Sprachliche Mensch-Maschine-Kommunikation

10.1 Zeitsignalbasierte Erkennung 153
chen. Nicht nur zwischen einzelnen Wörtern werden Sprechpausen gemacht,
oft sogar innerhalb eines Wortes. Und oft handelt es sich bei kurzzeitigen
Niedrigenergiephasen auch nicht um explizite Sprechpausen sondern um
leises Sprechen oder auch um die Artikulation von etwas länger anhaltenden
Konsonanten oder Konsonantenfolgen, die in der Regel wesentlich weniger
Energie haben als Vokale.
In Abb. 10.1 ist der Verlauf der Signalenergie über die Zeit dargestellt
und der Bereich, der vom Sprachdetektor als Sprache erkannt würde grau
unterlegt. Eine kleine Spitze über dem Schwellwert und eine kurze Phase
darunter ändern nichts am aktuellen Zustand.
Abb. 10.1. Energiebasierter Sprachdetektor mit Schwellwertvergleich
Wir können also einen derartigen auf Messung der Signalenergie basierenden
Sprachdetektor durch ein Zustandsautomaten darstellen.
In Abb. 10.2 ist ein solcher Zustandsautomat dargestellt. Nach jeder
Energiemessung findet ein Zustandsübergang statt. Wenn die Energie
über dem Schwellwert liegt, wird jeweils der mit ⊕ markierte Übergang
genommen, im anderen Fall der mit ⊖ markierte.
Natürlich kann in der Praxis ein solcher Automat beliebig verfeinert
werden. So können (und sollten meist auch) für verschiedene Übergänge
verschiedene Schwellwerte verwendet werden. Auch die Zahl der Zwischenzustände,
in denen ein Sprache/Nichtsprachewechsel antizipiert wird (die
Werte u und v in Abb. 10.2) können variiert werden.
Die Einstellung des Schwellwertes erfolgt bei solchen Detektoren meist
empirisch. Es werden einige Aufnahmen gemacht und die Energie gemessen.
Daraufhin entscheidet der Bediener, welcher Schwellwert sinnvoll ist. Besser
ist eine automatische Einstellung, entweder mit Hilfe eines genormten
Signalgebers oder adaptiv mit Hilfe der vom Spracherkenner gelieferten
Erkennungshypothesen. Man kann erwarten, daß ein einigermaßen gut
funktionierender Erkenner zumindest ausreichend genau Stille von Sprache
unterscheiden kann, um damit einen initialen Schwellwert zu bestimmen,