Stimmcodes

Jedes Mal, wenn Sie ein digitales Mobiltelefon anrufen, profitieren Sie von der Sprachcodierung – dem Prozess der Umwandlung menschlicher Sprache in ein einfacheres Signal, das schneller übertragen werden kann. Diese Technologie hat ihre Wurzeln in einem skurrilen orgelähnlichen elektrischen Sprachsynthesizer, der vor fast 70 Jahren von einem AT&T-Forscher erfunden wurde.

Mitte der 1930er Jahre versuchte Homer Dudley, Elektroingenieur von Bell Labs, einen Sprachsynthesizer zu entwickeln, in der Hoffnung, dass er die erforderliche Bandbreite für die Übertragung von Sprache über transatlantische Telegrafenkabel reduzieren könnte. Dudley wusste, dass Töne, die von den Stimmbändern erzeugt werden, durch kleine Veränderungen der Form des Mundraums in Sprache umgewandelt werden, die bestimmte Frequenzen verstärken und andere dämpfen. Dudley erkannte, dass er diese Frequenzvariationen messen konnte, indem er gesprochene Wörter durch eine Bank von 10 Filtern leitete, die die Energieausgabe über verschiedene Teile des Audiospektrums maßen. Indem er die gleichen Variationen auf elektronisch erzeugte Töne anwandte, war er in der Lage, roboterähnliche, aber verständliche Sprache zu erzeugen. Sein Gerät, der Vocoder, war ein Durchbruch, der eine Sprachübertragung ermöglichte, die weit weniger Bandbreite verbrauchte, als ein ganzes Sprachsignal direkt zu senden, wie Telefone damals funktionierten.

Sonderbericht: Software wird extrem

Diese Geschichte war Teil unserer Ausgabe vom November 2003



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Trotzdem erregte Dudleys Gerät keine große Aufmerksamkeit, bis er 1939 auf den Weltausstellungen in New York und San Francisco eine überarbeitete Version namens Voder vorstellte Operator - würde Töne in synthetische Sprache formen, indem er gleichzeitig eine Reihe von Tasten und ein Fußpedal manipulierte. Der Voder sorgte auf den Messen für Furore, machte aber seinen Vorgänger, den Vocoder, nicht zu einem weit verbreiteten Gerät zur Bandbreitenreduzierung. Unbeirrt fand Dudley einige Jahre später eine andere Verwendung für den Vocoder - als Sprachverschlüsselungsgerät für die Verteidigungskommunikation während des Zweiten Weltkriegs.

Obwohl Dudleys Forschungen ihn nicht bekannt gemacht haben, bildet seine Arbeit die Grundlage der Sprachcodierung, die in der modernen digitalen Telefonie verwendet wird. Edward Lee, Professor für Elektrotechnik und Informatik an der University of California, Berkeley, erfuhr von Voder und Vocoder, als ihm einer von Dudleys Kollegen von Bell Labs alte Aufnahmen von den Geräten vorspielte. Mir war nicht klar, dass die Konzepte so alt sind wie sie, sagt Lee. Es war wirklich eine sehr bedeutende Entwicklung, und sie verdient viel mehr Aufmerksamkeit, als sie bekommt.

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