahiert das Subtraktionssignal von dem Audiosignal A und erzeugt ein Ausgangssignal und gibt es aus (S4). Das Ausgangssignal wird in das Steuermodul 28 eingegeben und von dem Steuermodul 28 ausgegeben. Als Nächstes referenziert das Steuermodul 28 die Kennzeichnung als das Bestimmungsergebnis, das von dem Störgeräuscherfassungsmodul 30 ausgegeben wird, und aktualisiert die Filterkoeffizienten des adaptiven Filters F1A, des adaptiven Filters F1B und des adaptiven Filters F1C auf Grundlage des Ausgangssignals auf solche Weise, dass die in dem Ausgangssignal enthaltene Zielkomponente maximiert wird (S5). Dann führt die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 erneut Schritt S1 durch.
  • In einem Fall, in welchem in Schritt S2 bestimmt wird, dass ein beliebiges der Audiosignale ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, bestimmt das Störgeräuscherfassungsmodul 30, ob das Audiosignal, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, eine Zielkomponente ist oder nicht (S6). Insbesondere wird bestimmt, ob das Audiosignal, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, das Audiosignal A ist. In einem Fall, in welchem das Audiosignal, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, die Zielkomponente ist, stellt das Steuermodul 28 die Intensität des Audiosignals A auf null ein und gibt das Audiosignal A als das Ausgangssignal aus (S7). Zu dieser Zeit aktualisiert das Steuermodul 28 nicht die Filterkoeffizienten des adaptiven Filters F1A, des adaptiven Filters F1B und des adaptiven Filters F1C. Dann führt die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 erneut Schritt S1 durch.
  • In Schritt S6 stellt das Steuermodul 28 in einem Fall, in welchem das Audiosignal, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, nicht die Zielkomponente ist, die Intensität des Audiosignals, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält und in die Filtereinheit F1 eingegeben wird, auf null ein. Beispielsweise ist ein Fall betrachtet, in welchem das Audiosignal C und das Audiosignal D ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten und das Audiosignal B kein unkorreliertes Störgeräusch enthält. In diesem Fall stellt das Steuermodul 28 die Intensitäten des Audiosignals C und des Audiosignals D, die in die Filtereinheit F1 eingegeben werden, auf null ein und ändert die Intensität des Audiosignals B nicht. Dann erzeugt die Filtereinheit F1 ein Subtraktionssignal durch eine ähnliche Operation wie diejenige in Schritt S3 (S8). Ähnlich wie in Schritt S4 subtrahiert das Additionsmodul 27 das Subtraktionssignal von dem Audiosignal A und erzeugt ein Ausgangssignal und gibt es aus (S9). Als Nächstes aktualisiert das Steuermodul 28 auf Grundlage des Ausgangssignals den Filterkoeffizienten des adaptiven Filters, in welches das Signal, das kein unkorreliertes Störgeräusch enthält, eingegeben wird, auf solche Weise, dass die in dem Ausgangssignal enthaltene Zielkomponente maximiert wird (S10). Beispielsweise ist ein Fall betrachtet, in welchem das Audiosignal C und das Audiosignal D ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten und das Audiosignal B kein unkorreliertes Störgeräusch enthält. In diesem Fall aktualisiert das Steuermodul 28 den Filterkoeffizienten des adaptiven Filters F1A und aktualisiert die Filterkoeffizienten des adaptiven Filters F1B und des adaptiven Filters F1C nicht. Dann führt die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 erneut Schritt S1 durch.
  • Wie oben beschrieben, wird in dem Audioverarbeitungssystem 5 gemäß der ersten Ausführungsform eine Vielzahl von Audiosignalen durch eine Vielzahl von Mikrofonen erfasst, und ein Subtraktionssignal, das unter Verwendung eines adaptiven Filters erzeugt wird, wird von einem bestimmten Audiosignal durch Verwendung eines anderen Audiosignals als Referenzsignal subtrahiert. Somit wird das Geräusch eines bestimmten Sprechers mit hoher Genauigkeit erhalten. In der ersten Ausführungsform wird, wenn ein Subtraktionssignal unter Verwendung des adaptiven Filters erzeugt wird, die Intensität des Audiosignals, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält und in das adaptive Filter eingegeben wird, auf null eingestellt. Beispielsweise gibt es einen Fall, in welchem Wind in den Bereich des Rücksitzes bläst und ein starkes Windgeräusch in einem Mikrofon in der Nähe des Rücksitzes aufgenommen wird. Wenn das bei dem Rücksitz erhaltene Audiosignal als das Referenzsignal verwendet wird, kann es zu dieser Zeit schwierig sein, das Geräusch eines bestimmten Sprechers zu erhalten. Andererseits kann in der vorliegenden Ausführungsform, um die Intensität des Audiosignals, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält und in das adaptive Filter eingegeben wird, auf null einzustellen, das Audiosignal der Zielkomponente genau erhalten werden, auch wenn das unkorrelierte Störgeräusch bei einem anderen Sitz als dem Zielsitz auftritt. Darüber hinaus wird in der ersten Ausführungsform der Filterkoeffizient nicht für das adaptive Filter aktualisiert, in welches das Audiosignal, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, eingegeben wird. Infolgedessen kann der Verarbeitungsaufwand für die Unterdrückung der Übersprechkomponente reduziert werden.
  • Es ist anzumerken, dass in einem Fall, in welchem ein jeweiliges Mikrofon eine Mikrofonanordnung ist, die Mikrofonanordnung eine Richtwirkung in Richtung eines entsprechenden Insassen zur Zeit der Geräuschaufnahme aufweisen kann und so das Geräusch erfassen kann, das heißt Beamforming durchführen kann. Infolgedessen wird das Signal-Rausch-Verhältnis des in das jeweilige Mikrofon eingegebenen Audiosignals verbessert. Somit kann die Genauigkeit der durch das Audioverarbeitungssystem 5 durchgeführten Verarbeitung zur Unterdrückung der Übersprechkomponente verbessert werden.
  • 4 stellt ein Ausgabeergebnis der Audioverarbeitungsvorrichtung 20 dar. 4 stellt Ausgabeergebnisse der Audioverarbeitungsvorrichtungen 20 dar, wenn ein starkes Windgeräusch durch das Mikrofon MC3 und das Mikrofon MC4 in einem Zustand, in welchem Äußerungen durch den Fahrer hm1, den Insassen hm2, den Insassen hm3 und den Insassen hm4 vorliegen, aufgenommen wird. 4 (a), 4(b), 4(c) und 4(d) stellen Ausgabeergebnisse der Audioverarbeitungsvorrichtungen 20 dar, wenn die Eingangsintensitäten des Audiosignals C und des Audiosignals D nicht auf null eingestellt sind und die Aktualisierung des adaptiven Filters F1B und des adaptiven Filters F1C nicht gestoppt wird. 4(a) entspricht dem Ausgabeergebnis der Audioverarbeitungsvorrichtung 21, 4(b) entspricht dem Ausgabeergebnis der Audioverarbeitungsvorrichtung 22, 4(c) entspricht dem Ausgabeergebnis der Audioverarbeitungsvorrichtung 23 und 4(d) entspricht dem Ausgabeergebnis der Audioverarbeitungsvorrichtung 24. 4(e), 4(f), 4(g) und 4(h) stellen Ausgabeergebnisse der Audioverarbeitungsvorrichtungen 20 dar, wenn die Eingangsintensitäten des Audiosignals C und des Audiosignals D auf null eingestellt sind und die Aktualisierung des adaptiven Filters F1B und des adaptiven Filters F1C gestoppt wird. 4(e) entspricht dem Ausgabeergebnis der Audioverarbeitungsvorrichtung 21, 4(f) entspricht dem Ausgabeergebnis der Audioverarbeitungsvorrichtung 22, 4(g) entspricht dem Ausgabeergebnis der Audioverarbeitungsvorrichtung 23 und 4(h) entspricht dem Ausgabeergebnis der Audioverarbeitungsvorrichtung 24.
  • Aus 4(a), 4(b), 4(c) und 4(d) ist ersichtlich, dass bei Verwendung des Audiosignals, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, als das Referenzsignal die Ausgangssignale der Audioverarbeitungsvorrichtung 21 und der Audioverarbeitungsvorrichtung 22 Signale sind, die einen sehr großen Störgeräuschanteil enthalten. Auch wenn die Ausgangssignale der Audioverarbeitungsvorrichtung 21 und der Audioverarbeitungsvorrichtung 22 in diesem Fall für die Spracherkennung verwendet werden, wird die Erkennungsgenauigkeit als gering angesehen. Andererseits ist ersichtlich, dass die Ausgangssignale der Audioverarbeitungsvorrichtung 21 und der Audioverarbeitungsvorrichtung 22, die in 4(e) und 4(f) dargestellt sind, weniger Störgeräusch enthalten als diejenigen in 4(a) und 4(b). Daher können die Ausgangssignale der Audioverarbeitungsvorrichtung 21 und der Audioverarbeitungsvorrichtung 22 in diesem Fall Geräusche sein, die mit hoher Genauigkeit erkannt werden. Wie in 4(g) und 4(h) dargestellt, sind darüber hinaus die Intensitäten der Ausgangssignale der Audioverarbeitungsvorrichtung 23 und der Audioverarbeitungsvorrichtung 24 null.
  • Zweite Ausführungsform
  • 5 ist ein Diagramm, das ein Beispiel eines schematischen Aufbaus eines Audioverarbeitungssystems 5A gemäß einer zweiten Ausführungsform darstellt. Das Audioverarbeitungssystem 5A gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von dem Audioverarbeitungssystem 5 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass eine Audioverarbeitungsvorrichtung 20A anstelle der Audioverarbeitungsvorrichtung 20 vorgesehen ist. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 20A gemäß der zweiten Ausführungsform unterscheidet sich von der Audioverarbeitungsvorrichtung 20 gemäß der ersten Ausführungsform darin, dass eine zusätzliche Filtereinheit enthalten ist. In der vorliegenden Ausführungsform enthält das Audioverarbeitungssystem 5A eine Vielzahl von Audioverarbeitungsvorrichtungen 20A, die den jeweiligen Mikrofonen entsprechen. Genauer enthält das Audioverarbeitungssystem 5A eine
    Audioverarbeitungsvorrichtung 21A, eine
    Audioverarbeitungsvorrichtung 22A, eine
    Audioverarbeitungsvorrichtung 23A und eine
    Audioverarbeitungsvorrichtung 24A. Nachstehend ist die Audioverarbeitungsvorrichtung 20A unter Bezugnahme auf
    6 und 7 beschrieben. Dieselben Komponenten und Betriebsvorgänge wie diejenigen, die bei der ersten Ausführungsform beschrieben sind, sind durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet, und die Beschreibung ist weggelassen oder vereinfacht.
  • 6 ist ein Blockdiagramm, das einen Aufbau der Audioverarbeitungsvorrichtung 21A darstellt. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 21A, die
    Audioverarbeitungsvorrichtung 22A, die
    Audioverarbeitungsvorrichtung 23A und die
    Audioverarbeitungsvorrichtung 24A weisen mit der Ausnahme eines Teils einer Filtereinheit, die weiter unten beschrieben ist, ähnliche Konfigurationen und Funktionen auf. Hier ist die Audioverarbeitungsvorrichtung 21A beschrieben. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 21A stellt das durch den Fahrer hm1 geäußerte Geräusch als ein Ziel ein. Die Audioverarbeitungsvorrichtung 21A gibt als ein Ausgangssignal ein Audiosignal aus, das durch Unterdrücken einer Übersprechkomponente aus dem durch das Mikrofon MC1 aufgenommenen Audiosignal erhalten wird.
  • Die Audioverarbeitungsvorrichtung 21A enthält das Audioeingangsmodul 29, ein Störgeräuscherfassungsmodul 30A, die Filtereinheit F1, die eine Vielzahl adaptiver Filter enthält, eine Filtereinheit F2, die ein oder mehrere adaptive Filter enthält, ein Steuermodul 28A, das einen Filterkoeffizienten des adaptiven Filters der Filtereinheit F1 steuert und ein Additionsmodul 27A.
  • Die Filtereinheit F2 enthält ein oder mehrere adaptive Filter. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Filtereinheit F2 ein adaptives Filter F2A. Die Filtereinheit F2 wird für eine Verarbeitung zum Unterdrücken einer Übersprechkomponente, die von dem Geräusch des Fahrers hm1 verschieden ist und in dem durch das Mikrofon MC1 aufgenommenen Geräusch enthalten ist, verwendet. Die Anzahl der in der Filtereinheit F2 enthaltenen adaptiven Filter ist kleiner als die Anzahl der in der Filtereinheit F1 enthaltenen adaptiven Filter. In der vorliegenden Ausführungsform enthält die Filtereinheit F2 ein adaptives Filter, aber die Anzahl der adaptiven Filter ist auf Grundlage der Anzahl der eingegebenen Audiosignale und des Verarbeitungsaufwands der Übersprechunterdrückungsverarbeitung in geeigneter Weise eingestellt. Das Verfahren zur Unterdrückung des Übersprechens ist weiter unten genau beschrieben. Hier entspricht die Filtereinheit F2 einer zweiten Filtereinheit.
  • Das Audiosignal B wird als ein Referenzsignal in das adaptive Filter F2A eingegeben. Das adaptive Filter F2A gibt ein Durchgangssignal PB2 auf Grundlage eines eindeutigen Filterkoeffizienten CB2 und des Audiosignals B aus. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Funktion des adaptiven Filters F2A durch Softwareverarbeitung umgesetzt. Das adaptive Filter F2A kann eine separate Hardwarekonfiguration aufweisen, die von jedem adaptiven Filter in der Filtereinheit F1 physisch getrennt ist. Hier entspricht das adaptive Filter F1A dem zweiten adaptiven Filter, das adaptive Filter F1B und das adaptive Filter F1C entsprechen dem ersten adaptiven Filter, und das adaptive Filter F2A entspricht einem dritten adaptiven Filter. Darüber hinaus entspricht das Audiosignal B einem dritten Signal.
  • Das adaptive Filter F2A kann ein FIR-Filter, ein IIR-Filter oder eine andere Art von adaptivem Filter sein. Es ist wünschenswert, dass das adaptive Filter F2A die gleiche Art von adaptivem Filter ist wie das adaptive Filter F1A, das adaptive Filter F1B und das adaptive Filter F1C, da der Verarbeitungsaufwand im Vergleich zu dem Fall der Verwendung unterschiedlicher Arten von adaptiven Filtern reduziert werden kann. Hier ist ein Fall beschrieben, in welchem ein FIR-Filter als das adaptive Filter F2A verwendet wird.
  • Das Additionsmodul 27A erzeugt ein Ausgangssignal, indem es das Subtraktionssignal von dem von dem Audioeingangsmodul 29 ausgegebenen Zielaudiosignal subtrahiert. In der vorliegenden Ausführungsform ist das Subtraktionssignal ein Signal, das durch Addieren des Durchgangssignals PB, des Durchgangssignals PC und des Durchgangssignals PD, das von der Filtereinheit F1 ausgegeben wird, oder des Durchgangssignals PB2, das von der Filtereinheit F2 ausgegeben wird, erhalten wird. Das Additionsmodul 27A gibt das Ausgangssignal an das Steuermodul 28A aus.
  • Das Steuermodul 28A gibt das Ausgangssignal aus, das von dem Additionsmodul 27A ausgegeben wird. Das Ausgangssignal des Steuermoduls 28A wird in die Spracherkennungsmaschine 40 eingegeben. Alternativ kann das Ausgangssignal direkt von dem Steuermodul 28A in die elektronische Vorrichtung 50 eingegeben werden. In einem Fall, in welchem ein Ausgangssignal direkt von dem Steuermodul 28A in die elektronische Vorrichtung 50 eingegeben wird, können das Steuermodul 28A und die elektronische Vorrichtung 50 drahtgebunden oder drahtlos verbunden sein. Beispielsweise kann die elektronische Vorrichtung 50 ein mobiles Endgerät sein, und ein Ausgangssignal kann direkt von dem Steuermodul 28A über ein drahtloses Kommunikationsnetzwerk in das mobile Endgerät eingegeben werden. Das in das mobile Endgerät eingegebene Ausgangssignal kann als Ton über einen Lautsprecher des mobilen Endgeräts ausgegeben werden.
  • Zusätzlich zu der Funktion des Störgeräuscherfassungsmoduls 30 bestimmt das Störgeräuscherfassungsmodul 30A, ob die einzelnen Audiosignale eine Audiokomponente aufgrund einer Äußerung enthalten. Das Störgeräuscherfassungsmodul 30A gibt das Ergebnis der Bestimmung, ob die einzelnen Audiosignale eine Audiokomponente aufgrund einer Äußerung enthalten oder nicht, an das Steuermodul 28 aus. Das Störgeräuscherfassungsmodul 30A gibt das Ergebnis der Bestimmung, ob die einzelnen Audiosignale eine Audiokomponente aufgrund einer Äußerung enthalten oder nicht, beispielsweise als eine Kennzeichnung an das Steuermodul 28 aus. Die Kennzeichnung gibt für jedes Audiosignal einen Wert „1“ oder „0“ an. „1“ bedeutet, dass das Audiosignal eine Audiokomponente aufgrund einer Äußerung enthält, und „0“ bedeutet, dass das Audiosignal keine Audiokomponente aufgrund einer Äußerung enthält. In einem Fall, in welchem bestimmt wird, dass das Audiosignal A und das Audiosignal B eine Audiokomponente aufgrund einer Äußerung enthalten und das Audiosignal C und das Audiosignal D keine Audiokomponente aufgrund einer Äußerung enthalten, gibt das Störgeräuscherfassungsmodul 30 beispielsweise eine Kennzeichnung „1, 1, 0, 0“ als ein Bestimmungsergebnis an das Steuermodul 28A aus. Hier entspricht die Audiokomponente aufgrund einer Äußerung einer ersten Komponente, die von der Äußerung abgeleitet wird. Dann bestimmt das Steuermodul 28A auf Grundlage des Ergebnisses der Bestimmung, ob die einzelnen Audiosignale eine Audiokomponente aufgrund einer Äußerung enthalten, welche aus der Filtereinheit F1 und der Filtereinheit F2 verwendet wird, um das Subtraktionssignal zu erzeugen. Beispielsweise gibt es einen Fall, in welchem ein adaptives Filter, in welches das Audiosignal, von dem bestimmt wird, dass es nicht die Audiokomponente aufgrund einer Steuermodul-Äußerung enthält, eingegeben wird, in der Filtereinheit F1 enthalten ist und nicht in der Filtereinheit F2 enthalten ist. In diesem Fall bestimmt das Steuermodul 28A, dass das Subtraktionssignal unter Verwendung der Filtereinheit F2 zu erzeugen ist. Die Audioverarbeitungsvorrichtungen 21A kann ein von dem Störgeräuscherfassungsmodul 30A separates Äußerungsbestimmungsmodul enthalten, das bestimmt, ob die einzelnen Audiosignale eine Audiokomponente aufgrund einer Äußerung enthalten. In diesem Fall ist das Äußerungsbestimmungsmodul zwischen das Audioeingangsmodul 29 und das Störgeräuscherfassungsmodul 30A oder zwischen das Störgeräuscherfassungsmodul 30A und die Filtereinheit F1 und die Filtereinheit F2 geschaltet. Die Funktion des Äußerungsbestimmungsmoduls ist beispielsweise durch einen Prozessor, der ein in einem Speicher gespeichertes Programm ausführt, verwirklicht. Die Funktion des Äußerungsbestimmungsmoduls kann durch Hardware verwirklicht sein.
  • Beispielsweise ist ein Fall betrachtet, in welchem das Audiosignal B eine Audiokomponente aufgrund der Äußerung des Insassen hm2 enthält, das Audiosignal C keine Audiokomponente aufgrund der Äußerung des Insassen hm3 enthält und das Audiosignal D keine Audiokomponente aufgrund der Äußerung des Insassen hm4 enthält. Zu dieser Zeit ist ein adaptives Filter, in welches das Audiosignal C und das Audiosignal D eingegeben werden, in der Filtereinheit F1 enthalten und nicht in der Filtereinheit F2 enthalten. Der Filterkoeffizient jedes adaptiven Filters, das in der Filtereinheit F1 enthalten ist, wird beispielsweise in einem Fall, in welchem das Referenzsignal in jedes der adaptiven Filter eingegeben wird, aktualisiert, um das Fehlersignal zu minimieren. Andererseits weist der Filterkoeffizient des adaptiven Filters F2A, das in der Filtereinheit F2 enthalten ist, unter der Annahme, dass nur das Audiosignal B als das Referenzsignal verwendet wird, einen eindeutigen Wert auf. Daher besteht, wenn ein Fall, in welchem nur das Audiosignal B in jede Filtereinheit als das Referenzsignal eingegeben wird, verglichen wird, eine Möglichkeit, dass das Fehlersignal unter Verwendung der Filtereinheit F2 kleiner gemacht werden kann als unter Verwendung der Filtereinheit F1.
  • In einem Fall, in welchem die Anzahl der in der Filtereinheit F2 enthaltenen adaptiven Filter kleiner als die Anzahl der in der Filtereinheit F1 enthaltenen adaptiven Filter ist, kann der Verarbeitungsaufwand durch Erzeugen des Subtraktionssignals unter Verwendung der Filtereinheit F2 gegenüber dem Fall der Erzeugung eines Subtraktionssignals unter Verwendung der Filtereinheit F1 reduziert werden.
  • Alternativ ist ein adaptives Filter, in welches das Audiosignal, von dem in dem Störgeräuscherfassungsmodul 30 bestimmt wird, dass es ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, eingegeben wird, in der Filtereinheit F1 enthalten und nicht in der Filtereinheit F2 enthalten. Auch in diesem Fall bestimmt das Steuermodul 28A, dass ein Subtraktionssignal unter Verwendung der Filtereinheit F2 zu erzeugen ist.
  • Der Filterkoeffizient jedes adaptiven Filters, das in der Filtereinheit F1 enthalten ist, wird beispielsweise in einem Fall, in welchem das Referenzsignal in jedes der adaptiven Filter eingegeben wird, aktualisiert, um das Fehlersignal zu minimieren. Andererseits weist der Filterkoeffizient des adaptiven Filters F2A, das in der Filtereinheit F2 enthalten ist, unter der Annahme, dass nur das Audiosignal B als das Referenzsignal verwendet wird, einen eindeutigen Wert auf. In einem Fall, in welchem das Audiosignal C und das Audiosignal D ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten, werden die Intensitäten des Audiosignals C und des Audiosignals D, die in die Filtereinheit F1 eingegeben werden, auf null eingestellt. In diesem Fall kann das Fehlersignal in einigen Fällen durch Verwendung der Filtereinheit F2, die nur das Audiosignal B als das Referenzsignal verwendet, anstatt der Verwendung der Filtereinheit F1, bei der angenommen wird, dass alle aus dem Audiosignal B, dem Audiosignal C und dem Audiosignal D als das Referenzsignal verwendet werden, kleiner gemacht werden.
  • Darüber hinaus aktualisiert das Steuermodul 28A den Filterkoeffizienten jedes adaptiven Filters der Filtereinheit F1 in einem Fall, in welchem ein Subtraktionssignal unter Verwendung der Filtereinheit F1 erzeugt wird, auf Grundlage des Ausgangssignals, das von dem Additionsmodul 27A ausgegeben wird, und des Bestimmungsergebnisses, das von dem Störgeräuscherfassungsmodul 30 ausgegeben wird. Das Verfahren zum Aktualisieren des Filterkoeffizienten ist ähnlich demjenigen der ersten Ausführungsform.
  • In der vorliegenden Ausführungsform sind die Funktionen des Audioeingangsmoduls 29, des Störgeräuscherfassungsmoduls 30, der Filtereinheit F1, der Filtereinheit F2, des Steuermoduls 28A und des Additionsmoduls 27A durch einen Prozessor verwirklicht, der ein in einem Speicher gespeichertes Programm ausführt. Alternativ können das Audioeingangsmodul 29, das Störgeräuscherfassungsmodul 30, die Filtereinheit F1, die Filtereinheit F2, das Steuermodul 28A und das Additionsmodul 27A durch separate Hardware verwirklicht sein.
  • 7 ist ein Ablaufdiagramm, das ein Betriebsverfahren der Audioverarbeitungsvorrichtung 21A darstellt. Als erstes werden das Audiosignal A, das Audiosignal B, das Audiosignal C und das Audiosignal D in das Audioeingangsmodul 29 eingegeben (S11). Als Nächstes bestimmt das Störgeräuscherfassungsmodul 30, ob die einzelnen Audiosignale ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten (S12). In einem Fall, in welchem keines der Audiosignale ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, bestimmt das Steuermodul 28A, welche Filtereinheit zum Erzeugen eines Subtraktionssignals verwendet wird (S13). In einem Fall, in welchem das Steuermodul 28A bestimmt, dass die Filtereinheit F1 zu verwenden ist, erzeugt die Filtereinheit F1 ein Subtraktionssignal und gibt es aus, ähnlich wie in Schritt S3 der ersten Ausführungsform (S14). Das Additionsmodul 27A subtrahiert das Subtraktionssignal von dem Audiosignal A und erzeugt ein Ausgangssignal und gibt es aus (S15). Das Ausgangssignal wird in das Steuermodul 28 eingegeben und von dem Steuermodul 28 ausgegeben. Als Nächstes aktualisiert das Steuermodul 28 die Filterkoeffizienten des adaptiven Filters F1A, des adaptiven Filters F1B und des adaptiven Filters F1C auf Grundlage des Ausgangssignals auf solche Weise, dass die in dem Ausgangssignal enthaltene Zielkomponente maximiert wird (S16). Dann führt die Audioverarbeitungsvorrichtung 21A erneut Schritt S11 durch.
  • In Schritt S13 erzeugt die Filtereinheit F2 in einem Fall, in welchem das Steuermodul 28A bestimmt, dass die Filtereinheit F2 zu verwenden ist, ein Subtraktionssignal wie folgt (S17). Das adaptive Filter F2A lässt das Audiosignal B durch und gibt das Durchgangssignal PB2 aus. Die Filtereinheit F2 gibt das Durchgangssignal PB2 als ein Subtraktionssignal aus. Das Additionsmodul 27A subtrahiert das Subtraktionssignal von dem Audiosignal A und erzeugt ein Ausgangssignal und gibt es aus (S18). Das Ausgangssignal wird in das Steuermodul 28 eingegeben und von dem Steuermodul 28 ausgegeben. Dann führt die Audioverarbeitungsvorrichtung 21 erneut Schritt S11 durch.
  • In einem Fall, in welchem in Schritt S2 bestimmt wird, dass ein beliebiges der Audiosignale ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, bestimmt das Störgeräuscherfassungsmodul 30, ob das Audiosignal, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, eine Zielkomponente ist oder nicht (S19). Insbesondere wird bestimmt, ob das Audiosignal, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, das Audiosignal A ist. In einem Fall, in welchem das Audiosignal, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, die Zielkomponente ist, stellt das Steuermodul 28 die Intensität des Audiosignals A auf null ein und gibt das Audiosignal A als das Ausgangssignal aus (S20). Zu dieser Zeit aktualisiert das Steuermodul 28 nicht die Filterkoeffizienten des adaptiven Filters F1A, des adaptiven Filters F1B und des adaptiven Filters F1C. Dann führt die Audioverarbeitungsvorrichtung 21A erneut Schritt S11 durch.
  • Wenn das Audiosignal, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, nicht die Zielkomponente ist, bestimmt das Steuermodul 28A in Schritt S19, welche Filtereinheit zum Erzeugen eines Subtraktionssignals verwendet wird (S21). In einem Fall, in welchem das Steuermodul 28A bestimmt, dass die Filtereinheit F1 zu verwenden ist, stellt das Steuermodul 28 die Intensität des Audiosignals, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält und in die Filtereinheit F1 eingegeben wird, auf null ein. Beispielsweise wird ein Fall betrachtet, in welchem das Audiosignal B ein unkorreliertes Störgeräusch enthält und das Audiosignal C und das Audiosignal D kein unkorreliertes Störgeräusch enthalten. In diesem Fall stellt das Steuermodul 28 die Intensität des Audiosignals B, das in die Filtereinheit F1 eingegeben wird, auf null ein und ändert die Intensitäten des Audiosignals C und des Audiosignals D nicht. Dann erzeugt die Filtereinheit F1 ein Subtraktionssignal durch eine ähnliche Operation wie diejenige in Schritt S3 der ersten Ausführungsform (S22). Ähnlich wie in Schritt S4 der ersten Ausführungsform subtrahiert das Additionsmodul 27A das Subtraktionssignal von dem Audiosignal A und erzeugt ein Ausgangssignal und gibt es aus (S23). Als Nächstes aktualisiert das Steuermodul 28A auf Grundlage des Ausgangssignals den Filterkoeffizienten des adaptiven Filters, in welches das Signal, das kein unkorreliertes Störgeräusch enthält, eingegeben wird, auf solche Weise, dass die in dem Ausgangssignal enthaltene Zielkomponente maximiert wird (S24). Beispielsweise wird ein Fall betrachtet, in welchem das Audiosignal B ein unkorreliertes Störgeräusch enthält und das Audiosignal C und das Audiosignal D kein unkorreliertes Störgeräusch enthalten. In diesem Fall aktualisiert das Steuermodul 28 die Filterkoeffizienten des adaptiven Filters F1B und des adaptiven Filters F1C und aktualisiert den Filterkoeffizienten des adaptiven Filters F1A nicht. Dann führt die Audioverarbeitungsvorrichtung 21A erneut Schritt S11 durch.
  • In Schritt S21 erzeugt die Filtereinheit F2 in einem Fall, in welchem das Steuermodul 28A bestimmt, dass die Filtereinheit F2 zu verwenden ist, ein Subtraktionssignal ähnlich wie in Schritt S17 (S25). Das Additionsmodul 27A subtrahiert das Subtraktionssignal von dem Audiosignal A und erzeugt ein Ausgangssignal und gibt es aus (S26). Das Ausgangssignal wird in das Steuermodul 28 eingegeben und von dem Steuermodul 28 ausgegeben. Dann führt die Audioverarbeitungsvorrichtung 21A erneut Schritt S11 durch.
  • Wie oben beschrieben, kann auch in dem Audioverarbeitungssystem 5A gemäß der zweiten Ausführungsform, ähnlich wie bei dem Audioverarbeitungssystem 5, das Audiosignal der Zielkomponente genau erhalten werden, auch wenn ein unkorreliertes Störgeräusch bei einem anderen Sitz als dem Zielsitz auftritt. Darüber hinaus wird in der ersten Ausführungsform der Filterkoeffizient nicht für das adaptive Filter aktualisiert, in welches das Audiosignal, das ein unkorreliertes Störgeräusch enthält, eingegeben wird. Infolgedessen kann der Verarbeitungsaufwand für die Unterdrückung der Übersprechkomponente reduziert werden.
  • Darüber hinaus enthält das Audioverarbeitungssystem 5A zusätzlich die Filtereinheit F2, die eine kleinere Anzahl adaptiver Filter aufweist als die Filtereinheit F1, und das Steuermodul 28A bestimmt, welche aus der Filtereinheit F1 und der Filtereinheit F2 zu verwenden ist. Infolgedessen kann der Verarbeitungsaufwand im Vergleich zu einem Fall, in welchem das Subtraktionssignal immer unter Verwendung der Filtereinheit F1 erzeugt wird, reduziert werden.
  • In der vorliegenden Ausführungsform ist der Fall beschrieben, in welchem die Filtereinheit F2 ein adaptives Filter mit einem eindeutigen Filterkoeffizienten enthält, aber die Filtereinheit F2 kann auch zwei oder mehr adaptive Filter enthalten. Darüber hinaus braucht der Koeffizient des adaptiven Filters, das in der Filtereinheit F2 enthalten ist, nicht eindeutig zu sein und kann durch das Steuermodul 28A gesteuert werden. In einem Fall, in welchem die Filtereinheit F2 ein adaptives Filter enthält, das in der Lage ist, den Filterkoeffizienten zu steuern, kann das Steuermodul 28A den Filterkoeffizienten des adaptiven Filters, in welches das Audiosignal, das kein unkorreliertes Störgeräusch enthält, eingegeben wird, nach Schritt S18 oder nach Schritt S26 aktualisieren.
  • Bezugszeichenliste
    • 5
    Audioverarbeitungssystem
    10
    Fahrzeug
    20, 21, 22, 23, 24
    Audioverarbeitungsvorrichtung
    27
    Additionsmodul
    28
    Steuermodul
    29
    Audioeingangsmodul
    30
    Störgeräuscherfassungsmodul
    F1
    Filtereinheit
    F1A, F1B, F1C
    Adaptives Filter
    40
    Spracherkennungsmaschine
    50
    Elektronische Vorrichtung
  • 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 4889810 [0003]

Claims (14)

  1. Audioverarbeitungssystem, umfassend: ein erstes Mikrofon, das ausgelegt ist, ein erstes Audiosignal, das eine erste Audiokomponente enthält, zu erfassen und ein erstes Signal auf Grundlage des ersten Audiosignals auszugeben; ein oder mehrere Mikrofone, wobei jedes der ein oder mehreren Mikrofone ausgelegt ist, ein Audiosignal zu erfassen, das eine Audiokomponente enthält, die von der ersten Audiokomponente verschieden ist, und ein Mikrofonsignal auf Grundlage des Audiosignals auszugeben; ein oder mehrere adaptive Filter, die ausgelegt sind, die Mikrofonsignale jeweils von den ein oder mehreren Mikrofonen zu empfangen und auf Grundlage der Mikrofonsignale Durchgangssignale auszugeben; ein Bestimmungsmodul, das ausgelegt zu bestimmen, ob die einzelnen Mikrofonsignale ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten, wobei es sich um ein Störgeräusch handelt, das keine Korrelation zwischen den Audiosignalen aufweist; ein Steuermodul, das ausgelegt ist, ein oder mehrere Filterkoeffizienten der ein oder mehreren adaptiven Filter zu steuern; und ein Additionsmodul, das ausgelegt ist, ein Subtraktionssignal auf Grundlage der Durchgangssignale von dem ersten Signal zu subtrahieren, wobei die ein oder mehreren Mikrofone ein zweites Mikrofon umfassen, das ausgelegt ist, ein zweites Audiosignal zu erfassen, das eine zweite Audiokomponente enthält, die von der ersten Audiokomponente verschieden ist, und ein zweites Signal auf Grundlage des zweiten Audiosignals auszugeben, und, wenn das Bestimmungsmodul bestimmt, dass das zweite Signal das unkorrelierte Störgeräusch enthält, das Steuermodul ausgelegt ist, einen Pegel des zweiten Signals, das in das entsprechende adaptive Filter eingegeben wird, auf null einzustellen.
  2. Audioverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die ein oder mehreren Mikrofone ein drittes Mikrofon umfassen, das ausgelegt ist, ein drittes Audiosignal zu erfassen, das eine dritte Audiokomponente enthält, die von der ersten Audiokomponente und der zweiten Audiokomponente verschieden ist, und ein drittes Signal auf Grundlage des dritten Audiosignals auszugeben, die ein oder mehreren adaptiven Filter ein erstes adaptives Filter, in welches das zweite Signal eingegeben wird, und ein zweites adaptives Filter, in welches das dritte Signal eingegeben wird, umfassen, und, wenn das Bestimmungsmodul bestimmt, dass das zweite Signal das unkorrelierte Störgeräusch enthält und das dritte Signal nicht das unkorrelierte Störgeräusch enthält, das Steuermodul ausgelegt ist, den Filterkoeffizienten des zweiten adaptiven Filters zu ändern, ohne den Filterkoeffizienten des ersten adaptiven Filters zu ändern.
  3. Audioverarbeitungssystem nach Anspruch 1, wobei die ein oder mehreren Mikrofone ein drittes Mikrofon umfassen, das ausgelegt ist, ein drittes Audiosignal zu erfassen, das eine dritte Audiokomponente enthält, die von der ersten Audiokomponente und der zweiten Audiokomponente verschieden ist, und ein drittes Signal auf Grundlage des dritten Audiosignals auszugeben, das Audioverarbeitungssystem ferner umfasst: eine erste Filtereinheit, welche die ein oder mehreren adaptiven Filter enthält, wobei die ein oder mehreren adaptiven Filter ein erstes adaptives Filter, in welches das zweite Signal eingegeben wird, und ein zweites adaptives Filter umfassen, in welches das dritte Signal eingegeben wird, und eine zweite Filtereinheit, die ein oder mehrere adaptive Filter enthält, wobei die zweite Filtereinheit ein drittes adaptives Filter enthält, das von dem zweiten adaptiven Filter verschieden und ausgelegt ist, das dritte Signal zu empfangen und ein erstes Durchgangssignal auf Grundlage des dritten Signals auszugeben, eine Anzahl der in der zweiten Filtereinheit enthaltenen adaptiven Filter kleiner als eine Anzahl der in der ersten Filtereinheit enthaltenen adaptiven Filter ist und das Steuermodul ausgelegt ist, auf Grundlage des zweiten Signals und des dritten Signals zu bestimmen, welche aus der ersten Filtereinheit und der zweiten Filtereinheit zum Erzeugen des Subtraktionssignals verwendet wird.
  4. Audioverarbeitungssystem nach Anspruch 3, wobei die zweite Filtereinheit nur das dritte adaptive Filter enthält und, wenn bestimmt wird, dass das zweite Signal nicht eine erste Komponente enthält, die von einer Äußerung abgeleitet ist, und das dritte Signal die erste Komponente enthält, das Steuermodul ausgelegt ist, das Subtraktionssignal durch Verwendung der zweiten Filtereinheit zu erzeugen.
  5. Audioverarbeitungssystem nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bestimmungsmodul ausgelegt ist zu bestimmen, dass das Mikrofonsignal das unkorrelierte Störgeräusch enthält, wenn eine Intensität des Mikrofonsignals größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist.
  6. Audioverarbeitungssystem nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei die ein oder mehreren Mikrofone ein erstes Zielmikrofon, das ausgelegt ist, ein erstes Mikrofonsignal auszugeben, und ein zweites Zielmikrofon, das ausgelegt ist, ein zweites Mikrofonsignal auszugeben, umfassen, wobei das zweite Zielmikrofon von dem ersten Zielmikrofon verschieden ist, und das Bestimmungsmodul ausgelegt ist zu bestimmen, dass das erste Mikrofonsignal das unkorrelierte Störgeräusch enthält, wenn eine Intensität des ersten Mikrofonsignals um einen vorgegebenen Wert oder mehr größer als eine Intensität des zweiten Mikrofonsignals ist.
  7. Audioverarbeitungssystem nach einem beliebigen der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Bestimmungsmodul ausgelegt ist, auf Grundlage von Fahrzeuginformationen zu bestimmen, dass das Mikrofonsignal das unkorrelierte Störgeräusch enthält.
  8. Audioverarbeitungsvorrichtung, umfassend: eine erste Empfangseinheit, die ausgelegt ist, ein erstes Signal auf Grundlage eines ersten Audiosignals, das eine erste Audiokomponente enthält, zu empfangen; ein oder mehrere Empfangseinheiten, wobei jede der ein oder mehreren Empfangseinheiten ausgelegt ist, ein Mikrofonsignal auf Grundlage eines Audiosignals, das eine Audiokomponente enthält, die von der ersten Audiokomponente verschieden ist, zu empfangen; eine Filtereinheit, die ein oder mehrere adaptive Filter enthält, die ausgelegt sind, jeweils die Mikrofonsignale von den ein oder mehreren Empfangseinheiten zu empfangen und Durchgangssignale auf Grundlage der Mikrofonsignale auszugeben; ein Bestimmungsmodul, das ausgelegt ist zu bestimmen, ob die einzelnen Mikrofonsignale ein unkorreliertes Störgeräusch enthalten; ein Steuermodul, das ausgelegt ist, ein oder mehrere Filterkoeffizienten der ein oder mehreren adaptiven Filter zu steuern; und ein Additionsmodul, das ausgelegt ist, ein Subtraktionssignal auf Grundlage der Durchgangssignale von dem ersten Signal zu subtrahieren, wobei die ein oder mehreren Empfangseinheiten eine zweite Empfangseinheit umfassen, die ausgelegt ist, ein zweites Signal auf Grundlage eines zweiten Audiosignals, das eine zweite Audiokomponente enthält, die von der ersten Audiokomponente verschieden ist, zu empfangen, und, wenn das Bestimmungsmodul bestimmt, dass das zweite Signal das unkorrelierte Störgeräusch enthält, das Steuermodul ausgelegt ist, einen Pegel des zweiten Signals, das in das entsprechende adaptive Filter eingegeben wird, auf null einzustellen.
  9. Audioverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die ein oder mehreren Empfangseinheiten ausgelegt sind, ein drittes Signal auf Grundlage eines dritten Audiosignals, das eine dritte Audiokomponente enthält, die von der ersten Audiokomponente und der zweiten Audiokomponente verschieden ist, zu empfangen, die ein oder mehreren Filter ein erstes adaptives Filter, von welchem das zweite Signal ausgegeben wird, und ein zweites adaptives Filter, von welchem das dritte Signal ausgegeben wird, umfassen und, wenn das Bestimmungsmodul bestimmt, dass das zweite Signal das unkorrelierte Störgeräusch enthält und das dritte Signal nicht das unkorrelierte Störgeräusch enthält, das Steuermodul ausgelegt ist, den Filterkoeffizienten des zweiten adaptiven Filters zu ändern, ohne den Filterkoeffizienten des ersten adaptiven Filters zu ändern.
  10. Audioverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die ein oder mehreren Empfangseinheiten ausgelegt sind, ein drittes Signal auf Grundlage eines dritten Audiosignals, das eine dritte Audiokomponente enthält, die von der ersten Audiokomponente und der zweiten Audiokomponente verschieden ist, zu empfangen, die Audioverarbeitungsvorrichtung ferner umfasst: eine erste Filtereinheit, welche die ein oder mehreren adaptiven Filter enthält, wobei die ein oder mehreren adaptiven Filter ein erstes adaptives Filter, in welches das zweite Signal eingegeben wird, und ein zweites adaptives Filter umfassen, in welches das dritte Signal eingegeben wird, und eine zweite Filtereinheit, die ein oder mehrere adaptive Filter enthält, wobei die zweite Filtereinheit ein drittes adaptives Filter enthält, das von dem zweiten adaptiven Filter verschieden und ausgelegt ist, das dritte Signal zu empfangen und ein erstes Durchgangssignal auf Grundlage des dritten Signals auszugeben, eine Anzahl der in der zweiten Filtereinheit enthaltenen adaptiven Filter kleiner als eine Anzahl der in der ersten Filtereinheit enthaltenen adaptiven Filter ist und das Steuermodul ausgelegt ist, auf Grundlage des zweiten Signals und des dritten Signals zu bestimmen, welche aus der ersten Filtereinheit und der zweiten Filtereinheit zum Erzeugen des Subtraktionssignals verwendet wird.
  11. Audioverarbeitungsvorrichtung nach Anspruch 10, wobei die zweite Filtereinheit nur das dritte adaptive Filter enthält und, wenn bestimmt wird, dass das zweite Signal nicht eine erste Komponente enthält, die von einer Äußerung abgeleitet ist, und das dritte Signal die erste Komponente enthält, das Steuermodul ausgelegt ist, das Subtraktionssignal durch Verwendung der zweiten Filtereinheit zu erzeugen.
  12. Audioverarbeitungsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Bestimmungsmodul ausgelegt ist zu bestimmen, dass das Mikrofonsignal das unkorrelierte Störgeräusch enthält, wenn eine Intensität des Mikrofonsignals größer oder gleich einem vorgegebenen Wert ist.
  13. Audioverarbeitungsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Mikrofonsignal ein erstes Mikrofonsignal und ein zweites Mikrofonsignal, das von dem ersten Mikrofonsignal verschieden ist, umfasst und das Bestimmungsmodul ausgelegt ist zu bestimmen, dass das erste Mikrofonsignal das unkorrelierte Störgeräusch enthält, wenn eine Intensität des ersten Mikrofonsignals um einen vorgegebenen Wert oder mehr größer als eine Intensität des zweiten Mikrofonsignals ist.
  14. Audioverarbeitungsvorrichtung nach einem beliebigen der Ansprüche 8 bis 11, wobei das Bestimmungsmodul ausgelegt ist, auf Grundlage von Fahrzeuginformationen zu bestimmen, dass das Mikrofonsignal das unkorrelierte Störgeräusch enthält.
DE112020004700.8T 2019-09-30 2020-06-02 Audioverarbeitungssystem und Audioverarbeitungsvorrichtung Pending DE112020004700T5 (de)

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