Sprachliche Mensch-Maschine-Kommunikation

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7.5 Codierung akustischer Signale 103 der dem Ruhezustand entspricht) liegen als in der Nähe der extremen Aussteuerung. Wenn quantisierte Sprache mit 8 Bits codiert wird, dann können damit 256 verschiedene Werteintervalle referenziert werden. Die meisten Messungen ballen sich in derselben Gegend. Um die 8 Bits besser auszunutzen, empfiehlt es sich, mehr und dafür kleinere Intervalle um den Stillemeßwert herum zu verwenden und wenige größere Intervall in der Nähe der Extrema. So kann dann je nach Sichtweise entweder mehr Information in den 8 Bits codiert werden oder man benötigt weniger Bits um die gleiche Menge an Information zu codieren. Die gebräuchlichsten Methoden der variablen Intervallfestlegung sind die so genannten a-law und µ-law Codes. Bei µ-law wird vor der Codierung der Meßwert f(x) zu f µ (x) abgebildet, wobei f µ (x) = fmax · sgn(f(x)) · log(1 + µ|f(n)|/fmax)/ log(1 + µ) (7.65) mit µ = 100 . . .500 Der Wert µ kann mehr oder weniger willkürlich gewählt werden, und bestimmt den ” Stauchungsgrad“ der Abbildung. Bei der Codierung von Sprachsignalen spielt bis in die heutige Zeit, in der wir immer weniger mit Speicherplatzproblemen in Computern zu kämpfen haben die Kompression von Audiosignalen eine Rolle. Ohne Videound Audio-Dateien ist es heute für den durchschnittlichen Computer- Privatanwender kaum mehr möglich die riesigen Festplatten sinnvoll zu füllen. Auch die üblichen RAM Speichergrößen genügen bei weitem, um mehrere Stunden Audio-Aufnahmen in sehr guter Qualität aufzunehmen. Während in den Anfängen der digitalen Signalverarbeitung oft nur wenige Sekunden Audio im Speicher gehalten werden konnten und man sich Gedanken machen mußte, wie man die Dateien komprimieren kann, so wird dies heute immer noch, wenn auch auf höherem Niveau bei den so genannten MP3 Dateien gemacht. Im Laufe der Zeit wurden verschiedene Kompressionsmethoden entwickelt. Nur wenige versuchen die abgetasteten Signalwerte völlig verlustfrei zu speichern. Die besten verlustfreien Komprimierer können Sprachsignale je nach Abtasttiefe, Abtastrate und Qualität der Aufnahme auf ca. 50% der ursprünglichen Größe reduzieren. Im Zusammenhang mit dem Phasenspektrum wurde festgestellt, daß die Phaseninformation in Sprachsignalen für das Verständnis derselben ohne Bedeutung ist. Oft kann man weitere Information einsparen, wenn man z.B. berücksichtigt, daß eine Schwingung mit sehr hoher Amplitude, eine andere mit sehr niedriger Amplitude ” übertönt“, und so die Information über die leisere Schwingung manchmal ganz weggelassen werden kann, ohne daß sich die gesamte Hörempfindung merklich ändert. Auf solche und weiteren Annahmen berufen sich so genannte verlustbehaftete
104 7. Grundlagen der Signalverarbeitung Kompressionsverfahren wie z.B. das für MP3 verwendete. Auch die in Kap. 8 beschriebenen LPC-Koeffizienten wurden ursprünglich nicht als sinnvolle Sprachsignalvorverarbeitung für die Spracherkennung eingeführt, sondern als mögliche Kompressionsmethode.
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Ivica Rogina Sprachliche Mensch-Mas
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Tabellenverzeichnis 1.1 Eingabegesc
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Abbildungsverzeichnis 2.1 Wortfehle
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Abbildungsverzeichnis XIX 8.1 Signa
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Abbildungsverzeichnis XXIII 18.1 Zu
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Abbildungsverzeichnis XXV 28.1 Vers
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2 1. Nutzen und Anwendungen 1.1 Vor
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4 1. Nutzen und Anwendungen 1.2 Anw
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16 1. Nutzen und Anwendungen Mensch
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18 2. Eigenschaften und Taxonomie v
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34 3. Geschichte eine abhörsichere
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36 3. Geschichte Fehler erkennen k
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38 3. Geschichte auch hier ca. 1000
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4. Anatomie Sprachproduktion und Pe
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4.1 Anatomie des Artikulationsappar
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10.1 Zeitsignalbasierte Erkennung 1
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10.1 Zeitsignalbasierte Erkennung 1
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F2 [Hz] 4000 2000 1000 500 0 ÁÁÁ
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11.1 Minimale Editierdistanz 161 Ab
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11.3 Spracherkennung mittels Dynami
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Steigung 2 1/2 2 11.3 Spracherkennu
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178 12. Hidden Markov Modelle Wenn
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206 13. Das Trainieren von Spracher
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246 14. Das akustische Modell letzt
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248 15. Erkennung kontinuierlicher
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16. Verwendung von Sprachmodellen I
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16.2 Wahrscheinlichkeiten von Wortf
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16.3 N-Gramme 265 also alle Histori
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16.4 Perplexität 267 Qualität des
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16.4 Perplexität 269 Gleichverteil
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wi 0.8 0.03 0.17 ” ein“ ” und
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16.5 Glättung und Interpolation 27
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16.6 Verschiedene weitere Sprachmod
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tf(w, Di) = #w in Di |Di| 16.7 Adap
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16.7 Adaption von Sprachmodellen 28
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16.7 Adaption von Sprachmodellen 28
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17. Kontextabhängige akustische Mo
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als die der Silben. 17.1 Suche nach
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17.1 Suche nach der optimalen Sprac
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100000 Wortfolge Modelle 17.1 Suche
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17.2 Ballung von Kontexten 17.2 Bal
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17.2 Ballung von Kontexten 299 mit
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Anzahl der Fragen ✻ 2000 17.2 Bal
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17.2.6 Einbindung von Modalitätenf
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0000000 1111111 01 0000000 1111111
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316 18. Effiziente Decodierverfahre
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19. Parameterraumoptimierung Bei de
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19.2 Parameterkopplung 331 der Einf
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19.2 Parameterkopplung 333 Längenm
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19.3 Architekturentwurf 335 Als Kri
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19.4 Kompaktifizierung 337 bei der
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19.4.2 Vereinfachung von Kovarianzt
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19.4 Kompaktifizierung 341 die Gene
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Tabelle 19.1. Fehlerraten bei Kovar
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20. Erkennung von Spezialvokabular
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20.1 Buchstabiererkennung 347 Netze
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20.2 Erkennung beliebiger Namen 349
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354 21. Robustheit und Adaption zu
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356 21. Robustheit und Adaption le
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22. Künstliche Neuronale Netze Kü
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p(x|A) 22.2 Architekturen 373 p(x|B
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Jordan Elman 22.2 Architekturen 375
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o1 . . . oj . . . vt1 . . . vti . .
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22.2 Architekturen 379 welchem Laut
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g d b b d g Integration über die Z
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Wn . . . W2 W1 Wn W2 W1 Abb. 22.8.
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22.2 Architekturen 387 Die Adaption
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402 24. Dialogsteuerung ein Dialog
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406 24. Dialogsteuerung der Zweck d
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408 24. Dialogsteuerung Vorschlag/Z
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410 24. Dialogsteuerung Selbst bei
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25. Erkennung verschiedener Sprache
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25.1.3 Komposition von Wörtern 25.
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25.2 Identifikation von Sprachen (L
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26. Zusätzliche Modalitäten Zweif
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26.1 Lippenlesen auf Videoaufnahmen
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∆d = m · r c 26.2 Sprecherlokali
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26.2 Sprecherlokalisierung 425 Eine
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26.4 Fehlerbehandlungsmethoden 427
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26.5 Multimodale Zeitzuordnung 429
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432 27. Entwicklung von Anwendungen
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444 28. Der moderne Vortragsraum Wa
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446 28. Der moderne Vortragsraum zu
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448 28. Der moderne Vortragsraum In
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450 28. Der moderne Vortragsraum E
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460 28. Der moderne Vortragsraum 28
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462 28. Der moderne Vortragsraum Vo
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Literaturverzeichnis [Abt98] Abt. I
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Literaturverzeichnis 469 Engineerin
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Literaturverzeichnis 471 [Ita75] F.
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Literaturverzeichnis 473 SPEECH’9
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Literaturverzeichnis 475 [Nag85] H.
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Literaturverzeichnis 477 [RW95] I.
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Literaturverzeichnis 479 [Ver98] Ve
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Literaturverzeichnis 481 [Zwi60] E.
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