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ICC系統(tǒng)測(cè)試，安全駕駛與車內(nèi)高效溝通，魚與熊掌可以兼得

2020-05-09 22:20:37·  來(lái)源：海德聲科 HEAD acoustics  
　
相信大多數(shù)車主都有這樣的體驗(yàn)：行駛中的車輛由于噪聲大，在駕駛過(guò)程中與乘客，尤其是后排乘客進(jìn)行溝通時(shí)，為了能夠清楚地傳達(dá)講話內(nèi)容，經(jīng)常會(huì)相互傾身或?qū)⒁暰€
相信大多數(shù)車主都有這樣的體驗(yàn)：行駛中的車輛由于噪聲大，在駕駛過(guò)程中與乘客，尤其是后排乘客進(jìn)行溝通時(shí)，為了能夠清楚地傳達(dá)講話內(nèi)容，經(jīng)常會(huì)相互傾身或?qū)⒁暰€從路上移開(kāi)并提高說(shuō)話音量。如果長(zhǎng)時(shí)間或者頻繁地進(jìn)行這種車內(nèi)溝通，容易造成駕駛員緊張和疲勞，且有很大安全隱患。
 
ICC原理
 
ICC（In Car Communication，車內(nèi)通信系統(tǒng)）能夠很大程度上解決這一隱患，為車內(nèi)溝通創(chuàng)造更理想的環(huán)境，大幅改善車內(nèi)乘客之間的溝通質(zhì)量。ICC結(jié)合了麥克風(fēng)、語(yǔ)音處理和車載音頻信號(hào)處理，增強(qiáng)了對(duì)話者想要聽(tīng)到的聲音，并減少不想聽(tīng)到的聲音。駕駛員可直接與后座乘客進(jìn)行對(duì)話，而無(wú)需轉(zhuǎn)頭或?qū)⒁暰€從路上移開(kāi)。相反地，第二、三排乘客也可以輕松地與第一排乘客進(jìn)行對(duì)話，而無(wú)需特別提高音量。其原理簡(jiǎn)單說(shuō)來(lái)，就是將駕駛員的聲音，通過(guò)前排娛樂(lè)系統(tǒng)的麥克風(fēng)轉(zhuǎn)播到后排的喇叭上，以及將后排乘客的聲音通過(guò)后排的麥克風(fēng)轉(zhuǎn)播到前排的喇叭上，方便聲音的傳遞。
 
將這個(gè)簡(jiǎn)單的原理掰開(kāi)了揉碎了說(shuō)，就是首先通過(guò)麥克風(fēng)（例如：安裝在安全帶上的麥克風(fēng)）記錄當(dāng)前正說(shuō)話乘客的講話，然后通過(guò)靠近其他乘客的揚(yáng)聲器（例如：安裝在頭枕和車門上的揚(yáng)聲器）播放。特殊功能的后座揚(yáng)聲器可以及時(shí)高質(zhì)量地播放駕駛員和前座乘客的語(yǔ)音信號(hào)。最優(yōu)化的信號(hào)處理確保了ICC系統(tǒng)不會(huì)因回音出現(xiàn)不穩(wěn)定的情況，視覺(jué)和聲學(xué)印象即使是在高放大率的情況下也能匹配。ICC系統(tǒng)的音量始終保持不斷調(diào)節(jié)，以適合環(huán)境聲學(xué)條件（例路躁等）。講話的乘客不會(huì)聽(tīng)到安裝在聽(tīng)眾附近的各揚(yáng)聲器發(fā)出的聲音。與之前的系統(tǒng)相比，ICC通過(guò)智能信號(hào)處理可以持久地減少回音，還支持逆向溝通（后座->前座）以及同排座位的乘客之間的溝通（例如：敞篷車）。但是ICC系統(tǒng)所需的計(jì)算能力并不比免提設(shè)備或語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)的要求高。
 
ICC系統(tǒng)可促進(jìn)車輛乘員之間的無(wú)縫雙向通信，使駕駛更安全、更愉快
 
ICC應(yīng)用
 
ICC能夠用于配有相應(yīng)音頻信號(hào)處理部件的所有車型（豪華車、面包車等）。奔馳的“V級(jí)”和“S級(jí)”，已經(jīng)配備了量產(chǎn)的ICC功能，通過(guò)配置在室內(nèi)鏡位置的兩個(gè)麥克風(fēng)拾取駕駛員和副駕駛席員的聲音，通過(guò)第3排的揚(yáng)聲器向第3排乘員發(fā)送聲音。車輛行駛時(shí)，坐在第3排座椅的人員聽(tīng)到的輪胎接觸路面的噪聲大，而且與第1排的距離遠(yuǎn)，很難聽(tīng)清前方的聲音，尤其在汽車以80km/h的速度在高速公路行駛的狀態(tài)下，就可以明顯體驗(yàn)出ICC開(kāi)啟與關(guān)閉時(shí)的區(qū)別。該功能開(kāi)啟時(shí)可以非常自然地與駕駛員對(duì)話。雖然進(jìn)行了降噪等各種音頻信號(hào)處理，但來(lái)自第一排的實(shí)際聲音與揚(yáng)聲器傳來(lái)的聲音之間幾乎沒(méi)有延遲。這種ICC系統(tǒng)是從前座向后座發(fā)送聲音的單向ICC，早在2014年就在奔馳V級(jí)的音響系統(tǒng)中配備，同年年底又進(jìn)入了邁巴赫“S級(jí)”的音響系統(tǒng)。除了單向ICC之外，還有雙向ICC，在2013年首次用于捷豹“XJ”的音響系統(tǒng)。
 
如今，隨著語(yǔ)音技術(shù)的日趨成熟，成本的逐漸降低，使得ICC系統(tǒng)不再僅是高級(jí)車輛專用的附件，越來(lái)越多的普通轎車也有機(jī)會(huì)搭載上先進(jìn)的ICC以提升駕乘體驗(yàn)。
 
ICC系統(tǒng)測(cè)試
 
由于ICC設(shè)備的特性，在現(xiàn)實(shí)條件下測(cè)試這些系統(tǒng)是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的任務(wù)。HEAD acoustics作為全球領(lǐng)先的汽車語(yǔ)音測(cè)試方案提供商，早在2015年就已經(jīng)對(duì)這項(xiàng)新技術(shù)開(kāi)始了深入的研究，并開(kāi)發(fā)了HQS-ICC的測(cè)試套件。
該套件的設(shè)計(jì)目的是在存在背景噪聲的常見(jiàn)情況下（“近端”駕駛者和“遠(yuǎn)端”講話者彼此靠近且直接聲耦合），為ICC系統(tǒng)分析提供全面的測(cè)試。對(duì)于希望調(diào)整其設(shè)備的此類系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)人員以及希望評(píng)估內(nèi)置系統(tǒng)整體質(zhì)量的汽車制造商而言，HEAD acoustics 的HQS-ICC數(shù)據(jù)庫(kù)是一個(gè)強(qiáng)大的工具。
 
HQS-ICC測(cè)試套件中執(zhí)行的測(cè)試涵蓋了ICC系統(tǒng)的各個(gè)重要質(zhì)量方面，例如：
  • 噪聲傳輸頻譜（由ICC傳輸?shù)臍堄嘣肼暎?/li>
  • 語(yǔ)音傳輸頻譜（由ICC傳輸?shù)恼Z(yǔ)音）
  • ICC時(shí)間常數(shù)的估計(jì)
  • 語(yǔ)音水平以及語(yǔ)音的信噪比
  • 語(yǔ)音清晰度指數(shù)（SII）
  • ICC系統(tǒng)的延遲
 
由于所有測(cè)試必須在背景噪聲（BGN）存在的情況下進(jìn)行，并且“近端”（駕駛員）和“遠(yuǎn)端”（乘客）位于相同的聲學(xué)環(huán)境中，因此這些測(cè)試不能以常規(guī)方式進(jìn)行。HQS-ICC測(cè)試套件采用了一種稱為“時(shí)間同步噪聲補(bǔ)償”（TNC）的技術(shù)，允許在時(shí)域中補(bǔ)償背景噪聲，并用于提取ICC系統(tǒng)本身實(shí)際傳輸?shù)囊纛l信號(hào)。這種方法可以通過(guò)純聲學(xué)接口（黑匣子）進(jìn)行ICC測(cè)試。此外，HQS-ICC使用真實(shí)的Lombard語(yǔ)音作為測(cè)試信號(hào)，包括在五種不同的背景噪聲環(huán)境下，說(shuō)話人以母語(yǔ)錄制的ITU-T P.501句子錄音。因此，該測(cè)試考慮了在BGN場(chǎng)景下說(shuō)話的頻移效應(yīng)以及音量調(diào)節(jié)。HQS-ICC測(cè)試套件附有針對(duì)三種不同BGN場(chǎng)景的測(cè)試：80、120和160 km / h （50、75和100 mph）的行駛速度。由于這些駕駛噪聲錄音狀態(tài)很大程度上取決于實(shí)際車輛，因此要求用戶提供這些駕駛中的噪聲記錄。但是，出于測(cè)試目的， HEAD acoustics會(huì)提供每種情況的樣本錄音。用戶可以輕松地將駕駛員和乘客說(shuō)話以外的不同BGN場(chǎng)景和對(duì)話方向的測(cè)量結(jié)果添加到數(shù)據(jù)庫(kù)中。除了測(cè)量ICC之外，還可以從語(yǔ)音傳輸頻譜中獲取FIR濾波器，從而將ICC系統(tǒng)模擬為線性，時(shí)不變的系統(tǒng)，使系統(tǒng)的非線性可見(jiàn)。此外，該數(shù)據(jù)庫(kù)包含多個(gè)沖激響應(yīng)測(cè)量值，可以為ICC系統(tǒng)開(kāi)發(fā)人員提供有用的數(shù)據(jù)信息。
 
以下列表概述了HQS-ICC測(cè)試套件中包含的測(cè)試項(xiàng)：
ICC測(cè)試示例圖
 
 
ICC建議規(guī)范
ITU-T于2019年11月正式通過(guò)了對(duì)于ICC車內(nèi)通信系統(tǒng)的音頻測(cè)試建議規(guī)范P.1150:In car communication audio specification。該建議書設(shè)定了ICC功能和質(zhì)量的基本水平，以確保其運(yùn)行質(zhì)量，使汽車駕駛員在與其他乘客交談時(shí)不必轉(zhuǎn)頭或提高說(shuō)話聲音，防止駕駛員分心。為了滿足這些要求，該建議書定義了在汽車車廂內(nèi)使用音頻區(qū)域進(jìn)行音頻區(qū)域之間的語(yǔ)音通信，并定義了確保這些區(qū)域之間良好的語(yǔ)音清晰度和質(zhì)量的測(cè)試。
 
P.1150涵蓋以下方面的要求和測(cè)試方法：
 
1）系統(tǒng)穩(wěn)定性；
2）語(yǔ)音清晰度；
3）語(yǔ)音質(zhì)量；
4）說(shuō)話者定位精度。
駕駛員或乘客使用可穿戴式耳機(jī)（音頻電話）不在本建議書的范圍之內(nèi)。
HEAD acoustics 的HQS-ICC測(cè)試套件也會(huì)在不久后升級(jí)為P.1150標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試庫(kù)。
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