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TU Berlin

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Subjektive Messung und instrumentelle Schätzung von Sprachqualität in einer Konversationssituation auf Basis von perzeptiven Dimensionen (DFG)

Die Messung und Vorhersage der Qualität übertragener Sprache ist in der Vergangenheit bereits vielfach Forschungsgegenstand gewesen. Ziel ist es zum einen, Informationen über die der Sprachwahrnehmung zugrunde liegenden perzeptiven Merkmale zu bekommen und diese zu quantifizieren. Auf Basis der Informationen sollen dann Technologien zur Sprachübertragung so gestaltet werden, dass sich für den Nutzer eine möglichst optimale Qualität – bei möglichst geringen eingesetzten Ressourcen – ergibt. Zur Erlangung des ersten Zieles wurden sowohl subjektive als auch instrumentelle Methoden entwickelt: Subjektive Methoden wie Hör- und Konversationstests erlauben die direkte Quantifizierung wahrgenommener Qualität aus Nutzersicht; instrumentelle Methoden versuchen die Ergebnisse solcher Tests auf Basis von Signalen oder Parametern abzuschätzen.

Die meisten der bislang vorliegenden Methoden versuchen, einen Indikator für die „Gesamtqualität“ zu messen oder instrumentell zu schätzen, d.h. einen integralen Schätzwert auf einer Skala von z.B. „ausgezeichnet“ bis „schlecht“. Ein solcher Indikator ist leicht zu interpretieren, weist aber zwei entscheidende Nachteile auf:

  •   Sollte der angezeigte Wert nicht optimal sein, liefert er keine Informationen über den Grund der Qualitätseinbuße.
  •   Der Wert bezieht sich nur auf diejenige Nutzungssituation, in der die subjektiven Qualitätsurteile (die ggf. als Grundlage für die instrumentelle Schätzung verwendet wurden) gewonnen werden. Der weitaus größte Anteil aller vorliegenden subjektiven und instrumentellen Methoden geht dabei von einer passiven Hörsituation aus, die jedoch mit der Realität der Telekommunikation kaum übereinstimmt.

Ziel des hier Forschungsvorhabens ist es, die prinzipiellen Grenzen beider Nachteile durch methodische Grundlagenforschung zu überwinden und dadurch einen neuen auch für die Praxis relevanten Ansatz zur instrumentellen diagnostischen Schätzung der Qualität in einer Konversationssituation zu liefern. Folgende konkrete Schritte sind hierzu geplant:

  1. Es werden subjektive Verfahren entwickelt, mit deren Hilfe die auditiven Qualitätsdimensionen in einer natürlichen interaktiven Situation identifiziert und quantifiziert werden können. Dazu wird eine Simulationsumgebung verwendet, in der Übertragungssysteme gezielt manipuliert und kontrastiv ausprobiert werden können, sodass auch naive Probanden perzeptive Unterschiede zwischen verschiedenen Systemen in einer realistischen, interaktiven Situation bewerten. Diese Messwerte werden dann mit detaillierten Beschreibungen von Experten korreliert, welche ebenfalls in der Simulationsumgebung erhalten werden, aber zuverlässigere diagnostische Informationen enthalten. Hierdurch wird erstmalig ein multidimensionaler perzeptiver Raum für die Qualität von interaktiven Konversationssituationen aufgespannt und vermessen.
  2. Zur Anwendbarkeit des Verfahrens werden anschließend neue instrumentelle Schätzverfahren für Einzeldimensionen entwickelt. Diese Schätzverfahren stellen zunächst einen Zusammenhang zwischen perzeptiven Dimensionen und technischen Systemeigenschaften her, dienen also zugleich der technischen Diagnose und der Schätzung der perzeptiven Wirkung von Störungen. Auf Basis der geschätzten Dimensionen lässt sich darüber hinaus ein Gesamtqualitätswert durch adäquate Gewichtung der Einzeldimensionen schätzen, wie die Erfahrungen in der reinen Hörsituation zeigen. Im Ergebnis liegt ein neuartiges Qualitätsprofil vor, welches sowohl die Gesamtqualität als auch die beeinflussenden perzeptiven Dimensionen von Konversationen zuverlässig vorhersagt.

 


Time Frame: 
06/2014 - 01/2017
T-labs Team Members:
Friedemann Köster
Students:
Maxim Szepansky, Maxim Spur
Partners:
Funding by:
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) MO 1038/20-1
Publications:
see Team-Members

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