Bestimmung des relativen Sprachinformationsgehalts in einzelnen Frequenzbändern für das Sprachmaterial des Göttinger Satztests

URN to cite this document:: urn:nbn:de:bvb:355-epub-455945
DOI to cite this document:: 10.5283/epub.45594

Bauer, Sonja

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License: Creative Commons Attribution 4.0
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Date of publication of this fulltext: 27 Apr 2021 06:35

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Item type:	Thesis of the University of Regensburg (PhD)
Open Access Type:	Primary Publication
Date:	27 April 2021
Referee:	PD Dr. Thomas Steffens
Date of exam:	19 April 2021
Institutions:	Medicine > Lehrstuhl für Hals-Nasen-Ohren-Heilkunde
Keywords:	Göttinger Satztest, Sprachverstehensvorhersage, Speech-Intelligibility-Index, Artikulationsindex, Sprachinformationsgehalt, Frequenzband
Dewey Decimal Classification:	600 Technology > 610 Medical sciences Medicine
Status:	Published
Refereed:	Yes, this version has been refereed
Created at the University of Regensburg:	Yes
Item ID:	45594

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Abstract (German)

Abstract (German)

Bisher war die Vorhersage des Sprachverstehens auf der Basis des Speech-Intelligibility-Index (SII) für deutschsprachige Sprachverständlichkeitstests nur näherungsweise mit den Band Importance Functions (BIF) der englischen Sprache möglich. Es war anzunehmen, dass die Frequenzverteilung der Sprachinformation in der deutschen Sprache und somit auch der Informationsgehalt in jeder Frequenz von der der englischen Sprache abweichen.
Daher war es Ziel der vorliegenden Studie, für einen vielbenutzten deutschen Standardsprachtest, den Göttinger Satztest, sowohl eine Band Importance Function als auch eine Transferfunktion zu entwickeln.
Hierfür wurde das Sprachmaterial nach der von French und Steinberg vorgeschlagenen Methode mittels Hoch- und Tiefpassfilterung in Doppelterzen gefiltert. Des Weiteren wurde ein sprechersimulierendes Rauschen als Störgeräusch in verschiedenen Pegeln darübergelegt. Anschließend wurde der Test an einem normalhörenden Probandenkollektiv von 71 Studenten durchgeführt und ausgewertet.
Das Ergebnis der Messungen zeigte, dass das Sprachverstehen umso besser wurde, je breiter die Filtergrenzen waren und je größer der SNR (Signal-noise ratio) wurde. Die ermittelte absolute Transferfunktion verlief mit einem sehr steilen Anstieg. Dies ist wegen Kontext und Syntax typisch für Sprachmaterial mit vollständigen Sätzen. Der Vergleich mit Transferfunktionen anderer Studien ergab, dass die Sprache, also Englisch oder Deutsch, einen deutlich geringeren Einfluss auf die Transferfunktion zu haben scheint als die Art des Sprachmaterials, also zum Beispiel sinnlose Silben gegenüber vollständigen Sätzen.
Bei der Band Importance Function ergab sich für den Göttinger Satztest der deutlichste Peak bei 1600 Hz. Bei genauerer Untersuchung der BIF zeigte sich eine deutliche Pegelabhängigkeit, ein Ergebnis, das bisher in der Literatur noch nicht diskutiert worden war.
Auf Grundlage dieser Arbeit kann nun für Normalhörende mittels der absoluten Transferfunktion der SII als Vorhersage des Sprachverstehens für den Göttinger Satztest oder näherungsweise andere deutschsprachige Satztests im stationären Störgeräusch in Abhängigkeit der SNR berechnet werden.

Translation of the abstract (English)

Until now, the prediction of speech understanding based on the Speech-Intelligibility-Index (SII) for German language speech intelligibility tests was only possible approximately with the Band Importance Functions (BIF) of the English language. It could be assumed that the frequency distribution of speech information in German, and thus the information content at each frequency, differed from that of the English language.
Therefore, the aim of the present study was to develop both a Band Importance Function and a Transfer Function for a widely used standard German language test, the Göttingen Sentence Test. For this purpose, the speech material was filtered according to the method proposed by French and Steinberg using high-pass and low-pass filtering in double tercets. Furthermore, a speaker-simulating noise was superimposed as noise at different levels. Subsequently, the test was performed on a normal-hearing subject population of 71 students and evaluated.
The result of the measurements showed that the wider the filter boundaries were and the larger the SNR (signal-noise ratio) became, the better the speech understanding became. The determined absolute transfer function proceeded with a very steep slope. This is typical for speech material with complete sentences because of context and syntax. The comparison with transfer functions of other studies showed that the language, i.e. English or German, seems to have a much smaller influence on the transfer function than the type of language material, e.g. meaningless syllables versus complete sentences.
For the Band Importance Function, the clearest peak for the Göttingen sentence test was at 1600 Hz. A closer examination of the BIF revealed a clear level dependence, a result that had not been discussed in the literature before.
Based on this work, the absolute transfer function can now be used to calculate the SII as a prediction of speech intelligibility for the Göttingen Sentence Test or approximately other German-language sentence tests in stationary noise as a function of SNR.

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