Forscher entwickeln neues System zur Rauschunterdrückung

Forscher des Max-Planck-Instituts für Physik komplexer Systeme (MPIPKS) haben ein neues Verfahren entwickelt, bei dem das störende Rauschen beim Telefonieren reduziert wird. Es basiert auf der Chaostheorie, ist bereits patentiert und eignet sich besonders als Vorstufe für automatische Spracherkennungssysteme. Wie es weiter heißt, filtert das neue System Störgeräusche auch dann heraus, wenn diese sich verändern. Hier stießen bisherige Verfahren bis heute an ihre Grenzen.

Die Methoden, die heute in der Telefonie oder in der automatischen Spracherkennung Verbreitung finden, ziehen einfach ein durchschnittliches, breitbandiges Rauschen vom Gesamtsignal ab, die sich ändernde Charakteristik des Rauschens wird hierbei jedoch bisher nicht berücksichtigt.

Anders beim System der Dresdner Physiker, hinter dem viel Mathematik steckt. Die Forscher untersuchten die Sprache nach wiederkehrenden, vergleichbaren Mustern. Den Schlüssel für ihren Algorithmus fanden die Forscher in Vokalen und stimmhaften Konsonanten. Beide bilden erstaunlich gleichmäßige Schwingungsmuster, die über viele Millisekunden hinweg stabil sind. Aus diesem Algorithmus lässt sich ein typischer Wellenzug aufnehmen, den man zeitlich versetzt wieder abspielen kann. Immer dann, wenn ein Wellenzug mit einem früheren weitgehend übereinstimmt, entsteht ein maximales Signal. Die gesprochenen Signale werden damit verstärkt.

Verfahren nach diesem Prinzip werden schon bei Freispechanlagen in Autos und Hubschraubern eingesetzt. Dort übernehmen mehrere im Innenraum montierte Mikrophone die Rolle des Verstärkers. Leider hat das gesamte Verfahren jedoch auch einen Haken: Die Übertragung des Sprechsignals wird durch den Vergleich der einzelnen Wellenzüge um eine Fünftelsekunde verzögert. Aus diesem Grund eignet sich das Verfahren vor allem für die automatische Spracherkennung und weniger für die Telefonie.