Audiotechniek moet gesprekskwaliteit bij lte-verbindingen verbeteren

Het Fraunhofer-Gesellschaft heeft een audiotechniek geopenbaard die de geluidskwaliteit van een gesprek via een lte-verbinding moet verbeteren. Met een zelfontwikkelde codec wordt onder andere het frequentiebereik opgehoogd.

Volgens het Duitse onderzoeksinstituut zijn telefoongesprekken doorgaans beperkt tot een maximale frequentie van 3,5KHz, dat door sommige providers wordt opgehoogd naar 7KHz. Mensen kunnen echter frequenties tot ongeveer 20KHz horen. Het Fraunhofer-Gesellschaft claimt dat zijn nieuwe audiotechniek, die Full-HD Voice wordt genoemd, het gehele spectrum aan door mensen waarneembare frequenties weer kan geven, waardoor de geluidskwaliteit van het telefoongesprek verbetert. Daarvoor wordt gebruikgemaakt van de zelfontwikkelde codec aac-eld.

Het is niet het eerste initiatief dat gelanceerd wordt om de gesprekskwaliteit voor telefoons te verbeteren. Eerder kondigde KPN aan dat het HD Voice wil implementeren op zijn netwerk. Deze techniek is echter niet gelimiteerd tot lte-netwerken. Er is door het Fraunhofer-Gesellschaft een demo vrijgegeven die de verschillen tussen een Full-HD Voice-, HD Voice- en een conventionele verbinding demonstreert.

Het Duitse instituut is tevens van plan om tijdens het aankomende Mobile World Congress in Barcelona de pas geïntroduceerde audiotechniek te demonstreren. Daarvoor zal gebruikgemaakt worden van een Android-smartphone die de benodigde audio-codec ondersteunt. Het is nog onbekend welke modellen direct gebruikt kunnen worden voor Full-HD Voice.

Momenteel worden er in Nederland nog geen lte-verbindingen geleverd aan consumenten. De verwachting is dat de uitrol pas ergens volgend jaar gaat beginnen. Of de door het Fraunhofer-Gesellschaft ontwikkelde audiotechniek dan ook geïmplementeerd wordt, valt nog te bezien.

Reacties (25)

[Dynion]

http://nl.wikipedia.org/wiki/Zangstem

normale zangstem, wat al hoger is dan een normale stem gaat tot 900Hz.

7KHz = 7.000 Hz, niet al te nuttige ontwikkeling dus om hoger te gaan dan 7.000Hz. Het zal de stem vermoedelijk wel wat levendiger laten klinken, maar of dat nodig is bij een gesprek? Ik denk het niet.

[Reactie gewijzigd door Dynion op 31 juli 2024 04:10]

[millman]

Ik denk dat je je een beetje vergist in deze, het bereik van de stem gaat maximaal tot 900hz, maar dan heb je nog niet over het spectrum. Bij die 900Hz (rondom hoge a'') gaan we uit van een vaste toon in de ladder die gehaald kan worden, maar bij die 900hz ga je uit van een sinus toon zonder onder of boven klanken. Als voorbeeld, een mannenstem zou een maximal bereik hebben van 150-400hz, echter als je met een equalizer alleen 150-tot 400 zou laten horen, zou je een onverstaanbaar gemompel horen... Het frequentiespectrum ligt dus veel hoger/breder, zelfs boven de 7000hz.

Doe eens een testje thuis door een mannen/vrouwenstem (opera/accapella) door een graphic eq te halen, dan zal je zien dat er tot 3000hz een duidelijk signaal is en daarna snel minder word, maar rond de 10kz nog zat van het spectrum over, ook daar zit een gedeelte van de menselijke stem!

[Reactie gewijzigd door millman op 31 juli 2024 04:10]

[Dynion]

je hebt zeker gelijk in de boventonen. Maar bekijk het volgende eens:

neem een toon van 1.000 Hz, (deze is makkelijk te vinden, want hier wordt mee getest)

dit is voor je gehoor een vrij hoge (en ook harde) toon. Wanneer jij spreekt, of een vrouw praat, zal dit niet vaak deze toonhoogte overschrijven. Misschien tot 1500 Hz, maar dat voldoet ook al aan de huidige eisen. want deze tonen zitten ver onder de 3.500 Hz.

Wat jij zegt over de 10KHz klopt, daarom zei ik ook het volgende "Het zal de stem vermoedelijk wel wat levendiger laten klinken, maar of dat nodig is bij een gesprek? Ik denk het niet."

Er zit bij een opera inderdaad vaak geluid rond deze frequenties, maar deze maken het geluid voornamelijk mooier, niet beter te verstaan. En sowieso, wie luistert er opera over een mobieltje? Zodoende blijf ik er bij dat het een leuke gimmic is, maar absoluut geen belangrijke vernieuwing.

Verder zitten de tonen van omgevingsgeluid op andere frequenties, deze liggen vaak wat hoger dan de menselijke stem. Dit komt omdat veel omgevingsgeluid een schurende beweging is van relatief kleine objecten, wat al snel een wat hogere frequentie oplevert. Denk hierbij aan rollende pennen, krassende nagels, maar in sommige gevallen ook motorgeluid. Met de boventonen zal het omgevingsgeluid vaker in de regio van 3.500-18.000 Hz komen (ik ga er vanuit dat babies geen mobieltje hebben) zitten dan de menselijke stem, en zal er verhoudingsgewijs dus meer achtergrond geluid zijn. Dit komt de helderheid niet ten goede en zal dus negatieve gevolgen hebben voor de kwaliteit van je telefoongesprek. Zo kom ik er weer op uit dat dit geen handige feature is.

edit: schurende objecten gespecificeerd

[Reactie gewijzigd door Dynion op 22 juli 2024 20:58]

[millman]

@dynion

t ging mij ook niet om de bruikbaarheid van de techniek, ik zit niet te wachten op hd telefoon audio, maar het feit dat je 2 dingen door elkaar haalde.. het menselijk stembereik en het stem spectrum.. Dat heeft niets met schurende dingetjes te maken, maar werkelijk alle resonanties die met praten/zingen naar voren komen, van 35hz tot 10kz..

[Verwijderd]

Rond 10 KHz zullen er vast wel wat harmonischen zitten maar die kun je ook achteraf toevoegen, daar heb je geen nieuwe codec voor nodig.
Misschien kun je zelfs een 'slechtere' speakertje gebruiken die uit zichzelf veel harmonische toevoegt. Ik vond speakertjes vroeger sowieso warmer klinken.

[Relief2009]

En toch is de kwaliteit van bellen helemaal niet zo geweldig. Het kan zeker beter.

[wootah]

Ja dat is de pure frequentie...
Een stem bestaat eigenlijk uit een heleboel ruis, en heeft een heel breed spectrum. Dat iemand 900Hz kan zingen is prima, maar er zit nog heel wat geluid om heen.
Om het natuurlijk te laten klinken kan ik me heel goed voorstellen dat de samplefrequentie minimaal 10KHz moet zijn.

Aan de andere kant kan ik me goed voorstellen dat de stem misschien overstemd gaat worden door omgevingsgeluiden, zoals auto's. Huidige minder kwalitatieve codecs gaan hier wellicht beter mee om. Dus mocht dit het geval zijn, is het misschien ook nog nodig om gebruik te maken van noise cancellation door beamforming toe te passen oid.

Bovendien denk ik niet dat deze techniek veel meer bandbreedte gebruikt aangezien een aac achtig codec word gebruikt is het mogelijk om de bitrate erg laag te draaien zonder dat het erg onduidelijk word.

[banditbiker]

Je hebt het nu over wat de menselijke stem kan. Met andere woorden wat je stembanden kunnen weergeven. Wat dacht je van de rest van de mond? Neem eens een S klank op en kijk wat het frequentie spectrum daar van is. Laat staan alle andere klinkers.... Dat gaat iets verder dan 900 Hz

[zordaz]

Iemand enig idee of dit een eigen, gesloten codec is? Zo ja, dan is het in mijn ogen een kansloos verhaal. Zie mp3pro en wma.

[Maurits van Baerle]

Het lijkt me niet dat dit een gesloten codec zal zijn. Het Fraunhofer-Gesellschaft heeft aan de basis van een reeks open codecs gestaan, de bekendste daarvan zijn MP3 en AAC.

Ik zou niet weten waarom ze van deze codec dan de specificatie gesloten zouden willen houden.

[Reactie gewijzigd door Maurits van Baerle op 31 juli 2024 04:10]

[einreb73]

MP3 is geen open codec . Van de wiki van Fraunhofer :
"
The MP3 compression algorithm was invented and patented by Fraunhofer IIS. Its license revenues generated about €100,000,000 in revenue for the society in 2005
"

en van de mp3 wiki :

MPEG-1 or MPEG-2 Audio Layer III,[4] more commonly referred to as MP3, is a patented digital audio encoding format using a form of lossy data compression.

En ja zoals Armin aangeeft, in het begin was er veel gedoel met de patenten rond mp3 compressie programma's vandaar de ontwikkeling van Vorbis

[Armin]

Je hebt op moment van mijn posten een gele-mod, maar je opmerking is juist spot-on IMHO.

Immers, Fraunhofer was ook de vader van een van de meest logische MPEG Layer III audio (aka MP3) implementaties. ZIj hadden (vermeend) patent op bepaalde manieren van het implementeren van de decoding, hetgeen in de begindagen enige commerciele hinder gaf voor bedrijven die MP3 gebruikten.

Zoals we weten is MP3 toen toch de standaard geworden betreft audio, maar ik kan uit persoonlijke ervaring melden dat er toch hier en daar wat advocaten druk in gesprek zijn geweest over financiele vergoedingen tot aan grote multinationals toe.

Dus de vraag is niet alleen of het een gesloten codec is, maar of Fraunhofer nu wederom een paar strategische patenten heeft op de implementatie. In dat geval denk ik dat deze techniek inderdaad kansloos is, nog los van de vraag of die open of gesloten is.

Immers dan zou elk toestel en misschien ook wel een groot deel van de backends een royalty moeten betalen, terwijl met een andere audio codec men die kan omzeilen.

[Verwijderd]

7 KHz is meer dan genoeg voor spraak, ik heb geen behoefte aan HiFi achtergrondgeluid.

[Soldaatje]

Als je een tweede microfoon op je toestel hebt dan kan het versterkte achtergrondgeluid effectief weggefilterd worden.
Daarnaast is het voor onder andere journalisten die onderweg zijn ook wel handig dat ze in de uitzending wat beter verstaanbaar worden.

[flippy]

laat providers eerst maar eens AMR-WB gaan activeren en gebruiken. alle gsm's vandaag de dag hebben het maar geen provider die het gebruikt...

[Hunter23]

Ik denk dat mensen liever gaan voor goedkope providers dan betere kwaliteit.

[bbob]

Het enige dat is mis is wat het effect op de bandbreedte is van deze codec. Meestal verbruikt het aardig wat meer data dan een standaard codec

[DrVic]

Zou het niet zo zijn dat je de stemmen dan natuurgetrouwer klinken? Ik heb me altijd afgevraagd waarom telefoon zo dramatisch veel slechter moet klinken dan een goede audioopname.

[Hunter23]

Mooie ontwikkeling. Ben wel nieuwsgierig hoe het zit als je van omgeving verandert, denk aan in de trein of in de auto, van lte omgeving naar de "normale" verbinding overschakelt.

[BrutalDave]

Mosterd na de maaltijd, er wordt in het algmeen steeds minder gebeld.

Edit: Ongewenst? Was een serieuse opmerking, en het klopt ook gewoon.

[Reactie gewijzigd door BrutalDave op 31 juli 2024 04:10]

[naikon]

Bron? En ook al word er minder gebeld, dat is toch geen reden om de kwaliteit niet te verbeteren?

[Verwijderd]

Er wordt nu vooral over de spraakkwaliteit gesproken. Voor een gesprek is amr-wb meer dan voldoende, maar als je echt breedbandig audio via een efficiente codec kunt gebruiken opent dat ook andere mogelijkheden. Er zijn nu nog maar relatief weinig mensen die hun muziek laten streamen. Zodra dit gemeengoed gaat worden vliegen de netwerkrequirements omhoog. Middels een efficientere codec kan je dan natuurlijk op eenvoudige wijze extra capaciteit creeeren.

[Mafketel]

Codecs genoeg maar ondersteuning van de hardware en providers is een stuk minder.

Als voorbeeld van hd audio(tov van telefoon kwaliteit zoals hierboven wordt gedaan) in de vorm van g722 (voorloper amr-wb) uit 1988 vandaar dat het patent inmiddels is verlopen

nu word vaak gsm gebruikt wat slechter klinkt dan de g711 van isdn. g726 klinkt hetzelfde of beter in de helft van de bandbreedte van g711 en maar net iets meer als gsm....

maar ja beter geluid's kwaliteit telefoon verkoopt niet wel meer minuten voor minder €.