Inwiefern werden Inwiefern werden Formanten wegen Formanten wegen

der Telefonsprache der Telefonsprache unzuverlässig? unzuverlässig?

Referentin: Salima Referentin: Salima NurdavletovaNurdavletova

20.11.200720.11.2007

ÜberblickÜberblick

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 TelefonübertragungTelefonübertragung

Die Studie von Moye (1979) beschreibt unterschiedliche Effekte Die Studie von Moye (1979) beschreibt unterschiedliche Effekte von Telefonübertragung auf Sprache, z.B.:von Telefonübertragung auf Sprache, z.B.:

Hintergrundlärm und Verzerrungen;Hintergrundlärm und Verzerrungen;

Bandpasseigenschaften von dem Übertragungskanal (zwischen Bandpasseigenschaften von dem Übertragungskanal (zwischen 300 und 3400 Hz)300 und 3400 Hz)

Drei Haupttypen von Drei Haupttypen von EffektenEffekten

1.1. UmwelteffekteUmwelteffekte – Auswirkungen, die von – Auswirkungen, die von der physikalischen Umgebung der physikalischen Umgebung resultieren, in der das Telefongespräch resultieren, in der das Telefongespräch stattfindet, z.B. Hintergrundlärm wie stattfindet, z.B. Hintergrundlärm wie Verkehr usw.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 übertragbarübertragbar

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 DialektologieDialektologie

J. Schmidt wollte telefonisch neue J. Schmidt wollte telefonisch neue Daten von der gleichen Gruppe Daten von der gleichen Gruppe erheben, von der er 1981 face-to-face erheben, von der er 1981 face-to-face - Aufnahmen gemacht hatte.- Aufnahmen 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 derNachweis der typischen typischen Übertragungseigenschaften von Übertragungseigenschaften von Standardtelefonen (ISDN)Standardtelefonen (ISDN)

Daten von einer unveröffentlichten Daten von einer unveröffentlichten StudieStudie

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 obenabgedämpft; 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.

ExperimentExperiment

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 MethodeDie 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 ProblemeDie Probleme

Automatische Funktion lieferte keine Automatische Funktion lieferte keine sinnvollen Ergebnissesinnvollen 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 ErgebnisseDie Ergebnisse

Kein Unterschied bei F2-Werten Kein Unterschied bei F2-Werten zwischen Direkt- und Telefonaufnahmezwischen 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 Vokale, wie [i], [u]; mittel für Vokale [e] und [o]; am kleinsten -weniger als [e] und [o]; am kleinsten -weniger als 1% - für offene Vokale, wie [a]. 1% - 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 Telefoneffekt entschädigen kann.Telefoneffekt entschädigen kann.

FazitFazit

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 MobiltelefonverbrauchMobiltelefonverbrauch

Die TelefoneffekteDie Telefoneffekte

1.1. Mobiltelefone haben mehr Mobiltelefone haben mehr Umwelteffekte als Umwelteffekte als Festnetztelefone.Festnetztelefone.

2.2. Mobilfunkbenutzer sprechen Mobilfunkbenutzer sprechen lauter, was zur Erhöhung der lauter, was zur Erhöhung der Grundfrequenz führt.Grundfrequenz führt.

3.3. Mobilfunkaufnahmen werden oft Mobilfunkaufnahmen werden oft durch GSM-Radioübertragungen durch GSM-Radioübertragungen beeinflusst. beeinflusst.

ExperimentExperiment

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 deutsche Version vom Text „Der Nordwind und die Sonne“ bzw. „Die Geschichte von und die Sonne“ bzw. „Die Geschichte von Arthur der Ratte“ vorlesen.Arthur 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 MobilfunkverbindungMobilfunkverbindung

Gemessen wurden F1, F2 und F3Gemessen wurden F1, F2 und F3

ErgebnisseErgebnisse 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 Telefoneffekt betroffen, weil sie in dem Frequenzbereich liegen, den die dem 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 (geschlossene vordere Vokale).(geschlossene vordere Vokale).

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.

ZusammenfassungZusammenfassung

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.

LiteraturLiteratur

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.

Vielen Dank für Eure Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit!Aufmerksamkeit!