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Camcorder, der Sprache ohne Mikrofon aufzeichnet

14.06.2013

Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera, die Tausende von Bildern pro Sekunde aufnimmt, gelang es den Japanern, selbst kleinste Vibrationen in der Hautoberfläche von Gesicht und Hals eines Menschen aufzuzeichnen, die von Tönen begleitet werden, die von den menschlichen Stimmbändern ausgehen.

Es gibt verschiedene Programme auf der Welt, die von allen Arten von Spezialdiensten und Strafverfolgungsbehörden weit verbreitet sind und anhand der Bewegungen der Lippen, Kiefer und Gesichtsmuskeln einer Person die von dieser Person ausgesprochenen Wörter erkennen können. Die komplexesten Programme können die menschliche Sprache in verschiedenen Sprachen erkennen, aber in jedem Fall kann ein Computer mit einer gewissen Wahrscheinlichkeit nur Wörter, reinen Text, der keine Intonationen und emotionale Komponenten enthält, korrekt wiedergeben.

Mit einer Hochgeschwindigkeitskamera, die Tausende von Bildern pro Sekunde aufnehmen kann, konnten Forscher der Waseda-Universität in Tokio selbst kleinste Vibrationen in der Hautoberfläche von Gesicht und Hals einer Person aufzeichnen, die von Geräuschen begleitet werden die Stimmbänder einer Person. Nach der Aufnahme verwandelte ein spezialisiertes Computerprogramm, basierend auf den komplexesten Algorithmen, die aufgezeichneten Hautvibrationen in die entsprechenden Klangvibrationen, in eine menschliche Stimme.

„Mit unserer Technologie können wir nicht nur die von einer Person gesprochenen Worte erhalten, sondern auch ihre Stimme mit Intonationen, die die emotionale Komponente der Sprache tragen“, sagte Yasuhiro Oikawa, Leiter der wissenschaftlichen Gruppe, auf dem International Congress on Acoustics ( International Congress on Acoustics), die Anfang Juni in Tokio stattfand.

Unter Verwendung von Hochgeschwindigkeitsfilmtechnologie nahmen die Forscher zwei freiwillige Teilnehmer auf, die dasselbe Wort auf Japanisch sagten. Die Kamera hat mit einer Frequenz von 10 Bildern pro Sekunde aufgenommen (zum Vergleich: In einem normalen Video wird eine Aufnahme mit einer Frequenz von 24 Bildern pro Sekunde verwendet, und besonders hochwertige Videos werden mit einer Frequenz von 60-80 Bildern pro Sekunde aufgenommen ). Darüber hinaus wurde die Stimme der Probanden mit einem herkömmlichen Mikrofon und die Vibrationen der Gesichts- und Halshaut mit Vibrometersensoren aufgezeichnet.

Nachdem das Computerprogramm eine aus visuellen Daten berechnete Folge von Schallschwingungen erzeugt hatte, verglichen die Forscher diese mit realen Daten, die mit einem Mikrofon und Vibrometern aufgezeichnet wurden. Es stellte sich heraus, dass die berechneten Geräusche mit den realen Geräuschen übereinstimmten und sich nur in geringfügigen Details unterschieden. Durch das Abspielen der so entstandenen Sounddatei konnten die Forscher einzelne gesprochene Worte recht deutlich erkennen und den Tonfall der Stimme identifizieren.

Die Technologie der menschlichen Sprach- und Stimmrekonstruktion mit einer Hochgeschwindigkeitskamera befindet sich noch im Experimentierstadium und beweist nur die Effizienz der Idee an sich. Bis Ende dieses Jahres wollen die Forscher diese Technologie auf ein Niveau bringen, auf dem sie in Echtzeit arbeiten kann und nicht nur kurze Wörter, Sätze, sondern auch lange Sätze erkennt und wiedergibt. Dazu werden die Forscher die Software des Systems ernsthaft überarbeiten und die Funktion implementieren, die Oberflächenvibrationen der Haut einiger anderer Teile des menschlichen Gesichts, beispielsweise der Wangen, zu analysieren, was ihnen mehr Informationen liefern wird Dadurch können sie Sprache, Stimme und Intonation einer Person besser rekonstruieren.

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