Einführung in die Spracherkennung - Kapitel 1

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Questions and Answers

Welche Aussage über das Vokalviereck ist falsch?

  • Das Vokalviereck stellt die Position der Zunge im Mundraum dar.
  • Das Vokalviereck zeigt die Vokale und Diphtonge der deutschen Sprache.
  • Der Punkt "u" im Vokalviereck repräsentiert den Vokal "geschlossen"
  • Die horizontale Achse des Vokalvierecks zeigt die Zungenhöhe an. (correct)

Welches Sprachorgan wird im Vokalviereck durch die vertikale Achse dargestellt?

  • Gaumen
  • Zungenspitze
  • Zungenrücken (correct)
  • Kiefer

Welche der folgenden Phoneme befinden sich im Bereich der "hinten" und "geschlossen" im Vokalviereck?

  • i, u (correct)
  • ö, ü
  • e, o
  • a, ä

Welcher Diphtong ist im Vokalviereck nicht dargestellt?

<p>eu (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Symbol im Internationalen Phonetischen Alphabet (IPA) wird für den Vokal "u" verwendet?

<p>/u/ (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Konsonanten sind Plosive?

<p>p, b, t, d, k, g, Q (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Artikulationsart wird mit einem vollständigen Abschluss des Luftstroms im Mund gebildet?

<p>Plosive (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Konsonanten in der Tabelle sind labiodental?

<p>f, v (A)</p> Signup and view all the answers

Wie werden Vokale im Gegensatz zu Konsonanten erzeugt?

<p>Vokale werden ohne wesentliche Engstellen im Mund erzeugt. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Konsonanten werden durch den Zungenrücken am Gaumen gebildet?

<p>k, g (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Konsonanten werden durch den Zungenrücken am harten Gaumen gebildet?

<p>t, d (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Konsonanten werden durch die Zungenspitze an den Zahnhöckern gebildet?

<p>t, d (D)</p> Signup and view all the answers

Wie werden Nasale erzeugt?

<p>Durch einen vollständigen Verschluss im Mund, aber der Luftstrom entweicht durch die Nase. (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist der Unterschied zwischen einem Phonem und einem Phone?

<p>Phoneme sind die kleinsten bedeutungsunterscheidenden Einheiten einer Sprache, während Phone die tatsächlichen Laute sind, die wir produzieren. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Methode zum Feststellen von Phonemen basiert auf der Suche nach Paaren von Wörtern, die sich nur in einem einzigen Laut unterscheiden?

<p>Minimalpaaranalyse (A)</p> Signup and view all the answers

Was ist das Kernprinzip der "Komplementären Distribution" im amerikanischen Strukturalismus?

<p>Laute, die in denselben Kontexten vorkommen und die Bedeutung nicht verändern, werden als ein einziges Phonem betrachtet. (C)</p> Signup and view all the answers

Welcher der folgenden Aspekte würde am ehesten zur Unterscheidung von "Phoneme" versus "Phone" beitragen?

<p>Ob der Laut die Bedeutung eines Wortes beeinflusst. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen beschreibt die zentrale Idee des europäischen Strukturalismus?

<p>Die Analyse von minimalen Paaren erlaubt die Unterscheidung von Phonemen anhand ihrer Fähigkeit, die Bedeutung von Wörtern zu verändern. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Anwendungen der Spracherkennung werden im Text erwähnt?

<p>Steuerung von Fahrzeugen (D)</p> Signup and view all the answers

Welches Unternehmen hat Jibbigo gekauft?

<p>Facebook (B)</p> Signup and view all the answers

Welches Unternehmen bietet die Software "Dragon Naturally Speaking" an?

<p>Nuance (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Feature von Apple Vision Pro wird im Text erwähnt?

<p>Spracherkennung (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Anwendungen von Spracherkennung werden im Text nicht erwähnt?

<p>Spielekonsolen (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Unternehmen bietet einen "Open-Source Whisper Alternative" an?

<p>CMU (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen zum Einsatz der Spracherkennung in Callcentern ist richtig?

<p>Spracherkennung wird hauptsächlich zur Abwicklung von Kundenanfragen eingesetzt. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen zur Entwicklung der Spracherkennung ist richtig?

<p>Die Entwicklung der Spracherkennung hat bereits vor mehreren Jahrzehnten begonnen. (B)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Konsonanten sind Beispiele für eigenschaftliche Plosiven?

<p>Bilabial plosiv (C)</p> Signup and view all the answers

Welche dieser Vokalkategorien ist für eine geöffnete Mundstellung charakteristisch?

<p>Open (D)</p> Signup and view all the answers

Was kennzeichnet ejective Konsonanten?

<p>Sie entstehen durch eine plötzliche Freisetzung von Luft. (D)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Beispiele ist ein bilabialer Vokal?

<p>Bilabial Frikativ (D)</p> Signup and view all the answers

Welche Kategorie beschreibt diakritische Zeichen über einem Symbol mit einem Abstieg?

<p>Suprasegmentals (C)</p> Signup and view all the answers

Welches symbolisiert eine sekundäre Betonung in der Phonetik?

<p>Secondary stress (D)</p> Signup and view all the answers

Was ist ein primäres Merkmal einer alveolaren Frikative?

<p>Sie entstehen durch einen Luftstrom über die Zunge. (C)</p> Signup and view all the answers

Welches Signal weist auf Long oder Half-long Vokale hin?

<p>Diakritik (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Optionen beschreibt nicht eine Art von stimmhaften Lauten?

<p>Voiceless (A)</p> Signup and view all the answers

Welcher Begriff beschreibt einen Laut, der eine Sprachenpause zwischen Silben anzeigt?

<p>Syllable break (D)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt die Position der Zunge bei der Erzeugung eines Lautes?

<p>Advanced Tongue Root (D)</p> Signup and view all the answers

Welcher Typ von Laut führt zu einer höheren Stimmbänder-vibration?

<p>Voiced (B)</p> Signup and view all the answers

Welches Wort beschreibt das Fehlen einer hörbaren Pause zwischen den Wörtern?

<p>Linking (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage beschreibt einen stimmhaften Nasallaut?

<p>Nasal release (A)</p> Signup and view all the answers

Was bedeutet es, wenn ein Laut als 'aspiriert' bezeichnet wird?

<p>Mit einer starken Ausatmung erzeugt (A)</p> Signup and view all the answers

Welcher Begriff beschreibt eine progressiv steigende Tonhöhe in einem Laut?

<p>Rising (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Art von Laut ist mit einer vollständigen Blockade der Oralpassage verbunden?

<p>Apikal (D)</p> Signup and view all the answers

Was beschreibt eine reduzierte Tonhöhe oder Tonebenen in der Sprachfarbe?

<p>Low (D)</p> Signup and view all the answers

Which of the following is NOT a feature of the Apple Vision Pro?

<p>OK Google Voice Search (A)</p> Signup and view all the answers

Which company developed the Dragon Naturally Speaking software?

<p>Nuance (A)</p> Signup and view all the answers

The Viterbi algorithm can be used to address the issue of coarticulation in speech recognition.

<p>True (A)</p> Signup and view all the answers

Which of the following techniques can be used to mitigate the effects of acoustic noise in speech recognition?

<p>All of the above (D)</p> Signup and view all the answers

Match the following terms with their respective descriptions:

<p>Phonetics = The study of speech sounds and their production Phoneme = The smallest unit of sound that can distinguish meaning in a specific language Minimal pair = Two words that differ in only one sound, such as 'bit' and 'bet' Complementary distribution = Two sounds that never occur in the same phonetic context, such as 'p' and 'b' in English</p> Signup and view all the answers

Welche aktiven Artikulatoren werden verwendet, um den Plosiv /p/ zu erzeugen?

<p>Die Unterlippe und die Oberlippe.</p> Signup and view all the answers

Welche passiven Artikulatoren sind am meisten an der Bildung von Zungenspitzenlauten beteiligt, die in den meisten Sprachen vorkommen?

<p>Die Oberzähne.</p> Signup and view all the answers

Erläutern Sie den Unterschied zwischen dem 'harten Gaumen' und dem 'weichen Gaumen' im Bezug auf ihre Rolle in der Sprachproduktion.

<p>Der harte Gaumen ist ein starrer Bereich, der für die Bildung von Lauten verwendet wird, bei denen die Zunge den Gaumen berührt. Der weiche Gaumen hingegen ist ein beweglicher Bereich, der sich heben und senken kann, um den Nasengang zu öffnen oder zu schließen, so dass die Luft entweder durch die Nase oder den Mund strömen kann.</p> Signup and view all the answers

Welche Artikulatoren sind am häufigsten an der Bildung von Konsonanten beteiligt, die als 'alveolar' bezeichnet werden?

<p>Die Zungenspitze und die Zahnhöcker.</p> Signup and view all the answers

Erstellen Sie eine kurze Tabelle, die die wichtigsten aktiven und passiven Artikulatoren auflistet und jeweils einen Beispiellaut darstellt, der mit ihrer Interaktion gebildet wird.

<table> <thead> <tr> <th>Aktiver Artikulator</th> <th>Passiver Artikulator</th> <th>Beispiellaut</th> </tr> </thead> <tbody> <tr> <td>Zungenspitze</td> <td>Oberzähne</td> <td>/t/</td> </tr> <tr> <td>Unterlippe</td> <td>Oberlippe</td> <td>/b/</td> </tr> <tr> <td>Zungenrücken</td> <td>harter Gaumen</td> <td>/k/</td> </tr> </tbody> </table> Signup and view all the answers

Erklären Sie den Unterschied zwischen einem stimmhaften und einem stimmlosen Signal im Kontext der Sprache. Welche Komponente des Modells ist für diese Unterscheidung verantwortlich?

<p>Ein stimmhaftes Signal entsteht durch Vibration der Stimmbänder, während ein stimmloses Signal ohne Vibration der Stimmbänder erzeugt wird. Die Stimmbänder sind für diese Unterscheidung verantwortlich.</p> Signup and view all the answers

Was bedeutet "periodische Bewegung" im Zusammenhang mit der Sprachproduktion? Warum ist diese Bewegung relevant für die Entstehung von Sprachlauten?

<p>Periodische Bewegung beschreibt die regelmäßige, rhythmische Bewegung der Stimmbänder, die durch den Luftstrom aus den Lungen angetrieben wird. Diese Bewegung erzeugt Schwingungen, die als Grundton der Stimme wahrgenommen werden und die Grundlage für die Produktion von stimmhaften Lauten bilden.</p> Signup and view all the answers

Beschreiben Sie die Rolle des Vokaltrakts im Sprachproduktionsprozess. Wie beeinflusst er die Qualität des produzierten Tons?

<p>Der Vokaltrakt ist der Weg, auf dem der von den Stimmbändern erzeugte Ton modifiziert wird. Seine Form und Größe beeinflussen die Resonanzfrequenzen und somit die Klangfarbe des Lautes. Durch Veränderungen der Form des Vokaltrakts können wir verschiedene Vokale und Konsonanten erzeugen.</p> Signup and view all the answers

In welcher Beziehung stehen die Lungen und die Stimmbänder im Sprachproduktionsprozess? Erläutern Sie diese Beziehung.

<p>Die Lungen dienen als Quelle des Luftstroms, der die Stimmbänder in Bewegung versetzt. Die Luft aus den Lungen strömt über die Stimmbänder und setzt sie in Schwingung. Die Bewegung der Stimmbänder erzeugt dann den Grundton der Stimme, der durch den Vokaltrakt modifiziert wird.</p> Signup and view all the answers

Wie lässt sich die Beziehung zwischen der Frequenz und der Periode eines periodischen Signals in der Sprachproduktion anhand des Diagramms und der Graphen im Text erklären?

<p>Die Periode eines Signals ist die Zeitdauer eines kompletten Zyklus, während die Frequenz die Anzahl der Zyklen pro Zeiteinheit ist. Das Diagramm zeigt, dass die Periode des Signals mit der Frequenz des Signals in einem inversen Verhältnis steht - je höher die Frequenz ist, desto kürzer ist die Periode.</p> Signup and view all the answers

Warum ist es wichtig, dass das Modell der Sprachproduktion "physiologisch motiviert" ist? Was versteht man unter diesem Begriff?

<p>Das Modell ist &quot;physiologisch motiviert&quot;, da es die tatsächlichen Prozesse der Sprachproduktion im menschlichen Körper widerspiegelt. Dies bedeutet, dass die Komponenten und Schritte im Modell auf realen anatomischen Strukturen und physiologischen Mechanismen basieren.</p> Signup and view all the answers

Geben Sie zwei Beispiele für Konsonanten, die im Modell der Sprachproduktion als "stimmlose Signale" klassifiziert werden würden.

<p>Zwei Beispiele für Konsonanten, die als &quot;stimmlose Signale&quot; klassifiziert werden würden, sind /p/ und /t/. Diese Laute werden produziert, ohne dass die Stimmbänder vibrieren.</p> Signup and view all the answers

Was passiert im Vokaltrakt, wenn ein stimmhafter Laut erzeugt wird? Erläutern Sie, wie diese Veränderung zu den phonetischen Eigenschaften des Lautes führt.

<p>Wenn ein stimmhafter Laut erzeugt wird, wird der vom Luftstrom in den Lungen angestossene Ton, der durch die Vibration der Stimmbänder entsteht, durch den Vokaltrakt modifiziert. Durch die Form und Größe des Vokaltrakts wird der Ton geformt und erhält seine charakteristische Klangfarbe.</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Konsonantenklassifizierung in der Tabelle ist korrekt?

<p>Die Tabelle zeigt die Konsonanten nach Artikulationsart und Ort der Artikulation, wobei ein Laut mehrere Kategorien gleichzeitig einnehmen kann. (B)</p> Signup and view all the answers

Welcher Konsonant in der Tabelle ist ein Beispiel für einen uvularen Frikativ?

<p>x (B)</p> Signup and view all the answers

Welcher der folgenden Laute ist KEIN Plosiv?

<p>m (A)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über die lateralen Laute und Halbvokale ist korrekt?

<p>Laterale Laute und Halbvokale werden mit einer friktionslosen Artikulation gebildet, bei der der Luftstrom seitlich durch den Mund entweicht. (C)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Vokale befindet sich im Vokalviereck am weitesten vorne im Mund?

<p>i: (C)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Vokale 'i:' und 'e:' ist korrekt?

<p>Beide Vokale werden mit der Zunge <em>ganz vorne</em> im Mund gebildet. (D)</p> Signup and view all the answers

Welcher der folgenden Vokale wird mit der Zunge weit hinten im Mund gebildet und ist gerundet?

<p>u: (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Vokale wird mit der Zunge weit vorne im Mund gebildet und ist nicht gerundet?

<p>e: (D)</p> Signup and view all the answers

Welchen der folgenden Vokale zeichnet sich durch eine geöffnete Mundstellung aus?

<p>a (C)</p> Signup and view all the answers

Welche zwei Vokale im Vokalviereck sind der Mitte des Diagramms am nächsten?

<p>e und u (B)</p> Signup and view all the answers

Welches Merkmal von Vokalen wird im Vokalviereck durch die horizontale Achse dargestellt?

<p>Vorder- oder Hinterzungenposition (A)</p> Signup and view all the answers

Welcher der folgenden Vokale würde im Vokalviereck am weitesten von der Mitte entfernt im Bereich der 'vorn' und 'geschlossen' Vokale platziert werden?

<p>i (B)</p> Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Verbindungen zwischen den Vokalen im rechten Teil des Vokalvierecks ist korrekt?

<p>Die Verbindungen zeigen die artikulatorischen Übergänge zwischen einzelnen Vokalen. (A)</p> Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über die Vokale im Bereich der 'hinten' und 'offen' Vokale ist richtig?

<p>Diese Vokale werden mit einer sehr breiten Mundöffnung artikuliert. (D)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Spracherkennung

Die Technologie zur Erkennung und Verarbeitung von Sprache durch Computer.

Anwendungen von Spracherkennung

Einsatzmöglichkeiten wie Smartphone-Steuerung, Diktiersysteme oder Sprachübersetzung.

Diktiersysteme

Software, die gesprochene Sprache in Text umwandelt, wie Dragon Naturally Speaking.

Fahrerassistenzsysteme

Technologien in Autos, die Sprachbefehle für Navigation und Steuerung verwenden.

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Sprachübersetzung

Tools, die gesprochene Sprache in eine andere Sprache übersetzen, wie OpenAIs Whisper.

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Lernsoftware

Programme, die Sprache lernen mit Hilfe von Spracherkennung anbieten, wie Duolingo.

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Multimedia-Daten

Datenformate, die Audio und Video enthalten und durch Sprache durchsucht werden können.

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Homebanking

Ein virtueller Bankdienst, der Sprachbefehle für Transaktionen nutzt.

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Vokalviereck

Ein Diagramm zur Darstellung der deutschen Vokale und ihrer Position auf der Zunge.

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Diphtonge

Zwei Vokale, die zusammen in einer Silbe ausgesprochen werden und als ein Laut gelten.

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Phonetik

Die Wissenschaft, die sich mit den lautlichen Eigenschaften von Sprache befasst.

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Pulmonische Konsonanten

Konsonanten, die durch Luftstrom aus der Lunge erzeugt werden.

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Stimmhafte vs. stimmlos

Unterscheidung zwischen Lauten, die mit Vibration der Stimmbänder (stimmhaft) oder ohne (stimmlos) produziert werden.

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Vokale

Lautklassen, die den Luftstrom ungehindert durch den Mundraum leiten.

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Alveolar

Laute, die mit der Zunge gegen den Zahndamm gebildet werden, z.B. t, d.

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Plosive

Laute, die durch einen plötzlichen Luftstoß entstehen, z.B. p, b, t, d.

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Nasale

Laute, die durch die Nase erzeugt werden, z.B. m, n.

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Frikative

Laute, die durch Verengungen im Mundraum entstehen, z.B. f, s.

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Laterale

Laute mit seitlichem Luftstrom, z.B. l.

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Halbvokale

Laute, die eine Zwischenstellung zwischen Vokalen und Konsonanten einnehmen, z.B. j.

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Zungen-Vertikallage

Position der Zunge in vertikaler Richtung, z.B. i: oder u:.

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Bilabial

Laute, die mit beiden Lippen erzeugt werden, z.B. p, b.

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Klicklaute

Eine Art von nicht-pulmonischen Konsonanten, die durch einen schnappenden Klang entstehen.

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Ejektive

Konsonanten, die mit einem plötzlichen Druckanstieg produziert werden, ohne Luftversorgung aus der Lunge.

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Implosive Konsonanten

Konsonanten, die durch einen Luftdruck, der nach innen erzeugt wird, erzeugt werden.

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Primärer Stress

Der Hauptakzent eines Wortes, der am stärksten betont wird.

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Diakritika

Sonderzeichen, die zur Modifikation von Lautsymbolen dienen.

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Sekundärer Stress

Ein zusätzlicher Akzent, der schwächer als der primäre Stress ist.

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Laute/Phone

charakterisiert nach Entstehungsart und -ort Thema der Phonetik

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Phonem

Die kleinste bedeutungsunterscheidende Einheit einer spezifischen Sprache.

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Minimalpaaranalyse

Methode zur Bestimmung von Phonemen durch Analyse von Wörtern, die sich nur in einem Laut unterscheiden.

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Separierende Vorgehensweise

Eine Methode im europäischen Strukturalismus, die auf Minimalpaaranalyse basiert.

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Komplementäre Distribution

Wenn Laute in verschiedenen Kontexten nie zusammen auftreten und mind. eine Gemeinsamkeit haben, die sie von anderen Lauten unterscheidet werden somit zu einem Phonem kombiniert werden.

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Amerikanischer Strukturalismus

Ein Ansatz, der auf die Zusammenführung von Lauten in komplementärer Distribution abzielt.

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Aspirated

Laute, die mit einem starken Atemgeräusch verbunden sind, oft am Anfang von Silben.

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Centralized

Laute, bei denen die Artikulation zur Mitte des Mundes verschoben wird.

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Palatalized

Laute, die durch Kontakt der Zunge mit dem harten Gaumen entstehen.

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Rhoticity

Ein Merkmale von Lauten, bei denen das 'r' betont wird.

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Syllabic

Laute, die als Silbenkern fungieren und ein ganzes Wort bilden können.

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Lungs

The source of air for speech production.

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Air

Air from the lungs used for sound production.

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Vocal cords

Muscles that vibrate to create sound.

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Periodic movement

Back-and-forth motion of vocal cords for sound.

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Fundamental tone

The primary tone produced in the voice.

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Periodic signal

A regular and repeating signal from voiced sounds.

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Vocal tract

Pathway where sound is modified and shaped.

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Airflow

Movement of air from lungs towards vocal cords.

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Vocal cord vibration

Action of vocal cords that generates sound.

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Signal generation

Creation of sound signals through vocal cord movement.

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Waveform

Graphical representation of a sound's amplitude and time.

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Frequency and period

Inverse relationship where frequency determines sound pitch.

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Articulation

The physical production of particular speech sounds.

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Sound quality

Characteristics that distinguish different sounds.

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Voiced speech

Speech produced with vocal cord vibration.

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Physiological model

An approach to understanding speech based on physical functions.

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Signal characteristics

Features that define types of sound signals.

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Dynamic control

Adjustment of features like pitch and volume in speech.

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Speech flow

The smoothness and rhythm of spoken language.

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Vocal function

The roles played by different vocal components in speech.

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Sound clarity

The sharpness and distinctness of produced sounds.

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Speech mechanics

The physiological attributes involved in producing speech.

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Echoes of speech

Reflections or repetitions of sounds as they're produced.

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Articulators

Parts of the vocal tract that help form sounds.

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Sound processing

Manipulating sound waves to produce clear speech.

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Velum

The soft part of the roof of the mouth that aids in sound modulation.

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Aktive Artikulatoren

Bewegliche Teile des Sprachtrakts, die Sprachlaute formen.

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Passive Artikulatoren

Feste Teile des Sprachtrakts, die bei der Lautproduktion helfen.

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Zungenspitze

Die vorderste Spitze der Zunge, bedeutet wichtige Rolle bei Lauten.

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Harter Gaumen

Der feste Teil des Gaumens, wichtig für die Klangbildung.

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Stimmbänder

Muskelstränge, die vibrieren, um Laute zu erzeugen.

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Periodische Bewegung

Bezeichnet die Hin- und Herbewegung der Stimmbänder bei der Erzeugung von Lauten.

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Fundamentaltöne

Der Grundton ist der Hauptton der Stimme.

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Vokaltrakt

Der Vokaltrakt formt und verändert den Klang während der Sprachproduktion.

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Luftstrom

Die Bewegung der Luft von den Lungen zu den Stimmbändern.

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Signalgebung

Die Erzeugung von Klangsignalen durch die Bewegung der Stimmbänder.

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Konsonantenklassifikation

Die Einteilung von Konsonanten nach Artikulationsart und -ort.

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Runde vs. Unrunde Vokale

Vokale, die mit runden Lippen (gerundet) oder ohne (ungerundet) produziert werden.

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Frontvokale

Vokale, die mit einer Zungenposition im vorderen Mundraum ausgesprochen werden.

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Rückvokale

Vokale, die mit einer Zungenposition im hinteren Mundraum ausgesprochen werden.

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Offen vs. Geschlossen

Unterscheidung der Vokale basierend auf der Kieferöffnung und Zungenposition.

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Nicht-pulmonische Konsonanten

Konsonanten, die nicht durch den Luftdruck der Lunge erzeugt werden.

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Study Notes

Organisatorisches

  • Motivation und Einführung
  • Spracherzeugung und Phonetik

Grundlagen der automatischen Spracherkennung

  • Kapitel 1: Einführung

Anwendungsgebiete der Spracherkennung

  • Praktikabel und lohnend
    • Smartphone-Steuerung/Websuche
    • Apples Siri (auch in Apple Vision Pro)
    • Google Assistant
    • Diktiersysteme (z.B. Dragon Naturally Speaking)
    • Fahrzeugelektronik
    • Fahrerassistenzsysteme
    • Navigation
    • Steuerung von Telefon/Multimediasystemen
    • Sprachübersetzung (z.B. Jibbigo)
      • OpenAls Whisper
      • CMUS Open-Source Whisper Alternative
    • Callcenter
    • Homebanking
    • Auskunftsysteme
    • Lernsoftware (z.B. Duolingo, Babbel)
    • Suche in Multimedia-Daten (z.B. zoom, Microsoft Teams)
    • Hausautomatisierung, Smart Speaker (z.B. Alexa/Amazon Echo, Google Home)
    • Python-Bibliothek SpeechRecognition
    • Spracherkennungs-Engines (z.B. Whisper, Microsoft, Google)
    • Chat-Mode von ChatGPT (als erstes Android-App)

Warum ist Spracherkennung schwierig?

  • Intrasprechervariabilität: Variationen in der Aussprache eines Sprechers müssen berücksichtigt werden (z.B. unterschiedliche Betonung, Geschwindigkeit).
  • Intersprechervariabilität: Unterschiedliche Sprechstile zwischen verschiedenen Sprechern müssen identifiziert werden.
  • Verschleifungen: Große Datenmengen (Big Data) sind notwendig, um Spracherkennungssysteme zu trainieren und zu verbessern. Die Verwendung von probabilistischen Modellen wie dem Viterbi-Algorithmus und dynamischer Programmierung hilft, diese zu verbessern.
  • Akustische Störungen: Störungen wie Nachhall, Übertragungsfunktionen und Hintergrundgeräusche können die Genauigkeit der Spracherkennung beeinträchtigen. Techniken wie Filterung, Multi-Condition Training, inverse Filterung und Modelladaption sind erforderlich, um diese zu minimieren

Themenüberblick

  • Signalanalyse/Merkmalsextraktion
    • Physiologie: Sprachwahrnehmung
    • Zeit-/Frequenzanalyse
    • Cepstralanalyse
    • Dimensionsreduktion
  • Spracherkennung
    • Physiologie: Spracherzeugung
    • Statistische und neuronale Klassifikation
    • Hidden-Markov-Modelle
    • Parameterschätzung/Modelltraining
    • Large-Vocabulary-Erkennung
    • Sprachmodelle

Phonetik

  • Die artikulatorische Phonetik beschäftigt sich mit der menschlichen Spracherzeugung.

    • Einfaches Modell: Lunge, Stimmritze, Vokaltrakt (Signal)

  • Die Signalformung geschieht im Vokaltrakt mittels aktiver und passiver Artikulatoren.

    • aktive Artikulatoren: Unterlippe, Zungenrücken, Zungenspitze
    • passive Artikulatoren: Rest des Vokaltraktes, Hintere Alveolen, Zahndamm (Alveolen), Vordere Alveolen, Oberzähne, Oberlippe, Unterlippe, Unterzähne, Kiefer, Stimmbänder (Glottis), Nasenhöhle, harter Gaumen (Palatum), weicher Gaumen (Velum), Nasengang, Zäpfchen (Uvulum), hintere Zunge, mittlere Zunge, Zungenrücken, Zungenspitze.

  • Unterscheidung von Konsonanten und Vokalen

    • Konsonanten: Stimmlose Anregung, Abstrahlung über oder Engstellen im Vokaltrakt.
    • Vokale: Stimmhaft angeregt, über den Mund abgegeben, keine Engstellen.

  • Klassifizierung von Konsonanten (z.B. nach Artikulationsart und Artikulationsort)

    • Beispiel: Plosive, Nasale, Frikative

  • Vokalklassifizierung (z.B. nach Zungenhöhe, -stellung, Lippenrundung)

  • Vokalviereck (Visualisierung)

Phone vs. Phoneme

  • Phone (Laute): Charakterisiert nach Entstehungsart und Ort, Thema der Phonetik.
  • Phoneme: Kleinste bedeutungsunterscheidende Einheit einer Sprache, Thema der Linguistik.

Festlegung der Phoneme einer Sprache

  • Europäischer Strukturalismus: Minimalpaaranalyse
    • Definition Minimalpaar: Wörter unterscheiden sich nur durch einen Laut (z.B. Schiff/schief)
    • Verfahren: 1) Minimalpaare finden, 2) Laute identifizieren die die Minimalpaare unterscheiden, welche separate Phoneme bilden.
  • Amerikanischer Strukturalismus: Zusammenfügende Vorgehensweise
    • Verfahren: 1) Sprache mit potentiellen Phonem-Set starten, 2) Laute mit komplementärer Distribution und Gemeinsamkeit zu Phonemen zusammenfügen.

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