Skip to main content
Top

2010 | Book

Quality Engineering

Qualität kommunikationstechnischer Systeme

insite
SEARCH

About this book

Der Begriff der Qualität und der Gebrauchstauglichkeit hat eine herausragende Bedeutung in der Informations- und Kommunikationstechnik sowie der Informatik erlangt. In allen Phasen der Planung, Konzeption, Implementierung und Optimierung technischer Systeme und Dienste müssen Qualitätsaspekte berücksichtigt werden, damit die Benutzer eine optimale Qualität und Gebrauchstauglichkeit erfahren können. In diesem Buch wird die Qualität und Gebrauchstauglichkeit kommunikationstechnischer Systeme grundlegend behandelt. Dazu werden zunächst die notwendigen Begriffe eingeführt, und es werden Grundlagen der Psychophysik und der Psychometrie geschaffen. Darauf aufbauend wird der Kreislauf einer menschenorientierten Systementwicklung vorgestellt. Die Messung und Vorhersage von Qualität und Gebrauchstauglichkeit werden dann anhand praktischer Beispiele kommunikationstechnischer Systeme veranschaulicht. Hierbei werden insbesondere Systeme zur Informationsübertragung (Telefonie, VoIP, IP-TV), Sprachdialogsysteme, sowie multimodale Dialogsysteme behandelt. Abschließend werden Modelle zur Schätzung von Qualität und Gebrauchstauglichkeit in der Entwicklungsphase solcher Systeme vorgestellt.

Das Buch richtet sich vorrangig an Leser mit einem technischen Hintergrund, beispielsweise in der Informatik, der Informationstechnik oder der Elektrotechnik. Darüber hinaus sind aber gleichermaßen auch Leser aus den Sprach- und Kommunikationswissenschaften, der Akustik, der Soziologie, dem Bereich Human Factors sowie aus anderen Wissensgebieten angesprochen. Es setzt keine besonderen Vorkenntnisse voraus.

Table of Contents

Frontmatter
Kapitel 1. Motivation und Zielsetzung, Qualität und Gebrauchstauglichkeit
Zusammenfassung
Die Mehrzahl der Systeme und Dienste, die die Informatik, die Elektro- und die Informationstechnik bereitstellen, richten sich letztendlich an einen menschlichen Nutzer. Für den Erfolg solcher Systeme und Dienste ist es daher unerlässlich, sich mit dem Benutzer und seinem Verhalten bei der Interaktion mit dem System oder Dienst zu befassen. Daraus können Gestaltungsprinzipien für Mensch-Maschine- Schnittstellen abgeleitet und Anforderungen an die dem System zugrunde liegenden Technologien definiert werden. Umgekehrt ergeben sich aus den zur Verfügung stehenden Technologien aber auch neue Möglichkeiten der Schnittstellen-Gestaltung, und daraus neuartige Interaktionsformen.
Sebastian Möller
Kapitel 2. Grundlagen der Psychophysik und Psychometrie
Zusammenfassung
In diesem Kapitel sollen einige Grundlagen der Messung mit menschlichen Versuchspersonen behandelt werden. Ziel ist es, eine quantitative Beschreibung von Wahrnehmungsgrößen zu bekommen, z.B. von Hörereignissen, Sehereignissen, oder von Qualitätsereignissen. Da Qualität Ergebnis eines Wahrnehmungs- und Beurteilungsprozesses ist, sind solche Messungen unerlässlich, wenn die Qualität kommunikationstechnischer Systeme bestimmt werden soll. Das Kapitel orientiert sich in großen Teilen an den Ausf¨uhrungen von Blauert (1994) und Jekosch (2000).
Sebastian Möller
Kapitel 3. Skalierung
Zusammenfassung
Wie bereits beschrieben bezeichnet die Skalierung die Zuordnung von Zahlen zu Objekten nach festgelegten Regeln. Diese Zuordnung sollte so gestaltet sein, dass die sich dabei ergebenden Messergebnisse die gewünschten Eigenschaften (insbes. Validität, Objektivität und Reliabilität) aufweisen. Da die Messgrößen (z. B. Merkmale von Wahrnehmungsereignissen) aber häufig verschieden sind ist es nicht ausreichend, eine bestimmte Skala für alle Messaufgaben zu definieren; die Skala muss stattdessen der aktuellen Messaufgabe angepasst werden.
Sebastian Möller
Kapitel 4. Usability Engineering
Zusammenfassung
Eine Definition von Usability wurde bereits in Abschnitt 1.2 gegeben. Lt. der International Organization for Standardization ISO wurden dort Effektivität, Effizienz und Zufriedenheit als Hauptaspekte benannt, wobei die Zufriedenheit allerdings eher als Konsequenz denn als Voraussetzung guter Gebrauchstauglichkeit gesehen wurde. Darüber hinaus wurde Usability aber auch als einer unter vielen Qualitätsaspekten verstanden und in eine Taxonomie möglicher Qualitätsaspekte eingeordnet. Grundlagen der Messung und Skalierung von Qualität wurden in den Kapiteln 2 und 3 behandelt.
Sebastian Möller
Kapitel 5. Qualität von Sprach- und Audio-Übertragungssystemen
Zusammenfassung
Nach der Einführung in die Grundlagen psychophysikalischer Messungen und des Usability Engineering sollen nun konkrete Verfahren zur Bestimmung der Qualität informations- und kommunikationstechnischer Systeme behandelt werden. Im Mittelpunkt dieses Kapitels stehen dabei Systeme, die mit auditiv wahrnehmbaren Signalen arbeiten. Dabei kommt insbesondere der Modalität „gesprochene Sprache“ eine besondere Bedeutung zu, da sie die am meisten verwendete Modalität zur zwischenmenschlichen Kommunikation darstellt; dies macht sie auch für die Mensch- Maschine-Interaktion besonders interessant. Uns interessiert dabei insbesondere der Einfluss des Übertragungskanals, mit dessen Hilfe Sprache (oder andere auditiv wahrnehmbare Signale, wie z. B. Musik, Geräusche) übertragen werden, und weniger die menschliche Spracherzeugung. Die dabei betrachteten Beurteilungsverfahren lassen sich in ähnlicher Form auch auf andere Problemstellungen anwenden, wie bspw. die Beurteilung der Qualität von Musikkodierungsverfahren.
Sebastian Möller
Kapitel 6. Qualität von Video-Übertragungssystemen
Zusammenfassung
Als zweiter Anwendungsfall sollen in diesem Kapitel Systeme zur Übertragung und Speicherung von Video-Signalen betrachtet werden. Dabei handelt es sich z. B. um Anwendungen wie das traditionelle (terrestrisch drahtlose oder kabelgebundene) Fernsehen, Video on Demand, Video Streaming, Video-Telefonie, oder Videokonferenzen. Die Übertragung findet zunehmend über IP-basierte Netze statt; dadurch lassen sich Mediendaten jedweden Typs über ein einheitliches Netz transportieren, was den Aufwand minimiert und die Anwendungsbreite erhöht. Bspw. lassen sich über schnelle Digital Subscriber Lines (DSL) neben Daten auch Sprache (Voice-over-IP) und Videos (IP-basiertes Fernsehen) transportieren. Auch wenn wir in diesen Kapitel vorwiegend von Video-Übertragungen sprechen, so geht das Videosignal in den meisten Fällen mit einem Audiosignal einher; wir betrachten daher auch audiovisuelle Signale.
Sebastian Möller
Kapitel 7. Qualität von Sprachdialogsystemen
Zusammenfassung
Nachdem in den vergangenen beiden Kapiteln Systeme zur technischen Unterstützung zwischenmenschlicher Kommunikation betrachtet wurden, befassen wir uns in diesem und dem folgenden Kapitel mit der Mensch-Maschine-Interaktion. Damit Menschen mit Maschinen interagieren können, müssen letztere in der Lage sein, Informationen zu erkennen und zu interpretieren, sowie Informationen an den Menschen auszugeben. Die Informationsein- und -ausgabe kann mit Hilfe von unterschiedlichen Medien erfolgen. Unter dem Begriff Medium verstehen wir ein Kommunikationsmittel (Material oder Gerät), welches einen bestimmten physikalischen (z. B. akustischen, optischen) Kanal benutzt, und unter dem Begriff Modalität die Verwendung dieses Mediums zur Kommunikation, z. B. in Form von Intonation (gesprochene Sprache), Blick, Geste, Mimik, etc. Modalitäten sprechen verschiedene Sinne an, z. B. bei der visuellen, auditiven, oder der haptischen Wahrnehmung (Fühlen; umfasst die taktile Wahrnehmung/Oberflächensensibilität, die kinästhetische Wahrnehmung/Tiefensensibilität, die Temparaturwahrnehmung sowie die Schmerzwahrnehmung). In diesem Kapitel beschränken wir uns zunächst auf Systeme, die die Modalität „gesprochene Sprache“ sowohl zur Informationseingabe als auch zur Informationsausgabe verwenden.
Sebastian Möller
Kapitel 8. Qualität multimodaler Systeme
Zusammenfassung
In diesem Kapitel sollen nun Systeme behandelt werden, welche neben gesprochener Sprache weitere Modalitäten zum Informationsaustausch mit dem Nutzer verwenden. Die multimodale Mensch-Maschine-Interaktion hat in den vergangenen Jahren zunehmend wissenschaftliches Interesse wie auch wirtschaftliche Bedeutung erlangt. Gründe hierfür sind zum einen die prinzipiellen Vorteile von multimodalen gegenüber unimodalen (bspw. rein sprachbasierten) Systemen. Durch die Kombination unterschiedlicher Modalitäten können Nachteile einzelner Modalitäten ausgeglichen und somit der Kommunikationsprozess insgesamt optimiert werden. Zum anderen ist eine multimodale Interaktion für spezielle Benutzergruppen sinnvoll, bei denen bestimmte Sinne nur eingeschränkt einsetzbar sind, bspw. behinderte oder ältere Benutzer, vgl. Fellbaum und Hampicke (2006).
Sebastian Möller
Kapitel 9. Qualitätsvorhersage
Zusammenfassung
In den vorangegangenen Kapiteln wurden die Qualitätselemente verschiedener kommunikationstechnischer Systeme (Sprachübertragungssysteme, Videoübertragungssysteme, Sprachdialogsysteme und multimodale Dialogsysteme) identifiziert und Beurteilungsmethoden zur Erfassung des Einflusses der Systemcharakteristika (Qualit ätselemente) auf die wahrgenommene Qualität und Gebrauchstauglichkeit (Qualit ätsmerkmale) vorgestellt. Diese Beurteilungsmethoden sind i. Allg. subjektiver Natur und bedienen sich menschlicher Versuchspersonen als Messorgane.
Sebastian Möller
Backmatter
Metadata
Title
Quality Engineering
Author
Sebastian Möller
Copyright Year
2010
Publisher
Springer Berlin Heidelberg
Electronic ISBN
978-3-642-11548-6
Print ISBN
978-3-642-11547-9
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-642-11548-6