Entwurf und Evaluierung von Algorithmen für ein Innenraumkommunikationssystem

Von:

Arthur Wolf

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Die Kommunikation im Kraftfahrzeug während der Fahrt gestaltet sich aufgrund der ungünstigen Sitzposition und des hohen Hintergrundgeräuschpegels oftmals schwierig. Zur Verbesserung der Kommunikation zwischen den Passagieren während der Fahrt kann ein Innenraumkommunikationssystem (ICC-System) eingesetzt werden. Hierzu wird der Sprecher mit einem mundnahen Mikrofon aufgenommen und nach entsprechender Signalverarbeitung über zuhörernahe Lautsprecher wiedergegeben. In dieser Arbeit wird die Signalverarbeitung für ein ICC-System vorgestellt, welches im Fahrzeug unter realen Bedingungen robust funktioniert. Dabei sind laufzeitoptimierte und recheneffiziente Algorithmen für die Geräusch- und Rückkopplungsunterdrückung im Fokus. Durch die hier vorgestellte laufzeitoptimierte Filterbankstruktur und die darauf basierende Teilbandverarbeitung wird die Verzögerung am Zuhörerohr reduziert. Mit den beschriebenen Stabilisierungsmaßnahmen kann dabei das ICC-System auch im Bereich der maximalen Systemverstärkung stabil betrieben werden. Die Implementierung der Signalverarbeitung als Echtzeitaudioverarbeitung und der Aufbau eines Demonstratorfahrzeugs ermöglichen die Evaluierung der erreichten Verbesserung der Sprachverständlichkeit im Fahrzeug. Neben messtechnisch erfasster Verbesserung der Sprachübertragung wurde die Sprachverständlichkeit und Sprachqualität durch Probandentest bestätigt. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen auf, dass durch die hier vorgestellte Signalverarbeitung die Passagiere auf den hinteren Sitzplätzen (schlechtesten Zuhörerpositionen) mit einem aktiven ICC-System den vorderen Sprecher auch bei hohen Geschwindigkeiten ähnlich gut hören und verstehen, wie der Beifahrer vorne (beste Zuhörerposition).