In-Car Kommunikation

Ein In-Car Kommunikationssystem verbessert bzw. ermöglicht eine angenehme Gesprächsatmosphäre zwischen den Insassen im Fahrzeug während der Fahrt. Technologisch ist ein In-Car Kommunikationssystem mit Freisprecheinrichtungen und Hörgeräten verwandt. Aus besonderen Anforderungen an Signalverarbeitung und Systemlaufzeit resultiert ein deutlich komplexeres Gesamtsystem als bei verwandten Systemen. Hier werden effiziente und neuartige Signalverarbeitungsalgorithmen erforscht und auf unterschiedlichen Hardwareplattformen (u.a. auf digitalen Signalprozessoren) implementiert.

Zunächst werden über sprechernah platzierte Mikrofone die Sprachsignale der Insassen aufgezeichnet. Bevor diese Signale über die Lautsprecher für die anderen Passagiere (Zuhörer) wieder ausgegeben werden, ist eine geeignete Verarbeitung der Signale erforderlich.

Beispielsweise können bei Aufnahme und Wiedergabe der Signale akustische Rückkopplungen auftreten. Daraus resultieren sehr laute Pfeifgeräusche, welche die Signalqualität erheblich verschlechtern. Eine geeignete Rückkopplungskompensation kann, durch Schätzung der Raumimpulsantwort und digitale Filterung, das rückgekoppelte Signal herausfiltern.

Allerdings tritt die Schwierigkeit auf, dass die Raumimpulsantwort aufgrund der hohen Korrelation zwischen der Lautsprecherausgabe des In-Car Kommunikationssystems und dem zu verstärkenden Sprachsignal nicht zuverlässig geschätzt werden kann. Um diese Problematik lösen zu können, werden neue Verfahren zur Rückkopplungskompensation erforscht und entwickelt.

Da durch die sprechernah platzierten Mikrofone nicht nur Sprache, also Nutzsignale, aufgenommen werden, sind Geräuschunterdrückungs- bzw. Sprachsignalverbesserungsverfahren notwendig um den Geräuschpegel im Fahrzeug nicht noch künstlich durch aufgezeichnete Umgebungsgeräusche zu erhöhen.

Anschließend müssen die verbesserten Mikrofonsignale in Abhängigkeit vom Geräuschpegel und dem jeweiligen Lautsprecher verstärkt werden. Da für jeden Zuhörer ein Lautsprecher vorgesehen ist, kann so für jeden Sitzplatz die Verstärkung und damit der Pegel des Ausgabesignals individuell eingestellt werden.

Das In-Car Kommunikationssystem bietet die Möglichkeit einer bidirektionalen Kommunikation. Sowohl eine Kommunikation zwischen den Sitzreihen, als auch innerhalb einer Sitzreihe wird durch das System unterstützt.

Die Systemverzögerung, also die Zeit zwischen Aufzeichnung und Ausgabe der Signale muss hierbei geringgehalten werden. Zum einen nimmt der Zuhörer eine Mischung aus Direktschall und Lautsprecherausgabe des In-Car Kommunikationssystems wahr. Bei zu großer zeitlicher Verzögerung wird die Lautsprecherausgabe vom menschlichen Gehör als Echo wahrgenommen. Zum anderen müssen die Signalverarbeitungsalgorithmen auf unterschiedlichen Hardwareplattformen lauffähig sein. Daher werden hier laufzeitoptimierte Verfahren erforscht und entwickelt, sowie das Gesamtsystem auf einer produktnahen Hardware realisiert.

Im nachfolgenden Übersichtsbild ist die Funktionsweise, sowie der Aufbau eines In-Car Kommunikationssystems schematisch dargestellt.