Overcoming language barriers in speech intelligibility: Characterizing language- and talker-dependent factors and their consequences for hearing devices
Final Report Abstract
Die Messung des Sprachverstehens ist eine wichtige Größe in der Diagnostik von Hörstörungen und der Evaluation von Systemen zur Hörunterstützung. Internationale Vergleichbarkeit in der Diagnostik und das Wissen über den Einfluss von Sprache und Sprecher ist dabei essentiell und bisher wenig verstanden. Ziel dieses Projekts war es daher Einflussfaktoren verschiedener Sprecher und verschiedener Sprachen auf Sprachverständlichkeit bestimmen. Um einen direkten Vergleich zwischen Sprachen zu erreichen, wurde zunächst ein Sprachkorpus basierend auf Sprachmaterial des international vergleichbaren Matrixsatztest in den drei Sprachen Englisch, Spanisch und Deutsch mit Sprachaufnahmen von sowohl bilingualen als auch monolingualen Sprechern erstellt. In einer ersten Studie wurden Sprachverständlichkeitsfunktionen für jeden einzelnen Sprecher in jeder Sprache mithilfe normalhörender Muttersprachler in den drei Sprachen in einem standardisierten sprachsimulierenden Rauschen gemessen. Es zeigte sich, dass hinsichtlich der Sprachverständlichkeit sowohl sprecher- als auch sprachspezifische Effekte eine Rolle spielen, wobei der Einfluss der Sprache wesentlich geringer war als der Einfluss einzelner Sprecher. Das wichtigste akustische Korrelat der Sprachverständlichkeit war dabei das Langzeitfrequenzspektrum des Sprechers. Andere Faktoren wie Sprechrate, Vokalraumgröße, Modulationstiefe oder Variabilität in der Grundfrequenz spielten eine signifikante, aber im Vergleich deutlich geringere Rolle und waren von unterschiedlicher Wichtigkeit in den drei Sprachen. In dem verwendeten standardisierten sprachsimulierenden Rauschen stellte sich Englisch als am besten verständlich dar, während Spanisch am schlechtesten zu verstehen war. Die Verständlichkeit einzelner Sprecher spiegelte sich in Teilen auch in der subjektiv bestimmten Höranstrengung wider, welche bei Signal-Rausch-Verhältnissen nahe der Sättigung, also nahe 100% von Sprachverständlichkeit gemessen wurde. Die subjektive Bewertung von Höranstrengung wurde erstmals über Sprecher als auch Sprachen hinweg verglichen und lieferte somit relevante Erkenntnisse insbesondere hinsichtlich der Anpassung, Evaluation und Optimierung von Hörhilfen und Hörgerätealgorithmen. Der Zusammenhang zwischen sprecherspezifischer Sprachverständlichkeit, subjektiver Höranstrengung und objektiven, neurophysiologischen Messgrößen (Elektroenzephalographie und Pupillometrie) wurde in einer zweiten Studie untersucht, für die Messdaten von 25 muttersprachlichen Probanden für englische Sprache erhoben wurden. Inwieweit sich die in den Verhaltensdaten beobachteten Effekte auch in den objektiven Größen wie Alphawellenenergie in der Hirnaktivität und Pupillengröße widerspiegeln, ist Gegenstand aktueller, weitergehender Analysen und konnte noch nicht abschließend geklärt werden.
Publications
- (2018). The relation between acoustic-phonetic properties and speech intelligibility in noise across languages and talkers. Proc. German Annual Conf. Acoust. (DAGA), March 2018, Munich, Germany
Hochmuth, S., Kollmeier, B., Shinn-Cunningham, B.
- (2019). Interaction of hearing impairment, language, and talker on speech recognition. 11th Speech in Noise Workshop, January 2019, Ghent, Belgium
Hochmuth, S. & Warzybok, A.
