Stimmanalyse

Stimmanalyse bezeichnet die systematische Untersuchung von Stimm- und Sprachsignalen mit dem Ziel, Merkmale der Stimme zu quantifizieren und zu interpretieren. Sie verbindet Ansätze aus Phonetik, Signalanalyse, Linguistik und Medizin und wird in Forschung, Diagnostik sowie für forensische oder technische Anwendungen eingesetzt.

Zu den zentralen Merkmalen gehören fundamentale Frequenz F0, Lautstärke, spektrale Hüllkurve, Formantenstruktur, Jitter und Shimmer, das Verhältnis von Harmonischen zu Rauschen sowie Parameter der Prosodie wie Tempo und Intonation. Diese Größen ergeben sich durch die Wechselwirkung von der glottalen Quelle und dem resonatorischen System des Vokaltrakts und werden meist als zeitliche Verlaufsmuster oder Merkmalsvektoren dargestellt.

Methoden und Werkzeuge: Signale werden aufgenommen, vorverarbeitet und analysiert mittels Zeitbereichs- und Frequenzbereichsverfahren, Spektrogramm- und Cepstral-Analysen. Typische Kennwerte ergeben sich aus Fourier-Transformation, Autokorrelation, LPC oder MFCC. Von Fachleuten verwendete Software umfasst Praat, MATLAB und Python-Bibliotheken; mit ihnen lassen sich zeitliche Abläufe, Formantenverläufe oder Stimmdatenbanken auswerten.

Anwendungen: Linguistik und Phonetik (Artikulation, Prosodie-Analyse), medizinische Stimmforschung und logopädische Diagnostik, Stimmbiometrie in der Forensik, Sprechererkennung, Emotionserkennung sowie künstlerische Stimmanalyse im Gesangstraining.

Herausforderungen umfassen Stimmvariabilität durch Aufnahmebedingungen, Alter, Geschlecht, Dialekt und Sprache sowie die Notwendigkeit von Normierung und Validierung. Ethische Aspekte wie Privatsphäre und Einwilligung spielen eine Rolle, besonders bei biometrischer Nutzung.

Stimmanalyse ist ein interdisziplinäres Feld, das Methoden der Informatik, Linguistik und Medizin verbindet.