Inwiefern werden Inwiefern werden Formanten wegen Formanten wegen der Telefonsprache der Telefonsprache
unzuverlässig?
unzuverlässig?
Referentin: Salima Referentin: Salima
Nurdavletova Nurdavletova
20.11.2007 20.11.2007
Überblick Überblick
1.1. Effekte der TelefonübertragungEffekte der Telefonübertragung
2.2. Der Einfluss von der Der Einfluss von der
Telefonübertragung auf die Telefonübertragung auf die
Messung von Formantfrequenzen Messung von Formantfrequenzen
(Künzel, 2001) (Künzel, 2001)
3.3. Mobiltelefoneffekt an Mobiltelefoneffekt an
Vokalformanten (Byrne und Vokalformanten (Byrne und
Foulkes, 2004) Foulkes, 2004)
1. Effekte der 1. Effekte der
Telefonübertragung Telefonübertragung
Die Studie von Moye (1979) beschreibt unterschiedliche Effekte von Die Studie von Moye (1979) beschreibt unterschiedliche Effekte von
Telefonübertragung auf Sprache, z.B.:
Telefonübertragung auf Sprache, z.B.:
Hintergrundlärm und Verzerrungen;Hintergrundlärm und Verzerrungen;
Bandpasseigenschaften von dem Übertragungskanal (zwischen 300 Bandpasseigenschaften von dem Übertragungskanal (zwischen 300 und 3400 Hz)
und 3400 Hz)
Drei Haupttypen von Drei Haupttypen von
Effekten Effekten
1.1. UmwelteffekteUmwelteffekte – Auswirkungen, die von – Auswirkungen, die von der physikalischen Umgebung resultieren, der physikalischen Umgebung resultieren,
in der das Telefongespräch stattfindet, in der das Telefongespräch stattfindet, z.B. Hintergrundlärm wie Verkehr usw.
z.B. Hintergrundlärm wie Verkehr usw.
2.2. SprechereffekteSprechereffekte – Sprecherverhalten, – Sprecherverhalten, wie z. B. Telefonstimme, Lautstärke. Die wie z. B. Telefonstimme, Lautstärke. Die
Grundfrequenz ändert sich.
Grundfrequenz ändert sich.
3.3. Technische EffekteTechnische Effekte – selektive – selektive Übertragung von Frequenzen;
Übertragung von Frequenzen;
Schallenergie unter 300 Hz und über Schallenergie unter 300 Hz und über
3400 Hz ist verringert oder nicht 3400 Hz ist verringert oder nicht
übertragbar übertragbar
2. Der Einfluss von der 2. Der Einfluss von der
Telefonübertragung auf die Telefonübertragung auf die
Messung von Messung von
Formantfrequenzen Formantfrequenzen
Auslöser der Studie: Empirische Auslöser der Studie: Empirische Dialektologie
Dialektologie
J. Schmidt wollte telefonisch neue Daten J. Schmidt wollte telefonisch neue Daten von der gleichen Gruppe erheben, von von der gleichen Gruppe erheben, von
der er 1981 face-to-face - Aufnahmen der er 1981 face-to-face - Aufnahmen
gemacht hatte.
gemacht hatte.
Frage an Künzel:Frage an Künzel:
Gibt es Schwierigkeiten, wenn man Gibt es Schwierigkeiten, wenn man Sprachmuster über das Telefon zieht Sprachmuster über das Telefon zieht
im Vergleich zu den direkt im Vergleich zu den direkt
aufgenommenen Sprachbeispielen?
aufgenommenen Sprachbeispielen?
Wird das Messen von Wird das Messen von
Formantfrequenzen durch Formantfrequenzen durch
Telefonübertragung Telefonübertragung
beeinflusst?
beeinflusst?
Der erste empirische Schritt:
Der erste empirische Schritt:
Nachweis der
Nachweis der typischen typischen
Übertragungseigenschaften von Übertragungseigenschaften von
Standardtelefonen (ISDN) Standardtelefonen (ISDN)
Daten von einer unveröffentlichten StudieDaten von einer unveröffentlichten Studie
Ergebnis: Alle Standardtelefone haben Ergebnis: Alle Standardtelefone haben
einen relativ gleichen Übertragungskanal einen relativ gleichen Übertragungskanal
– Frequenzen, die zwischen 400 Hz und – Frequenzen, die zwischen 400 Hz und
3400 Hz liegen, werden übertragen;
3400 Hz liegen, werden übertragen;
unterhalb und überhalb des unterhalb und überhalb des
Übertragungsbereichs werden sie Übertragungsbereichs werden sie
abgedämpft; F1 geht nach oben abgedämpft; F1 geht nach oben
Hypothese:
Hypothese:
Vor allem die ersten Formanten von Vor allem die ersten Formanten von hohen und mittleren Vokalen werden hohen und mittleren Vokalen werden
vom Telefoneffekt betroffen. F2 und vom Telefoneffekt betroffen. F2 und
höhere Formanten werden nicht höhere Formanten werden nicht
beeinflusst, solange sie innerhalb beeinflusst, solange sie innerhalb des Übertragungsbereichs liegen.
des Übertragungsbereichs liegen.
Experiment Experiment
Natürlich gesprochene Sprache wurde Natürlich gesprochene Sprache wurde untersucht;
untersucht;
10 männliche und 10 weibliche Sprecher 10 männliche und 10 weibliche Sprecher mit dem Durchschnittsalter von 25 Jahren mit dem Durchschnittsalter von 25 Jahren
lasen den Text „Der Nordwind und die lasen den Text „Der Nordwind und die
Sonne“ vor;
Sonne“ vor;
Normale Geschwindigkeit und Lautstärke; Normale Geschwindigkeit und Lautstärke;
Zwei Aufnahmen: direkt auf Mikrophon Zwei Aufnahmen: direkt auf Mikrophon und über das Standardtelefon
und über das Standardtelefon
Die Methode Die Methode
Es wurde auf zwei verschiedene Es wurde auf zwei verschiedene Arten gemessen:
Arten gemessen:
visuell, d.h. ein Spektrogrammleser visuell, d.h. ein Spektrogrammleser fand den Schwerpunkt;
fand den Schwerpunkt;
automatisch, d.h. mit automatisch, d.h. mit
Autokorellationsfunktion Autokorellationsfunktion
Die Probleme Die Probleme
Automatische Funktion lieferte keine Automatische Funktion lieferte keine sinnvollen Ergebnisse
sinnvollen Ergebnisse
Niedrige Amplituden und hohe F0 Niedrige Amplituden und hohe F0
von weiblichen Sprechern bereiteten von weiblichen Sprechern bereiteten
Schwierigkeiten Schwierigkeiten
Natürlich gesprochene Sprache: Natürlich gesprochene Sprache:
Vokale werden zu kurz gesprochen Vokale werden zu kurz gesprochen
Die Ergebnisse Die Ergebnisse
Kein Unterschied bei F2-Werten Kein Unterschied bei F2-Werten
zwischen Direkt- und Telefonaufnahme zwischen Direkt- und Telefonaufnahme
F1-Werte höher in der F1-Werte höher in der
Telefonübertragung als in der Telefonübertragung als in der
Dirktaufnahme: Der Unterschied ist Dirktaufnahme: Der Unterschied ist
am größten - 13% - für geschlossene am größten - 13% - für geschlossene
Vokale, wie [i], [u]; mittel für Vokale [e]
Vokale, wie [i], [u]; mittel für Vokale [e]
und [o]; am kleinsten -weniger als 1% - und [o]; am kleinsten -weniger als 1% -
für offene Vokale, wie [a].
für offene Vokale, wie [a].
Frage:
Frage:
Gibt es eine einfache Methode, die Gibt es eine einfache Methode, die den Telefoneffekt wegkompensieren den Telefoneffekt wegkompensieren
könnte?
könnte?
Antwort:
Antwort:
Es ist nicht möglich, die gleiche Art Es ist nicht möglich, die gleiche Art von Algorithmus zu finden, der den von Algorithmus zu finden, der den
Fazit Fazit
In Fällen, in denen zwei verschiedene Arten In Fällen, in denen zwei verschiedene Arten von Sprachaufnahmen ausgewertet werden, von Sprachaufnahmen ausgewertet werden, sollten die Grundfrequenz und F1 nicht für sollten die Grundfrequenz und F1 nicht für die Analyse hergenommen werden.
die Analyse hergenommen werden.
Die gleiche Schlussfolgerung gilt auch für Die gleiche Schlussfolgerung gilt auch für Dialektologie: Es könnte für einen
Dialektologie: Es könnte für einen
Dialektologen unklar sein, ob so ein kleiner Dialektologen unklar sein, ob so ein kleiner phonetischer Unterschied der Kern eines phonetischer Unterschied der Kern eines Klangwechsels oder ein Unterschied
Klangwechsels oder ein Unterschied zwischen zwei Dialekten ist.
zwischen zwei Dialekten ist.
3. 3. Mobiltelefoneffekt an Mobiltelefoneffekt an Vokalformanten (Byrne, Vokalformanten (Byrne,
2004) 2004)
Aufbauend auf die Studie von KünzelAufbauend auf die Studie von Künzel
Neue zahlreiche Untersuchungen Neue zahlreiche Untersuchungen wegen des Anstiegs vom
wegen des Anstiegs vom Mobiltelefonverbrauch
Mobiltelefonverbrauch
Die Telefoneffekte Die Telefoneffekte
1.1. Mobiltelefone haben mehr Mobiltelefone haben mehr
Umwelteffekte als Festnetztelefone.
Umwelteffekte als Festnetztelefone.
2.2. Mobilfunkbenutzer sprechen lauter, Mobilfunkbenutzer sprechen lauter, was zur Erhöhung der
was zur Erhöhung der Grundfrequenz führt.
Grundfrequenz führt.
3.3. Mobilfunkaufnahmen werden oft Mobilfunkaufnahmen werden oft durch GSM-Radioübertragungen durch GSM-Radioübertragungen
beeinflusst.
beeinflusst.
Experiment Experiment
6 männliche und 6 weibliche englische 6 männliche und 6 weibliche englische Muttersprachler mit einer
Muttersprachler mit einer
Universitätsausbildung und ohne Universitätsausbildung und ohne
irgendwelche Sprachprobleme mussten die irgendwelche Sprachprobleme mussten die
deutsche Version vom Text „Der Nordwind und deutsche Version vom Text „Der Nordwind und
die Sonne“ bzw. „Die Geschichte von Arthur die Sonne“ bzw. „Die Geschichte von Arthur
der Ratte“ vorlesen.
der Ratte“ vorlesen.
Zwei Aufnahmen wurden gemacht: direkt auf Zwei Aufnahmen wurden gemacht: direkt auf Mikrophon und am Ende der
Mikrophon und am Ende der Mobilfunkverbindung
Mobilfunkverbindung
Ergebnisse Ergebnisse
F1F1
Telefoneffekt auf F1 ist beim Mobilfunk Telefoneffekt auf F1 ist beim Mobilfunk bedeutend größer als beim Festnetz
bedeutend größer als beim Festnetz (Unterschied bis 30%)
(Unterschied bis 30%) Zwei mögliche Gründe:
Zwei mögliche Gründe:
1.1. Die Filterfunktion und die Lage des Die Filterfunktion und die Lage des
Übertragungskanals schwanken sehr und Übertragungskanals schwanken sehr und
sind von Faktoren abhängig, wie z.B. das sind von Faktoren abhängig, wie z.B. das
Telefon oder die Art der Übertragung Telefon oder die Art der Übertragung
2.2. Der Mund des Sprechers ist vom Hörer Der Mund des Sprechers ist vom Hörer unterschiedlich weit weg.
unterschiedlich weit weg.
F2F2
F2-Werte sind weniger vom F2-Werte sind weniger vom
Telefoneffekt betroffen, weil sie in dem Telefoneffekt betroffen, weil sie in dem
Frequenzbereich liegen, den die Frequenzbereich liegen, den die
Telefone übertragen.
Telefone übertragen.
Allerdings waren F2-Werte in Allerdings waren F2-Werte in
Mobilfunkaufnahmen tiefer, besonders Mobilfunkaufnahmen tiefer, besonders
bei Vokalen mit hohen F2-Werten bei Vokalen mit hohen F2-Werten
F3F3
- Leichtes Absinken wie bei F2;Leichtes Absinken wie bei F2;
- Bedeutende Änderungen nur bei den Bedeutende Änderungen nur bei den höchsten Werten.
höchsten Werten.
Zusammenfassung Zusammenfassung
Das Analysieren der Das Analysieren der
Stimmvergleiche muss auf jeden Fall Stimmvergleiche muss auf jeden Fall
den Telefoneffekt berücksichtigen.
den Telefoneffekt berücksichtigen.
Man muss sehr vorsichtig sein, vor Man muss sehr vorsichtig sein, vor
allem dann, wenn man nicht weiß, allem dann, wenn man nicht weiß,
ob der Anruf von einem Festnetz ob der Anruf von einem Festnetz
oder einem Mobilfunk kommt.
oder einem Mobilfunk kommt.
Literatur Literatur
Künzel, Hermann J. (2001): Beware Künzel, Hermann J. (2001): Beware of the „telephone effect“: the
of the „telephone effect“: the
influence of telephone transmission influence of telephone transmission
on the measurement of formant on the measurement of formant
frequencies.
frequencies.
Byrne, Catherine; Foulkes, Paul Byrne, Catherine; Foulkes, Paul
(2004): The „Mobile Phone Effect“
(2004): The „Mobile Phone Effect“
on Vowel Formants.
on Vowel Formants.
