Kommunikationsnetze

Forschungsprojekt: Untersuchungen zur Wichtigkeit von Sprachrahmen

Förderung

Eliteprogramm für Postdoktoranden der Landesstiftung Baden-Württemberg gGmbH, Dr. Christian Hoene

Förderzeitraum

Mai 2006 bis November 2010.

Mitarbeiter

  • Mark Schmidt
  • Nihar Jhawar
  • Daniel Plomp

Kurzdarstellung des Forschungsprojekts

Bevor Sprache über Mobilfunknetze und Internet VoIP Systeme übertragen wird, wird sie komprimiert und codiert, damit Redundanzen der Sprache entfernt werden und der codierte Datenstrom eine geringere Übertragungsrate besitzt. In Mobilfunknetzen und für VoIP werden genormte Sprachcodierungen eingesetzt, wie zum Beispiel G.711, G.729, GSM-EFR und AMR. Unsere Vorarbeiten haben ergeben, dass etwa ein Viertel der sprachaktiven Rahmen in diesen genormten Sprachcodierungen wenig relevante Informationen enthalten. Die Verlustverschleierung im Empfänger ist so gut, dass der Verlust bestimmter Rahmen kaum wahrnehmbar ist. Das heißt, die Sprachrahmen müssten gar nicht erst erstellt und übertragen werden. Die Redundanzen der existierenden Sprachcodierungen könnten für eine Optimierung der Übertragung verwendet werden: Es ist möglich die Datenrate genormter Sprachcodierungen um ein Viertel reduzieren, und so die Effizienz des Übertragungssystems zu verbessern.

Das Forschungsprojekt soll Algorithmen entwickeln, welche die relevanten Sprachrahmen bestimmen können. Hierbei ist zu unterscheiden zwischen Offline-Algorithmen, die eine hohe Komplexität und Verzögerungen besitzen können und Echtzeit-Algorithmen, die in Handys und Internet Telefonen Verwendung finden können. Die komplexe Entwicklung der Echtzeit-Algorithmen soll in diesem Vorhaben angestrebt werden. Ist die Wichtigkeit der Sprachrahmen bekannt, kann diese Information zur Effizienzsteigerung auf unterschiedliche Arten genutzt werden: Zum Beispiel würden Handys weniger Sprachrahmen versenden. Somit könnte ihr mittlerer Energieverbrauch reduziert werden. Auch Anwendungen zur Qualitäts- und Kapazitätssteigerungen im VoIP-Bereich sind denkbar.

Am 25. April 2007 wurde ein kleiner Bericht über das Postdoc Programm im SWR4 Radio gesendet (MP3).

Publikationen

  1. Sofiene Jelassi, Habib Youssef, Christian Hoene, and Guy Pujolle. Single-ended parametric voicing-aware models for live assessment of packetized voip conversations. Telecommunication Systems, pages 1-18, 2010. 10.1007/s11235-010-9350-y. [ .pdf ]
  2. Sofiene Jelassi, Habib Ben Youssef, Christian Hoene, and Guy Pujolle. Voicing-aware parametric speech quality models over VoIP networks. In Global Information Infrastructure Symposium (IEEE GIIS 2009), Hammamet, Tunisia, June 2009. [ .pdf ]
  3. Christian Hoene. Next generation Wi-Fi VoIP phones. talk on the IQPC Conference VoWLAN, July 2006. Berlin, Germany. [ http ]
  4. Christian Hoene, Ian Marsh, Günter Schäfer, and Adam Wolisz. Error propagation after concealing a lost speech frame. In Proceedings of Multicomm 2006, Istanbul, Turkey, June 2006. [ .pdf ]
  5. Christian Hoene. Next generation Wi-Fi voip phones: How to reduce the packet rate of speech codecs? talk on the ITG Fachtagung VoWLAN, May 2006. Würzburg, Germany. [ .pdf ]
  6. Christian Hoene and Till Wimmer. Classifying VoIP μ-law packets in real-time. In ITG-Fachtagung Sprachkommunikation 2006, Kiel, Germany, April 2006. [ .pdf ]
  7. C. Mahlo, Christian Hoene, A. Rostami, and Adam Wolisz. Adaptive coding and packet rates for TCP-friendly VoIP flows. In Proc. of 3rd International Symposium on Telecommunications (IST2005), Shiraz, Iran, September 2005. [ http | .pdf ]