Events für Schüler - Sprachsignalverbesserung

Einführung

 
 

Die natürliche Kommunikation im Fahrzeug wird durch zwei grundsätzliche Gegebenheiten erschwert: Zum einen generiert die Fortbewegung des Fahrzeugs Hintergrundgeräusche und zum anderen befinden sich die vorderen Passagiere in einer Sitzposition, durch die sie von den hinteren Gesprächsteilnehmern abgewandt sprechen. Dies bedeutet, dass die Sprache durch den Zuhörer allgemein in der Lautstärke gedämpft, und zusätzlich mit Störungen überlagert, wahrgenommen wird. Intuitive Reaktionen der Gesprächsteilnehmer auf diese erschwerten Bedingungen sind oft eine Erhöhung des eigenen Sprachpegels, sowie eine Veränderung der Sitzposition durch nach vorne bzw. hinten Beugen. Somit können durch eine künstliche Verbesserung der Kommunikationsbedingungen sowohl Kommunikationskomfort als auch die Fahrsicherheit verbessert werden, da der Fahrer beispielsweise weniger oft dazu verleitet wird sich von der Straße abzuwenden.

 

Technische Details und Konzepte

Technische Systeme, welche als Ziel haben die Kommunikation innerhalb das Fahrzeuges zu verbessern, werden als ICC-Systeme (ICC kürzt den englischen Begriff in-car communication ab) bezeichnet. Solche Systeme nehmen meist die Sprache der Insassen an einem Ort im Fahrzeug per Mikrofon auf und geben sie über Lautsprecher an einem anderen Ort im Fahrzeug wieder. Hierdurch soll das Leistungsverhältnis zwischen Sprache und Störung am Ohr des Zuhörers verbessert werden. Damit dabei nicht ungewollte Effekte wie Pfeifen (durch akustische Rückkopplung, vgl. Konzertsaalbeschallung) oder eine Erhöhung des Störgeräuschpegels auftreten, müssen die aufgenommenen Signale vor der Wiedergabe mit entsprechenden Algorithmen bearbeitet werden. Die Bearbeitung der Signale muss allerdings möglichst schnell erfolgen, damit das wiedergegebene Signal nicht durch eine zu hohe Verzögerung als Echo des ursprünglichen Sprachsignals wahrgenommen wird.

Für die Entwicklung von ICC-Systemen ist es wichtig, das System, bzw. das Testfahrzeug, in eine realistische akustische Umgebung einzubetten. Nur so kann sichergestellt werden, dass das System sich im Einsatz wie erwartet verhält. Hierfür wird in einem Audiolabor eine Umgebungssimulation mit einer Vielzahl von Lautsprechern aufgebaut, welche im Raum definierte akustische Zustände einstellt. Die akustischen Zustände sind meist durch Mikrofonsignale von im Vorhinein durchgeführten Messfahrten (bei verschiedenen Fahrgeschwindigkeiten) gegeben. Systeme zur Umgebungssimulation sind ein eigenständiges Forschungsgebiet, wo auf eine immer genauere Reproduktion der Realität abgezielt wird.

Die zugehörige Demo findet in unserem Audiolabor statt. Das Labor zeichnet sich zum einen dadurch aus, dass es groß genug ist um unser Testfahrzeug hineinfahren zu können, zum anderen aber auch dadurch, dass es schallarm ausgelegt ist. Im Labor werden sowohl unser experimentelles ICC-System als auch unsere Umgebungssimulation demonstriert.

 

Weiterführende Literatur und Verweise

Contact

Prof. Dr.-Ing. Gerhard Schmidt

E-Mail: gus@tf.uni-kiel.de

Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
Faculty of Engineering
Institute for Electrical Engineering and Information Engineering
Digital Signal Processing and System Theory

Kaiserstr. 2
24143 Kiel, Germany

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