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ICC系统测试，安全驾驶与车内高效沟通，鱼与熊掌可以兼得

2020-05-09 22:20:37·  来源：海德声科 HEAD acoustics  
　
相信大多数车主都有这样的体验：行驶中的车辆由于噪声大，在驾驶过程中与乘客，尤其是后排乘客进行沟通时，为了能够清楚地传达讲话内容，经常会相互倾身或将视线
相信大多数车主都有这样的体验：行驶中的车辆由于噪声大，在驾驶过程中与乘客，尤其是后排乘客进行沟通时，为了能够清楚地传达讲话内容，经常会相互倾身或将视线从路上移开并提高说话音量。如果长时间或者频繁地进行这种车内沟通，容易造成驾驶员紧张和疲劳，且有很大安全隐患。
 
ICC原理
 
ICC（In Car Communication，车内通信系统）能够很大程度上解决这一隐患，为车内沟通创造更理想的环境，大幅改善车内乘客之间的沟通质量。ICC结合了麦克风、语音处理和车载音频信号处理，增强了对话者想要听到的声音，并减少不想听到的声音。驾驶员可直接与后座乘客进行对话，而无需转头或将视线从路上移开。相反地，第二、三排乘客也可以轻松地与第一排乘客进行对话，而无需特別提高音量。其原理简单说来，就是将驾驶员的声音，通过前排娱乐系统的麦克风转播到后排的喇叭上，以及将后排乘客的声音通过后排的麦克风转播到前排的喇叭上，方便声音的传递。
 
将这个简单的原理掰开了揉碎了说，就是首先通过麦克风（例如：安装在安全带上的麦克风）记录当前正说话乘客的讲话，然后通过靠近其他乘客的扬声器（例如：安装在头枕和车门上的扬声器）播放。特殊功能的后座扬声器可以及时高质量地播放驾驶员和前座乘客的语音信号。最优化的信号处理确保了ICC系统不会因回音出现不稳定的情况，视觉和声学印象即使是在高放大率的情况下也能匹配。ICC系统的音量始终保持不断调节，以适合环境声学条件（例路躁等）。讲话的乘客不会听到安装在听众附近的各扬声器发出的声音。与之前的系统相比，ICC通过智能信号处理可以持久地减少回音，还支持逆向沟通（后座->前座）以及同排座位的乘客之间的沟通（例如：敞篷车）。但是ICC系统所需的计算能力并不比免提设备或语音识别系统的要求高。
 
ICC系统可促进车辆乘员之间的无缝双向通信，使驾驶更安全、更愉快
 
ICC应用
 
ICC能够用于配有相应音频信号处理部件的所有车型（豪华车、面包车等）。奔驰的“V级”和“S级”，已经配备了量产的ICC功能，通过配置在室内镜位置的两个麦克风拾取驾驶员和副驾驶席员的声音，通过第3排的扬声器向第3排乘员发送声音。车辆行驶时，坐在第3排座椅的人员听到的轮胎接触路面的噪声大，而且与第1排的距离远，很难听清前方的声音，尤其在汽车以80km/h的速度在高速公路行驶的状态下，就可以明显体验出ICC开启与关闭时的区别。该功能开启时可以非常自然地与驾驶员对话。虽然进行了降噪等各种音频信号处理，但来自第一排的实际声音与扬声器传来的声音之间几乎没有延迟。这种ICC系统是从前座向后座发送声音的单向ICC，早在2014年就在奔驰V级的音响系统中配备，同年年底又进入了迈巴赫“S级”的音响系统。除了单向ICC之外，还有双向ICC，在2013年首次用于捷豹“XJ”的音响系统。
 
如今，随着语音技术的日趋成熟，成本的逐渐降低，使得ICC系统不再仅是高级车辆专用的附件，越来越多的普通轿车也有机会搭载上先进的ICC以提升驾乘体验。
 
ICC系统测试
 
由于ICC设备的特性，在现实条件下测试这些系统是一项具有挑战性的任务。HEAD acoustics作为全球领先的汽车语音测试方案提供商，早在2015年就已经对这项新技术开始了深入的研究，并开发了HQS-ICC的测试套件。
该套件的设计目的是在存在背景噪声的常见情况下（“近端”驾驶者和“远端”讲话者彼此靠近且直接声耦合），为ICC系统分析提供全面的测试。对于希望调整其设备的此类系统的开发人员以及希望评估内置系统整体质量的汽车制造商而言，HEAD acoustics 的HQS-ICC数据库是一个强大的工具。
 
HQS-ICC测试套件中执行的测试涵盖了ICC系统的各个重要质量方面，例如：
  • 噪声传输频谱（由ICC传输的残余噪声）
  • 语音传输频谱（由ICC传输的语音）
  • ICC时间常数的估计
  • 语音水平以及语音的信噪比
  • 语音清晰度指数（SII）
  • ICC系统的延迟
 
由于所有测试必须在背景噪声（BGN）存在的情况下进行，并且“近端”（驾驶员）和“远端”（乘客）位于相同的声学环境中，因此这些测试不能以常规方式进行。HQS-ICC测试套件采用了一种称为“时间同步噪声补偿”（TNC）的技术，允许在时域中补偿背景噪声，并用于提取ICC系统本身实际传输的音频信号。这种方法可以通过纯声学接口（黑匣子）进行ICC测试。此外，HQS-ICC使用真实的Lombard语音作为测试信号，包括在五种不同的背景噪声环境下，说话人以母语录制的ITU-T P.501句子录音。因此，该测试考虑了在BGN场景下说话的频移效应以及音量调节。HQS-ICC测试套件附有针对三种不同BGN场景的测试：80、120和160 km / h （50、75和100 mph）的行驶速度。由于这些驾驶噪声录音状态很大程度上取决于实际车辆，因此要求用户提供这些驾驶中的噪声记录。但是，出于测试目的， HEAD acoustics会提供每种情况的样本录音。用户可以轻松地将驾驶员和乘客说话以外的不同BGN场景和对话方向的测量结果添加到数据库中。除了测量ICC之外，还可以从语音传输频谱中获取FIR滤波器，从而将ICC系统模拟为线性，时不变的系统，使系统的非线性可见。此外，该数据库包含多个冲激响应测量值，可以为ICC系统开发人员提供有用的数据信息。
 
以下列表概述了HQS-ICC测试套件中包含的测试项：
ICC测试示例图
 
 
ICC建议规范
ITU-T于2019年11月正式通过了对于ICC车内通信系统的音频测试建议规范P.1150:In car communication audio specification。该建议书设定了ICC功能和质量的基本水平，以确保其运行质量，使汽车驾驶员在与其他乘客交谈时不必转头或提高说话声音，防止驾驶员分心。为了满足这些要求，该建议书定义了在汽车车厢内使用音频区域进行音频区域之间的语音通信，并定义了确保这些区域之间良好的语音清晰度和质量的测试。
 
P.1150涵盖以下方面的要求和测试方法：
 
1）系统稳定性；
2）语音清晰度；
3）语音质量；
4）说话者定位精度。
驾驶员或乘客使用可穿戴式耳机（音频电话）不在本建议书的范围之内。
HEAD acoustics 的HQS-ICC测试套件也会在不久后升级为P.1150标准测试库。
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