Speech Transmission Index

Der Sprachverständlichkeitsindex, kurz: STI (von engl. 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 erwartenden Sprachverständlichkeit beim Zuhörer.

Der Sprachverständlichkeitsindex 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

Typische Anwendungen sind die Messung der Sprachverständlichkeit bei

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

Skala

STI-CIS-Skala

Der Sprachverständlichkeitsindex gibt die Übertragungsqualität von Sprache der verwendeten Übertragungsstrecke als numerischer 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 eine Beschallungs- und Evakuierungsanlagen sind 0,45 STI oder 0,5 STI.

STIPA

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.

STIPA-Testsignal

Geschichte der STIPA-Messung

Anfangs wurde die Sprachverständlichkeit STIPA aus 12 individuellen Oktavband–Modulationsfrequenz-Kombinationen ermittelt, die die Sprache soweit 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

1. ↑ THE MEASUREMENT OF SPEECH INTELLIGIBILITY Herman J.M. Steeneken TNO Human Factors, Soesterberg, the Netherlands
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

• Alcons
• Mean Opinion Score

Weblinks

• Hörsamkeit STI (Sprachverständlichkeit) – Umrechnung von Artikulationsverlust bei Sprache