Signalverarbeitung für Kommunikationssysteme von Atemschutzvollmasken

Im Atemschutzeinsatz ist die Kommunikation unter Feuerwehrleuten aufgrund der starken akustischen Dämpfung der Atemschutzvollmaske und der lauten Umgebungsgeräusche sehr erschwert. Zur Verbesserung der Kommunikation gibt es Kommunikationssysteme, welche in die Atemschutzvollmaske integriert werden können. Diese zeichnen das Sprachsignal mit einem Mikrofon auf und geben dieses Signal an die Umgebung mit Lautsprechern, über den Team-Funk an Einsatzkollegen und über den taktischen Funk an die Einsatzleitung aus. Mit diesem Mikrofon und den Lautsprechern ist eine Verbesserung nur bedingt möglich, da laute Atem- und Umgebungsgeräusche und die entstehenden Rückkopplungen mit den lokalen Lautsprechern die Sprachverständlichkeit stark einschränken. Um eine mögliche Steigerung der Sprachverständlichkeit zu erreichen, werden in dieser Arbeit verschiedene Verfahren der Signalverarbeitung untersucht. Die bei der Kommunikationseinheit zur Verfügung stehenden Rahmenbedingungen sind ein Mikrofon und ein Lautsprecher vor der Maske, ein Lautsprecher an den Ohren, ein elektrischer Signalausgang zum taktischen Funkgerät und ein digitaler Signalprozessor.  Die störenden Atemgeräusche werden in einer Sprachaktivitätsdetektion mittels Mustererkennung erkannt und gefiltert. Die Umgebungsgeräusche werden mittels einer Geräuschschätzung ermittelt und daraufhin unterdrückt. Eine hinreichende Verstärkung zur Steigerung der Sprachverständlichkeit wird durch eine Rückkopplungskompensation ermöglicht. In der Nachverarbeitung werden die Signale durch einen Equalizer entzerrt und mittels eines Regelverstärkers wird eine Dynamikanpassung vorgenommen. Alle in dieser Arbeit beschriebenen Algorithmen sind auf einem 16-Bit Festkomma-Signalprozessor umgesetzt und hinsichtlich der Laufzeit optimiert.