Colloquium - Details

Bachelor-Vortrag: Künstliche Bandbreitenerweiterung von Musiksignalen

Jan Gehlen
2. Dezember 2016
09:30 Uhr
Hörsaal 4G

Audiosignale sind auf Basis der menschlichen Schallwahrnehmung auf Frequenzen von ca. 20 Hz bis maximal 20 kHz begrenzt. Wird diese Bandbreite weiter eingeschränkt, so kommt es zunehmend zu einem hörbaren Qualitätsverlust des Signals. Werden zu einem derartigen Signal niedriger Qualität bestimmte fehlende Frequenzanteile hinzugefügt, kann als Resultat ein Qualitätsgewinn erreicht werden. Diese künstliche Bandbreitenerweiterung (bandwidth extension, BWE) wird beispielsweise dazu genutzt, um die Qualität und Verständlichkeit von Sprachsignalen mit einer Bandbreite von 300 Hz bis 3,4 kHz deutlich zu verbessern, indem die Bandbreite auf 50 Hz bis 7 kHz erweitert wird. 

Der Vorteil dieser Bandbreitenerweiterung liegt darin, dass sie die Übertragungsdatenrate nicht erhöht wird und auch in vorhandenen Netzstrukturen angewendet werden kann. Insbesondere können so die für Telefonie typischen Probleme verringert werden, wie die Unterscheidung zwischen bestimmten Konsonanten (Bsp.: /s/ und /f/) sowie die Erkennung der charakteristischen Stimme des Sprechers. 

Vorhandene Verfahren zur künstlichen Bandbreitenerweiterung von Sprachsignalen nutzen bestimmte Eigenschaften der Spracherzeugung, um die fehlenden Frequenzanteile zu modellieren. Vor dem Hintergrund der Entwicklung aktueller Audio- und Videostreamingtechniken ist es Gegenstand dieser Arbeit zu überprüfen, ob und wie gut sich das Prinzip der Bandbreitenerweiterung auf Musiksignale übertragen lässt. Hierzu wird ein vom Institut für Kommunikationssysteme (IKS) der RWTH Aachen erarbeiteter Algorithmus für Sprachsignale an die typischen Charakteristiken von Musiksignalen angepasst.

back