Sprach- und Audiosignalverarbeitung (SAV)5 ECTS
(englische Bezeichnung: Speech and Audio Signal Processing)

Lehrveranstaltungen:

• • Sprach- und Audiosignalverarbeitung
    (Vorlesung, 3 SWS, Walter Kellermann, Mo, 12:15 - 13:45, H15; Di, 16:15 - 17:45, H15)
  • Übung zur Sprach- und Audiosignalverarbeitung
    (Übung, 1 SWS, Christian Hümmer, Do, 8:15 - 9:45, N 6.13; Do, 10:15 - 11:45, N 6.13, R4.15; Donnerstagstermin abwechselnd mit der Übung, weitere Informationen sind auf StudOn zu finden)

Inhalt:

Spracherzeugung und Hören beim Menschen
Physiologie und Modelle der Spracherzeugung und des Hörens: Quelle-Filter-Modell, Filterbank-Modell der Cochlea; Maskierungseffekte;

Darstellung von Sprach- und Audiosignalen
Schätzung und Darstellung der Kurzzeit- und Langzeitstatistik in Zeit-, Frequenz- und Cepstralbereich; typische Beispiele, Visualisierungen;

Quellencodierung für Sprache und Audiosignale
Kriterien; skalare und vektorielle Codierung; lineare Prädiktion; Pitchprädiktion; Wellenform-/Parameter-/Hybrid-Codierung; Standards (ITU, GSM, ISO-MPEG)

Spracherkennung
Merkmalextraktion, Dynamic Time Warping, Hidden Markov Models

Grundprinzipien der Sprachsynthese
Text-to-Speech Systeme, modellbasierte und datenbasierte Synthese, PSOLA-Synthese

Signalverbesserung bei Signalaufnahme und –wiedergabe
Geräuschbefreiung, Echokompensation, Enthallung mittels ein- und mehrkanaliger Verfahren;

Lernziele und Kompetenzen:

Die Studierenden

• verstehen die grundlegenden physiologischen Mechanismen der Spracherzeugung und des Hörens beim Menschen und können diese zur Analyse von Sprach- und Audiosignalen anwenden

• wenden die grundlegenden Methoden zur Schätzung und Darstellung der Kurzzeit- und Langzeitstatistik von Sprach- und Audiosignalen an und können diese damit analysieren

• verstehen die aktuellen Methoden zur Quellencodierung von Sprache-und Audiosignalen und können aktuelle Codierstandards analysieren

• verstehen die Grundbausteine von Spracherkennungssystemen und können deren Funktion mittels Rechnersimulation analysieren

• verstehen die Grundprinzipien von Text-to-Speech Systemen und können elementare Algorithmen zur Sprachsynthese anwenden

• können elementare Algorithmen zur Signalverbesserung anwenden und für reale Daten analysieren

Literatur:

Literaturempfehlung erfolgt in der Vorlesung.

Organisatorisches:

Signale und Systeme I +II

Verwendbarkeit des Moduls / Einpassung in den Musterstudienplan:
Das Modul ist im Kontext der folgenden Studienfächer/Vertiefungsrichtungen verwendbar:

1. Berufspädagogik Technik (Master of Education)
   (Po-Vers. 2010 | Masterprüfung | Wahlpflichtmodule Fachwissenschaft | Speech and Audio Signal Processing)
2. Communications and Multimedia Engineering (Master of Science): 2. Semester
   (Po-Vers. 2011 | Masterprüfung | Pflichtmodule | Speech and Audio Signal Processing)
3. Computational Engineering (Rechnergestütztes Ingenieurwesen) (Master of Science)
   (Po-Vers. 2008 | Masterprüfung | Wahlpflichtbereich Technisches Anwendungsfach | Speech and Audio Signal Processing)
4. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2007 | Studienrichtungen (Wahlpflichtmodule) | Studienrichtung Informationstechnik | Vertiefungsmodule Informationstechnik | Speech and Audio Signal Processing)
5. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Bachelor of Science): 5-6. Semester
   (Po-Vers. 2009 | Studienrichtungen | Studienrichtung Informationstechnik | Vertiefungsmodule (Wahlpflichtmodule) Informationstechnik | Speech and Audio Signal Processing)
6. Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik (Master of Science): 1-4. Semester
   (Po-Vers. 2010 | Studienrichtung Informationstechnik | Vertiefungsmodule Informationstechnik | Speech and Audio Signal Processing)
7. Wirtschaftsingenieurwesen (Master of Science): 1-2. Semester
   (Po-Vers. 2009 | Ingenieurwissenschaftliche Studienrichtungen | Studienrichtung Informations- und Kommunikationssysteme | Wahlpflicht- und Vertiefungsmodul Modulgruppe 2 | Vertiefungsmodul Modulgruppe 2 | Speech and Audio Signal Processing)

Studien-/Prüfungsleistungen:

Speech and Audio Signal Processing (Prüfungsnummer: 64601)

Prüfungsleistung, Klausur, Dauer (in Minuten): 90, benotet

Anteil an der Berechnung der Modulnote: 100.0 %

Erstablegung: SS 2014, 1. Wdh.: WS 2014/2015

1. Prüfer:

Walter Kellermann

Termin: 22.09.2014, 08:00 Uhr, Ort: H 11
Termin: 29.09.2015, 16:00 Uhr, Ort: Mensa-Süd