用于改进多个发声场所的发声的方法与流程

1.本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的方法。


技术实现要素：

2.本发明的目的在于，提出一种方法以及一种发声设备(beschallungsanordnung)，利用该方法以及该发声设备可以实现多个发声场所(beschallungsplatz)的改进的和/或更低成本的和/或更高效的和/或更有效的发声。
3.根据本发明，该目的通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求9所述的发声设备来实现。
4.信号处理单元优选具有至少一个声音处理器单元以及尤其是至少一个附加的微处理器。
5.优选的是，在音频信号处理装置中，根据以下参数中的至少一个或多个来对于一个发声场所或多个发声场所产生和/或计算有用信号和/或补偿信号：
[0006]-规定的、存储的或通过该音频信号处理装置计算的侦听阈值该侦听阈值用于减小不同的发声场所之间的侦听，并且尤其是，该音频信号处理装置根据该侦听阈值并且优选地根据在规定的发声场所之间的传递和/或串扰函数对于一个发声场所或分别对于多个发声场所计算和提供有用信号和补偿信号，和/或
[0007]-语音清晰度指数，该语音清晰度指数通过该音频信号处理装置针对每个发声场所计算得出，并且尤其是，根据该语音清晰度指数计算该有用信号，由此使在该发声场所处的语音信号具有最小语音清晰度，和/或
[0008]-噪声抑制信号，该噪声抑制信号在该音频信号处理装置中针对至少一个发声场所计算得出并且借助于该补偿信号来提供，和/或
[0009]-掩蔽信号，该掩蔽信号通过该音频信号处理装置计算得出，以用于在一发声场所中和/或处掩蔽规定的噪声分量。
[0010]
掩蔽信号优选被理解为噪声或附加声音信号，其借助于补偿信号叠加在有用信号上并且降低对干扰信号的感知或可感知性，在此掩蔽信号尤其具有另一发声场所的声学信息和/或频率或频带或频率组，这包括干扰信号的至少一个主要频率或主要频带或在频谱方面与之相邻。
[0011]
优选的是，这些发声场所中的至少一个发声场所具有操作元件，利用该操作元件能够调节该发声场所的声音产生装置所播放的音量，特别是在规定的限值、即最小音量和/或最大音量内。
[0012]
适宜的是，对于每个发声场所，根据另外的发声场所的有用信号和麦克风输出信号以及尤其是根据两个或多个或每两个发声场所之间的声学传递函数来产生/计算噪声抑制信号。
[0013]
优选地，在该音频信号处理装置中针对至少一个发声场所计算并且借助于该补偿信号提供该噪声抑制信号。
[0014]
优选的是，该音频信号处理装置的为相应的发声场所所需的可用部件分别或在至少一种情况下在发声场所中或处与该音频信号处理装置的其余部件在结构上分开地布置。
[0015]
适宜的是，用于计算一个或多个发声场所的有用信号和/或补偿信号的参数关于以下目标标准/参数中的一个或多个目标标准/参数而产生：
[0016]-语音清晰度，和/或
[0017]-优化的声音，和/或
[0018]-根据应确保其私密性的另一发声场所的有用信号、尤其是借助于掩蔽信号和/或噪声抑制信号实现的在另一发声场所处的发声的私密性、低清晰度或不清晰性，和/或
[0019]-干扰噪声的抑制和/或掩蔽，
[0020]
其中，尤其是加权地考虑这些目标标准/参数中的多个目标标准/参数。
[0021]
目标标准优选地被理解为直接或间接的测量量的值，例如从测量信号中提取的特征值。目标标准尤其基于语音清晰度指数或侦听阈值的特征值。对于一发声场所，语音清晰度指数目标标准可以例如用于确保在该发声场所处进行的电话通话的语音清晰度。替代地，语音清晰度指数目标标准例如可以用于为自身的发声场所抑制在另一发声场所处的电话通话的语音清晰度，以便因此确保隐私。借助于例如借助侦听阈值实施的目标标准可以确保：在一发声场所处呈现的音乐信号在任何时间都超过由存在的干扰信号确定的侦听阈值，以便因此确保在音乐呈现时不产生信息损失。为了达到目标标准，可以适宜地对在发声场所处呈现的信号的幅度进行适配、使用掩蔽信号或使用噪声抑制信号。
[0022]
优选的是，这些发声场所中的至少一个或两个或全部发声场所具有尤其是用于声音播放的坐具，该坐具具有靠背表面和头枕表面并且至少具有用于振动激励的第一致动器和第二致动器，这两个致动器中的每一个都被布置在坐具中，使得该第一致动器和该第二致动器分别以其激励表面在基本相同的高度上布置在头枕表面的蒙罩/遮盖物的内侧上或靠背表面的蒙罩的内侧上。
[0023]
发声场所优选包括发声设备的坐具，尤其是包括其在声学上直接环绕或包围使用坐具的人员的周围环境在内。
[0024]
该方法或该发声设备优选被设计成，使得当尤其是来自官方的紧急信号或警告信号在音频信号处理装置中借助麦克风输出信号被识别为干扰噪声时，这些紧急信号或警告信号不被消除或掩蔽。
[0025]
音频信号处理装置优选被设计为用于全部发声场所的中央单元。
[0026]
优选的是，音频信号处理装置被集成在唯一的或多个控制器中和/或通过软件实现。该/这些控制器可以另外具有其他功能或主要具有其他功能，尤其这可以是机动车辆的唯一的中央控制器。
[0027]
优选地，致动器具有用于将电信号转换成机械偏转或机械振动的电驱动器，其中驱动器具有线圈，电信号的电流流过该线圈或者可以流过该线圈，并且该驱动器具有永磁体，该永磁体与线圈处于电磁相互作用中或者可与线圈处于电磁相互作用中，此外，致动器具有带有激励表面的壳体，其中壳体和/或激励表面可以通过电驱动器而机械偏转和/或机械激励以进行振动，并且在此可以发射出声学的声音信号。
[0028]
通过线圈的电信号适宜地具有待发射的声音信号或有用信号和/或补偿信号的信息，特别是音乐信号和/或语音信号的信息。
[0029]
优选的是，致动器被设计成发射声学声音，和/或被设计成使得致动器激励或可以激励其激励表面并因此激励所连接的主体以使其主体结构振动，由此使被空气包围的扁平的本体发射声波。
[0030]
该方法和该发声设备优选地被设计用于在机动车辆中、尤其是轿车或公共汽车中使用，替代地优选地被设计用于在飞行器或船/艇中使用。
附图说明
[0031]
根据图1至图4示例性地并且示意性地至少部分地展示了该方法和该发声设备。
[0032]
附图标记列表：
[0033]1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
音频信号处理装置
[0034]2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
麦克风
[0035]3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
音频输出单元
[0036]4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
对自身有用信号的分类
[0037]5ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
分析未知干扰噪声
[0038]6ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
分析其他有用信号
[0039]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
计算侦听阈值
[0040]8ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
目标标准
[0041]9ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
实际/理论比较
[0042]
10
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检查目标标准
[0043]
11
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计算适配的有用信号
[0044]
12
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估计适配的有用信号
[0045]
13
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有用信号足够掩蔽
[0046]
14
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
产生噪声抑制信号
[0047]
15
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产生掩蔽信号
[0048]
a，b，c，d 发声场所
[0049]sꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
有用信号
[0050]s’ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
适配的有用信号
[0051]nꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
相邻的发声场所的已知干扰信号
[0052]
nuk
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
未知干扰信号
[0053]
∑n
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
总干扰信号
[0054]gꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
传递函数
[0055]kꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
补偿信号
[0056]mꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
侦听阈值
[0057]
sti
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
语音清晰度指数
[0058]
anc
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
噪声抑制信号
[0059]
msk
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
掩蔽信号
具体实施方式
[0060]
图1示例性地示出了发声设备的藉由音频信号处理装置1联网的发声场所a、b、c的
原理图。借助中央的音频信号处理装置1交换有用信号s或将其提供给发声场所a、b、c。基于关于中央音频信号处理装置1中相邻的发声场所的有用信号s的信息和在发声场所a、b、c之间的声学传递函数g，由相邻的发声场所发射的声音成为“已知干扰声音”，即成为已知干扰信号n。未被人员占据的发声场所(在此示例性地是发声场所d)例如被停用，以便减少音频信号处理装置1的计算工作量。此外，音频信号处理装置1除了有用信号s之外还向每个发声场所a、b、c的声音产生装置提供补偿信号k，其中在音频信号处理装置1中根据相应的发声场所的总干扰信号∑n和对应的发声场所的有用信号s针对每个发声场所a、b、c计算得出该补偿信号k并且将其提供给相应的发声场所a、b、c。在此，总干扰信号∑n由相邻的发声场所的已知干扰信号n和未知干扰信号nuk组成。在此，例如借助于麦克风检测每个发声场所a、b、c的总干扰信号∑n，并且由此将总干扰信号∑n作为麦克风输出信号提供给音频信号处理装置1。
[0061]
借助图2示例性地示出了发声场所a的示意性结构及其与音频信号处理装置1的连接。麦克风2不仅检测已知干扰信号n，而且还检测未知干扰信号nuk，其中前者由于藉由音频信号处理装置1和在发声场所a与另外的发声场所之间的已知的声学传递函数来传递的相邻的发声场所的有用信号而被认为是“已知的”。麦克风2把麦克风输出信号作为总干扰信号∑n提供给音频信号处理装置1。发声场所a藉由音频信号处理装置1与其他发声场所联网。在音频信号处理装置1中，根据以下参数为一个发声场所或根据示例为每个有源发声场所产生有用信号s和补偿信号k：
[0062]-侦听阈值m，该侦听阈值通过音频信号处理装置1计算得出，以用于减少不同的发声场所之间的侦听，其中音频信号处理装置1根据该侦听阈值m并且例如根据在规定的发声场所之间的传递和/或串扰函数g计算和提供有源发声场所的有用信号和补偿信号，
[0063]-语音清晰度指数sti，该语音清晰度指数通过音频信号处理装置1针对每个发声场所计算得出，并且根据该语音清晰度指数sti计算有用信号s，由此在发声场所处的语音信号具有最小语音清晰度，
[0064]-噪声抑制信号anc，该噪声抑制信号在音频信号处理装置1中针对至少一个发声场所计算得出并且借助于补偿信号k来提供，和/或
[0065]-掩蔽信号msk，该掩蔽信号通过音频信号处理装置1计算得出，以用于在发声场所中或发声场所处掩蔽规定的噪声分量。
[0066]
发声场所a如每个发声场所那样示例性地具有音频输出单元3，该音频输出单元示例性地包括扬声器单元，然而也可以具有用于头戴式耳机或用于其他能输出音频的设备的接口。
[0067]
图3至少部分地示例性地示出了方法，并且在此示意性地示出了用于发声场所a的符合需求的有用信号s的算法的结构。用户期望的信号的分类决定了用于影响在自身的发声场所a(乘员a)处和在其他的发声场所b、c(乘员b c)处的声音的后续措施。例如纯语音信号可以比品质要求高的音乐信号获得更强的适配，这在对自身有用信号的分类4的范围内进行。在事先分析5未知干扰噪声nuk以及在事先分析6其他已知干扰信号n的情况下，可以从作为未知干扰信号nuk的未知的例如道路和周围环境噪声和已知干扰信号n(例如来自其他发声场所处的其他乘员的有用信号)来计算7侦听阈值m。侦听阈值m被用作对下面的开环控制选项a和/或闭环控制选项b进行比较的基础。
[0068]
为了在乘员位置或发声场所a处的语音清晰度，必须相应地给出距侦听阈值m的足够的距离。同时，可以通过了解各个发声场所之间的传递函数g来估计发声场所a的有用信号s-a在另一发声场所(例如b)处的清晰程度。因此，通过轻微降低位置a处的有用信号s-a的语音清晰度指数sti就可以在位置b处实现足够小的语音清晰度指数sti。
[0069]
在开环控制、即选项a的情况下，在对于所设定的目标参量或目标标准8而言的理论/实际比较9之后决定：是否必须在语音清晰度/侦听影响等等的意义上适配10有用信号s。与此相应地，直接输出或在计算11出适配的有用信号之后优化地输出有用信号s。
[0070]
在闭环控制、即选项b的情况下，首先估计12能够经得起理论/实际比较的有用信号，并且随后在控制环路中连续地重新评估并且必要时适配信号的输出。
[0071]
在此，在估计12适配的有用信号s之后输出该适配的有用信号s，之后借助麦克风3进行感测。根据由麦克风检测到的信号，执行目标标准8(例如最小语音清晰度指数sti)的比较9。检查是否达到10目标标准。在达到的情况下，进一步输出有用信号。在未达到目标标准的情况下，计算11重新适配的有用信号并且随后输出该重新适配的有用信号。
[0072]
图4示例性地示出了用于符合需求的掩蔽/噪声抑制或噪声消除(乘员b c
…
)的方法的算法的示意性结构：在该示例中，这现在涉及座位位置b，在该座位位置b上例如来自位置a的电话通话不应是清晰的。
[0073]
在此，也在事先分析5未知干扰噪声nuk以及在事先分析6其他已知干扰信号n的情况下，由未知干扰信号nuk和已知干扰信号n计算7侦听阈值m。侦听阈值m用作借助至少一个目标标准8进行理论/实际比较9的基础。
[0074]
但因为也可能出现这样的情况，即，乘员不请求自身有用信号s，即例如不收听无线电台或不打电话，所以算法首先评估是否要求有用信号，并且如果是，那么评估该有用信号是否足够13掩蔽外部信号。如果在位置b处要求有用信号并且该有用信号满足10目标标准(例如乘员a的电话通话是不清晰的)，则输出该信号s并且继续在控制环路中借助麦克风对该信号进行控制3，并且必要时借助对目标标准的附加的实际/理论比较9进行再调节，之后再次评估是否满足10目标标准。如果有用信号不足以作为掩蔽声或者根本不存在有用信号，则噪声消除算法(也被称为anc算法(active-noise-cancelling，主动噪声消除))被用于14噪声抑制并且产生用于保持目标值的噪声抑制信号anc。随后，借助于由麦克风感测3的信号进行关于目标标准8的另一实际/理论比较9。对于即使在使用噪声抑制信号anc的情况下仍未达到10理论目标值或目标标准8(例如最小语音清晰度指数)的情况，则产生15掩蔽信号m并且在这种情况下将语音清晰度降低到目标值。根据所产生的掩蔽信号m来计算11适配的有用信号，并且随后输出适配的有用信号s’。
[0075]
替代地，根据图3或图4的方法的声音调控可选择性地或同时在方法的过程中使用。但是在此例如有优先级地和/或加权地执行这些算法之一。