WO2020212178A1 - Geschwindigkeitsabhängige rauschunterdrückung bei audiosignalen in einem fahrzeug - Google Patents

Geschwindigkeitsabhängige rauschunterdrückung bei audiosignalen in einem fahrzeug Download PDF

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WO2020212178A1
WO2020212178A1 PCT/EP2020/059741 EP2020059741W WO2020212178A1 WO 2020212178 A1 WO2020212178 A1 WO 2020212178A1 EP 2020059741 W EP2020059741 W EP 2020059741W WO 2020212178 A1 WO2020212178 A1 WO 2020212178A1
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vehicle
noise suppression
noise
suppression filter
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PCT/EP2020/059741
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Inventor
Simon Bork
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Volkswagen Aktiengesellschaft
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Publication date
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    • G—PHYSICS
    • G10—MUSICAL INSTRUMENTS; ACOUSTICS
    • G10L—SPEECH ANALYSIS TECHNIQUES OR SPEECH SYNTHESIS; SPEECH RECOGNITION; SPEECH OR VOICE PROCESSING TECHNIQUES; SPEECH OR AUDIO CODING OR DECODING
    • G10L21/00—Speech or voice signal processing techniques to produce another audible or non-audible signal, e.g. visual or tactile, in order to modify its quality or its intelligibility
    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • G—PHYSICS
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    • G10L21/02—Speech enhancement, e.g. noise reduction or echo cancellation
    • G10L21/0208—Noise filtering
    • G10L21/0264—Noise filtering characterised by the type of parameter measurement, e.g. correlation techniques, zero crossing techniques or predictive techniques

Definitions

  • the invention relates to a method and an arrangement for noise suppression
  • Audio signals in a vehicle as well as a vehicle comprising such an arrangement are also possible.
  • Capture vehicle interior for a transmission can be done by means of a so-called hands-free device via cellular or other wireless
  • Communication partners are transferred. It is also known to process and / or prepare such audio signals within the vehicle, in particular in such a way that their quality is improved from the perspective of the external communication partner. For example, noise components that do not represent a useful signal (for example no speech signal) can be filtered out and / or suppressed from these audio signals. Only the correspondingly processed signal can then actually be transmitted to the external communication partner.
  • noise components that do not represent a useful signal (for example no speech signal) can be filtered out and / or suppressed from these audio signals. Only the correspondingly processed signal can then actually be transmitted to the external communication partner.
  • DE 10 2005 051 699 A1 also teaches an audio reception system with correction options in the event of reception interference.
  • Noise reduction is often not done in such a way that a
  • the invention is therefore aimed at improving the use of noise suppression for audio signals in a vehicle, in particular in such a way that it is not too undesirably high from the point of view of any external communication partner
  • One finding of the invention is that the noise suppression of
  • Audio signals in a vehicle is adapted to current operating situations of the vehicle. This relates in particular to the extent of the noise suppression, that is to say to what extent and in particular how strong or, in other words, how intensive the noise components in the
  • Vehicle speed is a reliable indicator of an adequate level of noise reduction in a vehicle.
  • the ambient or wind, engine, rolling noises and / or other interfering noises that can be perceived in a vehicle interior depend significantly on the vehicle speed and increase with increasing vehicle speed. See accordingly too
  • Vehicles partially built in communication solutions that enable quick contact to a service center of the vehicle manufacturer or an emergency call center and / or calls through such a service center or an emergency call center, for example in response to signals transmitted by the vehicle. In this way, emergency calls (resp.
  • the noise suppression can be significantly reduced or even completely eliminated. Accordingly, the audio signal is transmitted as unfiltered as possible, so that an employee of a service center or an emergency call center receives as much audio information as possible in order to infer a possible well-being of the driver or the conditions at the possible accident location. For example, in this way the employee can receive breathing noises or ambient noises (for example moving traffic or sirens) with only minimal loss of information and pass this on to rescue workers.
  • breathing noises or ambient noises for example moving traffic or sirens
  • the invention proposes a method for suppressing noise in audio signals, such as those used e.g. are received by a hands-free device and / or before they are sent out by a hands-free device to an external communication partner, in a vehicle.
  • the vehicle can be a motor vehicle and in particular a passenger car or a truck.
  • the procedure includes:
  • At least partially suppress the noise component in an audio signal e.g. by filtering and / or attenuating
  • the noise suppression filter can be a functionality of a control device which, for example, provides a hands-free device, communication device or other audio processing device of the vehicle or interacts with such.
  • the noise suppression filter can be an algorithm and / or a software component that is executed by a control unit of the vehicle or the other aforementioned devices.
  • the noise suppression filter can receive the audio signal as an input signal and use it as a
  • the audio signal can be an audio signal received in a vehicle interior or recorded via a microphone. It can therefore be derived from the im
  • the audio signal can be subdivided into a useful component and a noise component.
  • the useful portion can include that portion that actually goes to the external
  • Communication partner is to be communicated and / or contains relevant information, in particular the voice information uttered by a vehicle occupant.
  • the noise component can relate to components of the audio signal that do not provide any benefit and / or that are not speech information.
  • the noise component can include or be attributable to the above-mentioned interference noises or interference sources.
  • the noise suppression filter can be set up using conventional algorithms to differentiate between these components and / or to at least partially filter out the noise component.
  • the parameters of the noise suppression filter can be suitably selected in the context of a vehicle development, in particular with regard to which frequency ranges are to be attenuated and / or completely filtered out by this filter.
  • steaming can generally mean reducing a
  • volume value (or decibel value) of the audio signal or at least one audio signal component e.g. frequency component
  • the vehicle speed value can be obtained from any vehicle system in a manner known per se. For example, it can be read from a CAN bus and / or queried by speed sensors.
  • the method can generally be implemented by a computer or executed by a control device with at least one microprocessor.
  • those properties can also be determined with a software component (for example a component connected upstream of the noise suppression filter and / or interacting with it) that are to be determined as a function of the driving speed value and / or the extent of these determinations can be determined and calculated. This is preferably done continuously while the vehicle is in operation, i.e. the properties of the
  • Noise suppression filters are continuously adapted to the vehicle speed, for example at least when audio signals are currently present and / or are to be transmitted. - 5 -
  • the property that is to be established as a function of the vehicle speed value obtained is an intensity variable of the noise suppression filter.
  • it can be an intensity variable relating to the extent or, in other words, the strength of the noise suppression.
  • the intensity size or the extent of the noise suppression can increase with increasing vehicle speed and in particular increase proportionally thereto (for example in at least one frequency range of the type explained below).
  • Frequency bands apply and / or for a maximum intensity over all frequency bands. Consequently, in the case of a frequency band or frequency range dependent
  • Noise suppression a mean value of the intensity variable over all frequency bands can increase with increasing speed and / or be proportional thereto. The same applies to the maximum value of the intensity variable over all frequency bands for a specific driving speed. But it is e.g. not excluded that in at least one frequency band a lower speed (locally, so to speak) a higher speed
  • Noise reduction takes place than in a frequency band of a higher speed.
  • the intensity variable can be an attenuation variable of the
  • this variable can indicate to what extent (e.g. by what percentage) the audio signal should be attenuated in at least one frequency band compared to the value measured (e.g. by a microphone) before it is output and, if necessary, further communicated.
  • the amount of attenuation can differ depending on the frequency band. For example, it can turn out to be greater at a certain speed in frequency bands in which significant proportions of interfering noises have been determined, and may be lower in other frequency bands in which higher proportions of useful signals have been determined. This determination can be made during vehicle development or during operation (see the following
  • a further development provides that the property which is established as a function of the vehicle speed value obtained is at least one 6
  • the frequency range of the audio signal in which the noise suppression filter is to be used (i.e. to perform noise suppression). More precisely, the frequency range can be determined in terms of its size, for example.
  • the limit frequencies of this frequency range can be defined, i.e. from where to where it should extend.
  • the terms frequency range and frequency band are used equivalently.
  • a plurality of corresponding frequency ranges are preferably defined, specifically for each vehicle speed value or vehicle speed value range. This allows e.g. those frequency ranges at a given vehicle speed are assigned separate and usually smaller frequency ranges in which a high
  • Noise reduction should be done. On the other hand, those areas in which little interference is suspected and therefore no above-average high noise suppression is required can experience a lower noise suppression. In other words, within the audio signal frequency spectrum by defining corresponding
  • Frequency ranges are set depending on the prevailing driving speed priorities in which a particularly strong noise suppression should take place. Consequently, frequency range-specific values of an intensity variable of the noise suppression filter explained above can generally also be assigned to a frequency range. It can be provided, for example, that at least one frequency range with a
  • Frequency ranges can only be filtered to a lesser extent or not at all (i.e. have a correspondingly lower value for the intensity size).
  • a predetermined value of an intensity variable of the noise suppression filter is specified for the at least one frequency range described above, i.e. the existence
  • the noise suppression can only be activated if a predetermined activation criterion is present. This can be, for example, starting an internal combustion engine or an electric traction motor, in which the respective motors are enabled to deliver traction energy. So it can be a state in which the - 7 -
  • Vehicle would in principle be able to move forward on its own. It can also be the activation of a communication, emergency call or telephone device.
  • the property of the noise suppression filter can, however, also be defined in such a way that, despite such an activation state, when the value falls below a
  • the vehicle speed value is below 3 km / h or if it is 0 km / h, no noise suppression can take place and / or noise suppression can take place at least 50% less than when driving at 50 km / h.
  • Vehicle speed the probability that an emergency will occur or present is higher.
  • the vehicle speed will be correspondingly low after an accident because the vehicle e.g. usually comes to a standstill after a collision. In such a state, for the reasons mentioned above, there should be no undesired information reduction by means of strong noise suppression.
  • the audio signal can be an input signal (in particular an input signal measured by a microphone) from a hands-free device in the vehicle.
  • it can be an input signal (e.g. again a signal measured by a microphone) from an emergency call system of the vehicle.
  • the emergency call system can be comprised of a hands-free device. It can e.g. can then be selectively activated when an emergency call is made externally or externally, in order to ascertain the state of the vehicle and the vehicle occupants.
  • it can be a specific operating mode or operating function of a hands-free device, e.g. can be activated according to an incoming call or a detected accident.
  • any hands-free device can form an emergency call system, provided it is set up to receive emergency calls from outside and / or e.g. automatically make emergency calls after an accident is detected.
  • Noise suppression filter set while driving the vehicle and / or updated For example, while driving and preferably when there is no 8th
  • Detect frequency distributions of interior noises or any interfering noises are Detect frequency distributions of interior noises or any interfering noises.
  • the above-described values of the intensity variables and / or the frequency ranges can then be suitably selected, in particular in such a way that the speed-dependent focal points of the interfering noises are specifically suppressed.
  • This definition or update can be done autonomously by the driver. For example, it can be carried out automatically at regular time or distance intervals.
  • the invention also relates to an arrangement for suppressing noise in audio signals in a vehicle
  • noise suppression filter which is set up to at least partially suppress a noise component in an audio signal
  • At least one property of the noise suppression filter can be defined as a function of the vehicle speed value obtained.
  • the arrangement can comprise a control device or be designed as such.
  • the control device may include the noise suppression filter.
  • the control device can also include the device for determining the vehicle speed value,
  • the device itself can be designed as a corresponding driving speed sensor.
  • the control device can be set up to define a property of the noise suppression filter in the above manner, for which corresponding software components and / or program instructions can be stored, which for example include tabular or functional relationships or can access such in order to make such a definition.
  • the arrangement can generally be configured to carry out a method according to any of the above and below aspects.
  • the arrangement can include any further features, developments and variants in order to carry out all of the functions, steps,
  • the invention also relates to a vehicle comprising an arrangement of the above type.
  • the invention also relates to a method for suppressing noise in audio signals in a vehicle, with:
  • Noise reduction of the noise reduction filter versus a
  • the emergency call can be received, for example, from an emergency call center of the type described herein or, in particular, automatically sent to such a center. In the latter case, it may have been determined in the course of the procedure that an accident scenario is present.
  • This method can also include all further features and steps described herein and, for example, additionally have speed-dependent functionalities.
  • FIG. 1 shows a vehicle in which an arrangement according to an exemplary embodiment of the invention is used
  • Fig. 2 shows a diagram for explaining a vehicle speed-dependent
  • FIG. 3 shows the definition of intensity values in the method from FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a flow diagram of the method according to the invention from FIGS. 2 and.
  • the arrangement 10 shows an arrangement 10 according to the invention according to an exemplary embodiment of the invention.
  • the arrangement 10 is installed in a vehicle 1.
  • the arrangement 10 comprises a control device 12 which is connected to at least one microphone 14.
  • the microphone 14 measures audio signals in a vehicle interior. This audio signal contains any voice information or voice inputs uttered by vehicle occupants as well as general ambient and / or background noises of the type described in the introduction.
  • the interfering and / or ambient noises represent an interfering component that is to be at least partially filtered out by means of noise suppression.
  • control device For transmission to a communication partner external to the vehicle, the control device is also connected to a communication device (not shown separately) or includes this, e.g. a cellular antenna.
  • the control unit 12 is also connected to a device 16 for determining a vehicle speed. In the case shown, this is a wheel speed sensor.
  • a device 16 for determining the vehicle speed In the case shown, this is a wheel speed sensor.
  • the vehicle speed can also be made available in that the control unit 12 is set up, e.g. to be connected by a signal connection (e.g. a CAN bus) to a corresponding speed sensor external to the arrangement (i.e. the arrangement itself does not necessarily have to include a speed sensor, but can only be connected to it).
  • a signal connection e.g. a CAN bus
  • the control device 12 itself, a
  • Speed determination software component of control device 12 or a hardware signal input of control device 12 can be a device 16 for speed determination.
  • the control device 12 can determine the speed on the basis of GPS data.
  • control unit 12 also includes a noise suppression filter 18, which is not shown separately.
  • This is a software component that is executed by at least one microprocessor of the control device 12 and that processes or filters the audio signal of the microphone 14 for the purpose of noise suppression. This processed audio signal can then be transmitted to a communication partner external to the vehicle via the communication device mentioned.
  • Noise suppression filter e.g. frequency ranges explained below or 11
  • Intensity variables can be set flexibly by the control unit 12, specifically in accordance with a vehicle speed value obtained.
  • Fig. 2 a diagram is shown in the volume values in decibels for individual
  • Frequencies of the audio signal are entered. These are frequencies of the audio signal that occur within a frequency spectrum that can be detected by the microphone 14 during operation of the vehicle 1 (i.e., for example, when the engine is switched on), but without voice input.
  • a middle curve 22 is also shown, which was determined for a speed of 60 km / h.
  • the curves 20, 22 and 24 thus each represent the frequency ranges in which
  • noise suppression filter 18 In the context of noise suppression by the noise suppression filter 18, these frequencies should also be filtered out or attenuated to an above-average degree.
  • frequency ranges B1... Bn are therefore defined in which
  • FIG. 2 it is shown by way of example for the middle curve 22 (60 km / h) that a frequency range B3 is specifically defined around the most pronounced frequency in the range of 1,000 Hz.
  • a frequency range B3 is specifically defined around the most pronounced frequency in the range of 1,000 Hz.
  • any number of further frequency ranges can be defined, as indicated in FIG. 2 with B1 ... Bn.
  • Each of these frequency ranges B1... Bn can be assigned an intensity value of the noise suppression explained below, this being, for example, an intensity of the attenuation in this frequency range B1... Bn by the noise suppression filter 18. It would be 12, in principle, however, it is also possible to define only the frequency range B3 and none in the other frequency ranges B1 ... Bn, which include the range B3
  • Standard case e.g. with a constant basic damping
  • Frequency ranges B1 to Bn and for each of the speed-dependent curves 20, 22, 24 values of frequency range-specific intensity variables of the noise suppression are shown. More precisely, for each frequency range B1 ... Bn, corresponding intensity variables are entered as bars 20.1 ... 20. n, 22.1 ... 22. n, 24.1 ... 24. n, with the corresponding digits 20, 22 and 24 being refer to the similarly designated frequency curves and apply when the corresponding vehicle speeds are available.
  • each of the bars 20.1 ... 20. n, 22.1 ... 22. n, 24.1 ... 24. n shown in FIG. 3 represents the intensity of the noise suppression as an attenuation amount or
  • the amount of attenuation in decibels is based on the decibel value scale shown in the diagram along the vertical coordinate axis.
  • the intensity of the noise suppression is determined as a function of the speed.
  • the frequency range B3 e.g. for frequencies in this range a stronger damping at the vehicle speed according to curve 22 (60 km / h) than with the
  • noise suppression filter Further properties of the noise suppression filter are optionally the
  • An advantage of the embodiment shown in FIG. 3 is that the noise suppression at the vehicle speed of 0 km / h is lower than at the other vehicle speeds or at least does not exceed them (see correspondingly lower or at least not higher marked bars 20.1 ... 20 . n). This is based on the idea that emergency situations and, in particular, accident scenarios can be caused by a
  • FIG. 4 shows a flowchart for the purpose of that explained above
  • Speed-dependent interference and / or ambient noise measurements are recorded in order to record the speed-dependent frequency distributions in the vehicle interior according to curves 20, 22, 24 for generally any number of speed values.
  • suitable frequency ranges B1 ... Bn are then selected either using an automatic algorithm or manually (e.g. during vehicle development). If this is to be done automatically, e.g. Defined rules must be stored according to which criteria the frequency ranges B1 ... Bn should be selected. For this, e.g. certain value spectra around a local maximum or minimum into consideration or else
  • the frequency ranges B1 ... Bn are then assigned area-specific values of the intensity variable 20.1 ... 24. n explained above. Again, this can be done automatically or manually.
  • this definition e.g. be specified as a criterion that a respective strongest or loudest frequency in a
  • Frequency range B1 ... Bn is considered (or alternatively a mean value thereof within a frequency range B1 ... Bn) and then a suitable distribution of the intensity variable 20.1 ... 24.n over all frequency ranges B1 ... Bn is determined according to the above frequency - 14 - will. This should, for example, be the strongest for the frequency range B1 ... Bn with the loudest or most intense frequency and minimal for the frequency range B1 ... Bn with the lowest intensity, with a normal distribution of the values of the intensity variables over the remaining Frequency ranges B1 ... Bn can take place.
  • step S4 which is carried out while the vehicle is in operation, audio signals are picked up by the microphone 14 and filtered by the noise suppression filter 18 according to the specified properties and sent to an external vehicle
  • step S1 It is possible to return to step S1 at intervals of time in order to recalibrate the system, so to speak. This is preferably done autonomously by the driver and then automatically defining the properties mentioned.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Rauschunterdrückung bei Audiosignalen in einem Fahrzeug (1), mit: - Bereitstellen eines Rauschunterdrückungsfilters (18), das dazu eingerichtet ist, einen Rauschanteil in einem Audiosignal zumindest teilweise zu unterdrücken; - Erhalten eines Fahrzeuggeschwindigkeitswerts; - Festlegen von wenigstens einer Eigenschaft des Rauschunterdrückungsfilters (18) in Abhängigkeit des erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeitswerts. Der Erfindung betrifft auch eine Anordnung und ein Fahrzeug sowie ein Verfahren zur Rauschunterdrückung bei auftretenden Notrufen.

Description

Beschreibung
Geschwindigkeitsabhängige Rauschunterdrückung bei Audiosignalen in einem Fahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anordnung zur Rauschunterdrückung bei
Audiosignalen in einem Fahrzeug sowie ein Fahrzeug, umfassend eine solche Anordnung.
Es ist bekannt, Audiosignale in einem Fahrzeug und insbesondere in einem
Fahrzeuginnenraum für eine Übertragung zu erfassen. Insbesondere können diese mittels einer sogenannten Freisprecheinrichtung per Mobilfunk oder anderweitiger kabelloser
Kommunikationsverbindungen an einen außerhalb des Fahrzeugs positionierten
Kommunikationspartner übertragen werden. Weiter ist es bekannt, derartige Audiosignale innerhalb des Fahrzeugs zu verarbeiten und/oder aufzubereiten, insbesondere derart, dass deren Qualität aus Sicht des externen Kommunikationspartners verbessert wird. Beispielsweise können aus diesen Audiosignalen Rauschanteile, die kein Nutzsignal (beispielsweise kein Sprachsignal) darstellen, herausgefiltert und/oder unterdrückt werden. Nur das entsprechend verarbeitete Signal kann dann tatsächlich an den externen Kommunikationspartner übertragen werden.
Technologischer Hintergrund hierzu findet sich in der DE 10 2017 212 980 A1 der Anmelderin, die sich zwar primär auf die Kompensation von Störgeräuschen wie Echoeffekten bei einer Fahrzeug-Freisprecheinrichtung richtet, in diesem Zusammenhang aber auch eine
Rauschunterdrückung anspricht. Ferner wird verwiesen auf die DE 10 2014 220 602 A1 , bei der Störgeräusche erfasst und ein akustisches Verdeckungssignal zum Verdecken dieses
Störgeräusches erzeugt wird. Die DE 10 2005 051 699 A1 lehrt ferner ein Audio- Empfangssystem mit Korrekturmöglichkeiten bei Empfangsstörungen.
Es hat sich gezeigt, dass eine Festlegung der Art und des Ausmaßes einer
Rauschunterdrückung oftmals nicht derart erfolgt, dass in sämtlichen Situationen ein
praxistauglicher Betrieb möglich ist. Beispielsweise hat es sich gezeigt, dass in bestimmten Betriebssituationen voreingestellte Rauschunterdrückungen zu unerwünscht hohen
Abschwächungen des Audiosignals führen können, wohingegen bei einer entsprechenden Herabsetzung der Rauschunterdrückung diese in anderen Betriebssituationen dann als zu niedrig empfunden werden kann. 2
Die Erfindung richtet sich demnach auf die Aufgabe, den Einsatz einer Rauschunterdrückung bei Audiosignalen in einem Fahrzeug zu verbessern, insbesondere derart, dass sie aus Sicht eines etwaigen externen Kommunikationspartners nicht zu unerwünscht hohen
Qualitätsverlusten in einem übermittelten Audiosignal führt.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen von Anspruch 1 , eine Anordnung mit den Merkmalen von Anspruch 9 und ein Fahrzeug mit den Merkmalen von Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben. Die einleitenden Bemerkungen und Merkmale können, sofern nicht anders angegeben oder ersichtlich, auch bei der vorliegenden Lösung vorgesehen sein.
Eine Erkenntnis der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Rauschunterdrückung von
Audiosignalen in einem Fahrzeug an aktuelle Betriebssituationen des Fahrzeugs angepasst wird. Dies betrifft insbesondere das Ausmaß der Rauschunterdrückung, also inwieweit und insbesondere wie stark oder, mit anderen Worten, wie intensiv Rauschanteile in dem
Audiosignal unterdrückt werden. Insbesondere wurde zunächst erkannt, dass die
Fahrzeuggeschwindigkeit ein zuverlässiger Indikator für ein angemessenes Ausmaß der Rauschunterdrückung in einem Fahrzeug ist. So hängen nämlich insbesondere die in einem Fahrzeuginnenraum wahrnehmbaren Umgebungs- bzw. Wind-, Motor-, Abrollgeräusche und/oder anderweitige Störgeräusche maßgeblich von der Fahrzeuggeschwindigkeit ab und nehmen bei steigender Fahrzeuggeschwindigkeit zu. Dementsprechend sehen auch
Ausführungsformen der Erfindung vor, die Rauschunterdrückung bei steigender
Fahrzeuggeschwindigkeit zu erhöhen.
Insbesondere wurde aber erkannt, dass derartige Anpassungen bei Notfällen und insbesondere bei automatischen Anrufen über Notrufsysteme vorteilhaft ist. So sind in derzeitigen
Fahrzeugen zum Teil Kommunikationslösungen verbaut, die eine schnelle Kontaktaufnahme zu einem Servicecenter des Fahrzeugherstellers oder einer Notrufzentrale und/oder die Anrufe durch ein solches Servicecenter oder eine Notrufzentrale ermöglichen, beispielsweise in Reaktion auf vom Fahrzeug übermittelte Signale. Auf diese Weise können Notrufe (bzw.
Notanrufe von extern) erfolgen, wenn das Fahrzeug einen möglichen Unfall oder eine anderweitige Störung signalisiert hat. Diese Notrufe dienen dazu, sich beim Fahrer über dessen Wohlbefinden zu erkunden und gegebenenfalls erforderliche Rettungsmaßnahmen einzuleiten. Tritt ein solcher Notfall ein, ermöglicht die Erfindung, dass Audiosignale nur mit geringen und insbesondere so geringen Informationsverlusten wie möglich übertragen werden, da die Rauschunterdrückung entsprechend reduziert wird. - 3 -
Beispielsweise kann dann, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit unterhalb eines vorgegebenen Schwellenwerts liegt oder 0 km/h beträgt und/oder wenn ein mögliches Notfallszenario von einem Steuergerät des Fahrzeugs erkannt wurde, die Rauschunterdrückung deutlich reduziert werden oder auch vollständig entfallen. Demnach wird das Audiosignal möglichst ungefiltert übertragen, sodass ein Mitarbeiter eines Servicecenters oder einer Notrufzentrale so viele Audio-Informationen wie möglich erhält, um auf ein mögliches Wohlbefinden des Fahrers zu schließen oder auf die Verhältnisse an dem möglichen Unfallort. Beispielsweise kann der Mitarbeiter auf diese Weise Atemgeräusche oder Umgebungsgeräusche (beispielsweise fahrender Verkehr oder Sirenen) mit lediglich geringen Informationsverlusten erhalten und dies an Rettungskräfte weitergeben.
Im Detail schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Rauschunterdrückung bei Audiosignalen, wie sie z.B. von einer Freisprecheinrichtung empfangen werden und/oder bevor diese von einer Freisprecheinrichtung an einen externen Kommunikationspartner ausgesendet werden, in einem Fahrzeug vor. Bei dem Fahrzeug kann es sich um ein Kraftfahrzeug und insbesondere einen Personenkraftwagen oder einen Lastkraftwagen handeln. Das Verfahren umfasst:
Bereitstellen eines Rauschunterdrückungsfilters, das dazu eingerichtet ist, einen
Rauschanteil in einem Audiosignal zumindest teilweise zu unterdrücken (z.B. durch Filtern und/oder Dämpfen);
Erhalten eines Fahrzeuggeschwindigkeitswerts;
Festlegen von wenigstens einer Eigenschaft des Rauschunterdrückungsfilters in
Abhängigkeit des erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeitswerts.
In an sich bekannter Weise kann das Rauschunterdrückungsfilter eine Funktionalität eines Steuergeräts sein, das beispielsweise eine Freisprecheinrichtung, Kommunikationseinrichtung oder anderweitigen Audio-Verarbeitungseinrichtung des Fahrzeugs bereitstellt oder mit einer solchen zusammenwirkt. Beispielsweise kann es sich bei dem Rauschunterdrückungsfilter um einen Algorithmus und/oder eine Softwarekomponente handeln, die von einem Steuergerät des Fahrzeugs oder den anderweitigen vorstehend genannten Einrichtungen ausgeführt wird. Als Eingangssignal kann das Rauschunterdrückungsfilter das Audiosignal erhalten und als
Ausgangssignal dieses in verarbeiteter Form ausgeben (d.h. mit einem unterdrückten
Rauschanteil ausgeben).
Bei dem Audiosignal kann es sich um ein in einem Fahrzeuginnenraum empfangenes bzw. über ein Mikrofon aufgenommenes Audiosignal handeln. Es kann sich demnach aus den im
Fahrzeuginnenraum wahrnehmbaren Geräuschen und insbesondere Störgeräuschen (wie z.B. Abroll- oder Windgeräuschen) zusammensetzen, aber auch Sprachinformationen eines - 4 -
Fahrzeuginsassen enthalten, beispielsweise wenn dieser mit einem externen
Kommunikationspartner sprechen möchte.
Das Audiosignal kann in einen Nutzanteil und in einen Rauschanteil unterteilbar sein. Der Nutzanteil kann denjenigen Anteil umfassen, der tatsächlich an den externen
Kommunikationspartner kommuniziert werden soll und/oder der relevante Informationen enthält, insbesondere die von einem Fahrzeuginsassen geäußerten Sprachinformationen. Der
Rauschanteil kann hingegen Anteile des Audiosignals betreffen, die keinen Nutzen liefern und/oder die keine Sprachinformationen sind. Insbesondere kann der Rauschanteil vorstehend genannte Störgeräusche bzw. Störquellen umfassen oder auf diese zurückzuführen sein.
Das Rauschunterdrückungsfilter kann über herkömmliche Algorithmen dazu eingerichtet sein, zwischen diesen Anteilen zu differenzieren und/oder den Rauschanteil zumindest teilweise herauszufiltern. Hierfür können im Rahmen einer Fahrzeugentwicklung die Parameter des Rauschunterdrückungsfilters geeignet gewählt werden, insbesondere dahingehend, welche Frequenzbereiche von diesem in welcher Weise gedämpft und/oder vollständig herausgefiltert werden sollen. Unter einem Dämpfen kann hierin allgemein ein Reduzieren eines
Lautstärkewerts (bzw. Dezibelwerts) des Audiosignals oder zumindest eines Audiosignalanteils (z.B. Frequenzanteils) verstanden werden.
Der Fahrzeuggeschwindigkeitswert kann in an sich bekannter Weise von einem beliebigen Fahrzeugsystem erhalten werden. Beispielsweise kann er aus einem CAN-Bus ausgelesen werden und/oder von Geschwindigkeitssensoren abgefragt werden.
Das Verfahren kann allgemein computerimplementiert sein bzw. von einem Steuergerät mit wenigstens einem Mikroprozessor ausgeführt werden. Entsprechend können auch mit einer Softwarekomponente (beispielsweise einer dem Rauschunterdrückungsfilter vorgeschalteten und/oder hiermit zusammenwirkenden Komponente) diejenigen Eigenschaften bestimmt werden, die in Abhängigkeit des Fahrgeschwindigkeitswerts festzulegen sind und/oder kann das Ausmaß dieser Festlegungen bestimmt und berechnet werden. Vorzugsweise erfolgt dies fortlaufend im laufenden Fahrzeugbetrieb, d.h. die Eigenschaften des
Rauschunterdrückungsfilters werden fortlaufend an die Fahrzeuggeschwindigkeit angepasst, beispielsweise zumindest dann, wenn aktuell Audiosignale vorliegen und/oder übermittelt werden sollen. - 5 -
Eine Weiterbildung sieht vor, dass es sich bei der Eigenschaft, die in Abhängigkeit des erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeitswerts festgelegt werden soll, um eine Intensitätsgröße des Rauschunterdrückungsfilters handelt. Insbesondere kann es sich um eine Intensitätsgröße betreffend das Ausmaß oder, mit anderen Worten, die Stärke der Rauschunterdrückung handeln. Beispielsweise kann die Intensitätsgröße oder das Ausmaß der Rauschunterdrückung bei steigender Fahrzeuggeschwindigkeit zunehmen und insbesondere proportional hierzu zunehmen (zum Beispiel in zumindest einem Frequenzbereich der nachstehend erläuterten Art).
Sind, wie z.B. gemäß einiger nachstehender Ausführungsformen, mehrere Frequenzbänder vorgesehen, in denen jeweils spezifische Intensitätsgrößenwerte vorgegeben sind, können vorstehende Betrachtungen hinsichtlich einer steigenden und/oder proportionalen Intensität mit Bezug auf die Fahrgeschwindigkeit z.B. für eine mittlere Intensität über sämtliche
Frequenzbänder gelten und/oder für eine maximale Intensität über sämtliche Frequenzbänder. Folglich kann also bei einer frequenzband- bzw. frequenzbereichsabhängigen
Rauschunterdrückung ein mittlerer Wert der Intensitätsgröße über sämtliche Frequenzbänder mit einer zunehmenden Geschwindigkeit zunehmen und/oder proportional hierzu sein. Gleiches gilt für den Maximalwert der Intensitätsgröße über sämtliche Frequenzbänder für eine bestimmte Fahrgeschwindigkeit. Es ist aber z.B. nicht ausgeschlossen, dass in zumindest einem Frequenzband einer niedrigeren Geschwindigkeit (sozusagen lokal) eine höhere
Rauschunterdrückung stattfindet als in einem Frequenzband einer höheren Geschwindigkeit.
Wie erwähnt, kann es sich bei der Intensitätsgröße um eine Dämpfungsgröße des
Rauschunterdrückungsfilters handeln. Insbesondere kann diese Größe angeben, in welchem Ausmaß (z.B. zu wieviel Prozent) das Audiosignal in zumindest einem Frequenzband gegenüber dem (z.B. von einem Mikrofon) gemessenen Wert gedämpft werden soll, bevor es ausgegeben und gegebenenfalls weiter kommuniziert wird. Auch in diesem Fall kann sich die Dämpfungsgröße je nach Frequenzband unterscheiden. Beispielsweise kann sie bei einer bestimmten Geschwindigkeit in Frequenzbändern größer ausfallen, in denen signifikante Anteile von Störgeräuschen ermittelt wurden, und in anderen Frequenzbändern geringer ausfallen, in denen höhere Anteile von Nutzsignalen ermittelt wurden. Diese Ermittlung kann im Rahmen der Fahrzeugentwicklung oder auch im laufenden Betrieb erfolgen (siehe nachfolgende
Diskussion).
Eine Weiterbildung sieht vor, dass es sich bei der Eigenschaft, die in Abhängigkeit des erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeitswerts festgelegt wird, um wenigstens einen 6
Frequenzbereich des Audiosignals handelt, in dem das Rauschunterdrückungsfilter zum Einsatz kommen soll (d.h. eine Rauschunterdrückung vornehmen soll). Genauer gesagt kann der Frequenzbereich beispielsweise hinsichtlich dessen Größe festgelegt werden.
Insbesondere können die Grenzfrequenzen dieses Frequenzbereichs definiert werden, also von wo nach wo sich dieser erstrecken soll. Im Rahmen dieser Offenbarung werden die Begriffe Frequenzbereich und Frequenzband äquivalent verwendet.
Bevorzugt wird eine Mehrzahl entsprechender Frequenzbereiche festgelegt, und zwar je Fahrzeuggeschwindigkeitswert oder Fahrzeuggeschwindigkeitswertebereich. Hierdurch können z.B. denjenigen Frequenzbereichen bei einer gegebenen Fahrzeuggeschwindigkeit gesonderte und in der Regel kleinere Frequenzbereiche zugeordnet werden, in denen eine hohe
Rauschunterdrückung erfolgen soll. Denjenigen Bereichen, in denen wenig Störanteile vermutet werden und daher auch keine überdurchschnittliche hohe Rauschunterdrückung erforderlich ist, können hingegen eine geringere Rauschunterdrückung erfahren. Anders ausgedrückt können also innerhalb des Audiosignal-Frequenzspektrums durch Definition entsprechender
Frequenzbereiche je nach vorliegender Fahrgeschwindigkeit Schwerpunkte gesetzt werden, in denen eine besonders starke Rauschunterdrückung erfolgen soll. Folglich können einem Frequenzbereich allgemein auch frequenzbereichsspezifische Werte einer vorstehend erläuterten Intensitätsgröße des Rauschunterdrückungsfilters zugeordnet werden. Es kann beispielsweise vorgesehen sein, dass zumindest ein Frequenzbereich mit einer
überdurchschnittlich hohen Intensität definiert wird, in dem dann eine entsprechend hohe Rauschunterdrückung zum Herausfiltern geschwindigkeitsabhängiger Störanteile erfolgen soll. Die diesen Frequenzbereich einschließenden bzw. allgemein die verbleibenden
Frequenzbereiche können hingegen nur in geringerem Ausmaße oder auch gar nicht gefiltert werden (d.h. einen entsprechend geringeren Wert der Intensitätsgröße aufweisen).
Zusammengefasst kann gemäß einer weiteren Ausführungsform also vorgesehen sein, dass ein vorbestimmter Wert einer Intensitätsgröße des Rauschunterdrückungsfilters für den vorstehend geschilderten wenigstens einen Frequenzbereich vorgegeben ist, d.h. dass ein
frequenzbereichsspezifischer Wert der Intensitätsgröße vorliegt.
Allgemein kann die Rauschunterdrückung nur dann aktiviert werden, wenn ein vorbestimmtes Aktivierungskriterium vorliegt. Hierbei kann es sich z.B. um das Starten eines Verbrennungs oder elektrischen Traktionsmotors handeln, bei dem die jeweiligen Motoren in die Lage versetzt werden, Traktionsenergie zu liefern. Es kann sich also um einen Zustand handeln, in dem das - 7 -
Fahrzeug prinzipiell in der Lage wäre, sich aus eigener Kraft vorzubewegen. Ebenso kann es sich um das Aktivieren einer Kommunikations-, Notruf- oder Fernsprecheinrichtung handeln.
Die Eigenschaft des Rauschunterdrückungsfilters kann aber auch in der Weise festgelegt werden, dass trotz eines solchen Aktivierungszustands bei Unterschreiten einer
Mindestfahrzeuggeschwindigkeit dennoch keine Rauschunterdrückung stattfindet bzw.
umgesetzt wird.
Beispielsweise kann gemäß einer Weiterbildung dann, wenn der Fahrzeuggeschwindigkeitswert unter 3 km/h oder wenn er 0 km/h ist, keine Rauschunterdrückung stattfinden und/oder eine um wenigstens 50 % geringere Rauschunterdrückung stattfinden als während einer Fahrt mit 50 km/h.
Dies trägt dem Umstand Rechnung, dass bei einer entsprechend geringen
Fahrzeuggeschwindigkeit die Wahrscheinlichkeit höher ist, dass ein Notfall eintritt oder vorliegt. Beispielsweise wird die Fahrzeuggeschwindigkeit nach einem Unfall entsprechend gering ausfallen, da das Fahrzeug z.B. nach einem Zusammenstoß in der Regel zu einem Stillstand gelangt. In einem solchen Zustand sollte aus den vorstehend genannten Gründen keine unerwünschte Informationsreduzierung durch eine starke Rauschunterdrückung erfolgen.
Wie erwähnt, kann es sich bei dem Audiosignal um ein Eingangssignal (insbesondere ein per Mikrofon gemessenes Eingangssignal) einer Freisprecheinrichtung des Fahrzeugs handeln. Insbesondere kann es sich aber um ein Eingangssignal (z.B. erneut ein per Mikrofon gemessenes Signal) eines Notrufsystems des Fahrzeugs handeln. Das Notrufsystem kann von einer Freisprecheinrichtung umfasst sein. Es kann z.B. dann selektiv aktiviert werden, wenn ein Notruf von extern erfolgt oder nach extern abgesetzt wird, um sich über den Zustand des Fahrzeugs und der Fahrzeuginsassen zu vergewissern. Anders ausgedrückt kann es sich also um eine bestimmte Betriebsart oder Betriebsfunktion einer Freisprecheinrichtung handeln, die z.B. nach Maßgabe eines eingehenden Anrufes oder eines detektierten Unfalls aktiviert werden kann. Allgemein kann jegliche Freisprecheinrichtung ein Notrufsystem bilden, sofern diese dazu eingerichtet ist, Notrufe von extern zu empfangen und/oder z.B. nach einem detektierten Unfall automatisch Notrufe abzusetzen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die wenigstens eine Eigenschaft des
Rauschunterdrückungsfilters während einer Fahrt des Fahrzeugs festgelegt und/oder aktualisiert. Beispielsweise können während der Fahrt und vorzugsweise bei ausbleibenden 8
Nutzsignalen Messungen vorgenommen werden, um geschwindigkeitsabhängige
Frequenzverteilungen von Innenraumgeräuschen bzw. von etwaigen Störgeräuschen zu erfassen. Nach Maßgabe dieser Verteilungen können dann die vorstehend geschilderten Werte der Intensitätsgrößen und/oder die Frequenzbereiche geeignet gewählt werden, insbesondere derart, dass geschwindigkeitsabhängige Schwerpunkte der Störgeräusche gezielt unterdrückt werden. Diese Festlegung bzw. Aktualisierung kann fahrerautonom erfolgen. Beispielsweise kann sie in regelmäßigen Zeit- oder Distanzabständen automatisch durchgeführt werden.
Die Erfindung betrifft ferner eine Anordnung zur Rauschunterdrückung bei Audiosignalen in einem Fahrzeug, mit
- einem Rauschunterdrückungsfilter, das dazu eingerichtet ist, einen Rauschanteil in einem Audiosignal zumindest teilweise zu unterdrücken; und
- einer Einrichtung zum Erhalten eines Fahrzeuggeschwindigkeitswerts;
wobei wenigstens eine Eigenschaft des Rauschunterdrückungsfilters in Abhängigkeit des erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeitswerts festlegbar ist.
Die Anordnung kann ein Steuergerät umfassen oder als ein solches ausgebildet sein. Das Steuergerät kann das Rauschunterdrückungsfilter umfassen. Optional kann das Steuergerät auch die Einrichtung zum Ermitteln des Fahrzeuggeschwindigkeitswerts umfassen,
beispielsweise durch Auswerten von GPS-Daten oder wenn diese Einrichtung zum Abfragen des Fahrzeuggeschwindigkeitswerts aus einem CAN-Bus oder allgemein von
anordnungsexternen Fahrgeschwindigkeitssensoren eingerichtet ist. Alternativ kann die Einrichtung selbst als ein entsprechender Fahrgeschwindigkeitssensor ausgebildet sein. Weiter kann das Steuergerät dazu eingerichtet sein, eine Eigenschaft des Rauschunterdrückungsfilters in der vorstehenden Weise festzulegen, wofür entsprechende Softwarekomponenten und/oder Programmanweisungen hinterlegt sein können, die beispielsweise tabellarische oder funktionelle Zusammenhänge umfassen oder auf solche zugreifen können, um eine derartige Festlegung zu treffen.
Die Anordnung kann allgemein dazu eingerichtet sein, ein Verfahren gemäß jeglichem der vorstehenden und nachstehenden Aspekte auszuführen. Insbesondere kann die Anordnung jegliche weiteren Merkmale, Weiterbildungen und Varianten umfassen, um sämtliche der im Zusammenhang mit den im Verfahren geschilderten Funktionsweisen, Schritte,
Wechselwirkungen und Effekte bereitzustellen. Insbesondere können sämtliche der
vorstehenden und nachstehenden Erläuterungen zu den Verfahrensmerkmalen auch auf die gleichlautenden Anordnungsmerkmale zutreffen. - 9 -
Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, umfassend eine Anordnung der vorstehenden Art.
Ebenso betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur Rauschunterdrückung bei Audiosignalen in einem Fahrzeug, mit:
- Bereitstellen eines Rauschunterdrückungsfilters, das dazu eingerichtet ist, einen
Rauschanteil in einem Audiosignal zumindest teilweise zu unterdrücken;
- Ermitteln, ob ein Notruf (zum Beispiel von extern) erhalten oder (zum Beispiel nach extern) abgesetzt wird;
und wenn dies der Fall:
- Reduzieren der Rauschunterdrückung (zum Beispiel durch Reduzieren einer hierin geschilderten Intensitätsgröße oder schlicht durch Deaktivieren der
Rauschunterdrückung) des Rauschunterdrückungsfilters gegenüber einem
Betriebszustand, in dem kein Notruf erhalten oder abgesetzt wird (aber zum Beispiel dennoch eine Rauschunterdrückung erfolgen soll, beispielsweise während eines gewöhnlichen (Freisprech-) Telefonanrufes während einer Fahrt).
Der Notruf kann zum Beispiel von einer Notrufzentrale der hierin geschilderten Art erhalten werden oder an eine solche insbesondere automatisch abgesetzt werden. In letzterem Fall kann im Rahmen des Verfahrens ermittelt worden sein, dass ein Unfallszenario vorliegt. Dieses Verfahren kann sämtliche weiteren hierin geschilderten Merkmale und Schritte ebenfalls umfassen und zum Beispiel zusätzlich geschwindigkeitsabhängige Funktionalitäten aufweisen.
Im Folgenden werden Ausführungsformen der Erfindung anhand der beigefügten
schematischen Figuren erläutert. Gleichartige oder gleichlautende Merkmale können dabei figurenübergreifend mit den gleichen Bezugszeichen versehen sein.
Fig. 1 zeigt ein Fahrzeug, in dem eine Anordnung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Einsatz kommt;
Fig. 2 zeigt ein Diagramm zum Erläutern einer fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen
Festlegung von Eigenschaften eines Rauschunterdrückungsfilters gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren, das von der Anordnung aus Fig. 1 ausgeführt wird;
Fig. 3 zeigt das Festlegen von Intensitätsgrößen bei dem Verfahren aus Fig. 2; und 10
Fig. 4 zeigt ein Ablaufschema des erfindungsgemäßen Verfahrens aus Fig. 2 und Fig.
3.
In Fig. 1 ist eine erfindungsgemäße Anordnung 10 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung gezeigt. Die Anordnung 10 ist in einem Fahrzeug 1 verbaut. Die Anordnung 10 umfasst ein Steuergerät 12, welches mit wenigstens einem Mikrofon 14 verbunden ist. Das Mikrofon 14 misst Audiosignale in einem Fahrzeuginnenraum. Dieses Audiosignal enthält etwaige von Fahrzeuginsassen geäußerte Sprachinformationen bzw. Spracheeingaben sowie auch allgemeine Umgebungs- und/oder Störgeräusche der einleitend geschilderten Art. Die Sprachinformationen stellen Nutzanteile des Audiosignals dar, die an einen nicht gesondert dargestellten fahrzeugexternen Kommunikationspartner per Mobilfunk übermittelt werden sollen. Die Stör- und/oder Umgebungsgeräusche stellen hingegen einen Störanteil dar, der per Rauschunterdrückung zumindest teilweise herausgefiltert werden soll.
Zur Übermittlung an einen fahrzeugexternen Kommunikationspartner ist das Steuergerät ferner mit einer nicht gesondert dargestellten Kommunikationseinrichtung verbunden oder umfasst diese, wie z.B. eine Mobilfunkantenne. Das Steuergerät 12 ist ferner mit einer Einrichtung 16 zum Ermitteln einer Fahrzeuggeschwindigkeit verbunden. Hierbei handelt es sich in dem gezeigten Fall um einen Raddrehzahlsensor. Eine Einrichtung 16 zum Ermitteln der
Fahrzeuggeschwindigkeit kann aber auch dadurch bereitgestellt werden, dass das Steuergerät 12 dazu eingerichtet ist, z.B. durch eine Signalverbindung (z.B. einen CAN-Bus) mit einem entsprechenden anordnungsexternen Geschwindigkeitssensor verbunden zu werden (d.h. die Anordnung selbst muss keinen Geschwindigkeitssensor zwingend umfassen, sondern kann hiermit lediglich verbindbar sein). In diesem Fall kann das Steuergerät 12 selbst, eine
Geschwindigkeitsermittlungs-Softwarekomponente des Steuergeräts 12 oder ein Hardware- Signaleingang des Steuergeräts 12 eine Einrichtung 16 zur Geschwindigkeitsermittlung sein. Alternativ kann das Steuergerät 12 die Geschwindigkeit anhand von GPS-Daten ermitteln.
Schließlich umfasst das Steuergerät 12 auch ein Rauschunterdrückungsfilter 18, das nicht gesondert dargestellt ist. Hierbei handelt es sich um eine Softwarekomponente, die von wenigstens einem Mikroprozessor des Steuergeräts 12 ausgeführt wird und die das Audiosignal des Mikrofons 14 zwecks Rauschunterdrückung verarbeitet bzw. filtert. Anschließend kann dieses verarbeitete Audiosignal über die erwähnte Kommunikationseinrichtung an einen fahrzeugexternen Kommunikationspartner übermittelt werden. Eigenschaften des
Rauschunterdrückungsfilters (z.B. nachstehend erläuterte Frequenzbereiche oder 11
Intensitätsgrößen) können von dem Steuergerät 12 flexibel festgelegt werden, und zwar nach Maßgabe eines erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeitswerts.
In Fig. 2 ist ein Diagramm dargestellt, bei dem Lautstärkewerte in Dezibel für einzelne
Frequenzen des Audiosignals eingetragen sind. Dabei handelt es sich um Frequenzen des Audiosignals, die innerhalb eines vom Mikrofon 14 erfassbaren Frequenzspektrums während eines Betriebs des Fahrzeugs 1 (also z.B. bei eingeschaltetem Motor) auftreten, allerdings ohne Spracheingabe.
Konkret sind drei einzelne Frequenzkurven bzw. Frequenzverläufe gezeigt, die für
unterschiedliche Fahrzeuggeschwindigkeiten z.B. im Rahmen von Versuchsreihen
aufgezeichnet wurden. Genauer gesagt stellt die unterste Frequenzkurve 20 die
aufgezeichneten Frequenzen bzw. frequenzabhängigen Lautstärken bei einer
Fahrzeuggeschwindigkeit von 0 km/h aber bei eingeschaltetem Motor dar. Weiter ist eine mittlere Kurve 22 gezeigt, welche für eine Geschwindigkeit von 60 km/h ermittelt wurde. Die oberste Kurve 24 betrifft hingegen eine Geschwindigkeit von 120 km/h. Zu betonen ist, dass auch mehr derartige Kurven aufgezeichnet werden können. Weiter werden dabei jeweils nur die Fahrgeräusche bzw. der mögliche Störanteil aufgezeichnet (siehe vorstehende Umgebungs und/oder Störgeräusche), nicht aber etwaige Sprachinformationen oder anderweitige von einem Fahrzeuginsassen ausgehenden Geräusche.
Die Kurven 20, 22 und 24 stellen also jeweils dar, in welchen Frequenzbereichen
vergleichsweise starke (bzw. laute) Störgeräusche wahrnehmbar sind. Im Rahmen einer Rauschunterdrückung durch das Rauschunterdrückungsfilter 18 sollen diese Frequenzen auch überdurchschnittlich stark herausgefiltert bzw. gedämpft werden.
Für jede der Fahrzeuggeschwindigkeiten bzw. hierfür ermittelten Kurven 20, 22, 24 werden daher Frequenzbereiche B1 ... Bn definiert, in denen unterschiedlich starke
Rauschunterdrückungen durchgeführt werden sollen. In Fig. 2 ist beispielhaft für die mittlere Kurve 22 (60 km/h) gezeigt, dass ein Frequenzbereich B3 speziell um die ausgeprägteste Frequenz im Bereich von 1.000 Hz definiert ist. Hier liegen besonders ausgeprägte
Störgeräusche vor, die entsprechend stark herausgefiltert werden sollen. Es können beliebig viele weitere Frequenzbereiche definiert werden, wie in Fig. 2 mit B1 ... Bn angedeutet. Jedem dieser Frequenzbereiche B1 ... Bn kann ein nachstehend erläuterter Intensitätswert der Rauschunterdrückung zugeordnet werden, wobei es sich z.B. um eine Intensität der Dämpfung in diesem Frequenzbereich B1 ... Bn durch das Rauschunterdrückungsfilter 18 handelt. Es wäre 12 prinzipiell aber auch möglich, lediglich den Frequenzbereich B3 zu definieren und in den weiteren Frequenzbereichen B1 ... Bn, die den Bereich B3 einschließen, keine
Rauschunterdrückung oder eine Rauschunterdrückung gemäß einem vordefinierten
Standardfall vorzunehmen (z.B. mit einer konstanten Basisdämpfung).
Im Fall von Fig. 3, die auf der Darstellung von Fig. 2 aufbaut, wurden für jeden der
Frequenzbereiche B1 bis Bn und für jede der geschwindigkeitsabhängigen Kurven 20, 22, 24 Werte von frequenzbereichsspezifischen Intensitätsgrößen der Rauschunterdrückung eingezeichnet. Genauer gesagt sind für jeden Frequenzbereich B1 ... Bn entsprechende Intensitätsgrößen als Balken 20.1 ... 20. n, 22.1 ... 22. n, 24.1 ... 24. n eingetragen, wobei die entsprechenden Ziffern 20, 22 und 24 sich auf die gleichartig bezeichneten Frequenzkurven beziehen und bei Vorliegen der entsprechenden Fahrzeuggeschwindigkeiten Anwendung finden.
Wiederum bezugnehmend auf den beispielhaften Frequenzbereich B3 erkennt man, dass für diesen Frequenzbereich B3 die Intensitätsgröße gemäß dem Balken 22.3 im Vergleich zu sämtlichen anderen Frequenzbereichen B1 ... Bn dieser Fahrzeuggeschwindigkeit höher ausfällt bzw. maximal ist. Jeder der in Fig. 3 gezeigten Balken 20.1 ... 20. n, 22.1 ... 22. n, 24.1 ... 24. n stellt dabei die Intensität der Rauschunterdrückung als Dämpfungsausmaß oder
Dämpfungsbetrag in Dezibel dar und orientiert sich dabei an der in dem Diagramm gezeigten Dezibel-Werteskala entlang der vertikalen Koordinatenachse.
In Zusammenschau erkennt man also, dass nach Maßgabe der anfänglich erhaltenen fahrzeuggeschwindigkeitsabhängigen Frequenzkurven und insbesondere der entsprechenden Stör- bzw. Umgebungsgeräusche, die gemäß diesen Frequenzkurven
geschwindigkeitsabhängig auftreten, als Eigenschaften des Rauschunterdrückungsfilters 18 die Intensität der Rauschunterdrückung geschwindigkeitsabhängig festgelegt wird. Bezugnehmend auf den Frequenzbereich B3 erfolgt z.B. für Frequenzen in diesem Bereich eine stärkere Dämpfung bei der Fahrzeuggeschwindigkeit gemäß Kurve 22 (60 km/h) als bei den
Fahrzeuggeschwindigkeiten gemäß den Kurven 24 und 20 (120 km/h und 0 km/h), da für diese Kurven in dem entsprechenden Frequenzbereich B3 jeweils nicht die stärksten Störgeräusche vorliegen.
Weiter werden als Eigenschaften des Rauschunterdrückungsfilters optional die
Frequenzbereiche B1 ... Bn geschwindigkeitsabhängig festgelegt, wobei mindestens in Fig. 3 der Einfachheit halber für sämtliche Kurven 20, 22, 24 die gleichen Frequenzbereiche B1 ... Bn - 13 - gewählt sind und hierfür jeweils die zugeordneten bereichsspezifischen Intensitätsgrößen 20.1 ... 24. n eingetragen sind. Dies ist aber nicht zwingend. Stattdessen könnten für jede der Kurven 20, 22, 24 eigene Frequenzbereiche B1 ... Bn samt dazugehöriger bereichsspezifischer Intensitätsgrößen 20.1 ... 24. n gewählt sein.
Ein Vorteil der gezeigten Ausführungsform in Fig. 3 liegt darin, dass die Rauschunterdrückung bei der Fahrzeuggeschwindigkeit 0 km/h gegenüber den anderen Fahrzeuggeschwindigkeiten geringer ausfällt bzw. diese zumindest nicht übersteigt (siehe entsprechend jeweils geringer oder zumindest nicht höher ausgeprägte Balken 20.1 ... 20. n). Dem liegt der Gedanke zugrunde, dass sich Notfallzustände und insbesondere Unfallszenarien durch einen
schlussendlichen Stillstand des Fahrzeugs 1 auszeichnen können. In diesem Fall ist es von Vorteil, wenn so wenig Informationsverluste wie möglich auftreten und das Audiosignal vollständig übertragen oder nur geringfügig von dem Rauschunterdrückungsfilter 18 gedämpft wird. Hierdurch wird beispielsweise vermieden, dass Atemgeräusche eines Fahrzeuginsassen, die einen Lebendzustand anzeigen, nicht versehentlich herausgefiltert werden.
In Fig. 4 ist abschießend ein Ablaufschema gezeigt, um das vorstehend erläuterte
verfahrensgemäße Vorgehen zu erläutern. In einem Schritt S1 werden
geschwindigkeitsabhängige Stör- und/oder Umgebungsgeräuschmessungen erfasst, um die geschwindigkeitsabhängigen Frequenzverteilungen im Fahrzeuginnenraum gemäß den Kurven 20, 22, 24 für allgemein beliebig viele Geschwindigkeitswerte aufzuzeichnen.
In einem Schritt S2 werden dann entweder per automatischen Algorithmus oder manuell (z.B. während der Fahrzeugentwicklung) geeignete Frequenzbereiche B1 ... Bn gewählt. Soll dies automatisch erfolgen, können z.B. festgelegte Regeln hinterlegt sein, nach welchen Kriterien die Frequenzbereiche B1 ... Bn gewählt werden sollen. Hierfür kommen z.B. bestimmte Wertespektren um ein lokales Maximum oder Minimum in Betracht oder aber
Änderungsgradienten, die entsprechende Bereichsgrenzen festlegen können.
In einem Schritt S3 werden den Frequenzbereichen B1 ... Bn dann jeweils bereichsspezifische Werte der vorstehend erläuterten Intensitätsgröße 20.1 ... 24. n zugeordnet. Auch dies kann wiederum automatisch oder manuell erfolgen. Für die automatische Festlegung kann z.B. als Kriterium vorgegeben sein, dass eine jeweils stärkste bzw. lauteste Frequenz in einem
Frequenzbereich B1 ... Bn betrachtet wird (oder alternativ ein Mittelwert hiervon innerhalb eines Frequenzbereichs B1 ... Bn) und dann eine geeignete Verteilung der Intensitätsgröße 20.1 ... 24. n über sämtliche Frequenzbereiche B1 ... Bn nach Maßgabe obiger Frequenz festgelegt - 14 - wird. Diese sollte z.B. für den Frequenzbereich B1 ... Bn mit der lautesten bzw. intensivsten Frequenz am stärksten gewählt sein und für den Frequenzbereich B1 ... Bn mit der geringsten Intensität minimal, wobei hierzwischen dann beispielsweise eine Normalverteilung der Werte der Intensitätsgrößen über die verbleibenden Frequenzbereiche B1 ... Bn erfolgen kann.
In einem Schritt S4, der im laufenden Fährbetrieb des Fahrzeugs durchgeführt wird, werden Audiosignale vom Mikrofon 14 aufgenommen und vom Rauschunterdrückungsfilter 18 nach Maßgabe der festgelegten Eigenschaften gefiltert und an einen fahrzeugexternen
Kommunikationspartner übermittelt. Angedeutet ist auch, dass z.B. in regelmäßigen
Zeitabständen wieder zum Schritt S1 zurückgekehrt werden kann, um das System sozusagen neu zu kalibrieren. Dies erfolgt bevorzugt fahrerautonom und dann unter entsprechend automatischer Festlegung der genannten Eigenschaften.
Bezugszeichenliste
1 Fahrzeug
10 Anordnung
12 Steuergerät
14 Mikrofon
16 Einrichtung zur Ermittlung einer Fahrzeuggeschwindigkeit
18 Rauschunterdrückungsfilter
20,22, 24 Frequenzkurve
20.1 ... 24. n Intensitätsgröße
B1 ... Bn Frequenzbereich

Claims

- 16 -
Patentansprüche
1. Verfahren zur Rauschunterdrückung bei Audiosignalen in einem Fahrzeug (1), mit:
- Bereitstellen eines Rauschunterdrückungsfilters (18), das dazu eingerichtet ist, einen Rauschanteil in einem Audiosignal zumindest teilweise zu unterdrücken;
- Erhalten eines Fahrzeuggeschwindigkeitswerts;
- Festlegen von wenigstens einer Eigenschaft des Rauschunterdrückungsfilters (18) in Abhängigkeit des erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeitswerts.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei es sich bei der Eigenschaft um eine Intensitätsgröße (20.1 ... 24. n) des Rauschunterdrückungsfilters (18) handelt.
3. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Intensitätsgröße (20.1 ... 24. n) eine
Dämpfungsgröße des Rauschunterdrückungsfilters (18) ist.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei es sich bei der Eigenschaft um wenigstens einen Frequenzbereich (B1 ... Bn) des Audiosignals handelt, in dem das Rauschunterdrückungsfilter (18) zum Einsatz kommen soll.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei ein vorbestimmter Wert einer Intensitätsgröße (20.1 ...
24. n) des Rauschunterdrückungsfilters (18) für den Frequenzbereich (B1 ... Bn) vorgegeben ist.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei dann, wenn der
Fahrzeuggeschwindigkeitswert unter 3 km/h ist, keine Rauschunterdrückung stattfindet und/oder eine um wenigstens 50 % geringere Rauschunterdrückung als während einer Fahrt mit mehr als 50 km/h.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei es sich bei dem Audiosignal um ein Eingangssignal eines Notrufsystems des Fahrzeugs (1) handelt.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine
Eigenschaft des Rauschunterdrückungsfilter (18) während einer Fahrt des Fahrzeugs (1) festgelegt und/oder aktualisiert wird. - 17 -
9. Anordnung (10) zur Rauschunterdrückung bei Audiosignalen in einem Fahrzeug (1), mit:
- einem Rauschunterdrückungsfilter (18), das dazu eingerichtet ist, einen Rauschanteil in einem Audiosignal zumindest teilweise zu unterdrücken; und
- einer Einrichtung (16) zum Erhalten eines Fahrzeuggeschwindigkeitswerts;
wobei wenigstens eine Eigenschaft des Rauschunterdrückungsfilters (18) in Abhängigkeit des erhaltenen Fahrzeuggeschwindigkeitswerts festlegbar ist.
10. Fahrzeug (1), umfassend eine Anordnung (10) nach Anspruch 9.
11. Verfahren zur Rauschunterdrückung bei Audiosignalen in einem Fahrzeug (1), mit:
- Bereitstellen eines Rauschunterdrückungsfilters (18), das dazu eingerichtet ist, einen Rauschanteil in einem Audiosignal zumindest teilweise zu unterdrücken;
- Ermitteln, ob ein Notruf erhalten oder abgesetzt wird;
und wenn dies der Fall:
- Reduzieren der Rauschunterdrückung des Rauschunterdrückungsfilters (18)
gegenüber einem Betriebszustand, in dem kein Notruf erhalten oder abgesetzt wird.
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