Durchsagen auf Bahnhöfen oder Flughäfen sind notwendig. Allerdings wird dabei oft kaum auf die Verständlichkeit geachtet. Denn die Lautsprecher beschallen ohne Rücksicht auf Lärmquellen in der Umgebung. Die Software AdaptDRC ändert das. Mit ihrer Hilfe werden Lautsprecher intelligent: Sie passen Frequenzen und Dynamik von Durchsagen so an das Umfeld an, dass die Sprechverständlichkeit um bis zu 80 Prozent steigt.

Durchsagen auf Bahnhöfen oder Airports treffen in der Regel auf zwei Typen von Reisenden. Zum einen auf solche, die sich nicht für sie interessieren. Und dann auf diejenigen, die sie nicht oder nur unvollständig verstehen. »Was hat der gerade gesagt?«, »wo fährt der Zug ab?« oder »für welche Passagiere galt der Aufruf gerade?« sind Fragen, die wohl schon die meisten Abfahrenden von anderen Passanten gehört oder sie selbst gestellt haben. Grund für die Misere sind in der Regel die Vielzahl lärmender Umgebungsgeräusche oder – bei leereren Räumen – auch der Hall.
Nun könnte man natürlich die Lautsprecher lauter stellen. Das aber würde die Hörqualität nicht automatisch verbessern. Menschen würden erschreckt oder aber der Lautsprecher stößt schlicht an seine Leistungsgrenze: Das Dröhnen und Scheppern wird mehr, nicht aber Hörqualität. Das weiß jeder, der schon einmal versucht hat, aus seinen heimischen Boxen mehr und lauteren Klang herauszuholen, als sie eigentlich hergeben.

Angenehmes für die Ohren

Im Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT haben Forscher um Dr. Jan Rennies-Hochmuth deshalb »AdaptDRC« entwickelt. AdaptDRC ist eine spezielle Software, mit der sich die Verständlichkeit von Lautsprecherdurchsagen deutlich angehoben. Dafür macht sie den Lautsprecher so »intelligent«, dass er die Frequenzen und die Dynamik einer Durchsage der Situation vor Ort anpasst. Die Forscher erreichen damit in Echtzeit eine Verbesserung der Sprachverständlichkeit von bis zu 80 Prozent.

Die Methodik dabei ist vergleichsweise einfach zu erklären: Ein Mikrofon erfasst Umfang und »Qualität« des aktuell herrschenden Umgebungslärms. Diese Informationen wertet AdaptDRC aus und modifiziert die »Originaldurchsage« entsprechend. Dabei werden unter anderem einzelne Frequenzbänder zu genau dem Zeitpunkt verstärkt, wo sie durch ein Umgebungsgeräusch gestört werden. Die Software arbeitet dabei adaptiv. Das System wird also nur aktiv, wenn es wirklich gebraucht wird. Ist es ausreichend ruhig bei einer Durchsage, agiert AdaptDRC in einer Art Schlafmodus.

Das kurze »k«

»Vokale beispielsweise sind relativ tiefe und langgezogene Wortteile, die in der Regel gut zu verstehen sind«, erklärt Rennies-Hochmuth. Im Gegensatz dazu werden Konsonanten wie k, p, oder t sehr kurz gesprochen und haben höhere Frequenzen. Deshalb sind sie etwa bei Durchsagen weniger gut zu verstehen. »Die Algorithmen unserer Software übernehmen zum einen die Aufgabe, bestimmte Frequenzen zu gewichten und zum richtigen Zeitpunkt genau jene zu verstärken, die durch die Umgebungsgeräusche besonders gestört werden«, betont Rennies-Hochmuth. »Spektrale Komponente der Hörunterstützung« nennt er das. Wörter wie Masse, Gasse, Kasse, Passe, Trasse oder Tasse werden so – trotz lauter Umgebungsgeräusche - leichter und zuverlässiger voneinander unterscheidbar.

Intelligenz für den Lautsprecher

Zum anderen analysieren die Algorithmen aber auch die unterschiedlichen Lautstärkeanteile einer Durchsage, also ihre Dynamik. »Die Sprachverständlichkeit erhöht sich vor allem dann, wenn laute Anteile gezielt gedämpft, leise Anteile gezielt verstärkt werden«, erklärt Rennies-Hochmut: »Genau dieses Wissen nutzen wir aus und modifizieren die Ansage entsprechend.« Neu ist diese Methode allerdings nicht. Einige Menschen können die Vorteile dieser Technik bereits nutzen wenn sie telefonieren. Denn die Technik der »Dynamic Range Compression« (DRC) ist bei vielen Mobiltelefonen bereits Standard. Neu allerdings ist der Einsatz der DRC bei Lautsprechern, die bislang nur mit akustischem »One-way« arbeiten, ihr Umgebung also 1:1 beschallen – ohne Rücksicht auf Verluste. Oder in diesem Fall: Ohne Rücksicht auf den Hörkomfort. Dafür müssen die Lautsprecher – im Gegensatz zu Telefonen, Konferenzanlagen oder auch Hörgeräten – allerdings zusätzlich mit einem Mikrophon und einer intelligenten AdaptDRC-tauglichen Steuereinheit ausgestattet werden.

Technik ausgereift

»Aktuell ist die Technik so ausgereift, dass wir AdaptDRC bereits an spezifische Szenarien anpassen und vor Ort nutzbar machen können«, sagt Rennies-Hochmuth. Die Software liegt als C-Implementierung vor, ist also unabhängig von einzelnen Plattformen. Die Forscher wollen nicht nur die Qualität öffentlicher Durchsagen deutlich verbessern. »Die Software kann natürlich auch in vergleichbaren Systemen eingesetzt werden«, sagt Rennies-Hochmut. Dazu gehören alle Arten von Telefonsystemen, aber beispielsweise auch Stereoanlagen in Fahrzeugen, Tour-Guide-Systeme oder Infotainment-Anlagen in öffentlichen Verkehrsmitteln. (aku)

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