DE112021000212T5 - Verfahren und Einrichtung zur Abschwächung von Audioheulen - Google Patents

Verfahren und Einrichtung zur Abschwächung von Audioheulen Download PDF

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Abstract

Bereiche des Audiofrequenzspektrums, die am stärksten für Heulen anfällig sind, werden identifiziert oder bestimmt. Bei Detektion formen diese Ansätze das Frequenzspektrum des Audios, das an die Lautsprecher geht, so dass nur jene Heulfrequenzen unterdrückt werden.

Description

  • TECHNISCHES GEBIET
  • Diese Anmeldung betrifft Eliminieren oder Reduzieren von Heulen in Audiosignalen, die Zuhörern präsentiert werden.
  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Autointerne Kommunikationssysteme haben zunehmendes Interesse von Herstellern und Kunden gefunden. Typischerweise beinhalten diese Systeme ein oder mehrere Mikrofone und Lautsprecher. Manchmal ist ein Freisprechsystem bereitgestellt, das Kommunikation von einer Zone in dem Fahrzeug zu einer anderen Zone in dem Fahrzeug erlaubt. Bei einem Beispiel ist ein System dafür ausgebildet, dass die Sprache des Fahrers von einem Freisprechmikrofon zu Lautsprechern im Rückraum des Fahrzeugs geroutet wird, so dass sich der Fahrer nicht dazu genötigt fühlt, während Bedingungen mit hohem Geräuschpegel seinen Kopf zu drehen, um zu Passagieren im Rückraum des Fahrzeugs zu sprechen.
  • In diesen Aufbausituationen tritt manchmal Heulen auf. Insbesondere kann Mikrofon/Lautsprecher-Rückkopplung zu hörbarem Heulen oder Übersteuern führen, wenn die akustische Kopplung stark genug ist. In diesen Situationen wird ein Signal durch das Mikrofon empfangen, verstärkt und aus dem Lautsprecher abgegeben. Der Schall des Lautsprechers kann durch das Mikrofon aufgenommen werden, und die Schleife läuft weiter. Dies ergibt ein „heulendes“ Geräusch, das von Zuhörern gehört werden kann, und ein solches kann eine unerfreuliche Erfahrung darstellen.
  • Figurenliste
  • Für ein vollständigeres Verständnis der Erfindung sollte Bezug auf die folgende Beschreibung und die begleitenden Zeichnungen genommen werden, wobei:
    • 1 umfasst ein Diagramm eines Systems für Heulabschwächung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
    • 2 umfasst ein Diagramm eines Ansatzes für Heulabschwächung, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
    • 3 umfasst ein Diagramm, das Aspekte des Betriebs der hier beschriebenen Ansätze veranschaulicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
    • 4 umfasst ein Diagramm, das Aspekte des Betriebs der hier beschriebenen Ansätze veranschaulicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
    • 5 umfasst ein Diagramm, das Aspekte des Betriebs der hier beschriebenen Ansätze veranschaulicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
    • 6 umfasst ein Flussdiagramm, das Aspekte des Betriebs der hier beschriebenen Ansätze veranschaulicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
    • 7 umfasst ein Diagramm, das Aspekte des Betriebs der hier beschriebenen Ansätze veranschaulicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung;
    • 8 umfasst ein Diagramm, das Aspekte des Betriebs der hier beschriebenen Ansätze veranschaulicht, gemäß verschiedenen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
  • Der Durchschnittsfachmann erkennt, dass Elemente in den Figuren zur Vereinfachung und Klarheit veranschaulicht sind. Ferner erkennt man, dass gewisse Aktionen und/oder Schritte in einer bestimmten Reihenfolge des Auftretens beschrieben oder dargestellt sind, wohingegen der Durchschnittsfachmann versteht, dass eine solche Spezifität hinsichtlich einer Abfolge nicht wirklich erforderlich ist. Weiterhin versteht sich, dass die hier verwendeten Begriffe und Ausdrücke deren gewöhnliche Bedeutung haben, wie sie solchen Begriffen und Ausdrücken hinsichtlich deren entsprechenden jeweiligen Gebieten von Fragestellungen und Forschung eingeräumt sind, mit Ausnahme davon, wo hier spezifische Bedeutungen anderweitig dargelegt wurden.
  • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
  • In den hier beschriebenen Ansätzen werden Bereiche des Audiofrequenzspektrums, die am stärksten für Heulen anfällig sind, identifiziert oder bestimmt. Bei Detektion formen diese Ansätze das Frequenzspektrum des Audios, das an die Lautsprecher gesendet wird, so dass nur jene Heulfrequenzen unterdrückt werden.
  • Die vorliegenden Ansätze verwenden eine Anti-Heul-Maske oder ein Anti-Heul-Filter (hier auch mitunter als „Heulmaske“, „Filter“ oder „Maskierungsfilter“ bezeichnet). Bei manchen Aspekten wird diese Maske aus einem adaptiven Filter abgeleitet und kann, unter Verwendung vorhandener Ausrüstung, wie etwa einem vorhandenen Geräuschunterdrückungssystem, direkt auf den Audiostream angewandt werden.
  • Die vorliegenden Ansätze können mit Vorteil vorhandene Komponenten (z. B. einen Akustikechoauslöscher) als den Akustikkanalschätzer zum Detektieren von Heulbedingungen und zum Einstellen des Anti-Heul-Maskierungsfilters verwenden. Die hier bereitgestellten Ansätze können auch ein vorhandenes Geräuschunterdrückungsmodul zum Implementieren der Maskierungsfilterung verwenden. Infolgedessen minimieren die vorliegenden Ansätze die innerhalb des System benötigten zusätzlichen Berechnungen, wobei die innerhalb der vorhandenen Systemkomponenten durchgeführten Berechnungen nur moderat zunehmen.
  • Bei Aspekten wird ein adaptives Filter zum Modellieren des in einem Fahrzeug verwendeten Kabinengehäuse-Rückkopplungssystems verwendet. In einem Beispiel wird dieses Filter als ein Echoauslöscher verwendet. Diese Ansätze analysieren die Filtergewichte im Frequenzbereich. Alle Spektralgewichtskomponenten, die eine Einheitsstärke übersteigen, werden dem Rückkopplungssystem Gewinn zuführen und zu Rückkopplungsübersteuerung oder -heulen führen. Ein Maskierungsfilter wird erzeugt, das jene Frequenzen invertiert und die anderen Frequenzen unverändert belässt. Das Filter wird auf die Lautsprecherausgabe angewandt. Das durch die Lautsprecher präsentierte resultierende Verbundspektrum weist auf Einheitsstärke abgeschwächte Heulfrequenzen auf, wobei die anderen Frequenzen unverändert sind.
  • In Beispielen können verschiedene Ansätze zum Implementieren des Maskierungsfilters verwendet werden. Beispielsweise kann ein vorhandenes Geräuschunterdrückungssystem verwendet werden. Geräuschunterdrückung ist typischerweise frequenzbasiert unter Verwendung eines Verfahrens mit segmentierter Faltung für Filterung. In diesem Fall kann das Maskierungsfilter direkt innerhalb des Geräuschunterdrückungsmoduls unter Verwendung des Frequenzbereich-Maskierungsspektrums angewandt werden. Diese besondere Implementation vermeidet eine zusätzliche Filterungsoperation.
  • In vielen dieser Ausführungsformen ist ein System zum Abschwächen von Heulen an einem Lautsprecher vorgesehen. Das System umfasst einen Audiolautsprecher, ein Mikrofon und eine Steuerschaltung. Die Steuerschaltung ist mit dem Audiolautsprecher und dem Mikrofon gekoppelt.
  • Die Steuerschaltung ist dafür ausgebildet, eine Schätzung eines Echopfadsignals zu erstellen, das auf einer Eingabe in den Audiolautsprecher und einer Ausgabe des Mikrofons basiert. Die Steuerschaltung ist ferner dafür ausgebildet, gemäß ausgewählten aus einer Vielzahl von Frequenzen in der Schätzung des Echopfadsignals dynamisch ein Akustikfilter zu erzeugen. Jede der ausgewählten aus der Vielzahl von Frequenzen führt zu Audioheulen an dem Audiolautsprecher. Die Steuerschaltung ist ferner dafür ausgebildet, ein an dem Mikrofon empfangenes analoges Mikrofonsignal in ein digitales Mikrofonsignal umzuwandeln. Die Steuerschaltung ist dafür ausgebildet, das digitale Mikrofonsignal auf das Akustikfilter anzusetzen, wobei ein abgeschwächtes digitales Signal erstellt wird, wobei das abgeschwächte digitale Signal eine Abschwächung des Echopfadsignals nur an den ausgewählten der Vielzahl von Frequenzen beinhaltet. Die Steuerschaltung ist weiterhin dafür ausgebildet, das abgeschwächte digitale Signal in ein abgeschwächtes analoges Signal umzuwandeln. Der Audiolautsprecher gibt das abgeschwächte analoge Signal für einen Benutzer wieder.
  • Bei Aspekten befinden sich der Audiolautsprecher, die Steuerschaltung und das Mikrofon in einem Fahrzeug. In Beispielen ist das Fahrzeug ein Auto, ein Lastwagen, ein Flugzeug oder ein Schiff. Andere Örtlichkeiten und Fahrzeugarten sind möglich.
  • In anderen Beispielen wird die Schätzung des Echopfadsignals durch Subtrahieren der Ausgabe des Mikrofons von der Ausgabe des Akustikfilters erstellt, wobei die Subtraktion eine Differenz erstellt. Bei manchen Aspekten ist das Filter dafür ausgebildet, das Quadrat der Differenz zu minimieren.
  • Bei anderen Aspekten wird Geräuschunterdrückung auch auf das digitale Mikrofonsignal angewandt. In Beispielen liegt das digitale Mikrofonsignal im Frequenzbereich und das analoge Mikrofonsignal liegt im Zeitbereich. In noch weiteren Beispielen ist das Mikrofon ein Freisprechmikrofon.
  • In anderen dieser Ausführungsformen ist ein Ansatz zum Abschwächen von Heulen an einem Lautsprecher vorgesehen. Ein Audiolautsprecher, ein Mikrofon und eine Steuerschaltung sind vorgesehen.
  • Die Steuerschaltung erstellt eine Schätzung eines Echopfadsignals, das auf einer Eingabe in den Audiolautsprecher und einer Ausgabe des Mikrofons basiert. Die Steuerschaltung erzeugt, gemäß ausgewählten aus einer Vielzahl von Frequenzen in der Schätzung des Echopfadsignals, dynamisch ein Akustikfilter. Jede der ausgewählten aus der Vielzahl von Frequenzen führt zu Audioheulen an dem Audiolautsprecher. Die Steuerschaltung wandelt ein an dem Mikrofon empfangenes analoges Mikrofonsignal in ein digitales Mikrofonsignal um und legt das digitale Mikrofonsignal an das Akustikfilter an, wobei ein abgeschwächtes digitales Signal erstellt wird. Das abgeschwächte digitale Signal beinhaltet eine Abschwächung des Echopfadsignals nur an den ausgewählten aus der Vielzahl von Frequenzen. Die Steuerschaltung wandelt das abgeschwächte digitale Signal in ein abgeschwächtes analoges Signal um. Der Audiolautsprecher gibt das abgeschwächte analoge Signal für einen Benutzer wieder.
  • Wir beziehen uns auf 1, wo ein System 100 ausgebildet ist zum Reduzieren und/oder Verhindern von Audioheulen. Das System 100 umfasst Audiolautsprecher 102, Mikrofone 104 und eine Steuerschaltung 106. Die Steuerschaltung 106 ist mit den Audiolautsprechern 102 und den Mikrofonen 104 gekoppelt. Bei Aspekten befinden sich die Audiolautsprecher 102, die Steuerschaltung 106 und die Mikrofone 104 in einem Fahrzeug 107. In Beispielen ist das Fahrzeug 107 ein Auto, ein Lastwagen, ein Flugzeug oder ein Schiff. Andere Örtlichkeiten und Fahrzeugarten sind möglich. Das Fahrzeug 107 beinhaltet Vordersitze 109 und einen Rücksitz 111. Obgleich aus Gründen der Zeichnungsklarheit die Steuerschaltung 106 und die Verbindungen zwischen einigen Systemkomponenten als außerhalb des Fahrzeugs 107 befindlich gezeigt sind, kann die Steuerschaltung 106 in dem Fahrzeug eingesetzt sein, beispielsweise als Teil einer Fahrzeugsteuereinheit oder eines Fahrzeugsteuersystems.
  • Die Komponenten können unter Verwendung verschiedenster drahtgebundener und/oder drahtloser Verbindungen verbunden sein. Zusätzlich kann der Arbeitsspeicher in dem System enthalten sein (z. B. an der Steuerschaltung), um programmierte Anweisungen zum Implementieren der Funktionen hierin zu speichern, oder um hier beschriebene Informationen (z. B. die Masken) temporär oder permanent zu speichern.
  • Die Audiolautsprecher 102 sind von einer beliebigen Lautsprecherart, die zum Produzieren hörbarer Töne für menschliche Zuhörer verwendet wird. Beispielsweise können die Lautsprecher 102 von einer beliebigen Lautsprecherart sein, die sich in einem Automobil findet, um Zuhörern in dem Fahrzeug 107 die Unterhaltungen von Insassen, Musik oder andere hörbare Töne zu präsentieren.
  • Die Mikrofone 104 sind von einer beliebigen Art, die Schallenergie empfängt und die Schallenergie in ein elektrisches Signal umwandelt. In einem Beispiel produzieren oder erstellen die Mikrofone 104 aus der empfangenen Schallenergie ein analoges elektrisches Signal im Zeitbereich. Verschiedenste Arten von Mikrofonen sind möglich. In einem Beispiel sind die Mikrofone 104 Freisprechmikrofone. Andere Beispiele von Mikrofonen sind möglich.
  • Man erkennt, dass sich der Begriff „Steuerschaltung“, so wie er hier verwendet wird, breitgefächert auf jeglichen Mikrocontroller, Computer oder jegliche prozessorbasierte Vorrichtung mit einem Prozessor, einem Arbeitsspeicher und programmierbarer Eingabe/Ausgabe-Peripherie bezieht, die allgemein dafür designt ist, den Betrieb anderer Komponenten und Vorrichtungen zu regieren. Ferner versteht sich, gemeinsame begleitende Zusatzvorrichtungen, einschließlich Arbeitsspeicher, Transceiver für Kommunikation mit anderen Komponenten und Vorrichtungen usw. zu beinhalten. Diese architekturellen Optionen sind im Fachgebiet gut bekannt und verstanden und benötigen daher hier keine weitere Beschreibung. Die Steuerschaltung 106 kann dafür ausgebildet sein (beispielsweise unter Verwendung entsprechender, in einem Arbeitsspeicher gespeicherter Programmierung, wie dem Durchschnittsfachmann bestens bekannt ist), eine(n) oder mehrere der hier beschriebenen Schritte, Aktionen und/oder Funktionen auszuführen.
  • Für den Rest dieser Erörterung werden ein Audiolautsprecher 102 und ein Mikrofon 104 angenommen. Allerdings können, wie in 1 gezeigt ist, zwei Lautsprecher und zwei Mikrofone verwendet werden. Vielmehr versteht sich, dass eine beliebige Anzahl von Lautsprechern und Mikrofonen in den hier beschriebenen Ansätzen genutzt werden kann.
  • Die Steuerschaltung 106 ist dafür ausgebildet, eine Schätzung eines Echopfadsignals zu erstellen, das auf einer Eingabe in den Audiolautsprecher und einer Ausgabe des Mikrofons basiert. Die Steuerschaltung 106 ist ferner dafür ausgebildet, gemäß ausgewählten aus einer Vielzahl von Frequenzen in der Schätzung des Echopfadsignals dynamisch ein Akustikfilter zu erzeugen. Jede der ausgewählten aus der Vielzahl von Frequenzen führt zu Audioheulen an dem Audiolautsprecher 102. Mit „Heulen“ und in den Beispielen ist ein hörbares Kreischen gemeint, das zumindest teilweise durch Rückkopplung innerhalb des Systems verursacht wird. Die Steuerschaltung 106 ist ferner dafür ausgebildet, ein an dem Mikrofon 104 empfangenes analoges Mikrofonsignal in ein digitales Mikrofonsignal umzuwandeln. Die Steuerschaltung 106 ist dafür ausgebildet, das digitale Mikrofonsignal auf das Akustikfilter anzusetzen, wobei ein abgeschwächtes digitales Signal erstellt wird, wobei das abgeschwächte digitale Signal eine Abschwächung des Echopfadsignals nur an den ausgewählten der Vielzahl von Frequenzen beinhaltet. Die Steuerschaltung 106 ist weiterhin dafür ausgebildet, das abgeschwächte digitale Signal in ein abgeschwächtes analoges Signal umzuwandeln. Der Audiolautsprecher 102 gibt das abgeschwächte analoge Signal für einen Benutzer wieder.
  • In anderen Beispielen wird die Schätzung des Echopfadsignals durch Subtrahieren der Ausgabe des Mikrofons 104 von der Ausgabe des Akustikfilters erstellt, wobei die Subtraktion eine Differenz erstellt. Bei manchen Aspekten ist das Filter dafür ausgebildet, das Quadrat der Differenz zu minimieren.
  • Bei anderen Aspekten wird Geräuschunterdrückung auch auf das digitale Mikrofonsignal angewandt. In Beispielen liegt das digitale Mikrofonsignal im Frequenzbereich und das analoge Mikrofonsignal liegt im Zeitbereich. Das Filter kann als eine beliebige Kombination von Hardware und/oder Software implementiert sein. In Beispielen werden durch Computersoftware implementierte mathematische Gleichungen zum Implementieren des Filters verwendet. Man erkennt auch, dass sich das Filter mit der Zeit dynamisch ändert und dass dies eine physische Änderung in dem System repräsentiert.
  • Wir beziehen uns auf 2, wo andere Aspekte der vorliegenden Ansätze beschrieben sind. Ein Lautsprecher 202 produziert ein Echo F(w, t). Man erkennt, dass „w“ und „f“ hier austauschbar verwendet werden und die Frequenz repräsentieren. Ein Mikrofon 204 empfängt Nahbereichssprache und das Echo.
  • An einem Addierer 206 wird die Ausgabe einer Schätzung F̂(ƒ,t) eines Echopfadfilters von dem einlaufenden Signal von dem Mikrofon subtrahiert. Die Kanalschätzung F̂(ƒ,t) wird durch Subtrahieren der Ausgabe des Mikrofons von der Ausgabe des Filters F̂(ƒ,t) und Finden des Werts F̂(ƒ,t), der das Quadrat dieser Differenz minimiert, erzeugt. Durch Minimieren des Quadrats dieser Differenz wird die Schätzung des „mittleren quadratischen Fehlers“ der Kanalfrequenzantwort F(ƒ,t) erzeugt. Dieser „mittlere quadratische Fehler“ der Kanalschätzung kann durch verschiedenste, dem Durchschnittsfachmann bekannte Verfahren erzeugt werden.
  • In Schritt 208 wird eine Maske oder ein Filter erzeugt. Die Maske M(ƒ,t) ist durch M(ƒ,t)× F̂(ƒ,t)= 1 für alle Frequenzen ƒ, bei denen F̂(ƒ,t) > 1 und M(ƒ,t)× F̂(ƒ,t) = F̂(ƒ,t) ist, für alle Frequenzen f, wo F̂(ƒ,t) ≤ 1 ist, definiert.
  • In Schritt 210 schwächt die Maske nur das Kanalspektrum F̂(ƒ,t) bei Frequenzen ab, bei denen F̂(ƒ,t) größer als 1 ist. Für alle anderen Frequenzen bleibt das Kanalspektrum unverändert. Die Maske M(ƒ,t)wird durch M(ƒ,t) = 1/F̂(ƒ,t) für alle Frequenzen ƒ, bei denen F̂(ƒ,t) > 1 und M(ƒ,t)= 1 ist, für alle Frequenzen f, wo F̂(ƒ,t) ≤ 1 ist, erzeugt.
  • Wir beziehen uns nun auf 3, 4 und 5, wo Beispiele der Anwendung dieser Ansätze beschrieben sind.
  • 3 zeigt ein Beispiel einer modellierten Kanalfrequenzantwort F(w, t) oder F(f, t). Der in 3 gezeigte Plot repräsentiert das Echosignal mit bestimmten Stärken (oder Gewichten) bei bestimmten Frequenzen. Die Signalstärke ist auf der y-Achse und die Frequenz ist auf der x-Achse aufgetragen.
  • Alle Gewichtskomponenten, die eine Einheitsstärke übersteigen, werden zu Rückkopplungsübersteuerung oder -heulen führen. So wie es hier beschrieben ist, wird ein Maskierungsfilter erzeugt, das jene Frequenzen invertiert und die anderen Frequenzen unverändert belässt. Das Filter wird auf die Lautsprecherausgabe angewandt. Das resultierende Verbundspektrum weist auf Einheitsstärke abgeschwächte Heulfrequenzen auf, wobei die anderen Frequenzen unverändert sind.
  • Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist eine Schwelle von 1 zum Abschwächen ausgewählt. Mit anderen Worten gesagt wird jegliche Komponente oberhalb einer Stärke 1 abgeschwächt.
  • 4 zeigt ein Beispiel für eine Maske oder ein Filter 400. Die Signalstärke ist auf der y-Achse gezeigt und die Frequenz ist auf der x-Achse gezeigt. Wie in dieser Figur gezeigt ist, weist die Maske 400 in den Regionen der modellierten Frequenzantwort, die (in ihrer Stärke) oberhalb eins liegen, negative Größen auf. Wie erwähnt, kann die Maske 400 als eine beliebige Kombination von Hardware oder Software implementiert sein. Beispielsweise können eine oder mehrere mathematische Gleichungen in Computersoftware implementiert und durch eine Steuerschaltung ausgeführt werden. Diese Gleichungen repräsentieren die in 4 gezeigte Maske 400.
  • 5 zeigt das Ergebnis (ein Verbundspektrum, das mehrere Frequenzen zeigt) des Anwendens der Maske auf die Kanalfrequenzantwort. Man sieht, dass die Frequenzantwort, für Frequenzen mit Gewichten mit Stärke über 1, durch Anwenden der Maske 400 auf 1 reduziert ist. Bei diesen Frequenzen schwächt die Maske die Signalstärke ab. Man sieht auch, dass die Maske 400 bei einigen anderen Frequenzen 1 ist und keine Subtraktion auftritt.
  • Wir beziehen uns nun auf 6, wo ein Beispiel der Anwendung dieser Ansätze beschrieben ist. In Schritt 602 wird das Eingangsaudiosignal x(t) empfangen. In Schritt 602 treten ein Überlapp und eine Wandlung in den Frequenzbereich des Eingangsaudiosignals x(t) auf. In diesem Schritt wird x(t) in Segmente aufgebrochen, zeitlich geglättet, mit Nachbarsegmenten überlappt und in den Frequenzbereich gewandelt. Dies produziert das Signal X(w, T). In Schritt 604 wird das Geräusch des Signals unterdrückt. Dies ergibt X(w, T) x N(w, t). Mit Geräuschunterdrückung ist die Abschwächung des Geräuschs im Frequenzbereich gemeint, während die Spracherkennbarkeit beibehalten wird.
  • In Schritt 606 tritt, wie hier beschrieben, eine Heulunterdrückung auf. Dies produziert das Signal X(w, T) x N(w, t) x M(w, t). Dieses wird in Schritt 608 in den Zeitbereich gewandelt. Dieses Signal kann Zuhörern durch einen Lautsprecher präsentiert werden.
  • Wir beziehen uns nun auf 7, wo ein weiteres Beispiel für eine modellierte Kanalfrequenzantwort F(w, t) beschrieben ist. Dieses repräsentiert das Echosignal mit bestimmten Stärken (Gewichten) bei bestimmten Frequenzen. Die Signalstärke ist auf der y-Achse und die Frequenz ist auf der x-Achse aufgetragen.
  • Alle Gewichtskomponenten, die eine Einheitsstärke übersteigen, werden zu Rückkopplungsübersteuerung oder -heulen führen. Wie in dieser Figur gezeigt ist, ist eine Schwelle von 1 zum Abschwächen ausgewählt. Mit anderen Worten gesagt wird Jegliches oberhalb einer Stärke 1 abgeschwächt.
  • Wir beziehen uns nun auf 8, wo ein weiteres Beispiel für ein Maskierungsfilter 800 beschrieben ist. Dieses besondere Maskierungsfilter 800 ist auf die modellierte Kanalfrequenzantwort F(w, t) von 7 anwendbar. Dieses Maskierungsfilter 800, das jene Frequenzen invertiert und die anderen Frequenzen unverändert belässt, wird erzeugt. Das Maskierungsfilter 800 kann als eine beliebige Kombination von Hardware und Software implementiert werden. Das Filter wird auf die Lautsprecherausgabe angewandt. Das resultierende Verbundspektrum weist auf Einheitsstärke abgeschwächte Heulfrequenzen auf, wobei die anderen Frequenzen unverändert sind. Das Verbundspektrum wird Zuhörern, beispielsweise an einem Lautsprecher, präsentiert. Infolgedessen sieht man, dass die vorliegenden Ansätze nur heulbezogene Frequenzen abschwächen, wobei alle anderen Frequenzen in einem Spektrum von Frequenzen unverändert bleiben.
  • Es versteht sich, dass jegliche der hier beschriebenen Vorrichtungen (z. B. die Steuerschaltungen, die Steuereinheiten, die Fahrzeugsteuereinheiten, die Geräuschunterdrückungsmodule, jegliche Empfänger, jegliche Sender, jegliche Sensoren, jegliche Präsentations- oder Anzeigevorrichtungen) eine Rechenvorrichtung zum Implementieren verschiedenster Funktionalität und eines Betriebs dieser Vorrichtungen verwenden können. Hinsichtlich einer Hardwarearchitektur kann eine solche Rechenvorrichtung unter anderem eine Steuerschaltung, einen Prozessor, einen Arbeitsspeicher und eine oder mehrere Eingangs- und/oder Ausgangs-Vorrichtungsschnittstellen bzw. E/A-Vorrichtungsschnittstellen, die über eine lokale Schnittstelle kommunizierend gekoppelt sind, beinhalten. Die lokale Schnittstelle kann beispielsweise unter anderem einen oder mehrere Busse und/oder andere drahtgebundene oder drahtlose Verbindungen beinhalten. Der Prozessor kann eine Hardwarevorrichtung zum Ausführen von Software, insbesondere von in einem Arbeitsspeicher gespeicherter Software sein. Der Prozessor kann ein Sonder- oder handelsüblicher Prozessor, eine zentrale Verarbeitungseinheit (CPU), ein Hilfsprozessor unter einigen mit der Rechenvorrichtung assoziierten Prozessoren, ein halbleiterbasierter Mikroprozessor (in der Form eines Mikrochips oder eines Chipsatzes) oder allgemein jedwede Vorrichtung zum Ausführen von Softwareanweisungen sein.
  • Die hier beschriebenen Speichervorrichtungen können ein beliebiges oder eine Kombination von flüchtigen Speicherelementen (z. B. Direktzugriffsspeicher (RAM), wie etwa dynamisches RAM (DRAM), statisches RAM (SRAM), synchrones dynamisches RAM (SDRAM), Video-RAM (VRAM) und so weiter)) und/oder nichtflüchtigen Speicherelementen (z. B. Nurlesespeicher (ROM), Festplatte, Band, CD-ROM und so weiter) beinhalten. Darüber hinaus kann der Speicher elektronische, magnetische, optische und/oder andere Arten von Speicherungsmedien beinhalten. Dieser Speicher kann auch eine verteilte Architektur aufweisen, in der sich verschiedenste Komponenten voneinander entfernt befinden, wobei aber auf diese von dem Prozessor zugegriffen werden kann.
  • Die Software in irgendeiner der hier beschriebenen Speichervorrichtungen kann ein oder mehrere separate Programme beinhalten, von denen jedes eine geordnete Auflistung von ausführbaren Anweisungen zum Implementieren der hier beschriebenen Funktionen aufweist. Wenn es als ein Quellprogramm erstellt ist, wird das Programm über einen Compiler, einen Assembler, einen Interpreter oder dergleichen übersetzt, der innerhalb des Speichers enthalten sein kann oder auch nicht.
  • Man erkennt, dass jeglicher der hier beschriebenen Ansätze zumindest teilweise als Computeranweisungen implementiert werden kann, die auf einem Computermedium (z. B. einem wie oben beschriebenen Computerarbeitsspeicher) gespeichert werden, und diese Anweisungen können auf einer Verarbeitungsvorrichtung, wie etwa einem Mikroprozessor, ausgeführt werden. Allerdings können diese Ansätze als eine beliebige Kombination von elektronischer Hardware und/oder Software implementiert werden.
  • Bevorzugte Ausführungsformen dieser Erfindung werden hier beschrieben, einschließlich des besten den Erfindern bekannten Modus zum Ausführen der Erfindung. Es versteht sich, dass die veranschaulichten Ausführungsformen nur beispielhaft sind und nicht als den Schutzumfang der Erfindung begrenzend betrachtet werden sollten.

Claims (16)

  1. System zum Abschwächen von Heulen an einem Lautsprecher, wobei das System Folgendes umfasst: einen Audiolautsprecher; ein Mikrofon; eine Steuerschaltung, gekoppelt mit dem Audiolautsprecher und dem Mikrofon, wobei die Steuerschaltung ausgebildet ist zum: Erstellen einer Schätzung eines Echopfadsignals, das auf einer Eingabe in den Audiolautsprecher und einer Ausgabe des Mikrofons basiert; dynamisches Erzeugen eines Akustikfilters, gemäß ausgewählten aus einer Vielzahl von Frequenzen in der Schätzung des Echopfadsignals, wobei jede der ausgewählten aus der Vielzahl von Frequenzen zu Audioheulen an dem Audiolautsprecher führt; Umwandeln eines an dem Mikrofon empfangenen analogen Mikrofonsignals in ein digitales Mikrofonsignal; Ansetzen des digitalen Mikrofonsignals auf das Akustikfilter, wobei ein abgeschwächtes digitales Signal erstellt wird, wobei das abgeschwächte digitale Signal eine Abschwächung des Echopfadsignals nur an den ausgewählten der Vielzahl von Frequenzen beinhaltet; Umwandeln des abgeschwächten digitalen Signals in ein abgeschwächtes analoges Signal; wobei der Audiolautsprecher das abgeschwächte analoge Signal für einen Benutzer wiedergibt.
  2. System nach Anspruch 1, wobei der Audiolautsprecher, die Steuerschaltung und das Mikrofon in einem Fahrzeug angeordnet sind.
  3. System nach Anspruch 1, wobei das Fahrzeug ein Auto, ein Lastwagen, ein Flugzeug oder ein Schiff ist.
  4. System nach Anspruch 1, wobei die Schätzung des Echopfadsignals durch Subtrahieren der Ausgabe des Mikrofons von der Ausgabe des Akustikfilters erstellt wird, wobei die Subtraktion eine Differenz erstellt.
  5. System nach Anspruch 4, wobei das Filter dafür ausgebildet ist, das Quadrat der Differenz zu minimieren.
  6. System nach Anspruch 1, wobei Geräuschunterdrückung auch auf das digitale Mikrofonsignal angewandt wird.
  7. System nach Anspruch 1, wobei das digitale Mikrofonsignal im Frequenzbereich liegt und das analoge Mikrofonsignal im Zeitbereich liegt.
  8. System nach Anspruch 1, wobei das Mikrofon ein Freisprechmikrofon ist.
  9. Verfahren zum Abschwächen von Heulen an einem Lautsprecher, wobei das Verfahren Folgendes umfasst: Bereitstellen eines Audiolautsprechers, eines Mikrofons und einer Steuerschaltung; durch die Steuerschaltung: Erstellen einer Schätzung eines Echopfadsignals, das auf einer Eingabe in den Audiolautsprecher und einer Ausgabe des Mikrofons basiert; dynamisches Erzeugen eines Akustikfilters, gemäß ausgewählten aus einer Vielzahl von Frequenzen in der Schätzung des Echopfadsignals, wobei jede der ausgewählten aus der Vielzahl von Frequenzen zu Audioheulen an dem Audiolautsprecher führt; Umwandeln eines an dem Mikrofon empfangenen analogen Mikrofonsignals in ein digitales Mikrofonsignal; Ansetzen des digitalen Mikrofonsignals auf das Akustikfilter, wobei ein abgeschwächtes digitales Signal erstellt wird, wobei das abgeschwächte digitale Signal eine Abschwächung des Echopfadsignals nur an den ausgewählten der Vielzahl von Frequenzen beinhaltet; Umwandeln des abgeschwächten digitalen Signals in ein abgeschwächtes analoges Signal; wobei der Audiolautsprecher das abgeschwächte analoge Signal für einen Benutzer wiedergibt.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Audiolautsprecher, die Steuerschaltung und das Mikrofon in einem Fahrzeug angeordnet sind.
  11. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Fahrzeug ein Auto, ein Lastwagen, ein Flugzeug oder ein Schiff ist.
  12. System nach Anspruch 9, wobei die Schätzung des Echopfadsignals durch Subtrahieren der Ausgabe des Mikrofons von der Ausgabe des Akustikfilters erstellt wird, wobei die Subtraktion eine Differenz erstellt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei das Filter dafür ausgebildet ist, das Quadrat der Differenz zu minimieren.
  14. Verfahren nach Anspruch 9, wobei Geräuschunterdrückung auch auf das digitale Mikrofonsignal angewandt wird.
  15. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das digitale Mikrofonsignal im Frequenzbereich liegt und das analoge Mikrofonsignal im Zeitbereich liegt.
  16. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das Mikrofon ein Freisprechmikrofon ist.
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