Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Sprachcomputer sollen Gefühle erkennen - Emotionserkennung aus Sprachsignalen

16.02.2009
Wenn zwei Menschen miteinander sprechen, nehmen sie zweierlei wahr: Den Inhalt des Gesagten, aber auch Emotionen, die dadurch zum Ausdruck kommen, wie etwas gesagt wird.

Diese so genannten paralinguistischen Eigenschaften des Gesprochenen können von Systemen zur automatischen Spracherkennung wie beispielsweise in einer Telefonanlage bisher nicht erkannt werden. Wissenschaftler des Lehrstuhls für Systemtheorie und Signalverarbeitung der Uni Stuttgart suchen nach Wegen, damit Sprachcomputer auch Gemütsbewegungen verstehen können.

Die Sprachkommunikation besteht aus zwei Ebenen: dem linguistischen (oder expliziten) sowie dem paralinguistischen (oder impliziten) Kommunikationskanal. Über den ersten Kanal wird der Inhalt der Sprachkonversation ausgetauscht: Was wurde gesprochen? Über den zweiten Kanal werden alle darüber hinausgehenden Informationen, also der paralinguistische Anteil der Sprachäußerung, kommuniziert: Wie wurde es gesprochen? Solche paralinguistischen Eigenschaften sind beispielsweise das Alter und das Geschlecht der Sprecher, die in einer Sprachäußerung gespiegelte Emotion (normal, Wut, Glück, Trauer, ...), die so genannte Stimmqualität (modal, hauchend, rau, knarrig, ...), medizinische Auffälligkeiten in der Stimmgebung oder auch Stress und Nervosität. Auch Informationen über die regionale (Dialekt) beziehungsweise soziale Herkunft gehören zu den paralinguistischen Eigenschaften.

Ein Mensch kann aus einer Sprachkonversation den inhaltlichen wie auch den paralinguistischen Informationsstrom gleichzeitig extrahieren und gemeinsam auswerten. Beim "Gespräch" zwischen Mensch und Computer - oder wissenschaftlich gesprochen an der akustischen Mensch-Computer-Schnittstelle - hat man sich allerdings bis heute fast ausschließlich auf den ersten Kommunikationskanal konzentriert. Diese automatische Erkennung des gesprochenen Textes aus den Sprachsignalen ist bekannt als Spracherkennung.

Mehrstufiges Vorgehen
Dagegen ist die automatische Erkennung der paralinguistischen Eigenschaften aus Sprachsignalen ein noch junges Forschungsfeld, das zunehmendes Interesse erweckt. Die mathematischen Methoden und Algorithmen, die dies ermöglichen sollen, stammen aus dem Gebiet der Mustererkennung, eines Zweiges der statistischen Signalverarbeitung. Wie die Spracherkennung besteht auch die Emotionserkennung aus mehreren Schritten: So werden zunächst emotional bewertete Sprachdatenbanken erstellt, anhand derer das Erkennungssystem trainiert werden kann. Dann werden Merkmale aus den Sprachsignalen berechnet, die sich bezüglich verschiedener Emotionen besonders gut unterscheiden lassen. Es folgen eine Auswahl der sinnvollsten Merkmale sowie der Entwurf und die Optimierung eines lernfähigen Erkennungssystems, das aus den Daten die Entscheidungsregel für die Emotionserkennung selbst extrahiert. Schließlich wird der "Erkenner" trainiert und mit unbekannten Testdaten validiert.

Bei der Berechnung der Merkmale stellte sich allerdings heraus, dass die in der Spracherkennung etablierten Merkmale für die Emotionserkennung nur bedingt nützlich sind, weil sich die linguistischen und paralinguistischen Informationen an unterschiedlichen Stellen der Sprachsignale verstecken. Bis die automatische Emotionserkennung für einen praktischen Einsatz ausgereift ist, sind deshalb noch viele Forschungsarbeiten nötig.

Doch der Aufwand lohnt sich, denn die Anwendungen für die Emotionserkennung aus Sprachsignalen sind vielfältig. Interessenten finden sich in Callcentern ebenso wie im medizinischen Bereich. In Fahrerassistenzsystemen könnte die Technologie detektieren, ob der Fahrer gerade im Stress ist. Zudem könnte die konventionelle Spracherkennung verbessert werden, weil die emotionale Färbung einer Sprachäußerung oft mit dem Inhalt des Gesagten verbunden ist: Das Schimpfwort "Mist" und das Grußwort "Herzlichen Glückwunsch" sind immer mit unterschiedlichen Emotionen verbunden. In der umgekehrten Richtung sollen die Erkenntnisse aus der Emotionserkennung auch dazu beitragen, die synthetisierte Sprache des Sprachcomputers emotionaler zu gestalten.

Weitere Informationen bei: Prof. Bin Yang, Lehrstuhl für Systemtheorie und Signalverarbeitung, Tel. 0711/685-67330, e-mail: bin.yang@LSS.uni-stuttgart.de

Ursula Zitzler | idw
Weitere Informationen:
http://www.uni-stuttgart.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Informationstechnologie:

nachricht Smart Living: VDE-Institut entwickelt Cloud-basierte interoperable Testplattform
15.02.2017 | VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e.V.

nachricht Saarbrücker Informatiker machen „Augmented Reality“ fotorealistisch
15.02.2017 | Universität des Saarlandes

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Informationstechnologie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: „Vernetzte Autonome Systeme“ von acatech und DFKI auf der CeBIT

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI) in Kooperation mit der Deutschen Messe AG vernetzte Autonome Systeme. In Halle 12 am Stand B 63 erwarten die Besucherinnen und Besucher unter anderem Roboter, die Hand in Hand mit Menschen zusammenarbeiten oder die selbstständig gefährliche Umgebungen erkunden.

Auf der IT-Messe CeBIT vom 20. bis 24. März präsentieren acatech – Deutsche Akademie der Technikwissenschaften und das Deutsche Forschungszentrum für...

Im Focus: Kühler Zwerg und die sieben Planeten

Erdgroße Planeten mit gemäßigtem Klima in System mit ungewöhnlich vielen Planeten entdeckt

In einer Entfernung von nur 40 Lichtjahren haben Astronomen ein System aus sieben erdgroßen Planeten entdeckt. Alle Planeten wurden unter Verwendung von boden-...

Im Focus: Mehr Sicherheit für Flugzeuge

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem totalen Triebwerksausfall zum Einsatz kommt, um den Piloten ein sicheres Gleiten zu einem Notlandeplatz zu ermöglichen, und ein Assistenzsystem für Segelflieger, das ihnen das Erreichen größerer Höhen erleichtert. Präsentiert werden sie von Prof. Dr.-Ing. Wolfram Schiffmann auf der Internationalen Fachmesse für Allgemeine Luftfahrt AERO vom 5. bis 8. April in Friedrichshafen.

Zwei Entwicklungen am Lehrgebiet Rechnerarchitektur der FernUniversität in Hagen können das Fliegen sicherer machen: ein Flugassistenzsystem, das bei einem...

Im Focus: HIGH-TOOL unterstützt Verkehrsplanung in Europa

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt sich bewerten, wie verkehrspolitische Maßnahmen langfristig auf Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt wirken. HIGH-TOOL ist ein frei zugängliches Modell mit Modulen für Demografie, Wirtschaft und Ressourcen, Fahrzeugbestand, Nachfrage im Personen- und Güterverkehr sowie Umwelt und Sicherheit. An dem nun erfolgreich abgeschlossenen EU-Projekt unter der Koordination des KIT waren acht Partner aus fünf Ländern beteiligt.

Forschung am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) unterstützt die Europäische Kommission bei der Verkehrsplanung: Anhand des neuen Modells HIGH-TOOL lässt...

Im Focus: Zinn in der Photodiode: nächster Schritt zur optischen On-Chip-Datenübertragung

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium allein – die stoffliche Basis der Chip-Produktion – sind als Lichtquelle kaum geeignet. Jülicher Physiker haben nun gemeinsam mit internationalen Partnern eine Diode vorgestellt, die neben Silizium und Germanium zusätzlich Zinn enthält, um die optischen Eigenschaften zu verbessern. Das Besondere daran: Da alle Elemente der vierten Hauptgruppe angehören, sind sie mit der bestehenden Silizium-Technologie voll kompatibel.

Schon lange suchen Wissenschaftler nach einer geeigneten Lösung, um optische Komponenten auf einem Computerchip zu integrieren. Doch Silizium und Germanium...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Aufbruch: Forschungsmethoden in einer personalisierten Medizin

24.02.2017 | Veranstaltungen

Österreich erzeugt erstmals Erdgas aus Sonnen- und Windenergie

24.02.2017 | Veranstaltungen

Big Data Centrum Ostbayern-Südböhmen startet Veranstaltungsreihe

23.02.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Fraunhofer HHI auf dem Mobile World Congress mit VR- und 5G-Technologien

24.02.2017 | Messenachrichten

MWC 2017: 5G-Hauptstadt Berlin

24.02.2017 | Messenachrichten

Auf der molekularen Streckbank

24.02.2017 | Biowissenschaften Chemie