Akustisches Kolloquium

 

Das Akustische Kolloquium ist ein Forum zur Präsentation und Diskusion von Forschungen, die am Institut für Technische Akustik durchgeführt wurden.
Neben der Präsentation von Abschlußarbeiten ( Dr., MSc, BSc) werden regelmäßig Gäste eingeladen, um über Ihre Arbeit zuberichten.
Das Koloquium findet im Seminarraum des Instituts für technische Akustik, Kopernikusstrasse 5, statt.

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Freitag, 05.12.2014, 11.00 Uhr

Lautheitswahrnehmung und -modellierung von zeitvarianten Geräuschen

Vortragender Tobias Moll,

Abstract
Es existieren verschiedene Lautheitsmodelle, die eine Vorhersage der empfundenen Lautheit für zeitvariante Geräusche in vielen Fällen ermöglichen. Aktuelle Untersuchungen zeigen allerdings, dass die Vorhersagen für einige impulshaltige Geräusche nicht mit den experimentellen Bewertungen normalhörender Versuchspersonen übereinstimmen. Im Rahmen der Masterarbeit soll daher untersucht werden, wie die Bewertung der Lautheit von spezifischen Geräuschparametern beeinflusst wird. Der Fokus liegt dabei auf der Betrachtung der Impulshaltigkeit von Geräuschen. Für die Untersuchung werden Experimente mit verschiedenen Bewertungsmethoden durchgeführt, um die Ergebnisse hinsichtlich der Lautheitswahrnehmung methodisch abzusichern. Anhand der Experimente soll überprüft werden, inwiefern die Lautheitsmodellierung erweitert werden muss, um den speziellen Eigenschaften impulshaltiger Geräusche Rechnung zu tragen.

 

Freitag, 19.12.2014, 11.00 Uhr

Praxissemester bei HEAD Acoustics

Vortragender  Hell, Christian Philip,  MSc-Student

Abstract
Während des Industriepraktikums bei HEAD Acoustics wurden verschiedene Algorithmen zur Geräuschreduktion in der Telekommunikation evaluiert, sowie Bewertungsalgorithmen von gestörten Audiosignalen analysiert. Es wurde ein Programm geschrieben, welches die optimale Parametrisierung eines Geräuschreduktionsalgorithmus ermittelt. Ein weiteres Programm wurde zur Bestimmung eines allgemeinen Ähnlichkeitsmaßes zweier Audiosignale erstellt. Des weiteren wurde ein wissenschaftlicher Ansatz in Python implementiert, der Hintergrundgeräusche aus einem Signalgemisch extrahieren soll.
Zur Überprüfung der Algorithmen dienten große Datenbanken von Sprachsignalen in verschiedenen Sprachen. sowie unterschiedliche standardisierte Hintergrundgeräusche. Die Bewertungsalgorithmen wurden auf eine große Anzahl von Signalen angewendet und im Anschluss die Ergebnisse verglichen. Dadurch soll eine Aussage über die Anwendbarkeit der Algorithmen auf die Signaltypen, wie stationäre und instationäre Geräusche oder männliche und weibliche Sprecher, getroffen werden.

 

Freitag, 30.01.2015, 11.00 Uhr

Designing acoustics for linguistically diverse classrooms: Effects of background noise, reverberation and talker foreign accent on speech comprehension by native and non-native English-speaking listeners.

Vortragende
Z. Ellen Peng
Wissenschaftliche Mitarbeiterin

The current classroom acoustics standard (ANSI S12.60) recommends that core learning spaces shall not exceed a reverberation time of 0.6 seconds and a background noise level of 35 dBA.  These criteria are mainly based on the speech intelligibility performance of native English speakers. But what acoustic conditions are desirable for the non-native English-speaking population in these classrooms? Census data in the U.S. showed that 1 in 5 school-aged children do not speak English at home (U.S. Dept. of Education); and over 50% of the Engineering faculty members were born outside of this country (National Science Board).  In this seminar two studies on the effects of reverberation time and background noise level on more realistic classroom learning experiences are described. The goal of the studies was to answer: How do native and non-native English-speaking listeners perform on speech comprehension tasks under realistic but adverse acoustic conditions, if the English speech is produced by talkers whose native language is English (Study 1) versus Mandarin Chinese (Study 2)?  Native and non-native English-speaking listeners were recruited to participate in experiment where speech comprehension was evaluated while subjects were immersed in 15 different acoustic conditions.  These conditions were combinations of three background noise level conditions (RC-30, 40, and 50) and five reverberation time scenarios (0.4 to 1.2 seconds).   It was found that higher background noise levels more negatively affect listeners with lower levels of English proficiency, and the influences of reverberation time and background noise level on speech comprehension performance are different between native and non-native listeners. Furthermore, understanding foreign-accented speech requires lower background noise level, but the performance in adverse acoustic conditions could be slightly salvaged if the foreign-accented talker shares the same accent as the listener.   The conclusion of the study is that linguistic diversity of occupants should be considered when setting acoustic design conditions for classrooms.

 

Freitag, 06.02.2015, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Zweidimensionale Faltung für Echtzeit-Audioverarbeitung

Vortragender
Philipp Schäfer
BSc-Student

Diese Arbeit befasst sich mit einer Klasse von Algorithmen zur Faltung eines laufenden Eingangssignals mit einer finiten Impulsantwort (engl. FIR), bei dem beide Operanden (Signal und Filter) in gleich große Blöcke unterteilt und im Frequenzbereich verarbeitet werden. Diese eindimensionale Faltung des kontinuierlichen Signals kann als eine zweidimensionale Faltung interpretiert werden, wobei üblicherweise nur eine der beiden Dimensionen eine schnelle Faltung darstellt. Auch die zweite Faltung kann durch die Wahl effizienter linearer Kurzfaltungsalgorithmen (wie z. B. dem Karatsuba-Verfahren) effizient berechnet und somit der Gesamtalgorithmus beschleunigt werden.

Es werden zunächst verschiedene dieser Kurzfaltungsalgorithmen auf ihre Eigenschaften, insbesondere ihre Komplexität und Echtzeitfähigkeit, untersucht und miteinander verglichen. Im Weiteren werden diese in verschiedenen FFT-Faltungsalgorithmen implementiert und dann die erreichte Leistung bestimmt. Abschließend wird das Potential dieses neuartigen Ansatzes anhand verschiedener Anwendungen und Parameter bewertet.

 

Freitag, 06.02.2015, 11.30 Uhr

BSc-Vortrag: Automatische Geometrievereinfachung für Raumakustiksimulationen

Vortragender
Christopher Durand
BSc-Student

Raumakustiksimulationssoftware wird in vielen Bereichen eingesetzt. Sie wird in der Architektur bei der Planung von Gebäuden genutzt, deren akustische Eigenschaften von besonderer Bedeutung sind, wie zum Beispiel bei Konzerthäusern oder Hörsälen. Des Weiteren wird diese auch bei der Auslegung von Beschallungsanlagen oder in der virtuellen Realität zur Simulation akustischer Umgebungen verwendet.
Die Algorithmen der Software basieren hauptsächlich auf Prinzipien der geometrischen Akustik. Hier wird das Schallfeld durch Strahlen angenähert, deren Richtung, Energie und Ausbreitungsdauer untersucht werden. Als Eingabe nutzen diese Algorithmen CAD-Modelle des Raums. Das Konzept der geometrischen Akustik verlangt für physikalisch sinnvolle Simulationen, dass die Abmessungen der Raumgeometrie groß gegenüber der Wellenlänge des Schalls sind. Daher verfälschen detaillierte Modellierungen des Raums, wie sie in einigen Anwendungen schon zur Visualisierung vorliegen, die Ergebnisse der Simulation. Außerdem erhöhen detailreiche Modelle die Rechenzeit, was bei Echtzeitanwendungen in der virtuellen Realität ein Problem ist. Ziel dieser Arbeit ist es, Algorithmen zu untersuchen und zu implementieren, die es ermöglichen, fein aufgelöste Raummodelle zum Zweck der Akustiksimulation zu vereinfachen.

 

Freitag, 06.03.2015, 10.00 Uhr

BSc-Vortrag:  Rekonstruktion einer Außenohrübertragunsfunktion durch Pol- und Nullstellen

Vortragender
Philipp Bechtel
BSc-Student

Dieser Vortrag befasst sich mit der Entwicklung eines Algorithmus, welcher das betrachtete Frequenzband in kleinere Bereiche unterteilt. Diese Bereiche werden anschließend gefittet und mit Hilfe von Bandpässen wieder
zusammengefügt. Dadurch entstehen kleinere, voneinander unabhängige Lösungsvektoren. Zur Evaluierung wurde dieser einem herkömmlichen Algorithmus verglichen. Die Kriterien der Interauralen Zeitdifferenz (ITD), der Interauralen Pegeldifferenz (ILD), monauralerMerkmale und der Spektralen Differenz wurden hierbei berücksichtigt.  Die Resultate dieses Vergleichs zeigen, dass beide Algorithmen bei identischer Anzahl an Pol- und Nullstellenähnliche Ergebnisse liefern. Wobei die gefitteten HRTFs des herkömmlichen Algorithmusin den tieferen Frequenzbereichen etwas bessere und die des neu entwickelten bei höherenFrequenzen bessere Resultate liefern.

 

Montag, 09.03.2015, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Parallelisierung einer Echtzeit-Raumakustik-Simulation für Mehrkernprozessoren

Vortragender
Ralf Schallenberg
MSc-Student

Das Simulieren von Schallfeldern in virtuellen Räumen erlaubt Vorhersagen über die Raumakustik echter Räume. Leider ist diese Simulation sehr rechenintensiv. Am Institut für Technische Akustik (ITA) wurde die Software Room Acoustics for Virtual Environments (RAVEN) entwickelt, die interaktive Echtzeit–Raumakustiksimulation ermöglicht, wenn die Rechenlast auf einen leistungsstarken Rechnerverbund verteilt wird.
Um auch auf Einzelrechnern eine adäquate Echtzeit–Simulation zu ermöglichen, wurde im Rahmen dieser Arbeit ein System entwickelt, das die RAVEN-Software nutzt und die sogenannte Raumimpulsantwort, bestehend aus Direktschall, frühen Reflexionen und Nachhall, parallel berechnet. Es stellt die erforderlichen hohen Updateraten und niedrigen Latenzen für Direktschall und frühe Reflexionen sicher, lässt genügend Rechenzeit für die Echtzeitfaltung frei und nutzt die übrigen Ressourcen, indem die gesamte verfügbare Rest–CPU–Zeit für die Berechnung des Nachhalls mittels Raytracing genutzt wird. Aufgrund unvollständiger Thread-Sicherheit der Simulationsroutinen und um eine möglichst neutrale Bewertung des Parallelisierungsframeworks zu ermöglichen, wurden die anfallenden Rechenlasten mittels synthetischer Lastfunktionen emuliert.
 

 

Freitag, 13.03.2015, 11.00 Uhr

Gast-Vortrag: Considerations on the sound pressure reflection coefficient

Vortragender
Raffaele Dragonetti
Department of Industrial Engineering, University of Naples Federico II

The knowledge of the sound pressure reflection coefficient allows to estimate the sound-absorbing coefficient of many types of sound-absorbing systems including porous materials. Although its definition is very simple, it depends on several factors related to the non-acoustical properties of the porous material and to the type of the wave-front impinging on the porous material surface. For example, given a porous material, it is possible to highlight differences between materials with local or non-local reactive behavior as well as between spherical or plane wave-front.

 

Freitag, 20.03.2015, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Hörversuch zur Bestimmung von Unterschiedsschwellen bei raumakustischen Parametern

Vortragender
Leon Geller-Hartung
BSc-Student

Zur besseren Beschreibung subjektiver akustischer Wahrnehmung der Raumakustik wurden objektiv messbare Parameter entworfen. Um die subjektive Wahrnehmung dieser Parameter besser bewerten zu können ist es wichtig, deren Unterschiedsschwelle zu bestimmen. Als Unterschiedsschwelle (engl.: just noticeable difference, JND) bezeichnet man allgemein die Änderung zweier Reize (Stimuli), die ein Beobachter gerade noch wahrnehmen kann. Da die derzeit bekannten Unterschiedsschwellen meist durch synthetische Stimuli bestimmt wurden, ist es wichtig, die Unterschiedsschwellen anhand realistischer Stimuli zu ermitteln.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Bestimmung der Unterschiedsschwellen fünf objektiv messbarer raumakustischer Parameter anhand von realistischen Beispielen. Anzunehmen ist, dass die Unterschiedsschwellen bei Verwendung realistischer Beispiele deutlich größer sind als bei Zuhilfenahme synthetischer Stimuli, da die dem Probanden dargebotenen Schallfelder deutlich komplexer sind. Zur Bestimmung der Unterschiedsschwellen wird in dieser Arbeit ein eigens konstruierter Hörversuch mittels Probanden durchgeführt und anschließend statistisch ausgewertet. In der Auswertung werden die ermittelten JNDs sowie deren Güte der Anpassung anhand einer sogenannten psychometrischen Funktion diskutiert, wobei sich bezüglich der verschiedenen Parameter unterschiedlich signifikante Ergebnisse ermitteln ließen.

 

Freitag, 17.04.2015, 11.00 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei Sennheiser Electronic Corporation

Vortragender
Jonas Tumbrägel
MSc-Student

In dem Vortrag wird über das Industriepraktikums bei der Sennheiser Electronic Corperation in San Francisco berichtet. In diesem Büro werden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Bereich Spatial Audio, der Sprachverarbeitung und der Klangregelungs-Sensoren getätigt. Innerhalb des Praktikums wurden mittels testgetriebener Entwicklungsarbeit Signalverarbeitungsalgorithmen überarbeitet.

 

Dienstag, 05.05.2015, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Untersuchung thermischer und nichtlinearer Verzerrungen in Kleinstlautsprechern

Vortragender
Jens Mecking
MSc-Student

Die Arbeit beschäftigt sich mit der Vermessung und Modellierung kleiner dynamischer Lautsprecher, die durch den Einsatz in mobilen Geräten zunehmend an Bedeutung gewinnen. Diese zeigen deut- liche Abweichungen vom idealisierten Modell eines linearen zeit-invarianten Systems, welches eine elektrische, mechanische und akustische Charakterisierung durch zeitunabhängige Übertragungsfunk- tionen ermöglicht. Obwohl die Ursachen dieser Abweichungen von großen Lautsprechern bekannt sind, ist die Übertragbarkeit der Ergebnisse auf Kleinstlautsprecher auf Grund der veränderten physischen Randbedingungen (Struktur, Materialien und Größe des Geräts) noch nicht vollständig gelungen. Eine genauere Kenntnis der auftretenden Verzerrungen würde eine Kompensation er- möglichen und somit zu einer Erhöhung der Wiedergabequalität beitragen.
Im Laufe der Betriebsdauer erhöht sich die Temperatur des Systems, was sich auf die elektrischen und mechanischen Eigenschaften und damit auf das lineare Übertragungsverhalten auswirkt. Eine unkontrollierte Erhitzung kann zu dauerhaften Schäden und sogar zur Zerstörung im System führen. Eine genaue Beschreibung des thermischen Verhaltens in Abhängigkeit des Eingangssignals ist daher notwendig, um den Einfluss der Temperatur zu kompensieren. Die Grundlage einer thermischen Untersuchung ist eine Kenntnis der Temperatur. Daher wurde in dieser Arbeit eine Methode zur Messung der Temperatur des Lautsprechers über den Gleichstromwiderstand der Spule im Hinblick auf ihre Genauigkeit und Reproduzierbarkeit validiert. Diese Methode wurde anschließend benutzt, um thermische Modelle zu charakterisieren, welche die Temperatur in Abhängigkeit der elektrischen Eingangsleistung voraussagen. Außerdem wurde die Temperaturabhängigkeit der Thiele-Small Parameter und damit der linearen Übertragungsfunktion untersucht.
Zusätzlich zu thermischen Effekten treten in der Übertragungsfunktion Nichtlinearitäten auf, wenn der Lautsprecher hohen Eingangsamplituden ausgesetzt wird. Hier wurde die Harmonic-Balance Methode verwendet, um den Lautsprecher im Rahmen eines erweiterten nichtlinearen Modells zu charakterisieren. Dazu wurden verallgemeinerte Übertragungsfunktionen für höhere Ordnungen des Anregungssignals hergeleitet und an Messdaten angepasst. Ein besonderes Augenmerk wurde hierbei auf die Übertragung der linearen Lautsprecherparameter in das nichtlineare Modell gelegt.

 

Dienstag, 12.05.2015, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Aktive Lärmkompensation bei freistehenden Leistungstransformatoren

Vortragende
Kira Latzke
MSc-Studentin

Leistungstransformatoren erzeugen Brummgeräusche. In städtischer Umgebung kann dies zu einer unerwünschten Lärmbelastung führen. Ein effektives Mittel zur Reduzierung des abgestrahlten Transformatorlärms kann die aktive Lärmkompensation sein. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Bestimmung einer mathematischen Beschreibung einer komplexen Schallquelle, um daraus ein sekundäres Schallfeld zu generieren. Die Summation dessen mit dem Originalschallfeld reduziert den abgestrahlten Lärm. Die zugrundeliegende Idee ist die Beschreibung der realen und finiten Quelle (Leistungstransformator) als Anordnung von Monopolstrahlern mit variierender
Amplitude, Phase und Position. Mithilfe des Spiegelschall-Verfahrens wird eine optimierte sekundäre Schallquellenanordnung bestimmt, um eine Lärmreduzierung in einer definierten Richtung und Elevation ausgehend vom Transformator zu erreichen.

 

Freitag, 29.05.2015, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Eine Messeinrichtung zur Abtastung von Schallfeldern in Räumen

Vortragender
Florian Thevißen
MSc-Student

Raumakustische Parameter werden weithin dazu verwendet das akustische Feld in Räumen zu charakterisieren. Durch ihre örtliche Variation sind sie jedoch oft nicht repräsentativ für den gesamten Raum. Es stellt sich die Frage, für welche Teile eines Raums ein skalarer Parameter repräsentativ ist. Zur Beantwortung dieser Frage ist eine genauere Untersuchung darüber notwendig, wie sehr das akustische Feld sich in einem Raum über
den Ort ändert.

In diese Vortrag wurde ein Messsystem fertiggestellt, mit dem eine solche Untersuchung möglich wird. Dazu wurde die Software entwickelt, die zur Steuerung nötig ist, und ein Verfahren implementiert mit dem die Mikrofone der Messanordnung im Raum geortet werden.

 

Freitag, 05.06.2015, 11.00 Uhr

Gastvortrag: Real-time modeling and rendering methodologies for dynamic interactive 3D surround sound in coexistent spaces

Vortragende
Jin Yong Jeon, Hyung Suk Jang, Imran Muhammad, Hansol Lim
Hanyang University, Seoul, Korea

The research areas from architectural engineering to virtual reality application is being conducted in architectural acoustics lab of Hanyang University like: room acoustics, urban soundscape and virtual sound synthesis for virtual reality applications. The research area that is currently the focus of our interests is “the development of real-time modeling and rendering methodologies for dynamic interactive 3D surround sound in coexistent space”.

The main purpose is to develop the techniques in real-time sound capturing, modelling, and rendering the real as well as virtual sound for 3D virtual spaces to create coexistence space. The research in the area of microphone arrays development has been established for 3D 6-Ch microphone arrays using sound source localization (SSL) and binauralization for capturing acoustic information in 3D environments. The development of room acoustic filters to model the coexistent spaces has been implemented and reproducing the synthesized sound field in order to create immersion into virtual spaces. One major aspect of virtual spaces is interaction of the user with virtually or graphically created objects. The resynthesis of the virtual sound for interactions among the virtual objects and the user is achieved by adopting the physically based and example guided modal synthesis analysis techniques and its real-time rendering. This real-time sound rendering system has combined with 3D display system to provide immersive collaboration environment for the integration of remote user

 

Freitag, 19.06.2015, 11.00 Uhr

Gastvortrag: Postdoc - Erfahrungen, Chancen und Risiken

Vortragender
Dirk Schröder
Alumnus

In diesem Kolloquium werde ich über meiner Erfahrungen der letzten vier Jahre als Postdoc berichten. Nach Abschluss meiner Promotion am ITA im Jahr 2011 verschlug es mich erst nach Trondheim in Norwegen, wo ich zusammen mit Peter Svensson an neuen Algorithmen für die Simulation von Schallbeugung arbeitete. Nach Ablauf des Stipendiums nahm ich eine weitere Postdoc Position am Audiovisual Communications Lab an der EPFL in Lausanne, Schweiz an - ein höchst renommiertes Institut für Signalverarbeitung unter der Leitung von Martin Vetterli. Dort führte ich meine Forschung im Bereich der Raumakustiksimulation und Auralisation fort, sowie erarbeitete und unterrichtete den neuen Master-Kurs “Audio Signal Processing and Virtual Acoustics” an der EPFL. 

Mit diesem Vortrag möchte ich die Chancen und Risiken, die eine Arbeit als Postdoc mit sich bringt, diskutieren, sowie wertvolle Tips an interessierte Assistenten weitergeben, die sich eine Arbeit in internationalem Umfeld vorstellen können.

 

Freitag, 03.07.2015, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: In-situ Bestimmung von raumakustischen Randbedingungen basierend auf inverser Simulationstechnik

Vortragender
Fabian Knauber
MSc-Student

The acoustical transformation from a real existing room into a congruent simulation model requires a precise room model replication and appropriate wall boundary conditions, which replicate the wall material distribution of this room. The room model is easy to build, whereas the wall boundaries are challenging to measure in-situ. Typical room acoustic simulation software uses a room model and the absorption coefficients to calculate an impulse response. While trying to find the best possible match of the simulation result to a given impulse response measurement, certain absorption coefficients have to be set. This problem can not be analytically solved, but it can be formulated as a non linear minimization problem, which can be iteratively solved using optimization algorithms.
In this work a MATLAB tool was developed that implements an absorption coefficient determination, by using the optimization toolbox together with a new method for the fast generation of energy decay curves from a given set of absorption coefficients. Furthermore, the optimization was improved by formulating an acoustically reasonable cost function. The implementations was validated versus simulated rooms as well as applied to measurements of different rooms.

Soll ein existierender Raum durch ein Simulationsmodell möglichst exakt akustisch nachgebildet werden, muss dazu ein 3D-Modell erstellt und die Randbedingungen der Wände in dem Raum erfasst werden. Das 3D-Modell ist meist leicht zu erstellen, wobei die Randbedingungen der Wände nicht immer einfach vor Ort bestimmbar sind. Eine Raumakustik-Software wird meist dazu verwendet Impulsantworten mit Hilfe des 3D-Modells und der Wandeigenschaften zu generieren. Häufig wird die Simulation "durch Probieren" auf eine Messung angepasst und dabei werden bestimmte Absorptionskoeffizienten eingestellt. Das Finden dieser Werte lässt sich nicht analytisch lösen, aber kann als nicht-lineares Minimierungsproblem dargestellt werden, welches dann mit Hilfe von Optimierungsalgorithmen gelöst werden kann.

In dieser Arbeit wurde ein MATLAB-Tool entwickelt, dass die Bestimmung von Absorptionswerten ermöglicht. Dazu werden Lösungsalgorithmen aus der MATLAB Optimization Toolbox zusammen mit einer neuen, schnellen Methode zur Bestimmung der Energiekurven aus einem neuen Set von Absorptionskoeffizienten verwendet. Dabei wurde eine raumakustisch motivierte Kostenfunktion formuliert und die Optimierung anhand von simulierten Räumen validiert, sowie auf Messungen verschiedener Räume angewendet.

 

Mittwoch, 08.07.2015, 12.30 Uhr

Dissertations-Verteidigung: Measurement of Surface Reflection Properties - Concepts and Uncertainties

Vortragender
Markus Müller-Trapet
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Although the quality of room acoustic simulations has increased
significantly in recent years, an entirely realistic result is seldom
achieved in complex scenarios. Among the factors influencing the degree
of realism of such simulations, the boundary conditions concerning sound
reflection are considered most important as they determine the sound
field to a great extent. Standardized measurement methods exist but they
contain inherent uncertainties or do not always yield enough information
for a correct modeling of the sound field. To ameliorate the situation,
this thesis investigates acoustic measurement techniques related to the
absorbing as well as the scattering properties of architectural surfaces.

The research is divided into two parts: the first part consists of
determining the most relevant causes of uncertainty for the standardized
measurement methods of random-incidence absorption and scattering
coefficients. The difficulties of obtaining accurate results that are
often encountered in practice are explained by analytically relating the
variation of the input quantities --- such as sample surface area or
reverberation time --- to the variation of the absorption and scattering
coefficient. Special focus is set on the spatial variation of
reverberation times as the primary uncertainty factor. The predicted
uncertainty is successfully validated with measurements in both
full-scale and small-scale reverberation chambers. Based on the
uncertainty analysis, a method is developed to determine the necessary
minimum number of source-receiver combinations in the sound field to
ensure a specified precision of the absorption or scattering coefficient.

The second part of the thesis focuses on signal processing steps related
to the measurement of angle-dependent reflection properties in the
free-field. For this purpose a hemispherical microphone array is
described and validated in this thesis. Improvements to the subtraction
method are presented that allow to include the source and receiver
directivity. Sound reflection models of different accuracy and
calculation complexity are considered to deduce the surface impedance
from measured reflection factors. Array processing techniques are
investigated as an alternative method to obtain a source reference
signal in-situ and to process the spatial response of the reflection
measurement.

Measurements show that the array setup can be used to obtain the
angle-dependent absorbing properties of samples with few source
positions. The results indicate that for receivers close to the surface
the simplified plane wave model should not be used as it leads to large
errors, especially at low frequencies. Some uncertainty remains in the
phase angle of the complex reflection factor, which is due to incomplete
knowledge of the source and receiver positions. Nonetheless, relatively
stable results can be obtained even for samples of finite extent. With
the help of array-processing methods, the setup can also be used to
determine the directional diffusion and scattering coefficient of small
samples, yielding the same result as established far-field methods.

 

Freitag, 21.08.2015, 11.00 Uhr

Vortrag: Entwicklung eines Lastübergabealgorithmus in NEPLAN

Vortragender
Thomas Uber
MSc-Student

Entwicklung eines Lastübergabealgorithmus in NEPLAN

 
In den Stromversorgungsbereichen der Tagebaue des rheinischen Reviers wird das Programm NEPLAN zur Netzberechnung und Dokumentation des Mittel- und Hochspannungsnetz eingesetzt. Die einzelnen Betriebe der Sparte pflegen ihre Dokumentation in eigenen NEPLAN-Projekten unabhängig voneinander, was dazu führt, dass reale Verbindungen der Netze nicht Bestandteil von Lastfluss- und Kurzschlussberechnungen sind. Um zukünftig die realen Verhältnisse innerhalb der Dokumentation abbilden zu können und Lastfluss- sowie Kurzschlussberechnungen zuverlässiger zu gestalten, wurde ein Lastübergabealgorithmus entwickelt. Dieser modelliert Teilnetze fremder Projekte innerhalb des betriebseigenen Projektes als Netzeinspeisung und stellt damit eine Art Blackbox zur Verfügung. Sie modelliert sowohl bidirektionale Leistungsflüsse (Wirk- und Blindleistung) als auch das Kurzschlussverhalten inklusive Rückspeisung bei Berechnung des maximalen Kurzschlusses. Die Implementierung wurde mit Hilfe der NPL (NEPLAN Programming Library) durchgeführt.

 

Donnerstag, 27.08.2015, 10.00 Uhr

MSc-Vortrag: Strategien zur effizienten Auralisierung vieler Schallquellen

Vortragender
Christian Philip Hell
MSc-Student

Mit heutigen akustischen Simulationen können am Computer virtuelle Situationen erstellt und wiedergegeben werden. Dieser Prozess der Auralisierung beinhaltet rechenaufwändige Teilschritte wie beispielsweise die Berechnung von binauralen Raumimpulsantworten (BRIR) für die jeweilige Situation. Während dies für wenige Quellen noch in Echtzeit erfolgt, ist es für interaktive Szenen mit vielen Schallquellen bei gleicher Rechenleistung nicht möglich, die Anforderung einer geringen Latenz einzuhalten. In dieser Masterarbeit wurden Methoden zur effizienten Auralisierung vieler Schallquellen untersucht. Hierzu wurden Ansätze verfolgt, die auf der Basis der Psychoakustik die Hörbarkeit und Relevanz von Schallquellen untersuchen. Ziel ist es, die Zahl der für die Authentizität des Höreindrucks notwendigen Schallquellen zu minimeren und damit die Rechenlast gering zu halten. Ein zentraler Aspekt dabei ist das Clustering (Zusammenfassung mehrerer zu einer einzelnen Schallquelle). Es bezeichnet eine Methode, bei der nahe zusammenliegenden Quellen zu Gruppen zusammengefasst und anschließend durch eine adäquate Einzelquelle ersetzt werden.

Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine solche Clustering-Methode implementiert und ihre Eignung zur effizienten und authentischen Auralisierung ermittelt. Anschließend wurde ein Hörversuch durchgeführt, bei dem die unvereinfachte Auralisierung einiger einfacher Beispielszenarien mit der vereinfachten Auralisierungs-Methode verglichen wurde. Das erarbeitete Vereinfachungskonzept soll in Zukunft Anwendung in Auralisierungssystemen für komplexe akustische Szenen finden.

 

Dienstag, 08.09.2015, 11.00 Uhr

Praxissemester bei HEAD Acoustics

Vortragende
Suliang Wang
MSc-Studentin

Das Praxissemester wurde in der HEAD acoustics GmbH absolviert. Die erste Hälfte des Praktikum soll herausgefunden werden, wie sich Kunstkopfaufnahmen akustisch von dem realen Horen unterscheiden. Mit Hilfe von Horversuchen werde Unterschiede zwischen der Kunstkopfaufnahme und realem Hören auf verschiedene Aspekte uberpruft. In der zweite Hälfte des Praktikums wird die Untersuchung von dem psychoakustischen Parameter Schärfe durchgeführt, indem es herausgefunden werden sollte, wie sehr sich die mit jetzigen Berechnungsmethoden berechnete Scharfe von der von Menschen wahrgenommenen Scharfe unterscheidet. Es wurden Hörversuche zu diesem Thema vorbereitet, durchgeführt und schließlich ausgewertet.

 

Montag, 05.10.2015, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Raumgeometrieschätzung basierend auf Raumimpulsantworten

Vortragender
Thomas Maintz
BSc-Student

Eine Auralisierung ermöglicht es, Szenen hörbar zu machen und sie mit dem visuellen Eindruck in Einklang zu bringen. Für dieses Vorgehen werden simulierte Raumimpulsantworten benötigt, die den zu hörenden Raum in seinen akustischen Eigenschaften widerspiegeln. In dieser Arbeit wird der Ansatz verfolgt, aus simulierten und gemessenen Raumimpulsantworten ein Raummodell zu rekonstruieren.

Raumimpulsantworten besitzen innerhalb der ersten 50ms frühe Reflexionen des Schalls an begrenzenden Oberflächen, welche als Peaks erkennbar sind. Diese Anteile der Impulsantwort können in Simulationen durch das Modell der Spiegelschallquellen approximiert werden, welches auf den Prinzipien der geometrischen Akustik beruht. Um die Reflexion innerhalb der Raumimpulsantwort in eine Oberfläche zu überführen, wurde ein Lösungsalgorithmus entwickelt. Dieser setzt neben der Kenntnis einer Empfängeranordnung und der Schallgeschwindigkeit kein a-priori Wissen über den zu schätzenden Raum voraus. Da die Identifikation von Spiegelschallquellen höherer Ordnungen nicht trivial ist, wurden hauptsächlich konvexe Raumgeometrien untersucht. In diesen sind unabhängig von Position der Quelle und der Empfänger alle Spiegelschallquellen erster Ordnung hörbar.

Mithilfe von Methoden der Euklidischen Distanzmatrix sowie der Multidimensionalen Skalierung wird die Position der Quelle geschätzt. Ausgehend von den geschätzten Positionen der Originalen als auch der Spiegelschallquellen werden reflektierende Oberflächen des Raumes errechnet. Zur Validierung wurde ein Fehlermaß unter Berücksichtigung akustischer und geometrischer Eigenschaften gewählt und untersucht.

 

Freitag, 16.10.2015, 11.00 Uhr

Promotions-Vortrag: Influences of external error sources on measurements of room acoustic parameters

Vortragender
Martin Guski
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Correct and precise measurements of room acoustic parameters are of fundamental importance for subjective room impression characterization and for the physical description of the sound field. In this presentation the investigations of external influences on acoustic measurements and errors of the resulting room acoustic parameters are shown.Theoretical models have been developed to predict these errors and indicate the tolerable limits of the described influences. To validate these models, specially designed room acoustic measurements that separate the individual influence factors have been conducted.
In this thesis the performance of five commonly used stationary noise compensation methods are systematically analyzed depending on the peak signal-to-noise ratio. Impulsive noise that could also occur during the measurement is investigated separately, as the previously introduced compensation techniques are unsuited to handle the influence. It is shown that even for impulsive noise events that are below the level of the excitation signal, the error in the evaluated room acoustic parameter is large.
The second part of this thesis analyzes the influence of time variances during measurements: temperature changes, air movement, and scattering objects. Investigations of temperature changes show a significant influence on the parameters that is clearly higher than the theoretical predictions.
The studies of human-sized scattering objects show only an influence on the clarity index nearby the object. Air movements caused by an activated ventilation system have been found to increase the random error of room acoustic parameters significantly, but the magnitudes are low and can be neglected for conventional measurements.

 

Freitag, 23.10.2015, 11.00 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei Hella, Hueck & Co. und HEAD Acoustics

Vortragende
Kira Latzke, Anne Stockmann
MSc-Studentinnen

Praxissemester bei Hella, Hueck & Co. von Kira Latzke

Der Vortrag stellt die Ergebnisse und Erfahrungen eines Praxissemester bei dem Automobilzulieferer Hella KGaA Hueck & Co im Werk 5 in Recklinghausen vor. Das Werk produziert in fünf internen Fabriken mit insgesamt rund tausend Mitarbeitern Produktgruppen insbesondere im Bereich Lichtelektronik und Sensorik. Im Praxissemester wurde ein automatisches Montagesystem für LED-Steuergeräte im operativen Tagesgeschäft begleitet. Dabei stand die automatisierte Analyse von Stör- und Taktzeiten mittels VBA (Visual Basic for Applications) in Microsoft Excel im Vordergrund. Dafür wurde zum einen eine Routine entwickelt, die aus den Rückverfolgbarkeitsdaten der gefertigten Produkte Fertigungszeitpunkte extrahiert, Anlagen-Taktzeiten bestimmt und diese graphisch analysiert. Zum anderen wurde eine Störzeiterfassung eingeführt, welche Anlagenstillstände und deren Gründe aufzeichnet. Basierend darauf wurde ein Programm entwickelt, das sowohl den Datenimport als auch graphische Analysen wie Paretodiagramme oder Störverläufe für beliebige Zeiträume ermöglicht.

Praxissemester bei HEAD acoustics von Anne Stockmann

Das Praktikum wurde bei HEAD acoustics in der Abteilung NVH-Forschung durchgeführt. Im ersten Teil des Praktikums wurde untersucht, ob und wie sich Kunstkopfaufnahmen von realen Quellen unterscheiden. Dazu wurden Hörversuche geplant, durchgeführt und ausgewertet und auf der Grundlage der jeweiligen Ergebnisse weitere Aspekte untersucht. Das Ziel des zweiten Praktikumsteils war es, eine Datenbank für binaural aufgenommene Alltagsszenen zu erstellen. Hier bestand vor allem Bedarf an der genauen Dokumentation der Aufnahmen. Es wurde ein Steckbrief der Aufnahmen entwickelt und während er Aufnahmen ausgefüllt. Anschließend wurden die Aufnahmen auf 30 s lange Abschnitte zurecht geschnitten.

Der dritte Teil des Praktikums beinhaltete eine Recherche zur "Range-Frequency-Theory". Bei dieser handelt es sich um eine Theorie der Entscheidungspsychologie. Sie betrachtet das Verhalten von Probanden bei Kategorialtests und untersucht den Einfluss der Anzahl an Kategorien oder der Verteilung der Stimuli. Auf Grundlage der Recherche wurden Hörversuche geplant, durchgeführt und eine kurze Analyse erstellt.

 

Freitag, 30.10.2015, 10.30 Uhr

MSc-Vortrag: Hearing aid signal processing for a real-time auralization system

Vortragender
Jonas Tumbrägel
MSc-Student

Signal processing algorithms for hearing aids have been extensively investigated and improved in
the last decade and are usually adjusted under laboratory conditions. In real-world situations
however, hearing aid users still report an unsatisfying sound perception, especially within noisy
environments. In order to increase the performance of hearing aids in difficult everyday situations,
hearing aids algorithms need to be evaluated in more realistic test scenarios in cooperation with HA
users. Suitable test conditions in real-world environments cannot be created efficiently or lack in
flexibility. Virtual acoustic environments (VAE) are used to simulate real-world acoustic scenes and
to enable controlled listening conditions. To avoid inaccurate sound field reproduction for hearing
aids in VAE, simulated signals can be processed with hearing aid algorithms and subsequently
inserted to a dummy hearing aid (DHA). Hearing aid users with mild to moderate hearing loss
do not only perceive the surrounding sound field amplified through the hearing aid, but still have
remaining hearing capabilities which have to be addressed. This is done by expanding the system
by a loudspeaker-based reproduction in combination with a crosstalk cancellation filter network.
In this work, different hearing aid signal processing algorithms implemented on a Master Hearing
Aid platform are investigated and evaluated. Additionally, measurements of the electroacoustic
properties of a DHA have been carried out. Finally, these two system components have been
integrated into the VAE and were tested in a combined evaluation.

 

Freitag, 06.11.2015, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Untersuchung des Einflusses von Peilbewegungen auf die menschliche Lokalisationsfähigkeit

Vortragende
Suliang Wang
MSc-Student

Menschen sind in der Lage, in einer komplexen akustischen Szene mit Hilfe von monauralen und interauralen Merkmalen die Schallquellen zu lokalisieren. Die Merkmale werden von der Torso-, Kopf- und Ohrmuschelgeometrie erzeugt, welche einen frequenz- und richtungsabhängigen Einfluss auf einen Stimulus haben. Zusätzlich werden durch Reflexion und Beugung verursachte Pegelunterschiede (ILD) auch Laufzeitunterschiede (ITD) zwischen den Ohren ausgewertet. Darüber hinaus lassen sich die interauralen Merkmale zu einem Filter zusammenfassen, der als kopfbezogene Übertragungsfunktion (Head-related Transfer Functions, HRTFs) bezeichnet wird. HRTFs variieren stark von Mensch zu Mensch. In vielen Studien wurde erörtert, dass die Lokalisationsgenauigkeit von Schallquellen nur begrenzt genau ist. Ein wichtiger Grund dafür
kann sein, dass die Versuchspersonen während eines Versuchs eine starre Körper- und Kopfhaltung
einnehmen müssen. In einem natürlichen Umfeld ist diese Art von Lokalisation nicht realistisch, da Menschen instinktiv ihren Kopf bzw. Körper bewegen, um die Lokalisation zu erleichtern. Wenn die Versuchsperson während der Darbietung eines Stimulus ihren Kopf in Bezug zu der Schallquelle bewegt, so ändern sich während der Bewegung die monauralen und interauralen Merkmale des Stimulus an den Trommelfellen in einer spezifischer Art und Weise, was zusätzliche Hinweise auf die Position der Schallquelle liefern kann. Diese Art von Bewegung
wird als Peilbewegung bezeichnet.
In dieser Arbeit wird der Einfluss der Peilbewegung auf die menschliche Lokalisationsfähigkeit im Rahmen von zwei Lokalisationsversuchen mit realen Quellen und unterschiedlichen Nachführungsmethoden bzw. HRTF-Auflösungen untersucht. Es ist den Probanden erlaubt, im ganzen Versuch ihren Kopf frei zu bewegen. Für die Nachführung der Peilbewegungen werden sowohl individuelle, als auch Kunstkopf-HRTF verwendet. Die Lokalisationsgenauigkeit wird für reale Quellen sowie unterschiedliche HRTF-Auflösungen und individuelle bzw. Kunstkopf-HRTF Datensätze ausgewertet und miteinander verglichen.

 

Dienstag, 10.11.2015, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Analysis and Design of a Matched Microphone Array for MIMO Applications in Room Acoustics

Vortragender
Marco Berzborn
MSc-Student

Arrays of microphones and loudspeakers can be utilized to study spatial properties of acoustic
wave fields in rooms. For example, microphone arrays can be utilized to estimate the direction of
sound incidents corresponding to single reflections, while loudspeaker arrays are capable of exciting
single reflections in a room. Therefore, the combination of both to an acoustic multiple-input
multiple-output (MIMO) system provides a powerful instrument for room acoustic analysis.
The first part of this thesis focuses on an analytic formulation of such a MIMO system. In particular
potential error sources such as spatial aliasing and model mismatch and their impact on the
formulated system are studied. Based on the formulation of errors, a simulation framework is
derived, aiding at the determination of a MIMO system that inherits the lowest total error for a
given source array. Finally, a system fulfilling the minimal error criterion is identified. This thesis
then concludes with the design of the spherical microphone array based on the results of the error
simulations.

 

Freitag, 13.11.2015, 11.00 Uhr

Vortrag: Near-field acoustic holography technique and its application on the measurement of the acoustical properties of materials

Vortragender
Wanglin Lin
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Near-field acoustical holography (NAH) has proven to be a powerful tool for sound identification. What’s more, it can reconstruct the real sound pressure and particle velocity value on the surface of the sound source. Therefore, it is natural to use it to obtain the surface impedance of the acoustical materials, which is the ratio between the sound pressure and particle velocity. The measurements are usually carried out on two planes parallel to the surface of the acoustical materials under test. The sound field separation method is first applied to obtain the free sound field radiated/scattered by the sound source/acoustical material (obtaining the incident and reflected sound field). Then the NAH method is applied to obtain the sound pressure and particle velocity on the surface of acoustical material under test. Three measurement methods based on different NAH techniques are given in the presentation.

 

Freitag, 20.11.2015, 11.00 Uhr

Vortrag: Improving Auditorium Schematic Design with Real-Time Architectural and Acoustic Feedbacks

Vortragender
Shuai Lu
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

An auditorium requires both acoustic performance and aesthetic value, while the efficiency of its current design process should be improved for architects to better realize these two goals. Herein a new design process of auditorium integrating digital design methods is proposed and implemented, aiming to provide architects with real-time architectural and acoustic feedbacks in schematic design stage. The new design process contains three parts: 1) a parametric model of auditorium in Rhinoceros using Component-Based Method, which can generate various auditorium designs automatically (architectural feedbacks); 2) an interface connecting Rhinoceros and CATT, which supplements the input, manipulation and output of CATT to facilitate architects’ utilization in auditorium design (acoustic evaluation); 3) a design aiding tool based on regression splines, which can provide architects with quick acoustic prediction of design, acoustic potential of forms, and suggestions of design modifications (acoustic feedbacks).

 

Freitag, 27.11.2015, 11.00 Uhr

Vortrag: Room acoustic, flow measurements and active noise control. Previous experience and future research.

Vortragende
Serafima Velizhanina
Wissenschaftliche Mitarbeiterin

This presentation briefly reflects my previous professional experience and describes a plan of forthcomnig research. Application of Ray Tracing Method for estimation of acoustic characteristics of multifunctional event hall is shown by an example of my graduation research project. Original measurements of silencers effectiveness is presented as a sample of my work in a Research laboratory of Aerodynamics and Acoustics. Presentation also describes brief plan of my present research, the purpose of which is a development of an active noise control system for low-frequency outdoor noise produced by large grid electric transformer.

 

Freitag, 04.12.2015, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Untersuchungen zur Wahrnehmungsschwelle von Wandreflexionen unter Berücksichtigung der Wandposition und Ausrichtung in virtuellen Räumen

Vortragende
Johanna Schäfer
BSc-Studentin

Das Simulieren von Schallfeldern in virtuellen Räumen erlaubt Vorhersagen über die Raumakustik echter Räume. Diese Simulation ist sehr rechenintensiv, insbesondere dann, wenn der zu simulierende Raum besonders detailreich ist. Es gibt bereits Methoden um die zu simulierende Raumarchitektur zu vereinfachen, die jedoch häufig keine akustischen Wahrnehmungsschwellen berücksichtigen.

In dieser Bachelorarbeit soll deshalb untersucht werden, welche geringsten Veränderungen der Mensch in der Raumarchitektur wahrnehmen kann. Hierzu soll in verschieden Teilversuchen virtuell die Wandposition und Ausrichtung einer reflektierenden Wand verändert und dann ein Szenario mit Lautsprecher und Kunstkopf simuliert und auralisiert werden. Achtundvierzig Testpersonen werden dann diese auralisierten Signale über Kopfhörer vorgespielt, wobei mit einem adaptiven psychometrischen Verfahren, die Wahrnehmungsschwelle der Veränderung getestet wird. Die Ergebnisse der Hörversuche werden anschließend verglichen, statistisch ausgewertet und diskutiert. Hierbei wird vor allem auf die ermittelten Unterschiede der Ergebnisse bei verschiedenen Stimuli, bei unterschiedlichen Referenzräumen und bei Männern und Frauen eingegangen. Als Fazit wird erklärt, welche Vereinfachungen der Raumgeometrie bei Simulationen vorgenommen werden dürfen, ohne dass der Mensch einen Unterschied in der Akustik des Raumes wahrnehmen kann.

 

 

Donnerstag, 10.12.2015, 09.00 Uhr

MSc-Vortrag: Analyse von mit kompakten sphärischen Mikrofon- und Lautsprecherarrays gemessenen Raumimpulsantworten

Vortragender
Christian Haar
MSc-Student

Presently, compact spherical arrays of microphones and loudspeakers are used to measure directional room impulse responses for a complete spatiotemporal sound field analysis. This work deals with the analysis of point-to-point room impulse response measurements between compact spherical arrays. While higher-order arrays achieve a higher angular resolution compared to first-order arrays, they involve a band limitation toward low frequencies. This is necessary in order to avoid noise amplification due to high gains in their equalization, which trades off with time resolution. In contrast, lower-order arrays exhibit wide lobes while having an appropriate time resolution. A comparison is made between first-order and higher-order arrays with respect to their directional qualities toward sound field analysis. In directional room impulse responses, the early part consists approximately of distinct impulses due to the direct sound and a few specular reflections while the late part is diffuse with direction contributions from all around. Hence, a room impulse response can be considered as sparse in the early part. In order to determine the main directions for both, the sender and receiver side, principal component analysis is used in combination with sparse recovery.

 

Freitag, 11.12.2015, 11.00 Uhr

Tag der Elektrotechnik und Informationstechnik

 

An diesem Termin findet kein Kolloquium statt.

Für weiter Informationen: Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik

 

Freitag, 18.12.2015, 11.00 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei Sennheiser und bei Apodius

Vortragende
Hark Braren, Florian Thevißen
MSc-Studenten

Praxissemester bei der Sennheiser electronic GmbH & Co. KG

Im Vortrag werden die Erfahrungen eines Praxissemester bei Sennheiser am Hauptsitz der Firma in Wennebostel, bei Hannover, vorgestellt. Dort befinden sich u.a. Produktionslinien einiger Mikrofonreihen der Marken Sennheiser und Neumann,  ein Teil der Forschungs- und Innovationsabteilung, in der das Praktikum absolviert wurde, sowie die Firmenleitung. Im Praktikum wurden verschiedene Lasergestützte Messsysteme und deren Einbindung in der Erforschung, Entwicklung und Optimierung von Schallwandler Technologien betrachtet. Als  Programmierungsumgebung wurde Matlab verwendet. Die Verwendbarkeit der entstandenen Softwarelösungen für Laienanwender war stets ein wichtiger Bestandteil des Entwicklungsprozesses. Des weiteren wurde die nichtlineare Modellierung von Kopfhörerwandlern mit zugehörigen Messverfahren bearbeitet. Dafür wurden akustische und optische Messverfahren kombiniert um die Entwicklung eines allgemeinen Wandlermodels voran zu treiben.


Praxissemester bei der Apodius GmbH

Hohe Bauteilkosten verhinderten bisher den Durchbruch von Faserverbundwerkstoffen in der Serienproduktion, wofür vor allem die Kosten der aktuell verwendeten Fertigungsprozesse verantwortlich sind. Diese mithilfe moderner Methoden der Bildverarbeitung zu reduzieren, hat sich die Apodius Machine Vision GmbH, ein innovatives junges Startup aus Aachen, zum Ziel gesetzt. Der Vortrag berichtet von der 6-monatigen Mitarbeit im Unternehmen. Dabei werden die durchgeführten Projekte und Machbarkeitsstudien vorgestellt, und entwickelte Echtzeit-Algorithmen in einer Live-Präsentation vorgestellt, und diskutiert.

 

Freitag, 25.12.2015, 11.00 Uhr

Frohe Weihnachten

An diesem Termin findet kein Kolloquium statt.

Wir wünschen frohe Weihnachten.

 

Freitag, 01.01.2016, 11.00 Uhr

Prosit Neujahr!

An diesem Termin findet kein Kolloquium statt.

Wir wünschen einen guten Start in ein erfolgreiches neues Jahr.

 

Freitag, 08.01.2016, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Charakterisierung und Analyse von Auralisierungen komplexer akustischer Szenen

Vortragender
Matthias Reffgen
BSc-Student

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Untersuchung einer komplexen akustischen Szene, welche binaural synthetisiert und über Kopfhörer reproduziert wurde, hinsichtlich ihrer Plausibilität.
Unter einer komplexen Szene wird in diesem Fall ein akustisches Szenario verstanden, bei dem es neben einer deutlich erkennbaren Primärquelle zusätzlich auch eine Mehrzahl im Hintergrund hörbarer Quellen gibt, die in einer realen Alltagsszene die Umgebungsgeräusche erzeugen und dabei nicht immer einzeln identifizierbar sind.

Hier liegt nun der Fokus der Betrachtung nicht auf einer exakten physikalischen Reproduktion der mit technischen Mitteln feststellbaren physikalischen Parameter, sondern vielmehr auf der Erzeugung einer als plausibel empfundenen Szene.

Hierbei wurde insbesondere der Einfluss verschiedener Faktoren wie Quellanzahl oder Quelltypus auf das Plausibilitätsempfinden des Hörers untersucht.

Ausgangspunkt der Arbeit ist eine Seminarszene , die unter Veränderung unterschiedlicher Parameter erzeugt und durch 28 Personen im Rahmen eines Hörversuchs auf ihre Plausibilität hin untersucht wurde.
 

 

Dienstag, 12.01.2016, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Investigation of realistic acoustic scene simulation for people with hearing impairment

Vortragende
Anne Stockmann
MSc-Studentin

The simulation of room acoustic environments (Virtual Acoustic Environments, VAE) has potential for a variety of useful medical applications, such as the evaluation of new hearing aids and hearing aid algorithms. To further the use of VAE into the clinical population, this thesis first focuses on the room acoustic and psychoacoustic parameters in classrooms from in situ measurements, which provide input on the simulation of realistic acoustics in future studies for children. The room acoustics measurements took place in unoccupied classrooms at a school for children with educational needs in hearing and communications. Activities during lessons and lunch breaks were also recorded and analyzed. The second part of the present work evaluates a loudspeaker-based binaural playback system with research hearing aids through normal hearing adults’ performance of localization of virtual sound sources. The data is compared to the results of a previous localization study using virtual sound sources played via headphones and real sound sources.

 

Freitag, 15.01.2016, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Dynamische Crosstalk-Cancellation mit Raumkompensation für immersive CAVE-Umgebungen

Vortragender
Eric Röcher
MSc-Student

Die Auralisierung virtueller Szenen mittels Binauralsynthese ermöglicht eine realitätsnahe Reproduktion von Schallereignissen, die im Kontext der Virtuellen Realität das Gefühl der Immersion verstärken. Um diese Immersion durch das Tragen von Kopfhörern, welche üblicherweise für die Wiedergabe von Binauralsignalen benutzt werden, nicht zu verschlechtern, kann ein Lautsprechersetup mit vorgeschalteter Crosstalk-Cancellation-Filterung eingesetzt werden. In großen CAVE-VR-Systemen, bei denen die Visualisierung auf großflächigen schallharten Projektionswänden dargestellt wird und welche unter Umständen den Benutzer vollständig umgeben, sind schwierige akustische Bedingungen zu erwartet. Zum einen schränken die Projektionswände die Möglichkeit für die Platzierung von Lautsprechern stark ein, und zum anderen überlagern ausgeprägte frühe Reflexionen an den nicht-absorbierenden Wänden das Nutzsignal des Wiedergabesystems. Damit geht eine nicht vernachlässigbare Änderung der Nachhallzeit einher. Aus diesem Grund wird die Berücksichtigung der frühen Reflexionen bei der CTC-Filtersynthese vorgeschlagen, da diese aufgrund der einfachen geometrischen Ausgangslage mit guter Näherung geschätzt werden können. Es wird ein dynamisches CTC-System vorgestellt, welches die Raumeigenschaften in die Lösung integriert und die Wiedergabe in CAVE-Umgebungen verbessern soll. Das Verfahren wird in der aixCAVE, dem VR-Systems der RWTH Aachen, instrumentell überprüft und auf Leistungsfähigkeit hin untersucht. Dabei wird besondere Rücksicht auf Präzision und Fehlerabschätzung der einzelnen beteiligten Komponenten gelegt, welche z.B. durch Systemlatenzen und Positionsungenauigkeiten des Tracking-Systems inhärent vorhanden sind.

 

Freitag, 22.01.2016, 11.00 Uhr

Gast-Vortrag: Acoustic array processing, methods for sound field reconstruction and analysis

Vortragender
Efren Fernandez-Grande
Department of Electrical Engineering. Technical University of Denmark

Acoustic imaging methods are useful for the analysis of complex sound fields, e.g., to localize sound sources, examine how they radiate sound, characterize properties of materials, etc. The methods typically rely on measuring the spatio-temporal properties of a sound field with an array of microphones. This talk has a specific focus on spherical array processing, which is convenient for sound field analysis in enclosures. We address a sparsity promoting approach based on Compressive Sensing (CS), where the observed sound field can be represented by a minimum number of basis functions, and consider the physical implications of such representation. Additionally, nearfield measurement methods are discussed, specifically methods that are suited to the analysis of spatially extended sources. We consider the CS framework as well as sparse-gradient solutions.

Gast-Vortrag: Characterization of diffusivity based on spherical array processing

Vortragende
Mélanie Nolan
Department of Electrical Engineering. Technical University of Denmark

This project examines the diffuse sound field condition in reverberant enclosures using a reconstruction method based on spherical microphone array processing. The proposed methodology makes use of a spherical equivalent source method (S-ESM) to reconstruct the sound field over a three-dimensional domain and consequently examine some of its fundamental properties: spatial distribution of sound pressure levels, particle velocity and sound intensity. The study examines the statistical properties of the sound field and investigates how the results relate to the existing theory for the diffuse sound field in a reverberation room, based on Waterhouse’s random wave model. Ultimately, the aim is to define a proper and reliable measure of the diffuse sound field conditions in a reverberation chamber, with the prospect of improving the accuracy of sound absorption, sound power, and transmission loss measurements. 

Gast-Vortrag: Diffuse sound field: what is unrevealed?

Vortragender
Cheol-Ho Jeong
Department of Electrical Engineering. Technical University of Denmark

In this talk, the major challenges and research topics regarding diffuse sound field will be addressed and potential solutions will be discussed.

  • Definition of diffuse sound field
  • Directional and spatial diffusion in reverberation chamber
  • Reproducibility of the acoustic measurements in reverberation chambers
  • Mixing and diffuse sound field
  • Subjective room diffuseness in music halls
  • Link between diffuse reflection and room diffusivity
  • Objective quantification of diffuse sound field
  • Realization of diffuse sound field
 

Freitag, 12.02.2016, 11.00 Uhr

Gast-Vortrag: Synergies between the high-frequency boundary element method and geometric room acoustic modelling techniques

Vortragender
Jonathan Hargreaves
University of Salford, Acoustics Research Center

Auralisation of a space requires measured or simulated data covering the full audible frequency spectrum. For numerical simulation this is extremely challenging, since that bandwidth covers many octaves in which the wavelength changes from being large with respect to features of the space to being comparatively much smaller. Hence the most efficient way of describing acoustic propagation changes from wave descriptions at low frequencies to geometric ray and sound-beam energy descriptions at high frequencies, and these differences are reflected in the disparate classes of algorithms that are applied. Geometric propagation assumptions yield efficient algorithms, but the maximum accuracy they can achieve is limited by how well the geometric assumption represents sound propagation in a given scenario; this comprises their accuracy at low frequencies in particular.  Methods that directly model wave effects are more accurate but have a computational cost that scales with problem size and frequency, thereby limiting them to small or low frequency scenarios. Hence it is often necessary to operate two algorithms in parallel handling the different bandwidths.  Due to their differing formulations however, combing the output data can be a rather arbitrary process.

This talk will attempt to address this disparity by examining synergies between the Boundary Element Method (BEM) and geometric approaches. Specifically, it will focus on how the use of appropriately chosen oscillatory basis functions in BEM can produce leading-order geometric behaviour at high frequencies. How this might ultimately produce a single unified full-bandwidth algorithm for early-time will be discussed.

 

Donnerstag, 18.02.2016, 09.00 Uhr

MSc-Vortrag: Erweiterung einer modulbasierten Tagebaulagerstättenmodellierung zur Optimierung von Lärmemissionen

Vortragender
Thomas Uber
MSc-Student

Braunkohletagebaue in Deutschland stehen durch gesetzte Klimaschutzziele und den Ausbau erneuerbarer Energien vor besonderen Herausforderungen. Die durch diese Ziele veränderten Rahmenbedingungen im Energiesektor erhöhen den Kostendruck auf die Tagebaubetreiber. Es ist daher notwendig kostengünstige Methoden zu entwickeln, die einerseits die Energieeffizienz erhöhen, um den wirtschaftlichen Herausforderungen gerecht zu werden und andererseits Emissionen aller Art zu reduzieren, um die Akzeptanz der umliegenden Bevölkerung weiterhin zu wahren. Durch Projekte, die eine Vollautomatisierung anstreben, können diese Ziele erreicht werden. Da Lärmschutzmaßnahmen durch bauliche Gegebenheiten und den Fortschritt des Tagebaus hohe Kosten verursachen, kann die Nutzung der bei der Automatisierung gewonnenen Daten zur Prognose von Schallemissionen sinnvoll sein, um Lärmschutzmaßnahmen gezielt einzusetzen. Die Analyse dieser Daten und Berechnung der Schallausbreitung muss dazu in Echtzeit möglich sein.
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Softwaremoduls, welches in der Lage ist die Ausbreitung der Schallemission von Bandanlagen zu berechnen, da diese durch Lärmschutzmaßnahmen anderer Anlagenteile zu den bestimmenden Schallquellen innerhalb des Tagebaus zählen. Mit Hilfe des Softwaremoduls werden erste Optimierungsansätze formuliert und bewertet.
Das Ausbreitungsmodell berechnet auf Basis eines digitalen Geländemodells Dämpfungsfaktoren, die in Kombination mit Schallleistungspegeln der Bandanlagen die Schallimmissionen im Nahbereich des Tagebaus angeben können.
Die Validierung des Modells zeigt, dass diese Berechnungen als korrekt angenommen werden können. Die Vielzahl der geometrischen Operationen führt jedoch zu einer erhöhten Berechnungsdauer, was den Einsatz in Echtzeitanwendungen unmöglich macht. Aus den Simulationsergebnissen kann jedoch geschlossen werden, dass die Bandanlagen auf den oberen Sohlen für die Lärmemission des Tagebaus relevant sind und weitere Bandanlagen vernachlässigt werden können. Ein erster Optimierungsansatz, der darauf basiert die Wirkung der Böschungskante als Abschirmung zu maximieren, kann durch eine Positionierung der Bandanlagen nahe an Böschungen realisiert werden. Es zeigt sich, dass diese Maßnahme eine Kostenerhöhung zu Folge hat, deren Nutzen als Lärmschutzmaßnahme für den Einzelfall beurteilt werden muss.

 

Freitag, 26.02.2016, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Investigation of binaural reproduction with headphones for
biomedical imaging applications

Vortragender
Quoc-Viet Nguyen
MSc-Student

The binaural reproduction of sound signals has been studied vastly with regards towards plausibility and authenticity. In terms of the perception inside the brain, however, research has just recently started as brain analysis via fMRT needs high magnetic fields in order to track the region and magnitude of brain processes. Generating and sustaining these magnetic field creates unavoidable loud noises. Due to these constraints, audio systems used in such tests have to provide sufficient electromagnetic and acoustic shielding. Therefore, a trade-off between binaural reproduction quality and shielding is taking place in the development of these systems.
The aim of this thesis was to analyse a proprietary headphone system with regards to its spatial reproduction  capabilities and to conduct improvements on the headphone system with regards to binaural reproduction. To this end, two listening experiments were conducted. After the first series of experiment, the headphones were modified from a closed towards an open system.

The conducted experiments focused on the comparison of different binaural stimuli and were carried out by two independent test groups. All in all 23 untrained subjects participated in the first experiment round with the unmodified headphones and were later compared to the performance of the 30 subjects in the second round. The results showed a significant improvement in all tested spatial conditions.

 

Donnerstag, 10.03.2016, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Entwicklung einer Messmethode zur Analyse von
Oberflächenschwingungen

Vortragender
Fabian Peckert
BSc-Student

Mikrolautsprecher sind sehr kompakte Wandler, die meist nach dem elektrodynamischen Funktionsprinzip arbeiten. Der Einsatzbereich dieser Lautsprecher liegt größtenteils bei mobilen Endgeräten. Viele Näherungen konventioneller Lautsprechermodelle sind für Mikrolautsprecher nur eingeschränkt gültig, da sie auf Grund ihrer kompakten Bauform andere mechanische Eigenschaften aufweisen als etwa HiFi-Lautsprecher. Insbesondere die Annahme einer Lautsprechermembran als konphas schwingender Kolbenstrahler ist nicht für den gesamten Frequenzbereich gegeben, da sich oberhalb einer bestimmten Frequenz Schwingungsmoden in Form von Biegewellen auf der Membran ausbilden. Um die Entstehung dieser Moden untersuchen zu können, wird in der vorliegenden Arbeit eine Methode zur automatisierten Abtastung der ortsabhängigen Oberflächenschnelle einer Lautsprechermembran entwickelt. Darüber hinaus kann mittels der entwickelten Methode das Schwingungsverhalten der Membran visualisiert werden und so eine Analyse der Abstrahlung erfolgen. Die Oberflächenschnelle der Membran wird mit Hilfe eines Laservibrometers an einem von Schrittmotoren gesteuerten Messtisch ermittelt. Die Messung erstreckt sich über die gesamte Fläche der Lautsprechermembran, bei einstellbarer Auflösung eines Messpunktenetzes. Dabei wird ein breitbandiges Anregungssignal verwendet, das den gesamten Arbeitsbereich des Lautsprechers abdeckt.
Diese Arbeit beschränkt sich auf die Messung von Mikrolautsprechern, die entwickelte Messmethode kann jedoch auch für die Analyse anderer schwingender Oberflächen eingesetzt werden. Die Darstellung der Messergebnisse erfolgt durch die entwickelten Visualisierungsmethoden. Einerseits können zwei- und dreidimensionale Darstellungen ausgegeben werden, welche eine Auswertung für frei wählbare Frequenzen ermöglicht. Andererseits können die Übertragungsfunktion und die Impulsantwort für einzelne Messpunkte auf der Membran dargestellt werden, um eine ortsabhängige Visualisierung zu erreichen.
Darüber hinaus können mit Hilfe einer automatisierten Routine Videos erstellt werden, welches das Schwingungsverhalten der Membran bei verschiedenen Frequenzen demonstriert. Hierdurch können die Ausbreitung von Schwingungsmoden und die Phasenlage relativ zur Anregung beobachtet werden. All diese Darstellungen sollen in Zukunft für das Akustische Praktikum verwendet werden, um anschauliches Material zu Lehrzwecken zu erhalten. Eine Auswertung dieser Darstellungen kann außerdem dazu beitragen Mikrolautsprecher weiterzuentwickeln und das Abstrahlverhalten zu verbessern.

 

Donnerstag, 10.03.2016, 11.30 Uhr

Praxissemester-Vortrag: Objektivierung Nasszischen für die Anforderungsentwicklung

Vortragender
Karsten Herzog
MSc-Student


Die BMW Group ist im Bereich Fahrzeugakustik einer der beliebtesten Arbeitgeber Deutschlands. Das Forschungs- und Innovationszentrum (kurz FIZ) in München ist mit 26.000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern das größte Entwicklungszentrum im weltweiten Forschungs- und Innovationsnetzwerk der BMW Group. Dieser Vortrag beschreibt die Tätigkeiten während eines sechsmonatigen Praktikums in der Abteilung Gesamtfahrzeug Akustik und Schwingungen im FIZ.

Zunächst werden einige persönliche Erfahrungen bezüglich der Arbeitsatmosphäre geschildert. Danach widmet sich der Vortrag dem fachlichen Teil des Praktikums mit dem Titel „Objektivierung Nasszischen für die Anforderungsentwicklung“. Bei Premiumfahrzeugen haben Störgeräusche eine hohe Kundenrelevanz und werden deshalb bereits ab einer frühen Phase der Fahrzeugentwicklung berücksichtigt. In der Anforderungsentwicklung auf Gesamtfahrzeugebene werden basierend auf einem fundierten Verständnis von Kunde, Wettbewerb und Technik stimmige Ziele abgeleitet. Zur Ableitung eines objektiven Gesamtfahrzeugziels bezüglich der angestrebten Positionierung am Markt ist die Kenntnis der physikalischen Deskriptoren des Störgeräuschs erforderlich. Dabei genügt es Störgeräusche in ihrer Gesamtheit zu betrachten, bevor sie in einer späteren Entwicklungsphase hinsichtlich ihrer Ursachen genauer untersucht werden müssen. Das Störgeräusch Nasszischen bezeichnet im Automobilbereich ein breitbandiges Geräusch, welches beim Fahren auf nasser Fahrbahn mit geringer Wasserhöhe entsteht. Unter dem Gesichtspunkt der subjektiven Wahrnehmung wurde dieses Störgeräusch messtechnisch erfasst und analysiert. Mithilfe von Hörversuchen wurden schließlich Korrelationsuntersuchungen angestellt, die eine objektive Prognose des subjektiven Bewertungsindexes erlauben.

 

Dienstag, 26.04.2016, 11.00 Uhr

Dissertations-Vortrag: Beamforming in modalen Schallfeldern von Fahrzeuginnenräumen

Vortragender
Clemens Nau
Doktorand

Physikalisch basiert das konventionelle Beamforming-Verfahren (CBF) auf einer Zerlegung des einfallenden Wellenfeldes in ebene oder sphärische Elementarwellen, deren relative Phasen so interpretiert werden, dass die Einfallsrichtungen und Quellorte identifiziert und klassifiziert werden können. Eine zentrale Annahme des CBF ist dabei dessen Anwendung im akustischen Freifeld. Diese Annahme ist insbesondere in Räumen, wie z.B. einem Fahrzeuginnenraum, in denen bis zu einem gewissen Frequenzbereich (unterhalb der Schröderfrequenz) modale Einflüsse das Schallfeld dominieren, verletzt. Unter diesen Randbedingungen zeigt der CBF nur noch ein geringes Lokalisierungsvermögen; bis hin zum Versagen einer Lokalisierung. Um das Beamforming jedoch ebenfalls unter diesen Randbedingungen und in diesem Frequenzbereich anwenden zu können, werden in der vorliegenden Arbeit zwei Ansätze parallel verfolgt, um die raumakustischen Einflüsse auf das Beamforming zu minimieren und somit das Lokalisierungsergebnis insbesondere in einem Fahrzeuginnenraum zu verbessern. Ein erster Ansatz basiert auf der Vorverarbeitung der Kreuzspektralmatrix mit Hilfe der sogenannten generalisierten Kreuzkorrelation. Ein zweiter Ansatz nutzt ein Makromodellierungsmodell um die Polfrequenzen der Raumübertragungsfunktionen zu approximieren. Auf Basis der ermittelten Polfrequenzen wird automatisch ein inverses Filter generiert, welches ebenfalls angewandt auf die Kreuzspektralmatrix die modalen Einflüsse vor dem eigentlichen Beamforming minimiert. Beide Ansätze werden sowohl theoretisch diskutiert als auch in aufeinander aufbauenden Schritten praktisch untersucht und bewertet. Dazu wird aufbauend auf Prinzip-Untersuchungen an definierten Reflexionsflächen, das Verhalten beider Ansätze in einem Modellraum aufgezeigt, analysiert und bewertet. Anschließend werden beide Ansätze unter den realen Bedingungen eines Fahrzeuginnenraums evaluiert. Ein Exkurs hinsichtlich der Kombination des Beamformings mit beliebigen Übertragungsfunktionen zur Weiterentwicklung des Beamformings über die Freifeldannahme hinaus bildet den Abschluss der Untersuchungen der Arbeit. Den Abschluss der Arbeit bildet das Kapitel „Zusammenfassung und Ausblick“.

 

Donnerstag, 12.05.2016, 09.00 Uhr

Dissertations-Vortrag: Transfer path analysis based on in-situ measurements for automotive applications

Vortragender
Bernd Philippen
Doktorand

Fahrzeuggeräusche wecken Emotionen und vermitteln Qualität. Im Entwicklungsprozess eines Fahrzeugs wird daher viel Wert daraufgelegt, dass möglichst keine störenden oder unerwünschten Geräusche auftreten. Die Transferpfadanalyse und -synthese (TPA/TPS) ist ein weit verbreiteter Ansatz, um die Geräuschquellen und die dominanten Übertragungspfade von beanstandeten Geräuschen zu identifizieren. Daraus lassen sich in einem nächsten Schritt Abhilfemaßnahmen zur Verbesserung des Innenraumgeräusches ableiten. TPA ist ein Oberbegriff für verschiedene Methoden, wie das Übertragungsverhalten von den Schallquellen zu den Fahrerohren mit einem TPA-Modell abgebildet wird.

Inhalt der Dissertation sind in-situ Transferpfadanalyse-Methoden für zwei Themenschwerpunkte: Fahrwerks-TPA und Antriebsstrang-TPA. Im ersten Teil steht die Auralisation des Reifenabrollgeräusches im Fahrzeuginnenraum basierend auf realen Straßenmessungen unter dynamischen Fahrbedingungen im Vordergrund. Mit dem entwickelten Verfahren ist es möglich, eine Innenraumgeräuschaufnahme in die Geräuschanteile aufzuteilen, die vom Reifen-/Fahrbahnkontakt, der Windumströmung und dem Antriebsstrang erzeugt werden. Im zweiten Teil wird ein neuer Ansatz für die Modellierung der Körperschallübertragung über die Motorlager vorgestellt. Effektive Lagerübertragungsfunktionen werden aus Betriebsdaten in-situ bestimmt. Sie beschreiben das Lager passend zu der vorliegenden Einbau- und Betriebssituation. Darüber hinaus werden physikalisch motivierte Lagermodelle parametrisiert, um einen tieferen Einblick in das Übertragungsverhalten gewinnen zu können.

Im Vortrag werden die neuen Verfahren vorgestellt und die Funktionsweise anhand von Beispielen erläutert.

 

Freitag, 13.05.2016, 10.00 Uhr

Gast-Vortrag: Spectral Precedence Spatialisation (SPS)

Vortragender
Tony Doyle
 

Composers have argued for the promotion of space as an artistic consideration within electroacoustic music. One method used by practitioners within spatial audio composition, is spectral diffusion. Some composers have termed this process as spectral spatialisation, while others suggest the method is in fact timbre spatialisation. In parallel, engineering research in the field of spatial audio have investigated what is termed time-frequency-spatio methods. These methods are seen as a way to implement signal decorrelation, which increases the apparent size of a source in the horizontal plane and also assists with envelopment.

This talk will present an overview of spectral spatialisation from both creative practice studies and engineering. Current research in spatial audio include investigations into height perception and volumetric presentation of a source. These are particularly relevant with the proposed advancement of domestic multichannel delivery to include height channels. Also relevant is the area of domestic interactive gaming environments. An overview of how SPS could be of use in these types of presentations will then be discussed.

Biography:

Dr Tony Doyle is an Irish composer and academic based in the UK. Since completing his masters in Music and Media Technology at Trinity College Dublin (TCD) and a PhD in the Digital Media and Arts Research Centre (DMARC) at the University of Limerick, he has focused on spatial audio interests. This included working as a postdoctoral research associate for a spatial audio project in the UK.

Affiliations:

Audio Engineering Society (AES) - Associate Member
Irish Sound Science & Technology Association (ISSTA)- Board Member
Interference Journal - Editor

Links:

http://issta.ie
http://wiswos.com
http://www.interferencejournal.com

 

Freitag, 20.05.2016, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Analyse und Morphing monauraler Eigenschaften individueller Außenohrübertragungsfunktionenen

Vortragender
Hark Braren
MSc-Student

Den Kern der meisten 3D Audiowiedergabesysteme bildet die kopfbezogene Außenohrübertragungsfunktion. Diese ist für jeden Menschen verschieden. Grund dafür sind die unterschiedlichen geometrischen Ausprägungen von Oberkörper, Kopf und Außenohr (Pinna) bei verschiedenen Personen. Die Messung einer individuellen HRTF braucht spezielles Equipment in einem reflexionsarmen Messraum. Alternativ können generische, meist am Kunstkopf gemessene, Außenohrübertragungsfunktionen verwendet werden um einen dreidimensionalen Klangeindruck zu erzeugen. Die bestmögliche Auralisierung der virtuellen Klangumgebung mit korrekter Positionierung der virtuellen Schallquellen ist nur mit der individuellen HRTF möglich. In dieser Arbeit wird ein Algorithmus zur Erstellung individueller HRTFs anhand biometrischer Abmessungen des Außenohrs untersucht. Dazu wird die Hauptkomponentenanalyse auf einem vorher bekannten Satz von HRTFs angewendet. Mithilfe der multiplen Regressionsanalyse wird ein Zusammenhang zwischen den Gewichten der Hauptkomponenten und den biometrischen Abmessungen hergestellt. Dieser Zusammenhang kann anschließend genutzt werden, um aus den bekannten Hauptkomponenten und den individuellen Abmessungen eine individualisierte HRTF zu generieren.

 

Freitag, 10.06.2016, 11.00 Uhr

Gast-Vortrag: Beitrag eines positionsdynamischen Avatars
zur Wahrnehmung einer virtuellen akustischen Umgebung

Vortragende
Annika Neidhardt
TU Ilmenau, Institut für Medientechnik

Die Wahrnehmung virtueller akustischer Umgebungen (virtual acoustic environments - VAEs), z.B. die Beurteilung von Plausibilität, Authentizität und spezifischer Wahrnehmungsaspekte sind bereits seit mehreren Jahren Thema in der Akustikforschung.

Bei einer Wiedergabe von VAEs über Kopfhörer wird der Einfluss von Kopfbewegungen im Sinne einer Einbindung von Kopforientierungstracking bereits intensiv untersucht.
Im Gegensatz dazu kam einer kontinuierlichen Positionsänderung des Avatars in der virtuellen Szene bisher wenig Aufmerksamkeit zu.

Auf der anderen Seite wurde schon mehrfach gezeigt, dass positionsdynamische Hörer verschiedene Details ihrer akustischen Umgebung genauer wahrnehmen. Beispielsweise unterstützen Effekte wie Motion Parallaxe oder das akustische Tau die Distanzwahrnehmung eines dynamischen Hörers.

Ob und in welcher Form diese Effekte in VAEs wiederzufinden sind, wurde bisher nur ansatzweise untersucht. Offen ist unter anderem, inwiefern Vereinfachungen in Simulationsalgorithmen in die natürlichen Effekte eingreifen und in welcher Form dies überhaupt als qualitative Beeinträchtigung wahrgenommen wird.

Bei der Beurteilung einer akustischen Szene spielt auch der virtuelle Raum eine wesentliche Rolle. Jedoch ist die Wahrnehmung des Raumes bei einer (translatorischen) Bewegung des Avatar noch nicht vollständig geklärt. Einige Studien geben erste Hinweise. So konnten beispielsweise leichte Vorteile dynamischer Hörer bei der Echolokalisation beobachtet werden.

Ziel der Dissertation ist ein neues Verständnis des Beitrags eines dynamischen Avatar, sowie der Möglichkeit einer interaktiven Erkundung zur Wahrnehmung der virtuellen akustischen Umgebung.
Die Untersuchungen werden zunächst in Hinblick auf positionsdynamische Binauralsynthese durchgeführt.

 

Freitag, 01.07.2016, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Implementierung von VBAP und DBAP mit Evaluierung mittels Messung und binauralem Simulationsmodell

Sina Bassiri
BSc-Student

Um eine akustisch virtuelle Welt in einem geschlossenen Raum realitätsnah erzeugen zu können, ist es notwendig die Wiedergabe von räumlich wahrgenommenen Schall in bestimmten Bereichen zu analysieren.

In dieser Arbeit werden hauptsächlich die Verfahren Vector Base Amplitude Panning (VBAP) und Distance-Based Amplitude Panning (DBAP) betrachtet. Mit diesen Methoden lassen sich mehrere Lautsprecher so ansteuern, dass für einen Hörer eine virtuelle Schallquelle im Raum wahrnehmbar wird. Wichtige Signalinformationen wie die interaurale Zeitdifferenz (ITD) und die Interaurale Leveldifferenz (ILD) sowie die Charakteristika der entsprechenden Frequenzspektren der Verfahren gilt es zu analysieren und zu evaluieren. Diese Informationen werden in Abhängigkeit zur Kopfrichtung und Bewegung der virtuellen Schallquelle untersucht.

Ziel dieser Bachelorarbeit ist es VBAP und DBAP in Matlab zu implementieren und ein dazu entsprechendes Testskript zu schreiben, mithilfe dessen man nacheinander Signale des jeweiligen Verfahrens abspielt. Diese Signale werden mit einem Kunstkopf aufgenommen und in Bezug auf ITD, ILD und des Frequenzspektrums innerhalb des Testskriptes ausgewertet. Mit Hilfe einer bereits existierenden Simulation aus dem Außenohrübertragungsfunktion (HRTF) Datensatz des Kunstkopfes, wird die Evaluierung durchgeführt. Zudem wird ein Vergleich mit dem Modell des menschlichen Gehörs gezogen. Der Vergleich erfolgt mit dem binauralen Simulationsmodell von Dietz aus der Auditory Modeling Toolbox.

Die Abhängigkeit zu Lautsprecherpositionen und Lage im kopfbezogenen Koordinatensystem für die Wahrnehmung der Quellen spielen eine große Rolle. Für bestimmte Lagen der Quellen zeigte sich DBAP während der Evaluierung als sehr unvorteilhaft. VBAP hingegen arbeitete größtenteils zuverlässig.

 

Freitag, 01.07.2016, 11.30 Uhr

Vortrag zum Praxissemester: Pixargus GmbH

Alokeparna Ray
MSc-Student

Pixargus is a major producer of automated in-line inspection system for surface inspection and measurement of profiles. My work was aimed at developing a MATLAB code for detecting defects on the surface of the material using image processing. Such detected defects were referred to as region of interest (ROI). However not all ROIs generated would classify as a defect. For a ROI to be regarded as a defect it would have to satisfy certain criteria, like size or intensity level. Hence a classification task was due. My task was also to simulate a classifier to separate true defects from false alarms. All the generated ROIs would be fed into the classifier and it would have to separate true positives from false alarms. Apart from this a small part of my task was to learn how to make camera set ups to capture images in order to ease the job of processing later.

 

Montag, 11.07.2016, 13.00 Uhr

Gast-Vortrag: Towards machines that can actively listen

Vortragender
Jonas Braasch
School of Architecture, Center for Cognition, Communication, and Culture
Rensselaer Polytechnic Institute

Traditional psychophysics  treats the human being as a black box with inputs for the physical stimuli and outputs for the psychological correlate somewhere in the brain. Using laboratory-based test paradigms the experimenter can determine psychometric functions -- for example, the relationship between the physical sound pressure level and the perceived correlate of loudness -- by asking participants to indicate what they heard. Machines that simulate how the auditory system functions are typically fed with physical stimuli which they then process to simulate the response of a human being. While these models have improved our understanding of the auditory system, their applicability is limited. Unlike most computational models of the auditory system, humans actively explore the world instead of simply waiting for a signal to reach their ears and processing whatever arrives. In this talk, new paradigms will be presented and the impact of how the paradigm shift could improve our understanding of human cognition will be  discussed. The examples in this talk will include robotic localization models, artificially intelligent music agents that can improvise with others and the use of virtual environments as test beds for actively listening machines.

 

Dienstag, 12.07.2016, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Zusammenführung von objektiven psychoakustischen Größen und subjektiver  Wahrnehmung von Soundscapes in Aachen

Vortragender
Anuj Sethi
MSc-Student

Die in einem städtischen Umfeld vorhandenen Geräusche sind üblicherweise eine Mischung von erwünschten und nicht erwünschten Geräsuchen. Die menschliche Wahrnehmung dieser Umweltgeräusche helfen, die allgemeine Klangqualität der Umwelt zu bestimmen. Was aber kategorisiert Störgeräusche? Welche Lautheit ist eigentlich laut? Diese Fragen können nur durch die subjektive Beurteilung der Klangqualität dieser Umgebung beantwortet werden. Dies ist das Ziel dieser Masterarbeit. Dazu werden Soundwalks an drei verschiedenen Standorten in Aachen durchgeführt: Westpark, Theaterstrasse und Farwickpark-Stadtgarten. Die subjektive Analyse wird anhand von Fragebögen in Soundwalks mit freiwilligen Probanden durchgeführt und die objektive Analysen werden durch verschiedene akustische Parameter an den bestimmten Orten gemessen. Gleichzeitig werden einige meteorologische Messungen als Teil der objektiven Analyse hinzugezogen. Die objektiven psychoakustischen Parameter werden durch die Software "Artemis" und "ITA Toolbox" analysiert. Die Geräuschkulisse wird nicht nur durch Umfragen während der Soundwalks, sondern auch aus Umfragen in Hörversuchen mit Probanden, die nur die Hörwahrnehmung durch die Aufnahmen aus den Soundwalks präsentiert bekommen bewertet. Wichtige psychoakustische Parameter wie Lautheit, Schärfe, Rauhigkeit, Tonhaltigkeit und Schwankungsstärke werden zum Vergleich aus den Umfragen der beiden Gruppen untersucht. Diese Daten werden zusammengeführt, um das städtische Umfeld zu charakterisieren. "IBM SPSS ' wird für den Vergleich und die Analyse der Umfragen verwendet.

 

Freitag, 22.07.2016, 11.00 Uhr

Vortrag: Acoustic Design for Sensory Processing Disorders

Helena Rodi Neumann
Gastwissenschaftlerin

The purpose of this PhD research is to ascertain ways to qualify acoustic environments considering listeners with sound hypersensitivity.  Was chosen to evaluate children aged 4 to 12 years with the diagnosis of Autism Spectrum Disorder (ASD), and no other identified medical complications such as hearing loss or syndromes. The initial goal is to begin to describe how is the sensory processing disorder to sound in autism, through the use of bera exam, eye-tracking with sound stimulus, and questionnaires with parents and children. As the object of study, is used rooms in which such children perform learning, aiming to facilitate the process, ensuring for example the speech intelligibility of the teacher. Will be evaluated four rooms used by autistic: a regular classroom, a music room, and mini-room for individual therapy at Pauliceia School; and a therapy room at TEA-Mack laboratory, both in Sao Paulo, Brazil. The proposal is to evaluate the current acoustic quality of the room, through software simulation and in situ measurements, to then classify space and evaluate children's attention span, comparing the situation before and after.

 

Freitag, 12.08.2016, 11.00 Uhr

Dissertationsvortrag: Uncertainties of Transfer Path Analysis and Sound Design for Electrical Drives

Samira Mohamady
Wissenschaftliche Mitarbeiterin

The objective of this thesis is to examine the influence of possible uncertainties during the measurement of transfer paths in systems with vibro-acoustic properties such as machines or vehicles. The transfer path could be acoustic, structural or a complex of vibro-acoustic system and the uncertainties occur due to internal and external factors during the measurement process. The trend of the uncertainty propagation in sampled acoustic and structural transfer paths is analytically and experimentally studied. In an acoustic system the uncertainty analysis for the sensor positioning and temperature changes, which can be regarded as external sources of uncertainties and deviation in the reverberation time, as internal deviation factor are investigated. In the structural system, the transfer path of the system with the sensor positioning uncertainties is calculated. In each case, the relative standard deviation of the transfer paths in comparison with the reference sample is calculated to assess the uncertainty propagations. A statistical approach is applied to the system in the higher frequencies to precisely evaluate the error propagation. In particular, the influence of tonal input excitation on the propagation of uncertainties is modeled to determine the behavior of the system. The main result is that with the sensor displacement up to 6% of the geometrical length of the system from the original measured position the deviation of the transfer path remains below 4 dB. The uncertainty contribution to sound design parameters with four sources of input excitations is investigated. The objective assessment involves calculation of the psychoacoustic parameters and the subjective evaluation is performed with a listening test. As a final investigation the uncertainty analysis is applied to the measurement of the transfer path in an electric vehicle. The error analysis is discussed based on the state of the maximum relative error.

 

Freitag, 19.08.2016, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Acoustic Surface Impedance Estimation with a Hybrid Measurement and Wave-based Simulation Method

Vortragender
Mark Müller-Giebeler
MSc-Student

Existing and commonly used methods to measure the sound reflection properties of acoustic surfaces are subject to certain restrictions.

Either they inherently do not provide enough Information (for example phase information for wave-theory based simulations), or they only yield realistic results to a limited extent (for example in a perfectly diffuse sound field or under a plane wave incidence assumption). More sophisticated methods to determine the complex angle-dependent reflection factors are often complicated and very time-consuming.

This work presents an inverse method that takes into account the actual incident sound field as well as a potentially non-locally reacting material and only needs a single sound pressure measurement of a finite porous absorber sample as input data. With a non-linear fitting algorithm, the simulated complex pressure data is adjusted to match the measured data by changing the absorber model parameters (flow resistivity, porosity, etc.).

Several factors affecting the underlying measurement and/or the optimization process are investigated theoretically. Furthermore, an extension to the approach is proposed, allowing for a correction of edge effects of the finite material probe. Using iteratively refined FEM simulations that are based on the same geometric dimensions of the absorber sample as in the measurement, enables to compensate the introduced error and determine the impedance as measured on an infinitely extended material layer.

The method is validated based on simulations and applied in preliminary measurements.

 

Freitag, 26.08.2016, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Entwicklung eines Fragebogens zur Erfassung von Immersion bei 3D-Audio-Wiedergabeverfahren

Vortragende
Angela Colsmann
MSc-Studentin

Für die Entwicklung Virtueller Akustischer Umgebungen (VAEn) ist es eine wesentliche Aufgabe die wahrgenommene Qualität des Wiedergabesystems zu erfassen. Im Forschungsbereich virtueller Realitäten wurden die Definitionen der Qualitätsmerkmale Präsenz und Immersion ausgiebig diskutiert (Slater &  Wilbur, 1997; Witmer & Singer, 1998). Ein standardisiertes Messinstrument zur Erfassung dieser Konzepte konnte bislang jedoch nicht in der Forschungsgemeinschaft etabliert werden. Bei der Bewertung auditiver räumlicher Wiedergabeverfahren und VAEn ist die Situation ähnlich, obwohl Definitionen und mögliche Erhebungsmethoden publiziert wurden (Lindau, 2014).
Im Rahmen der Diplomarbeit wurde ein Fragebogen entwickelt, mit dem Ziel einer standardisierten Messung vom Grad der wahrgenommenen Immersion (WI) in VAEn. Hierfür wurde die wahrgenommene Immersion definiert und Fragen ausgewählt und entworfen, um die Aspekte von Immersion, wie Schallquellenlokalisation und  Raumwahrnehmung abzudecken.
Nach einer ersten Auswahl von Fragen (in Deutsch) und einer Vorauswahl durch einen kognitiven Pretest wurden ein Hörtetst entwickelt und durchgeführt, um diejenigen Fragen zu identifizieren die dazu in der Lage sind die WI, wie sie definiert wurde, zu erfassen. Um die gesamte Bandbreite der WI abzudecken wurden in dem Experiment verschiedene räumliche Wiedergabeverfahren mit verschiedenen Abstufungen immersiver Eigenschaften zur Auralisierung einer virtuellen akustischen Szene verwendet. Um eine weitere Abstufung der immersiven Eigenschaften vorzunehmen, wurde das Audio Signal für eine Wiedergabe mit hohen und niedrigen immersiven Eigenschaften manipuliert.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass es Fragen gibt, die zwischen den verschiedenen Stufen der immersiven Qualität der räumlichen Wiedergabeverfahren und dem Audiosignal differenzieren können.

 

Donnerstag, 01.09.2016, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Wahrnehmung und Modellierung der Schärfe stationärer und instationärer Schalle

Valeriya Tarasova
MSc-Studentin

Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Untersuchung unterschiedlicher Einflussfaktoren auf die Wahrnehmung der psychoakustischen Größe Schärfe sowohl für stationäre als auch für instationäre Schalle.
Die aktuellen Berechnungsmethoden der Schärfe berücksichtigen nur die spektrale Zusammensetzung der Schalle und in dem Verfahren von Aures auch in geringem Maße den Einfluss der Lautheit. Im Rahmen dieser Arbeit werden Hörversuche durchgeführt, um quantitative Aussagen über den Beitrag der Lautheit zur Schärfeempfindung zu erhalten.
Bisher wurden in den Untersuchungen zur Herleitung der Berechnungsverfahren überwiegend  stationäre synthetische Schalle, wie gefilterte Rauschsignale und Sinustöne, eingesetzt. Die Berechnungen mit den bestehenden Methoden wurden auch auf technische Schalle, die in der Regel nicht stationär sind, angewendet und zeigten häufig größere Abweichungen zu Hörversuchsergebnissen. Mithilfe neuer Hörversuche wird sowohl der Einfluss der Lautheit als auch zeitlicher Strukturen auf die Schärfeempfindung systematisch untersucht.
Die Erkenntnisse aus den Hörversuchen sollen als Grundlage für ein verbessertes Modell der Schärfewahrnehmung stationärer und instationärer Schalle dienen.

 

Freitag, 02.09.2016, 11.00 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei Charles M. Salter Associates

Christian Haar
MSc-Student

Charles M. Salter Associates ist ein Unternehmen im Zentrum San Franciscos mit vielfältigen Tätigkeitsfeldern aus den Bereichen Lärm, Bauakustik, Raumakustik, Audio/Video/Security, uvm. Im Rahmen eines sechs-monatigen Praktikums wurde an Projekten aus allen Geschäftsfeldern mitgearbeitet. Darüber hinaus wurden auch Beiträge für Projekte des Audio Forensic Centers geleistet. In diesem Vortrag wird eine Auswahl dieser Projekte vorgestellt und ein Einblick in die Arbeitsmethoden in der Firma gegeben. Die Bedingungen des Praktikums und der Alltag in San Francisco werden besprochen.

 

Freitag, 02.09.2016, 11.30 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei der Philips AG

Erik Röcher
MSc-Student

Die Firma Philips wurde 1891 in Eindhoven, Niederlande, als Glühlampenproduzent gegründet. Heute, 125 Jahre später, ist Philips einer der weltweit größten Health-Tech Konzerne weltweit. Im Rahmen meines Industriepraktikums konnte ich einen Eindruck von der Produktforschung im Bereich medizinischer Bildverarbeitung gewinnen. Der Schwerpunkt lag dabei auf der Entwicklung von Erweiterungen für das Philips Intellispace Discovery System, eine Client-Server Enterprise Lösung für Forschung mit medizinischen Bilddaten. Dabei wurden unter anderem mehrere Verfahren zur Texturanalyse basierend auf Statistiken zweiter Ordnung implementiert und verglichen. Außerdem wurde eine Studie durchgeführt, um die Auswirkung von rigider und nicht rigider Bildregistrierung zu evaluieren.

 

Freitag, 16.09.2016, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Subjektive Evaluierung eines Ellipsoid Modells zur Individualisierung interauraler Zeitdifferenzen

Armin Erraji
BSc-Student

Die Lokalisationsfähigkeit des menschlichen Gehörs wird durch viele verschiedene Faktoren beeinflusst. Zur Reproduktion werden Kunstköpfe, individuelle oder individualisierte Head-Related-Transfer-Functions (HRTFs) verwendet. Die Schlüsselgrößen der horizontalen Lokalisation, interaurale Zeit- und Pegeldifferenzen (ITD und ILD), können aus diesen Transferfunktionen bestimmt werden.

Durch die individuellen Unterschiede in der geometrischen Form von menschlichen Köpfen kann es bei der Verwendung einer Kunstkopf HRTF zu Lokalisationsfehlern kommen, die zwar mit individuellen HRTF Messungen verringert werden können, jedoch auch mit einem hohen Messaufwand verbunden sind. Mittels den anthropometrischen Kopfdaten und eines Ellipsoid-Modells kann die ITD einer beliebigen HRTF individualisiert werden. Um das Ellipsoid-Modell subjektiv zu evaluierten setzt diese Bachelorarbeit den Fokus auf die Bestimmung der richtungsabhängigen Wahrnehmungsschwelle einer ITD Änderung.

Die Arbeit besteht aus mehreren Hauptaufgaben: Zunächst fand eine Literaturrecherche mit Fokus auf die möglichen Verfahren zur subjektiven Evaluierung des Verfahrens zur Bestimmung des Schwellwertes der ITD. Auf Basis dieser Analyse wurde ein möglichst störunempfindliches Verfahren ausgewählt. Im Anschluss wurde das adaptive Quest-Verfahren verwendet, um mit einem Hörversuch den Einfluss einer fehlangepassten ITD zu bestimmen. Dieses wurde in einem Hörversuch mit 32 Versuchspersonen geprüft und die analytischen und experimentellen Ergebnisse wurden verglichen und ausgewertet.

 

Freitag, 16.09.2016, 11.30 Uhr

Praxissemester-Vortrag: Pulse detection with explicit regards to chest compressions during cardiopulmonary resuscitation for photoplethys-
mography signals

Quoc-Viet Nguyen
MSc-Student

During the course of this internship work a pulse detection system was developed using the PPG (phtoplethysmography) data cap-
tured during porcine cardiopulmonary resuscitation. The state is determined by analysing the
respective PPG signal in the frequency domain and than further determine the pulse condition
on a predefined scale. During tests with porcine data taken from animals with certified ROSC (return of spontaneous circulation), the algorithm was able to detect all ROSC instances.
Further comparison with ECG data and the verdict of clinicians showed that the implemented systems perfor-
mance was at least comparable.

 

Donnerstag, 22.09.2016, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Optimierung eines Trilaterationsverfahrens bei unregelmäßig abgetasteten Schallfeldern

Arvid Sims
BSc-Student

Messungen von Diemer de Vries haben ergeben, dass raumakustische Messungen eine Abhängigkeit von der Messposition besitzen. Somit wird neben der erfassten Raumimpulsantwort die Angabe einer exakten Abtastposition notwendig. Für solche Messungen bieten sich Roboter an, die ein Feld systematisch abfahren und Werte aufnehmen. Eine perfekte Anfahrung gewünschter Positionen gestaltet sich in der Realität jedoch als nahezu unmöglich, da nicht vorhersehbare Einflüsse die Anfahrung stören. Die Positionen können lediglich geschätzt werden. In dieser Arbeit wird dieses Schätzungsproblem mittels eines Trilaterationsverfahrens gelöst. Ziel dieser Arbeit ist, ein Kriterium zu definieren, welches eine Bewertung einer Positionsschätzung ermöglicht. Hierzu wird das Schätzungsproblem von einer stochastisch betrachtet. Weiterhin wird die Positionsschätzung als nichtlineares Ausgleichsproblem vorgestellt und diskutiert.

 

Donnerstag, 22.09.2016, 11.30 Uhr

BSc-Vortrag: Unsicherheiten von Raytracing-Ergebnissen in Abhängigkeit von Simulationsparametern

Marcel Czaplinski
BSc-Student

Raumakustische Simulationen werden dank steigender Effizienz in der akustischen Gestaltung in den Bereichen der Architektur angewendet, in denen hohe Ansprüche vorliegen und Nuancen von Bedeutung sind. Zusätzlich finden sie Anwendung in der akustischen virtuellen Realität, in der sie für die Nachbildung der Akustik einer Szene eingesetzt werden.
Raytracing ist ein simpler, echtzeitfähiger und auralisierbarer Algorithmus, über dessen Unsicherheiten der Ergebnisse in Abhängigkeit der Simulationsparameter, wie die Anzahl der Teilchen oder den Streugrad, allerdings wenig bekannt ist. Besonders im Bereich der Planung sind aufwändige Bauprojekte am Fehler und an den Unsicherheiten interessiert. In der virtuellen Realität müssen, aufgrund des Kompromisses von Schnelligkeit und Genauigkeit, die Unsicherheiten, die solch eine Simulation mit sich bringt, verstanden werden.
Mithilfe des am Institut für Technische Akustik der RWTH Aachen entwickelten Raytracer, RAVEN, zielt die Arbeit auf die statistische Untersuchung des Einflusses der verschiedenen Parameter von Raytracing auf die Ergebnisse und ermittelt damit die Unsicherheiten.

 

Freitag, 30.09.2016, 11.00 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei Dolby Laboratories

Marco Berzborn
MSc-Student

Dolby Laboratories ist ein Unternehmen aus dem Bereich der Audio-, Video- und Sprachtechnologie, das vor allem für seine Produkte im Bereich der Unterhaltungsmedien in Kinos und Home-Entertainment bekannt ist. Im Rahmen eines Industriepraktikums wurde in der Sound Tech Research Gruppe des Unternehmens in San Francisco mitgearbeitet.  Dieser Vortrag gibt einen Überblick über die Firma, sowie die Bedingungen des Praktikums.

 

Freitag, 30.09.2016, 11.30 Uhr

BSc-Vortrag: Dynamische Modenkompensation in Quaderräumen

Markus Voth
BSc-Student

In kleinen Räumen treten, insbesondere bei parallelen, schallharten Wänden ausgeprägte stehende Wellen auf. Durch stehende Wellen kommt es an dedizierten Stellen im Raum zu einer Überhöhung bzw. Auslöschung des Schalldrucks für einzelne, tiefe Frequenzen. Diese inhomogene Verteilung des Schalldrucks im Ort wird vom Zuhörer als ein unausgeglichenes und unangenehmes Klangbild wahrgenommen. Insbesondere in der aixCAVE sind die oben genannten Auslöser für stehendeWellen vorhanden. Weil Wände und Boden für Rückprojektionen benutzt werden, bleibt als einzige Optimierungsmöglichkeit eine Softwarelösung übrig. Bisher werden nur statische Softwareansätze zur Kompensation von Raum- und Wandlereinflüssen betrachtet. Daher wird in dieser Bachelorarbeit untersucht, in wieweit der spektrale Verlauf des Schalldruckpegels in Quaderräumen durch eine hörpositionsabhängige Modenkompensation geglättet werden kann. Dazu wird eine analytische Frequenzgangschätzung und ein adaptives IIR-Filterkonzept mit angepasster Abtastrate implementiert. Zur Reduktion des Rechenaufwandes, wird außerdem ein symmetrieoptimiertes Lookup-Table Konzept entwickelt. Die Ergebnisse der Kompensation werden durch geeignete Simulationen und Messungen validiert. Dabei erweist sich die Schätzung der Moden in der aixCAVE als schwierig, weil aufgrund der offenen, absorbierenden Decke komplizierte Randbedingungen entstehen. Die entwickelte Softwarekompensation der Moden in der aixCAVE bietet bei einer idealen Schätzung ein realistisches Verbesserungspotential von mehr als 20dB.

 

Donnerstag, 06.10.2016, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Investigating the effect of auditory training in acoustic virtual reality scenarios

Alokeparna Ray
MSc-Studentin

A person’s ability to comprehend speech is vital for communication in social, educational, professional and cultural contexts. However, in most surroundings speech is masked by noises, which can distract listeners in comprehending speeches from the target speaker. In binaural hearing in adverse acoustics, spatial cues from the sound sources are important for speech recognition, by providing resources for listeners to distinguish target talker from distracting babble noises. The aim of this thesis is to develop a paradigm using realistic acoustic virtual reality to train individuals in using spatial cues under adverse acoustics. The training is conducted in a real-time virtual acoustic environment emulating a typical classroom learning scenario with a spatial release from masking task, in which spatial cues will be provided for speech recognition. Participants are trained in either anechoic or reverberant condition. To examine the training effect, assessment on speech reception thresholds are administered both before and after training.

 

Freitag, 07.10.2016, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Implementierung und Evaluierung eines Trust-Region-Algorithmus zur Optimierung von Mehrweg-Frequenzweichen unter Nebenbedingungen

Robert Henzel
BSc-Student

Um Lautsprecher mit einem möglichst breitbandigen linearen Frequenzgang zu erhalten werden Mehrwege-Lautsprechersysteme benutzt. Dafür wird das Signal mittels passiver Frequenzweichen zwischen den verschiedenen Schallwandlern eines Lautsprechers aufgeteilt. Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Implementierung eines Optimierungsalgorithmus für die parameterbasierte Optimierung der Frequenzweichen. Die Lautsprecher- und Netzwerksimulation findet mithilfe des am Institut für technische Akustik entwickelten Bassyst Frameworks statt. Der Algorithmus ist in der Lage , Nebenbedingungen in die Optimierung einzubeziehen, wobei eine einzuhaltende minimale Eingangsimpedanz des Lautsprechersystems als Nebenbedingung eingebunden wurde. Die Implementierung im Rahmes des Frameworks und die erzielten Ergebnisse werden vorgestellt und diskutiert.

 

Freitag, 07.10.2016, 11.30 Uhr

BSc-Vortrag: Evaluierung des Einflusses kontinuierlicher Probandendrehung bei Messungen von kopfbezogenen Übertragungsfunktionen

Shaimaa Doma
BSc-Student

Um die räumliche Wahrnehmung von Schall realistisch nachbilden zu können, ist die
Kenntnis einer individuellen kopfbezogenen Übertragungsfunktion (HRTF) notwendig.
Deren Bestimmung durch akustische Messungen in hinreichender Auflösung erfolgte
bisher mithilfe eines Messarms mit einem Lautsprecher bzw. eines Bogens mit mehreren
Lautsprechern, die jeweils nach einer Positionsänderung eine statische Messung durchführen.
Obwohl die Messdauer mithilfe des Bogens von mehreren Stunden auf wenige
Minuten reduziert werden konnte, ist eine weitere Verkürzung von Vorteil. Dafür wurde
ein kontinuierliches Messverfahren entwickelt, bei dem der Messbogen ein Anregungssignal
bei fortlaufender Drehung des Probanden ausgibt. In dieser Arbeit wird der Effekt
der kontinuierlichen Drehung untersucht. Kontinuierliche Messungen an einer Kugel und
an einem Kunstkopf werden den Ergebnissen statischer Messverfahren gegenübergestellt.
Mithilfe von Distanzmaßen werden Abweichungen im Zeit- und Frequenzbereich aufgezeigt
und bewertet.

 

Freitag, 14.10.2016, 11.00 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei Arup Deutschland GmbH

Fabian Knauber
MSc-Student

Arup ist ein weltweit agierendes Unternehmen mit Hauptsitz in London. Als Ingenieurbüro bietet es Dienstleistungen im Bereich Ingenieurwesen, Design, Planung und Projekt-Leitung für Bauprojekte. Arup beschäftigt rund 10000 Angestellte an 92 Standorten. Im Rahmen eines sechs-monatigen Praktikums im Team für Akustik in Berlin konnte an mehreren Raum- und Bauakustik Projekten mitgearbeitet werden. In diesem Vortrag werden die bearbeitenden Projekte vorgestellt. Desweiteren wird die Arbeitsatmosphere und internationale Zusammenarbeit der Teams bei Arup besprochen.

 

Freitag, 21.10.2016, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Verfahren zur Bewertung von drehzahlabhängigen Geräuschen mit spektro-temporalen Mustern

Henri Becker
MSc-Student

Drehzahlabhängige Geräusche mit starker Modulation und auffälligen zeitlichen Strukturen werden in der Regel als lästig empfunden und führen bei technischen Produkten zu einer erheblichen Minderung des Qualitätseindrucks. Im Rahmen die-ser Masterarbeit werden charakteristische Eigenschaften dieser Geräuschphänome-ne im Zeit- und Frequenzbereich mit bekannten Analysen untersucht (u. a. Modulati-onsspektrum, Relative Approach). Durch gezielte Manipulation der Quelle werden verschiedene Ausprägungen der charakteristischen Geräuschmuster generiert, die anschließend in Hörversuchen hinsichtlich eines Qualitätskriteriums bewertet wer-den. Darüber hinaus wird basierend auf den Hörversuchsergebnissen ein Analyse-verfahren entwickelt, das als Grundlage zur instrumentellen Bewertung der interes-sierenden Geräuschphänomene dient.

 

Freitag, 28.10.2016, 11.00 Uhr

Vortrag: Subjective evaluation of sound insulation in buildings

Jaroslav Hejl
Gastwissenschaftler

Acoustic comfort in building is recently big topic. Among others due to increasing number of powerful low frequency sound sources and multilayered partitions structures. According valid legislation there is evaluation of sound insulation by a single number – apparent sound reduction index. This evaluation has obviously great limitation. In my PhD thesis I would like to bypass this process and used psychoacoustic and listening tests for alternative evaluation of acoustic comfort. The main focused is in comparision of light-multilayered and heavy-singlelayered structure respectively their sound reduction spetras. Whether there can is difference in disturbace by lower and higher frequency noise and if there can be easily described comfort level in acoustic.

 

Freitag, 04.11.2016, 11.00 Uhr

Gast-Vortrag: Source characterization and field rendering by using inverse vibro-acoustics

Jeong-Guon Ih
Department of Mechanical Engineering, Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)

Inverse vibro-acoustic technique has a very good potential for solving the practical design problems although a bit complicated than the direct problem, because it starts from the practical situations of the resultant field. The object of solving the vibro-acoustic inverse problems is usually as follows: the identification of the acoustic source properties, which are causes of radiated or propagated sound; the identification of physical or geometrical system parameters, which are closely related with sound propagation and transfer characteristics; the creation of a vibro-acoustic field which is rendered by the designer. Depending on the target boundary condition, one can choose different inverse algorithms and numerical processing techniques. Depending on the problem nature, one is to restore the source properties from the measured field data using array sensors, or one attempts to produce a rendered vibro-acoustic field using array actuators. Three examples of the application of vibro-acoustic inverse technique will be presented in this talk: Identification of engine noise source by using BEM-based near-field acoustic holography; Characterization of wave propagation on the tire surface due to impact; Creation of a virtual loudspeaker and baffle on a thin plate.

 

Freitag, 11.11.2016, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Einfluss kontinuierlich nachgeführter Peilbewegungen auf das intentionale Wechseln der auditiven selektiven Aufmerksamkeit

Saskia Wepner
BSc-Studentin

Bisher erfolgten Hörversuche zum intentionalen Aufmerksamkeitswechsel mit statischer Wiedergabe der Ziel- und Störsprecher. Vergangene Experimente geben jedoch Grund zur Annahme, dass eine realitätsnähere Darbietung von auditiven Szenen die kognitive Leistung von Versuchspersonen verbessern kann. So ist bereits bei der Erweiterung von Experimenten mit dichotischer auf eine binaurale Wiedergabe der akustischen Reize erkennbar, dass die kognitive Leistung der Probanden deutlich gesteigert werden kann -- dies schlägt sich in verminderten Reaktionszeiten sowie niedrigeren Fehlerraten nieder. Zur besseren räumlichen Wahrnehmung von Schallquellen in auditiven Szenen stellen individuelle Peilbewegungen des Kopfes eine weitere wichtige Funktion dar, da diese eine schnellere und korrektere Lokalisierung der dargebotenen akustischen Reize ermöglichen. Diese Arbeit soll Aufschluss über den Gewinn der Erstellung eines realistischeren Hörerlebnisses durch die entsprechende Erweiterung von auditiven Szenen geben. Um die akustische Szene weiter an reale Bedingungen anzupassen, werden Kopfbewegungen von Probanden mit in Experimente zur auditiven selektiven Aufmerksamkeit (ASA) einbezogen. Teil der Arbeit ist daher die Implementierung und Durchführung eines Hörexperiments zur Überprüfung dieser Hypothese. Zur Detektion der Peilbewegungen wird ein visueller Tracker verwendet mithilfe dessen die auditiven Reize an die Bewegungen des Probanden angepasst werden. Es ist zu erwarten, dass sich die kognitive Leistung von Teilnehmern an Hörexperimenten durch die Hinzunahme individueller Peilbewegungen weiter verbessern wird.

 

Freitag, 18.11.2016, 11.00 Uhr

Vortrag: Vibroacoustics of electric powertrains for electric vehicle

Yun Fang
Gastwissenschaftler

As the problems like global energy crisis are becoming increasingly serious, the electric vehicle with zero emissions, low noise, and many other advantages will be the trend in the future. Compared with conventional cars, with no combustion engine noise, the overall noise level of electric vehicles has been greatly reduced. However, with electric cars developing toward the direction of high-speed, heavy-duty and lightweight, vibro-acoustics and sound quality of electric powertrain is also increasingly prominent. This not only affects the car's quality and reliability, but also makes a bad influence on people's health and limits the development of electric vehicles to a certain extent. In my work, the vibroacoustics and sound quality of a centralized quality-driven electric powertrain system have been studied. The study includes: analysis of the dynamic internal multi-sources, modal characteristics,  the calculation of the radiated noise resulting from the multi-source excitations. Futhermore, instead of only focusing on the sound press level, we also focus on the psycho-acoustics of the electric powertrain which is important in automotive percieved quality. So subjective evaluation of the radiated noise was conducted and attempts were made to optimize the sound quality of the electric powertrain.

 

Freitag, 16.12.2016, 11.00 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei ISRW Klapdor GmbH

Mark Müller-Giebeler
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

 

Das Unternehmen Institut für Schalltechnik, Raumakustik, Wärmeschutz Dr.-Ing. Klapdor GmbH (kurz: ISRW Klapdor GmbH) ist auf dem Gebiet der akustischen und bauphysikalischen Objektberatung tätig. Es erbringt fachplanerische und messtechnische Leistungen in den Bereichen Raum- und Bauakustik, Schallimmissions- und Erschütterungsschutz, sowie der thermischen Bauphysik. Das 18-wöchige Praktikum wurde in der Hauptniederlassung in Düsseldorf, in den Bereichen Raum- und Bauakustik absolviert. Schwerpunkt der Aufgaben war die Unterstützung der Akustikingenieure bei der Bearbeitung unterschiedlicher aktueller Projekte und Fragestellungen. In diesem Vortrag wird eine Auswahl der bearbeiteten Projekte vorgestellt und ein Einblick in die Arbeitsbedingungen bei ISRW Klapdor gegeben.

 

Freitag, 16.12.2016, 11.30 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei Head Acoustics

Valeriya Tarasova
MSc-Studentin

Im Vortrag wird über die Erfahrungen eines Praxissemesters in der Forschungsabteilung NVH bei der Firma HEAD acoustics am Standort Herzogenrath berichtet. Im Rahmen eines sechsmonatigen Praktikums wurde an mehreren Projekten der Forschungsabteilung mitgearbeitet. Das Unternehmen HEAD acoustics und die Abteilung Forschung NVH werden vorgestellt. Es folgt eine Präsentation von drei Aufgaben aus unterschiedlichen Arbeitsgebieten. Die erste Aufgabe bestand in einer Untersuchung der psychoakustischen Größe Rauigkeit (Literaturrecherche, Durchführung von Hörversuchen und Auswertung). In der zweiten Aufgabe wurde eine akustische Messung an Gittern, die für den Aufbau eines Mikrofonarrays verwendet werden sollten, durchgeführt.  Die dritte Aufgabe beinhaltete die Auswertung der Klänge, die im Rahmen der Aktion „Stadtklang 2015“ des Wissenschaftsjahres 2015 – Zukunftsstadt eingereicht wurden.

 

Freitag, 13.01.2017, 11.00 Uhr

Zwischenvortrag: Beamforming zur Schallquellenlokalisierung an einer Fahrzeugkarosserie unter Verwendung von Übertragungsfunktionen

Albulena Havolli
MSc-Studentin

Der akustische und schwingungstechnische Komfort von Kraftfahrzeugen (NVH) gewinnt insbesondere im Premiumsegment immer mehr an Bedeutung. Um das eigene Entwicklungspotential voll auszuschöpfen und weiterhin Fortschritte gegenüber den Wettbewerbern bezüglich dieser Disziplin erzielen zu können, ist die Weiterentwicklung akustischer Entwicklungswerkzeuge für die OEM (Original Equipment Manufacturer) von zentraler Bedeutung. Als erfolgreiches Entwicklungswerkzeug zur Lokalisierung und Charakterisierung von (Stör-)Geräuschen sowohl außerhalb als auch innerhalb des Fahrzeugs hat sich dabei das Beamforming erwiesen.

Im Rahmen dieser Masterarbeit wird eine Verbesserung des Beamformings für die Schallquellenortung im Fahrzeuginnenraum unter Zuhilfenahme von Übertragungsfunktionen angestrebt. Dazu werden im ersten Schritt Übertragungsfunktionen an definierten Punkten an einer sogenannte „aufsetzfertigen Fahrzeugkarosserie“ experimentell bestimmt. Diese Übertragungsfunktionen werden anschließend in einer bestehenden Beamforming-Umgebung eingebunden. Die Lokalisierungsergebnisse dieser Methode und der bereits vorhandenen Beamforming-Algorithmen (ohne Übertragungsfunktionen) werden erfasst, verglichen und qualitativ bewertet.

In diesem Zwischenvortrag wird ein kurzer Überblick über die Schritte der Masterarbeit gegeben und die bereits gemessenen Körperschall-Luftschall-Übertragungsfunktionen vorgestellt.

 

Freitag, 13.01.2017, 11.30 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei der Daimler AG

Albulena Havolli
MSc-Studentin

Fasziniert von der Akustik und von Automobilen habe ich das Praxissemester bei der Daimler AG im Mercedes-Benz Technology Center (MTC) am Standort Sindelfingen in der Abteilung NVH Versuch absolviert und so ein erster Einblick in das Berufsleben eines Akustikingenieurs gewonnen. Das Fahrzeug ist für sehr viele Kunden kein reines Fortbewegungsmittel, sondern ein Produkt zwischen Lifestyle und Status, an das der Kunde höchste Ansprüche stellt. Diese Ansprüche prägen sich markenspezifisch aus. So werden an ein Fahrzeug der Marke Mercedes-Benz höchste Ansprüche an den Komfort, auch in Akustiker Hinsicht, gestellt. Um den Ansprüchen der Kunden gerecht zu werden oder diese bestenfalls noch zu übertreffen, werden verschiedenste vibro-akustische Mess- und Simulationsmethoden eingesetzt.

Im Vortrag werden das Unternehmen und die persönlichen Eindrücke vorgestellten. Es folgt eine Präsentation zweier ausgewählter Aufgaben, die während des Praktikums bearbeitet wurden. Die Eine ist die Erweiterung einer bestehenden Matlab-Umgebung zu bildgebenden akustischen Verfahren durch die Implementierung eines Inversen Beamforming Algorithmus. Die Zweite ist das Mitwirken bei unterschiedlichen Messaufgaben sowohl im Fahrzeuginnenraum (Innengeräusch) auch als bei der Vorbeifahrt (Außengeräusch).

 

 

Freitag, 27.01.2017, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: A wavelet-synthesis model for the auralization of moving sound sources

Wenhuan Duan
MSc-Student

Moving sound sources are indispensable parts in acoustical environment and cause noise problems as the speed of them increases rapidly, such as high-speed trains and cars. Auralization is an efficient way for prediction and provides immerse audible sense. Therefore, it is important to find a sound synthesis approach to modeling moving sound sources and create perceptually convincing sounds for the auralization. In this research, wavelet transform (WT) is proposed to synthesize moving sound sources in virtual reality environment. Compared to Fourier transform, WT has the advantage of remaining the time information when transforming signals into the frequency domain, which benefits the received time-variant signals from moving sources. The Doppler effect leads to frequency shift and frequency expansion. Thus, the Doppler effect should be eliminated through interpolation before wavelet transform. The results need to be verified by on-site measurements of moving sources, and listening tests are necessary to be conducted to compare the synthesized and original sounds. Finally, a synthesis model for the auralization is established based on WT for moving sound sources.

 

 

Freitag, 03.02.2017, 10.30 Uhr

BSc-Vortrag: Einfluss von destruktiven Interferenzen in der Außenohrübertragungsfunktion auf das Richtungshören

Wojchiech Ruhnke
BSc-Student

Die Lokalisation von akustischen Reizen des menschlichen Gehörs unterliegt vielen Aspekten, welche sich in der Außenohrübertragunsfunktion (HRTF) zusammenfassend darstellen lassen. Die spektrale Verfärbung des Schalls durch Brechung und Reflexion am menschlichen Körper ist ein Teil der HRTF. Einige Frequenzen des Schallereignisses werden verstärkt, während andere durch destruktive Interferenzen abgeschwächt werden. In dieser Arbeit werden die abgeschwächten Frequenzen und deren Einfluss auf das Richtungshören genauer untersucht. Dazu wurde im Rahmen dieser Arbeit ein Lokalisationsversuch durchgeführt, in dem zunächst die HRTF gemessen und anschließend die abgeschwächten Frequenzen verschieden stark geglättet wurden. Die Versuchsergebnisse zeigen, dass tendenzielle Verschlechterungen der Lokalisationsfähigkeit mit leichter Glättung der Frequenzen, welche durch destruktive Interferenz abgeschwächt werden, einhergehen.

 

 

Freitag, 03.02.2017, 11.00 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei Cochlear Technology Centre in Mechelen

Karin Loh
MSc-Studentin

Der Vortrag stellt die Ergebnisse und Erfahrungen aus dem Praxissemesters bei Cochlear Technology Center in Mechelen vor. In dem fünf monatigen Praktikum wurden zwei Projekte im Bereich Clinical Care Research bearbeitet. In dem ersten Projekt wurde ein neues Modell zur Sprachverständlichkeit bei Cochlear Implantat Nutzern entwickelt und in die objektive Sprachverständlichkeitsschätzung bei der Algorithmen-Entwicklung in Zusammenhang mit Cochlear Implantaten integriert und ausgewertet. Das zweite Projekt beschäftigte sich mit der Entwicklung eines multilingualen Zahlenkorpus, welcher über verschiedene Sprachen hinweg eine hohe Konsistenz aufweist und mit kostengünstigen Text-to-speech Generatoren erstellt worden ist.

 

 

Freitag, 03.02.2017, 11.30 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei Head Acoustics

Anuj Sethi
MSc-Student

The presentation will cover the research and tasks performed by me at the Development and Consult departments of HEAD Acoustics Telecom division. My work included testing of different acoustic setups for various handheld devices, fixed line telephones, and also radiotesters, whilst also carrying comparisons within the different devices of the same category using delay measurements. I also researched and tested upon different speech recognition systems under various acoustics scenarios. Apart from this I also worked on registering of different IP phones and devices on the network using the Asterisk registrar installed on a Raspberry Pi, which will also be touched upon in this presentation.​

 

 

Freitag, 10.02.2017, 11.00 Uhr

Gast-Vortrag: Application of the interface mobility concept for low-noise design

Agnes Sayer
Institut für Strömungsmechanik und Technische Akustik, TU Berlin

Das Konzept der Interface-Mobilitäten zur Analyse der zwischen Quell- und Empfangsstrukturen übertragenen Körperschallleistung wurde bereits in früheren Arbeiten vorgestellt: es verspricht eine Methode zur Charakterisierung von Körperschallquellen bei mehreren Kontaktpunkten, einen zusätzlichen Einblick in den physikalischen Übertragungsprozess und eine Möglichkeit zur Einführung primärer Lärmminderungsmaßnahmen. Das Konzept beruht darauf, die Feldgrößen und Übertragungsfunktionen an den Kontaktpunkten zwischen Körperschallquelle und Empfangsstruktur in Fourierreihen zu überführen, deren Koeffizienten einzelnen Ordnungen entsprechen und separat betrachtet werden können.

Als maßgebende Kenngröße für die Wirksamkeit geräuschmindernder Maßnahmen wird die übertragene Körperschallleistung erachtet, die sich als Kombination zweier Ordnungsgrößen berechnen lässt. Die Ordnungen des sogenannten Quelldeskriptors stellen ein Maß für die Stärke der Körperschallquelle dar, während die Ordnungen der sogenannten Kopplungsfunktion den Übertragungsprozess zwischen Quelle und Empfänger beschreiben.

In diesem Vortrag werden die Möglichkeiten der Interface-Mobilitäten und der damit verbundenen Ordnungsgrößen in numerischen und experimentellen Untersuchungen aufgezeigt. Für variierende Quell-, Kopplungs- und Empfangsstruktureigenschaften kann in Simulationen gezeigt werden, dass dies zur Reduktion oder Erhöhung einzelner Ordnungen führen kann. Als praktisches Fallbeispiel für eine Körperschallquelle samt Empfangsstruktur wird ein Kühlschrankkompressor und die damit verbundene Gehäusestruktur untersucht. Das Konzept der Interface-Mobilitäten wird hinsichtlich ihrer praktischen Anwendbarkeit diskutiert und auf eine mögliche Ableitung von Lärmminderungsmaßnahmen überprüft.

 

 

Freitag, 24.02.2017, 11.00 Uhr

Transferpfadanalysebasierter Innengeräuschsimulator für Fahrzeugakustik

Carsten Herzog
MSc-Student

In der heutigen Automobilentwicklung sind akustische Fahrzeugeigenschaften mittels objektivierter Ziele und Anforderungen auf Gesamtfahrzeug-, System- und Komponentenebene definiert. Zur Plausibilitätsprüfung solcher Ziele ist im Rahmen dieser Masterarbeit ein transferpfadanalyse-basierter Innengeräuschsimulator zu entwickeln. Gemäß den Grundsätzen der Transferpfadanalyse sind dazu Quellsignale mit den zugehörigen Transferfunktionen zu verknüpfen, um das gesamte Innengeräusch zu prognostizieren. Die zu berücksichtigenden Transferpfade lassen sich dabei allgemein in Luft- und Körperschallanteile untergliedern. Der Innengeräuschsimulator inklusive grafischer Benutzeroberfläche ist in MATLAB zu implementieren. Als Eingabe sind sowohl Zielkurven als auch Simulations- und Messdaten zu verarbeiten.
Weiterhin ist im Rahmen der Masterarbeit die Anwendung des Innengeräuschsimulators auf antriebserregte, niederfrequente Phänomene vorgesehen. Hierbei sind die Luftschallabstrahlung des Motor-Getriebe-Verbundes sowie die der Abgas- und Ansaugmündung von besonderer Bedeutung. Bei den Körperschallanteilen sind als Karosserieeinleitungsstellen die Motor- und Getriebelager, der Hinterachsträger, die Radträger an der Vorderachse sowie die Abgasanlagenhalter zu berücksichtigen. In einem ersten Schritt ist der Innengeräuschsimulator anhand von Messdaten durch Vergleich mit einer kommerziellen Transferpfadanalyse- und -synthesesoftware zu validieren. Außerdem sind statistische Auswertungen von Eingangsdaten durchzuführen und Auswirkungen von beispielsweise Streuungen auf das Fahrzeuginnengeräusch zu untersuchen. Danach sind ausgewählte weiterführende Anwendungen aus dem Bereich Antriebsakustik vorgesehen. Mögliche Fragestellungen sind dabei: Welche Transferpfade spielen eine dominante Rolle für das prognostizierte Innengeräusch? Welche Gewichtung haben die drei Raumrichtungen bei Körperschallpfaden? Welchen Einfluss üben verschiedene Annahmen bezüglich der Phase auf das Simulationsergebnis aus?

 

 

Freitag, 21.04.2017, 11.00 Uhr

Praxissemestervortrag: Praxissemester bei der QSC AG

Fabian Jarmer
MSc-Student

Es wird über das Praxissemester bei der Firma QSC AG, welches im Zeitraum vom 1.April 2016 bis zum 31. August 2016 stattgefunden hat, berichtet. Bei der QSC AG handelt es sich um einen Digitalisierer mit Hauptsitz in Köln. Das Unternehmen beschäftigt ungefähr 1500 Mitarbeiter und das Geschäfts-portfolio umfasst die Bereiche Cloud Services, Internet of Things, IT-Consulting und Telekommunikation.

Inhalt des Praxissemesters war zunächst ein internes Projekt, die Umsetzung einer LED-Wand auf Mikrocontroller-Basis zur Präsentation auf Messen und ähnlichem. Der weitere Inhalt des Praxissemesters war vornehmlich auf das BACnet Protokoll bezogen. Hierbei standen Recherche und exemplarische Implementierungen des BACnet Protokolls im Rahmen eines Kundenprojekts im Vordergrund.

 

 

Dienstag, 25.04.2017, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Atmospheric Ray Tracing based on altitude-dependent weather data

Philipp Schäfer
MSc-Student

Diese Arbeit beschäftigt sich mit Schallausbreitung in der Atmosphäre im Zusammenhang mit der Auralisation akustischer Szenen. Eine weit verbreitete Methode zur Schätzung von Schallausbrei\-tungspfaden zwischen einer Quelle und einem Empfänger ist das so genannte Ray Tracing. Mit Hilfe solcher geschätzten Pfade kann eine Impulsantwort, die die Auralisierung akustischer Szenen in einer virtuellen Umgebung erlaubt, hergeleitet werden. Im Gegensatz zum akustischen Medium in Räumen, für die Ray Tracing häufig verwendet wird, ist die Atmosphäre weder homogen noch statisch. Hauptgründe dafür sind die Variation der Schallgeschwindigkeit über den Raum und Bewegung des Mediums, wie z.B. Wind. Diese Effekte führen zu Brechung und Verschiebung von Schall und damit auch zu gekrümmten Ray Pfaden. Desweiteren sind Distanzen zwischen Quelle und Empfänger draußen in der Regel sehr groß. Folglich ist die Ray Dichte um den Empfänger eher gering und die Schätzung der Ray Pfade benötigt einen hohen Rechenaufwand. Dies erschwert die Findung von Eigenrays - Rays, die den Empfänger direkt treffen - da dieses Problem zwar komplex ist, die Implementierung für eine schnelle Berechnung der Impulsantwort aber effizient sein muss.

Im Zuge dieser Arbeit wird ein Ray Tracing Algorithmus für die Simulation atmosphärischer Schallausbreitung und Auralisierung entwickelt. Es werden Kriterien untersucht, um für den Empfänger unrelevante Rays frühzeitig zu identifizieren und zu verwerfen, wodurch Rechenzeit eingespart werden kann. Für die Modelierung der Atmosphäreneigenschaften werden höhenabhängige Wetterdaten verwendet und somit ein horizontal geschichtetes Medium angenommen. In einem zweiten Schritt wird der Einfluss dieser Eigenschaften auf die Impulsantwort untersucht. Dafür wird eine akustische Szene mehrfach simuliert, wobei die Wetterparameter variiert werden.

 

 

Freitag, 28.04.2017, 11.00 Uhr

Vortrag: A brief overview of the sound capturing, reproduction and virtual sound synthesis in perspective of the room acoustics as an application to the Virtual reality systems

Muhammad Imran
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

The topic covers the sound capturing based on multichannel microphone arrays and their potential usage in teleconference systems, room acoustic measurements and analysis. Further discussion on the reproduction system including binaural technology and its real time implementation. Virtual sound synthesis for graphical object interactions in an essential part of any virtual reality system. The rigid bodies’ interactions during any virtual reality scenario in an important aspect of creating realism in the VR environments. The methods for rigid body interactions and the corresponding virtual sound synthesis are discussed. To make the VR environment more immersive, the room acoustical phenomenon are needed to be incorporated for those scenarios where the virtual architecture is present. In such scenarios certain room acoustical aspects, including sound propagation and sound transmission through structures and their auralization is needed for VR systems.

 

 

Freitag, 05.05.2017, 11.00 Uhr

Vortrag: Multilateration strategies to determine source and receiver positions in array measurements

Ingo Witew
Wissenschaftlicher Mitarbeiter

The analysis of measured array data heavily relies on exact knowledge of the relative sensor positions. In some scenarios the boundary conditions of the measurement situation or design features of the array make this information a priori unavailable. In this talk strategies are discussed to derive the exact sensor position through acoustic multilateration methods. After a  brief overview of the principle an optimization approach is presented that yields the sensor positions based on time-of-flight measurements between calibration sources and the array sensors. The discussion concludes with an accuracy evaluation of optimized solution.

 

Dienstag, 09.05.2017, 10.00 Uhr

Loh: Investigation of noise exposure in educational institutions using aurally-accurate techniques for preschool and primary school-aged children

Karin Loh
MSc-Studentin

Noise exposition in educational institutions is a well-known problem. Not only employees but also children can be highly affected in health and cognitive development due to loud sound environments. So far noise in educational institution has been assessed using approved methods and standards based on research data obtained from adults.  However, these methods provide little information about sound and noise perception by children and not enough information about the temporal and spectral structure of noise and sound environment. This is why sound assessment, using child dummy heads, and psychoacoustic parameters should be considered. This thesis focuses on noise perception by children in comparison to adults. Room acoustic measurements in silence and in-situation noise assessment during daily activity using aurally-accurate measurement methods were executed in five different educational institutions to obtain room acoustic parameters based on binaural measurement methods and binaural psychoacoustic parameters. Further, these results were correlated to noise perception data of children and adults obtained from the INCH questionnaire. 

 

 

Freitag, 12.05.2017, 11.00 Uhr

Gast-Vortrag: Beyond audibility - The role of supra-threshold auditory and cognitive processing in speech perception across the adult lifespan

Christian Füllgrabe
Medical Research Council Institute of Hearing Research, University of Nottingham

Anecdotal evidence and experimental investigations indicate that older people experience increased speech-perception difficulties, especially in noisy environments. Since peripheral hearing sensitivity declines with age, lower speech intelligibility can often be explained by a reduction in audibility. However, aided speech-perception in hearing-impaired listeners frequently falls short of the performance level that would be expected based on the audibility of the speech signal. Given that many of these listeners are older, poor performance may be caused by age-related changes in supra-threshold auditory and/or cognitive processes that are not captured by the standard clinical assessment - the audiogram. The presentation will discuss experimental evidence obtained from clinically normal-hearing adults showing that auditory temporal processing, cognition (e.g. processing speed, attention, memory), and speech-in-noise processing (from phoneme identification to paragraph comprehension) are indeed linked and, independently of hearing loss, decline across the adult lifespan. These findings highlight the need to take into account these audibility-unrelated factors in the prediction and rehabilitation of speech processing across adulthood.

 

 

Freitag, 19.05.2017, 09.00 Uhr

BSc-Vortrag: Evaluation der Audio-Signalsynthese und Netzwerkübertragung für die Echtzeit-Auralisierung in der Virtuellen Realität

Anne Heimes
BSc-Studentin

In Applikationen der Virtuellen Realität (VR) sind technische Herausforderungen die größte Hürde, um eine virtuelle Szene qualitativ überzeugend zu reproduzieren, sodass eine zufriedenstellende Immersion erreicht wird. In der Praxis werden zu diesem Zweck verschiedene Komponenten zu einem Gesamtsystem integriert, welche auf der einen Seite Aufgaben sinnvoll trennen, und auf der anderen Seite die allgemeine Last komplizierter Berechnungen aufteilt.

Ein typisches Beispiel stellen CAVE-Systeme dar, bei denen in der Regel dedizierte Computer für die Visualisierung, das Tracking und die Akustik verwendet werden, die ausschließlich über Netzwerkschnittstellen kommunizieren. Die Akustik kann in drei Teilbereiche aufgeteilt werden: die Signalerzeugung der Schallquellen, die Auralisierung und die Reproduktion. In der Regel werden für die Eingangssignale der Schallquellen vorberechnete oder nachhallfrei aufgenommene Wave-Dateien von der Festplatte geladen. Sollen an dieser Stelle Eingabedaten eingespeist werden, die z. B. durch eine Echtzeit-Synthese erzeugt werden, tritt man mit der Auralisierung und Reproduktion in Konkurrenz, was die verfügbare Rechenleistung angeht.

Um das Problem der begrenzten Rechenkapazität auf einem Computer zu umgehen, können die Audio-Signale auf dedizierten Recheneinheiten berechnet und über eine Netzwerkschnittstelle übertragen werden.

Ein weiterer wichtiger Aspekt interaktiver VR-Applikationen stellt die Systemreaktion auf eine Benutzeraktion dar.  Bei der Akustik ändern sich dadurch fortlaufend die Parameter für Signal-Synthese, Auralisierung und Reproduktion. Die Netzwerkkommunikation darf hierbei das Gesamtsystem nicht ausbremsen, sodass der Benutzer keine Verzögerungen wahrnimmt.

Um eine allgemeine Empfehlung zu formulieren, werden Systemkomponenten und Komplexität der Signalerzeugung sowie Latenz und Übertragungsraten evaluiert.

 

 

Freitag, 26.05.2017, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Physikalisch-basierte Echtzeit-Auralisierung mit der Spiele- und VR-Umgebung „Unity“

Maurice Andreas
BSc-Student

Für den Entwurf überzeugender virtueller Welten sind nicht nur hohe technische und künstlerische Fähigkeiten gefordert. Ohne den Einsatz von professioneller State-of-the-Art-Software ist der immense Aufwand für Modellierung, Drehbuch und Entwicklung individueller Erweiterungs-Scripten nicht umsetzbar. Die hochspezialisierte Entwicklungsumgebung „Unity3D“ von Unity Technologies Inc. bietet nicht nur der kommerziellen Computerspielbranche eine umfangreiche Basis zur vereinfachten Umsetzung ihrer Ideen, sondern unterstützt explizit den Anwendungsbereich der Virtuellen Realität. Hierzu stehen beispielsweise integrierbare Module zur Verfügung, die eine Reihe von VR-Geräten nativ unterstützen, unter anderem die kommerzielle VR-Datenbrille „Rift“ der Firma Oculus VR, LLC oder die „HTC Vive“. Unity3D bietet zudem weitreichende Möglichkeiten der Plugin-Programmierung und einfachen Anreicherung von Objekten der virtuellen Umgebung mit Programmier-Scripten in der modernen Programmiersprache C# an. In dieser Bachelorarbeit soll eine Anbindung von Unity3D an die Software VA umgesetzt werden, welche eine Benutzung der physikalisch-basierten Echtzeit-Auralisierung und allen verfügbaren Wiedergabeverfahren in Kombination mit einer VR-Datenbrille ermöglicht. Ergebnis wird ein vollwertiges multi-modales VR System sein, welches beispielsweise für die interaktive Demonstration von Außenszenarien im Bereich Umgebungslärm, oder für bau- und raumakustische Untersuchungen dienen kann. Außerdem ist der Einsatz für Studien zur multi-modalen Perzeption denkbar, welche unter kontrollierbaren und reproduzierbaren Bedingungen durchgeführt werden, und sich daher für Kollaborationen bei der Wahrnehmungsforschung oder für Round-Robin-Studien eignen.

 

 

Freitag, 02.06.2017, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Beamforming zur Schallquellenlokalisierung an einer Fahrzeugkarosserie unter Verwendung von Übertragungsfunktionen

Albulena Haviolli
MSc-Studentin

Der akustische und schwingungstechnische Komfort von Kraftfahrzeugen (NVH) gewinnt insbesondere im Premiumsegment immer mehr an Bedeutung. Um das eigene Entwicklungspotential voll auszuschöpfen und weiterhin Fortschritte gegenüber den Wettbewerbern bezüglich dieser Disziplin erzielen zu können, ist die Weiterentwicklung akustischer Entwicklungswerkzeuge für die OEM (Original Equipment Manufacturer) von zentraler Bedeutung. Als erfolgreiches Tool zur Lokalisierung und Charakterisierung von (Stör-)Geräuschen sowohl außerhalb als auch innerhalb des Fahrzeugs hat sich dabei das Beamforming erwiesen. Die bereits vorhandenen Beamforming-Algorithmen basieren auf der Annahme eines Freifeldes, welche im Fahrzeuginnenraum jedoch verletzt ist. Einerseits schränken so die resultierenden Modenfelder die Quellenortung stark ein und andererseits kann lediglich der Ort der Schallabstrahlung aber nicht der Ort der Schallentstehung identifiziert werden.

In diesem Vortrag wird ein Ansatz zur Einbindung der Übertragungsfunktionen in den Beamforming-Prozess vorgestellt. Dazu werden im ersten Schritt die Übertragungsfunktionen an definierten Struktureinleitpunkten einer sogenannten „aufsetzfertigen Fahrzeugkarosserie“ experimentell durch Anschlagen mit dem Impulshammer bestimmt. Anschließend werden basierend auf der Methode der Entzerrung im nächsten Schritt die Einflüsse der Karosserie durch die Einbeziehung dieser Übertragungsfunktionen reduziert bzw. kompensiert. Zur Validierung dieses Ansatzes wird die Karosserie an den definierten Positionen zusätzlich mit einem Shaker angeregt. Die Lokalisierungsergebnisse dieses Ansatzes und der entsprechend gleichen Methode ohne das Einbinden von Übertragungsfunktionen werden erfasst, verglichen und qualitativ bewertet.

 

 

Freitag, 09.06.2017, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Assessment of soundscapes through different approaches: soundwalks and listening tests

Yuanyuan Su
MSc-Studentin

Soundscape is related to the relationships between the ear, human beings, sound environments, and society. Based on a series of case studies in Europe and China and an intensive literature review, the description, evaluation, and built for soundscape in urban open spaces are systematically analyzed in terms of four basic elements: sound, space, people, and environment. For urban open public spaces, it is critical to study the peoples’ perception of sounds. This research has two aims: to establish the relation between the auditory perceptions and the visual aspects; and find out thresholds from psychoacoustic parameters related to urban soundscapes. First of all, what is the influence of the visual as-pects on the perception of the urban soundscape? This question will be studied based on a large number of soundwalks in Aachen and listening test under au-dio-only conditions and combined audio-visual conditions. A total of seven measuring sites with varying landscape metrics are chosen for audio-visual re-cording. The recordings will be performed in listening tests by using binaural measurements and later analyzed by using the statistical method of Multivariate Analysis of Variance (MANOVA). Besides, which is the best method to collect data for soundscape studies will be determined by MANOVA. At last, the suitable thresholds will be established for urban environment scenarios by Neural Network. To reach this goal, it will be collected sound measurements with an omnidirectional microphone and from the sound pressure level it will be calculated psychoacoustic parameters in percentiles with the help from the software ArtemiS. This data is confronted against subjective data related to the sonic environment.

 

 

Freitag, 16.06.2017, 11.00 Uhr

Vortrag: Praxissemester bei Cervus Consult

Philipp Bechtel
MSc-Student

Cervus Consult ist das führende Unternehmen in Deutschland, wenn es um die Beurteilung von Lärmbelastungen durch Schießlärm und Explosionen geht. Hierzu werden unter anderem bauliche Maßnahmen zum Lärmschutz, sowie eine Lärmmanagement Software weiterentwickelt um eine Anlage im Einklang mit dem Bundes-Immissionsschutzgesetz betreiben zu können.
Das Thema des absolvierten Praktikums war die Untersuchung des Einflusses von baulichen Maßnahmen auf die Schädigung des Gehörs und den Gehörschutz bzgl. Schießlärm. Diesbezüglich wurde eine Voruntersuchung über die zusätzliche Belastung des Gehörs und dessen Folgen bei Nutzung von Hallenschießanlagen durchgeführt.
Dafür wurden geeignete Bewertungskriterien und Richtlinien für Gehörschädigung, resultierend aus Impulsbelastungen, untersucht und verglichen. Des Weiteren wurden Gehörschützer und deren Dämmwerte genauer unter die Lupe genommen.
Anschließend wurde der Expositionspegel in einem geschlossen Raum und den daraus resultierenden Reflexionen mit dem auf einem Schießstand im Freien verglichen.  Zur Beurteilung des Einflusses Reflexionen höherer Ordnung und baulicher Maßnahmen, welche den Expositionspegel reduzieren, wurden Software Programme entwickelt.

 

Freitag, 07.07.2017, 11.00 Uhr

Dissertations-Vortrag: Anthropometric Individualization of Head-Related Transfer Functions

Ramona Bomhardt
Wissenschaftliche Mitarbeiterin

Human sound localization helps to pay attention to spatially separated speakers using interaural level and time differences as well as angle-dependent monaural spectral cues. In a monophonic teleconference, for instance, it is much more difficult to distinguish between different speakers due to missing binaural cues. Spatial positioning of the speakers by means of binaural reproduction methods using head-related transfer functions (HRTFs) enhances speech comprehension. These HRTFs are influenced by the torso, head and ear geometry as they describe the propagation path of the sound from a source to the ear canal entrance. Through this geometry-dependency, the HRTF is directional and subject-dependent. To enable a sufficient reproduction, individual HRTFs should be used. However, it is tremendously difficult to measure these HRTFs. For this reason this thesis proposes approaches to adapt the HRTFs applying individual anthropometric dimensions of a user. Since localization at low frequencies is mainly influenced by the interaural time difference, two models to adapt this difference are developed and compared with existing models. Furthermore, two approaches to adapt the spectral cues at higher frequencies are studied, improved and compared. Although the localization performance with individualized HRTFs is slightly worse than with individual HRTFs, it is nevertheless still better than with non-individual HRTFs, taking into account the measurement effort.

 

Freitag, 14.07.2017, 11.00 Uhr

Vortrag: V.L. Jordan and Jørn Utzon: Acoustic and architectural interactions in the early design of the Major Hall at the Sydney Opera House

Pamela Clements
Clements Acoustics Design Associates, Rose Bay, NSW, Australia

Vilhelm Lassen Jordan was the first acoustician engaged by Jørn Utzon to work on the Sydney Opera House. Jordan was a Danish acoustic engineer whose advice was based in strictly scientific, quantifiable acoustics, combined with precedent. He was a pioneer in acoustic modelling.
Jordan had a major influence on Utzon’s first scheme for the Major Hall – a “rectangular “ form showing Jordan’s classic approach to acoustic design. Utzon’s second, “faceted” scheme, developed between August 1960 and September 1963, was architecturally compelling but showed little of Jordan’s influence. Jordan compained of the architect’s “fancies” in the design, and by 1962 Utzon believed that Jordan had “given up”.
In June 1962 Utzon brought in Lothar Cremer and Werner Gabler from the Berlin Institute for Technical Acoustics, acousticians who provided scientific acoustic expertise and also worked with Utzon to integrate their acoustic recommendations into his design.
This talk focuses on Jordan’s early acoustic input into the design of the Major Hall, including his collaboration with Utzon on the first (rectangular) scheme and his early design of the second (faceted) scheme. It also considers dichotomies between science and art in the early design approaches of Jordan, Cremer and Gabler for the Major Hall.

 

Freitag, 21.07.2017, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Modelling of moving sound sources using compressive beamforming for auralisation

Yan Li
MSc-Studentin

Compressive beamforming (CB) is a method to reconstruct sparse signals using few measurements by solving a convex minimization problem. CB not only has good localization resolution, but it also able to reconstruct source signals with phase information. For moving sound sources, CB guarantees an acceptable  localization resolution. Besides, phase information benefits auralization by completely reconstructing source signals. This thesis focuses on obtaining the signals of moving sound sources for auralization using CB. A random microphone array will be applied to record a pass-by of a moving sound source. The deployment of the array should be determined in terms a better performance. Subsequently, the recordings are processed by CB to localize and reconstruct the source signal. Finally, reconstructed signal will be added to to the moving sound source in virtual reality (VR) for auralization. The high resolution capabilities and phase information reconstruction using CB are demonstrated on experimental array from moving vehicle measurements.

 

Freitag, 28.07.2017, 12.00 Uhr

Promotions-Vortrag: Theoretical considerations on the sound power substitution method

Spyros Brezas
Physikalisch-Technische Bundesanstalt, Arbeitsgruppe Angewandte Akustik

The acoustic emission of sound sources is characterised today by the sound power. The idea behind this concept is that the sound power is independent from the outer sound field. In practice, this assumption is valid at frequencies between 100 Hz and 20 kHz for sufficiently broad frequency bands. Nevertheless, at lower frequencies and for tonal sources in rooms, the sound power of a source changes depending on the outer sound field.
To extend the validity of the current measurement procedures, the characterization of a sound source based on its free-field sound power is proposed. The basic tool for this proposal is the establishment of traceability for the free-field sound power. The sound power determination of a source under test based on the free-field sound power of a primary source using the substitution method would change the current status from measuring the field quantities, which really exist during the measurement, to referring to the field quantities that would exist in case of free field conditions.
The presentation discusses a theoretical study focusing on the factors that influence the substitution method according to numerical calculations for sound pressure and sound intensity. Reflecting planes have been considered and the mirror source approach has been implemented for both plane and spherical waves. The effects imposed by the translation of the source under investigation and by the reflecting plane impedance has also been studied. The influence of the measurement surface has also been investigated along with that imposed by the numerical settings, which dictate the computational power needed.

 

 

Donnerstag, 03.08.2017, 11.00 Uhr

Gast-Vortrag: An overview of previous and current research and consulting projects in acoustics

Daniel de la Prida
Universidad Politecnica de Madrid

Daniel de la Prida is a PhD student and research assistant at the laboratory for acoustics and vibrations (Arquilav) of the Technical University of Madrid. There he works in several projects related with architectural acoustics and sound planning. His running research is related with the subjective perception of sound insulation, room acoustics and soundscapes. Besides that, he is the technician in charge of making measurements and reports for the companies that outsource the services of the laboratory. He also provides co-tutoring for students during their bachelor or master thesis. Apart from the work at the university, Daniel works as a consultant at a company dedicated to the design and calculation of train wheels, both at the software development and the acoustics department.

After spending time abroad during this Bachelor and Master degree, in Graz (Austria) and Leuven (Belgium), he will now stay at the Institute of Technical Acoustics in Aachen for a one month research visit, working on the perception of room acoustic parameters.

 

 

Freitag, 04.08.2017, 11.00 Uhr

Vortrag: Entwicklung eines universellen Modells zur Simulation von Lautsprechersystemen in Bandpassgehäusen mit Hilfe von Ersatzschaltbildern

Simon Kersten
B.Eng.-Student

Ein großer Teil der Lautsprechersysteme lässt sich der Familie der Bandpassgehäuse zuordnen. Ein wichtiger Bestandteil des Designprozesses dieser Systeme ist die Simulation auf Basis von Ersatzschaltbildern. Am Institut für Technische Akustik wurde zu diesem Zweck die Software Bassyst entwickelt, für die eine Neuauflage geplant ist.  Im Rahmen dieser Neuauflage soll eine Aufarbeitung und Verbesserung der bisherigen Modelle der Lautsprechergehäuse stattfinden. In diesem Vortrag werden die entwickelten Modelle vorgestellt. Zunächst werden einige elektroakustische Grundlagen erklärt und anschließend das sogenannte Modell des allgemeinen Bandpassgehäuses und die Modellierungen der Elemente des Modells erläutert. Anhand von Messergebnissen wird eine Evaluation des Modells und eine Diskussion der Modellierungen durchgeführt.

 

 

Freitag, 04.08.2017, 11.30 Uhr

Praxissemester Vortrag: Praxissemester bei ZTE GmbH

Wenhuan Duan
MSc Student

The presentation will cover the research and tasks of my internship in Test Department of ZTE corporation in Duesseldorf. I was responsible for testing electronic devices and the products management. During a field test, various functional modules of a mobile phone should be tested under different signal strength conditions, for example, at a static state or during a motion.  The tasks also consisted of the arrangement of the projects and joint-tests with engineers of Vodafone. Quality control management of these projects including classifications and analyses of faults was necessary as well. It was required to send faults diagnosis reports to R&D engineers after the field test. Furthermore, a software has been developed to achieve automatic field tests and I used Java for modifying the scripts if there are some special tests requirements.

 

 

Freitag, 11.08.2017, 11.00 Uhr

MSc-Vortrag: Transferpfadanalysebasierter Innengeräuschsimulator für Fahrzeugakustik

Carsten Herzog
MSc-Student

In der heutigen Automobilentwicklung sind akustische Fahrzeugeigenschaften mittels objektivierter Ziele und Anforderungen auf Gesamtfahrzeug-, System- und Komponentenebene definiert. Zur Plausibilitätsprüfung solcher Ziele ist im Rahmen dieser Masterarbeit ein transferpfadanalysebasierter Innengeräuschsimulator zu entwickeln. Gemäß den Grundsätzen der Transferpfadanalyse sind dazu Quellsignale mit den zugehörigen Transferfunktionen zu verknüpfen, um das gesamte Innengeräusch zu prognostizieren. Die zu berücksichtigenden Transferpfade lassen sich dabei allgemein in Luft- und Körperschallanteile untergliedern. Der Innengeräuschsimulator inklusive grafischer Benutzeroberfläche ist in MATLAB zu implementieren. Als Eingabe sind sowohl Zielkurven als auch Simulations- und Messdaten zu verarbeiten.
Weiterhin ist im Rahmen der Masterarbeit die Anwendung des Innengeräuschsimulators auf antriebserregte, niederfrequente Phänomene vorgesehen. Hierbei sind die Luftschallabstrahlung des Motor-Getriebe-Verbundes sowie die der Abgas- und Ansaugmündung von besonderer Bedeutung. Bei den Körperschallanteilen sind als Karosserieeinleitungsstellen die Motor- und Getriebelager, der Hinterachsträger, die Radträger an der Vorderachse sowie die Abgasanlagenhalter zu berücksichtigen. In einem ersten Schritt ist der Innengeräuschsimulator anhand von Messdaten durch Vergleich mit einer kommerziellen Transferpfadanalysesoftware zu validieren. Außerdem sind statistische Auswertungen von Eingangsdaten durchzuführen und Auswirkungen von beispielsweise Streuungen auf das Fahrzeuginnengeräusch zu untersuchen. Danach sind ausgewählte weiterführende Anwendungen aus dem Bereich Antriebsakustik vorgesehen. Mögliche Fragestellungen sind dabei: Welche Transferpfade spielen eine dominante Rolle für das prognostizierte Innengeräusch? Welche Gewichtung haben die drei Raumrichtungen bei Körperschallpfaden? Welchen Einfluss üben verschiedene Annahmen bezüglich der Phase auf das Simulationsergebnis aus?

 

Donnerstag, 17.08.2017, 15.15 Uhr

Gast Vortrag: Overview of deep learning based acoustic signal processing research activities at Korea University

Hanseok Ko
Artificial Inteligence and Big Data Research Institute, Korea University

Over the last few years, deep learnig based machine learning techniques have become widespread. This talk overviews some of the recent activities of Korea University in deep learning based applications which include human-robot-interface, audio-visual integration, and drone cognition.  While deep learning based systems are promising, the challenges in real-world deployment scenarios will be addressed.  

Hanseok Ko has been a professor of Electrical and Computer Engineering , Korea University, since 1995 and currently is Director of ISPL and Artificial Intelligence and Big Data Research Institute, Korea University.  He was a Visiting Professor in the Center for Language and Speech Processing, Johns Hopkins University in 2001 and the CS Dept, University of Maryland in 2009. During his tenure as faculty at Korea University, Dr. Ko has been credited as the main developer of core audio/speech interface for the navigation system of Hyundae/Kia Motors.  Dr. Ko also served as the Director of STW-KU Intelligent Signal Processing Research Center, sponsored by Samsung, to engage research on acoustic and video multimodal techiques for surveillance. Dr.Ko and his students have authored over 500 papers in signal processing and 70 patents are either issued or pending in US and Korea. His professional interests include signal processing and deep learning for human-machine interface, video analytics, and aerial robot cognition. Dr. Ko served as founding member of the JCN and President of the Acoustical Society ofKorea in 2016.  He is currently serving as co-General Ogranizing Chair of the IEEE ICASSP 2018, Seoul.

 

 

Freitag, 15.09.2017, 11.00 Uhr

Vortrag: Development of noise optimized stage elevators – background noise and requirements

Anton Melnikov
SBS Bühnentechnik GmbH

The project name is Pianissimo and the aim is to develop a noise optimized stage elevator. To set up the appropriate noise requirements we measured the background noise in several German theater and opera houses. The key idea was to do it directly during a commercial play with filled auditory. Statistical noise levels, as used in traffic noise analysis, were used to extract the background noise from the data. The obtained data was compared to requirements from stage machinery tender documents with available results from other authors. As a result new recommendations for tender documents were given. Furthermore more precise requirements in 1/3-octave and octave bands for noiseless stage machinery were set.

 

 

Dienstag, 19.09.2017, 11.00 Uhr

Gast-Vortrag: Novel techniques for focal spot localisation in ultrasonic imaging

Elie Abi-Raad
ENSTA ParisTech

High-intensity focused ultrasound, or HIFU therapy, aims to destroy a tumor from within the body non-invasively by raising its temperature dramatically. In practice, the process is not that simple, due to the body’s heterogeneity, and it is hard to aim the beam accurately. Recently, Matsui et al. proposed a novel way to image an acoustic field in tissue in real time. By using an ultrasound echography probe coupled with time-reversal and beamforming techniques, they reconstruct the acoustic beam and the focal spot. However, their method has limited accuracy, due to the small aperture size of the probe which captures a limited amount of information. This study presents a method to improve that accuracy by taking measurements at different positions, an application of Kirchhoff’s integral theorem.

 

 

Freitag, 13.10.2017, 11.30 Uhr

MSc-Vortrag: Hörversuch zur akustischen Immersion in virtuellen Realitäten

Fabian Jamer
MSc-Student

Dieser Vortrag beschäftigt sich mit dem Vergleich verschiedener Wiedergabeverfahren bezüglich ihrer Immersion. Die Vergleichbarkeit der Immersion von verschiedenen Wiedergabeverfahren in akustischen virtuellen Realitäten ist schwierig, da der Begriff der Immersion nicht abschließend geklärt ist. So ist es nicht eindeutig, ob beispielsweise ein physikalisches Wiedergabeverfahren, dass auf die physikalische Schallfeldreproduktion hinarbeitet, oder ein psychoakustisches Wiedergabeverfahren, welches die Wahrnehmungseigenschaften ausnutzt, immersiver ist.

In dieser Arbeit wurden, auf Grundlage eines von Colsman (2016) entwickelten Fragebogens zur Messung des Grads der wahrgenommenen Immersion, verschiedene Wiedergabeverfahren miteinander verglichen. Hierzu wurde eine akustische Szene erstellt, die den Versuchsteilnehmer in ein virtuelles Café hineinversetzen soll. Die verschiedenen Wiedergabeverfahren  wurden anhand der von Colsman entwickelten Items bezüglich verschiedener Komponenten der Immersion miteinander verglichen und  anschließend auf signifikante Unterschiede bezüglich ihrer wahrgenommenen Immersion anhand statistischer Tests untersucht.

 

 

Freitag, 20.10.2017, 11.00 Uhr

BSc-Vortrag: Filteroptimierung für 3D-Audiowiedergabe

Simon Klein
BSc-Student

Die Außenohrübertragungsfunktion (HRTF) spielt eine entscheidende Rolle in der Binauraltechnik. Jedoch erfordert ihre Anwendung in 3D Simulationen einer akustischen Szene leistungsstarke Hard- und Software. Diese Arbeit behandelt eine mögliche Reduzierung des Speicherbedarfs von HRTFs. In diesem Rahmen wurde ein Hörversuch durchgeführt, um den Einfluss von Anpassung der Filterlänge und Quantisierung auf die differentielle Wahrnehmungsschwelle im Paarvergleich zu betrachten. Im Versuch kamen nicht-individuelle HRTFs zum Einsatz. Eine adaptive Anpassung der Parameter wurde mittels des QUEST Algorithmus implementiert. Als Ergebnis konnte festgestellt werden, dass eine isolierte Reduzierung der Samples beziehungsweise Quantisierungsstufen ohne Änderung des Höreindrucks erreicht werden kann. Zudem wurden die Ergebnisse erfahrener und unerfahrener Teilnehmer des Hörversuchs miteinander verglichen.