Leistungscharakteristika von ATM-Netzen für ... - Torsten E. Neck

5 2Kontinuierliche Medien im ARTEMIS/MONSUN-Konzept
und ihre Leistungsanforderungen
5.1 Standards der Audio-Digitalisierung
5.1.1 Das kontinuierliche Medium „Audio“
Audio-Signale sind von ihrer Natur her Schallvorgänge mit periodischen Druckschwankungen
eines Mediums (Flüssigkeit, Gas, Festkörper). Solche Druckschwankungen
können über geeignete Sensoren (Membranen) in gleicher Weise von Menschen und
Maschinen erzeugt und aufgenommen werden.
Audio-Signale treten in drei Ausprägungen auf, als „Geräusch“, „Musik“ und „Sprache“.
Diese Ausprägungen unterscheiden sich in der Signalcharakteristik, besonders in den
Frequenzbändern der Signale: Der Gesamtbereich des Schalls gliedert sich u. a. in die
Klassen Infraschall (0 Hz – 16 Hz) und Hörschall (16 Hz – 20 kHz). Die Ausprägung
„Geräusch“ deckt dabei beide Klassen vollständig ab, „Musik“ überdeckt die Klasse Hörschall
ganz, „Sprache“ jedoch nur einen Ausschnitt daraus (300 Hz – 3000 Hz im Telefon sind
offensichtlich ausreichend).
Für die Übertragung von Audio-Signalen im medizinischen Einsatz spielt die Ausprägung
„Sprache“ die wesentliche Rolle. Sie hat zwei charakteristische Eigenschaften, die man zur
Sprachverarbeitung nutzen kann:
Stimmhafte Sprachsignale weisen während gewisser Zeitintervalle eine beinahe
periodische Struktur auf. Die Signale werden als quasistationär mit einer Dauer von
etwa 30 ms angesehen.
Das Spektrum einiger Laute weist ausgeprägte Maxima auf, wovon meist etwa fünf
Frequenzen betroffen sind. Diese Frequenzmaxima werden als Formanten bezeichnet.
Soll Sprache über ein technisches System transportiert werden, sind zwei Umformungsvorgänge
durchzuführen:
Die Sprache muß am Eintrittspunkt in das technische System aufgenommen und mit
hinreichender Qualität codiert werden,
und sie muß am Ausgangspunkt des technischen Systemes wieder in Luftdruckschwankungen
umgeformt werden.
Für den Transport über ein digitales technisches System sind effiziente Codierungen
erforderlich, die mit möglichst geringer Datenrate auskommen und dennoch eine
hinreichende Qualität des decodierten Signales bei der Ausgabe sichern (/Stei93/).
5.1.2 Die Signalformcodierung
Diese Art der Codierung ist in gleicher Weise für die Übertragung der Ausprägung „Musik“
geeignet. Sie ist auf die Effizienz hin optimiert und findet beispielsweise bei Compact-Disk-
Playern ihre Anwendung.
Stand: 18.02.2008, 13:44:17