Speech Transmission Index

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Der Sprachübertragungsindex, kurz STI (von englisch Speech Transmission Index), ist ein Maß für die Sprachübertragungsqualität einer Übertragungsstrecke vom Sprecher zum Zuhörer. Als Übertragungsstrecke wird dabei eine akustische oder elektro-akustische Sprachsignal-Übertragung verstanden. Die Maßzahl STI beschreibt die zu erwartende Sprachverständlichkeit beim Zuhörer.

Der Sprachübertragungsindex ist abhängig von

  • der Lautstärke des Sprachsignals beim Zuhörer
  • dem Hintergrundlärm beim Sprecher und Zuhörer
  • Echos (Reflexionen mit Verzögerungen > 100 ms)
  • der Nachhallzeit des Zuhörer-Raumes
  • psychoakustischen Verdeckungseffekten
  • den Verzerrungen und dem Frequenzgang der Übertragungsstrecke (z. B. elektro-akustische Anlage)
  • der Qualität und Richtcharakteristik der Schallquelle.

Anwendungen[Bearbeiten]

Typische Anwendungen sind die Messung der Sprachverständlichkeit bei

  • Räumen ohne elektro-akustische Anlage
  • Beschallungs- und Evakuierungsanlagen
  • der Telekommunikation.

Skala[Bearbeiten]

STI-CIS-Skala

Der Sprachübertragungsindex gibt die Übertragungsqualität von Sprache der verwendeten Übertragungsstrecke als numerischen Wert im Bereich von 0 (= unverständlich) bis 1 (= ausgezeichnet[1]) an. Dabei werden die folgenden Skalen unterschieden

  • STI (Speech Transmission Index)
  • CIS (Common Intelligibility Scale) nach Barnett (1995[2], 1999[3])

Mathematische Relation der beiden Skalen: CIS = 1 + log (STI). Die typischen Mindestanforderungen an Beschallungs- und Evakuierungsanlagen sind 0,45 STI oder 0,5 STI.

STIPA[Bearbeiten]

STIPA (Speech Transmission Index for Public Address Systems) ist eine vereinfachte schnelle Messmethode des Sprachverständlichkeit einer Übertragungsstrecke, die elektro-akustische und akustische Effekte berücksichtigt. Eine typische STI-PA-Anwendung ist die Messung der Sprachverständlichkeit bei Beschallungs- und Evakuierungsanlagen. Dabei wird verifiziert, ob Notfalldurchsagen im Ernstfall für die anwesenden Personen verständlich sind.

Sprache kann als Rauschen im Frequenzbereich 125 Hz – 10 kHz mit einer Amplituden-Modulation von tief-frequenten Sinus-Signalen (0,63 Hz – 12,5 Hz) beschrieben werden. Ein solches sprach-ähnliches Signal wird als STIPA-Testsignal verwendet und simuliert somit den menschlichen Sprecher. Das Messgerät misst die Modulation des empfangenen Signals und vergleicht diese mit dem originalen Testsignal in den Oktavbändern 125 Hz – 10 kHz. Dabei wird aus einem Verlust der Modulationstiefe auf eine reduzierte Sprachverständlichkeit geschlossen.

Geschichte der STIPA-Messung[Bearbeiten]

Anfangs wurde die Sprachverständlichkeit STIPA aus 12 individuellen Oktavband–Modulationsfrequenz-Kombinationen ermittelt, die die Sprache so weit wie möglich abdeckten. Dabei wurden die Messung der tief-frequenten Sprachanteile des 125-Hz- und 250-Hz-Frequenzbandes zusammengefasst und somit vereinfacht.

In 2003 entwickelte NTi Audio die erweiterte STIPA-Messung mit individueller Abdeckung aller Modulationsfrequenzen der Sprache. Diese Entwicklung verbesserte weiter die Korrelation der subjektiven Sprachverständlichkeit des Menschen mit dem STI-Messwert und wurde standardisiert im IEC 60268-16, Ausgabe 2011[4].

Einzelnachweise[Bearbeiten]

  1. THE MEASUREMENT OF SPEECH INTELLIGIBILITY Herman J.M. Steeneken TNO Human Factors, Soesterberg, the Netherlands (PDF; 208 kB)
  2. Barnett, P. W. and Knight, R.D. (1995). "The Common Intelligibility Scale", Proc. I.O.A. Vol 17, part 7.
  3. Barnett, P. W. (1999). "Overview of speech intelligibility" Proc. I.O.A Vol 21 Part 5.
  4. International Electrotechnical Commission IEC 60268-16: Sound system equipment – Part 16: Objective rating of speech intelligibility by speech transmission index Fourth edition 2011-06

Siehe auch[Bearbeiten]

Weblinks[Bearbeiten]