Weiterentwicklung und Evaluation eines Algorithmus zur SII-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung in störgeräuschbehafteter Umgebung

Kommunikation ist in Umgebungen mit einer lauten Hintergrundgeräuschkulisse häufig mit dem Problem einer schlechten Sprachverständlichkeit konfrontiert. Beispiele sind Lautsprecherdurchsagen an öffentlichen Plätzen wie Bahnhöfen oder Flughäfen und Mobiltelefonie an vielbefahrenen Straßen. In dieser Arbeit wurde ein von Schepker entwickelter Algorithmus zur Speech Intelligibility Index-basierten Sprachverständlichkeitsverbesserung weiterentwickelt und evaluiert. Dabei wurde eine adaptive Verstärkungsfunktion entworfen, die eine gezielte Übersteuerung bei minimalem Klangverlust vornimmt. Die dadurch erreichte Verbesserung des Signal-Rausch-Abstandes beträgt bis zu 7 dB. Für die Evaluation des neuen Algorithmus wurden zwei stationäre und ein instationäres additives Störgeräusch verwendet. In subjektiven Untersuchungen konnten für alle Störgeräusche signifikante Verbesserungen der Sprachverständlichkeit um bis zu 45% im Vergleich zum alten Algorithmus nachgewiesen werden. In dieser Arbeit wurde ferner der Einsatz des Algorithmus unter realen Bedingungen untersucht, in denen zur Verarbeitung des Sprachsignals eine Kenntnis des Störsignals notwendig ist. Dazu wurde ein Framework zur Simulierung eines Lautsprecher-Raum-Mikrofon-Systems angepasst, welches unter Einsatz eines Affine Projection-basierten akustischen Echokompensators eine Schätzung des Störsignals liefert. Der Vorverarbeitungsalgorithmus erwies sich dabei als relativ robust gegenüber Schätzungsfehlern.