Inertialsensorbasierte Bestimmung der Kameraorientierung. - 95 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Die Aufgabe des im virtuellen Studio der Technischen Universität Ilmenau eingesetzten Trackingsystems ist die exakte Erfassung interner und externer Kameraparameter. Für die Bestimmung der Orientierung erfolgt die Analyse des Kamerabildes. Da mit diesem komplexen Algorithmus Verzögerungen im Bereich mehrerer Frames einhergehen, soll in dieser Bachelorarbeit der alternative Einsatz eines Inertialsensors evaluiert werden. Dabei steht die Frage nach Genauigkeit und Echtzeitfähigkeit des Systems im Vordergrund. Ausgehend von den Anforderungen lassen sich Ziele und Vorgehensweisen für Integration und Vermessung des Sensors ableiten. Die Einbettung des Systems setzt sich aus der Entwicklung eines spezifischen Programmcodes, der Montage und der Kalibrierung des Sensors zusammen. Für die Vermessung des Systems werden im Rahmen dieser Arbeit drei entwickelte Messungskonzepte vorgestellt, durchgeführt und diskutiert. Sie dienen der Bewertung von Genauigkeit und Praxistauglichkeit des Sensors. Die Echtzeitfähigkeit des Systems wird separat betrachtet. In der Zusammenfassung der Arbeit erfolgt eine Einschätzung der Eignung des Sensors für den Einsatz im virtuellen Studio zur Bestimmung der Kameraorientierung. Zudem dient ein Ausblick als Ansatzpunkt für weitere Forschungsfragen.
Individualisierte Audioangebote unter Nutzung von Broadcast Datendiensten. - 82 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2011
Diese Bachelorarbeit umfasst die Erläuterung und Untersuchung einer Möglichkeit zur Gestaltung eines Radioprogrammes, dessen Audioinhalte individuell vom Nutzer zusammengestellt werden können. Dabei werden sowohl Audiodateien als auch dazugehörige Metadaten über einen Broadcast-Datenkanal übertragen. Die exakten Sende- und Empfangsstrategien sind Teil dieser Arbeit. Wie sich die Dateiverarbe-tung im Empfänger gestaltet, um das höchste Maß an Benutzerfreundlichkeit zu erzielen, wird ebenfalls gezeigt. Dazu werden auch Untersuchungen verschiedener Nutzungsszenarien angeführt. Weiterhin geht der Text auf Grundlagen ein, die für die Realisierung ausschlaggebend sind. Dazu zählen digitalen Übertragungsverfahren wie Digital Audio Broadcast (DAB) oder Digital Video Broadcasting (DVB), die Wahl des bestgeeigneten Audio- und Metadatenformats und rechtliche Grenzen. Neben den umfassenden Beschreibungen des individualisierten Audioangebots, wird die umgesetzte, prototypische Realisierung erläutert.
Transferpfadanalyse in der Praxis: Parameterstudien an Beispielstrukturen. - 100 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Die Transferpfadanalyse (TPA) ist ein Verfahren, das in der Fahrzeugakustik eingesetzt wird, um zu analysieren, über welche Schnittstellen die meiste Energie in die Karosserie eingeleitet wird. Dazu ist es notwendig, die wirkenden Kräfte an diesen Punkten zu ermitteln. Dies kann über direkte und indirekte Verfahren erfolgen. Eine indirekte Methode, die in dieser Arbeit zur Anwendung kommt, ist das inverse Matrixverfahren. Dazu wird eine Inertanzmatrix invertiert und mit gemessenen Beschleunigungen aus einer Betriebsmessung multipliziert. Durch die Matrixinvertierung ist das System potentiell fehleranfällig gegenüber kleinen Messungenauigkeiten, wie zum Beispiel Rauschen der Sensoren. Daher werden in den nachfolgenden Versuchen zwei Parameter untersucht und deren Einfluss auf die Qualität der synthetisierten Beschleunigungen geprüft. Es zeigt sich, dass sowohl die Bedämpfung des Systems, als auch die Überbestimmung der Inertanzmatrix als gewählte Parameter verbesserte Prognosen der Zielgrößen ermöglichen. In einer weiteren Messreihe wird die TPA im Fahrzeug angewandt. An zwei Mikrofonpositionen im Fahrzeuginnenraum werden Schalldrücke prognostiziert. Das untersuchte Geräusch ist das Verzahnungsgeräusch eines PKW-Getriebes für Heck-Antrieb. Zusätzlich zu den Messungen wird in MATLAB ein Softwaretool entwickelt, das die gewonnen Messdaten analysiert und die notwendigen Berechnungen zur TPA durchführt.
Entwicklung und Evaluierung von Verfahren zur richtungsgerechten Raumsimulation im Zusammenhang mit Fraunhofer Richtungsmischer. - 100 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen realisiert, die es ermöglichen die richtungsgerechte Beschallung mit einer Raumsimulation zu vereinen. Es werden die wesentlichen Grundlagen der Raumakustik und von Beschallungsanlagen besprochen. Bestehende elektroakustische Systeme und Raumsimulationsverfahren werden vorgestellt, wobei der Richtungsmischer des Fraunhofer Instituts für Digitale Medientechnologie, als System zur richtungsgenauen Abbildung von Schallquellen, die Grundlage der Untersuchungen darstellt. Nach dem Prinzip der Spiegelschallquellenmethode werden raumakustische Simulationen durchgeführt. Dabei werden unterschiedliche Anforderungen berücksichtigt, die sich im Rahmen der Diplomarbeit bezüglich der Reflexionsordnung oder der Integration der Reflexionen in den Richtungsmischer ergeben haben. Ausgehend von verschiedenen Simulationsversuchen werden Konfigurationsansätze gewählt und umgesetzt. Zur Evaluierung der verschiedenen Ansätze wird ein Hörtest in einem institutseigenen Testraum konzipiert und durchgeführt. Die Auswertung des Hörversuches erbringt keine eindeutigen Ergebnisse. Es lassen sich jedoch Aussagen bezüglich der für eine Simulation notwendigen Reflexionsordnungen treffen. Eine eindeutige Tendenz zu einem Konfigurationsansatz kann innerhalb dieser Arbeit nicht gezeigt werden. Weitere Untersuchungen und Hörtests sind nötig, um die gezeigten Ansätze auszubauen und die Ergebnisse zu validieren.
Gewinnung von Tiefenkarten aus Stereo-Video. - 165 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Informationen über die dreidimensionale Szenengeometrie eines Raumes können in vielen Bereichen der Informationstechnik und besonders im Bereich von Computer Vision der Grundbaustein für komplexe Systeme sein, die zur Lösung eines speziellen Problems ein- gesetzt werden. Die Gewinnung von Informationen über die Struktur einer Szene ist ein komplexes und gut untersuchtes Themengebiet. Es gibt eine Vielzahl an Möglichkeiten, die gewünschten Informationen zu erhalten. Eine Variante ist die Stereobildanalyse und die Tiefenberechnung mit Hilfe der Disparitätsanalyse. Inwieweit es möglich ist, aus zweidimensionalen Stereobildern die Tiefenstruktur einer Szene mit Hilfe der Disparität zu berechnen, zeigt die vorliegende Diplomarbeit auf. In der Arbeit werden die Grundlagen der Stereobildanalyse betrachtet und es wird die Dis- paritätsanalyse mit Hilfe des Block Matchings erforscht. Aufgezeigt wird, dass das Block Matching Verfahren ein sehr leistungsstarkes Werkzeug ist, um der anspruchsvollen Aufga- be der Korrespondenzanalyse entgegen zu treten. Ein weiterer Schwerpunkt der Untersu- chungen liegt in der Optimierung von Disparitätskarten. Neben theoretischen Reflexionen wird praktisch ein Algorithmus entwickelt, der auf dem Block Matching Verfahren basiert und verschiedene Korrelationsmetriken realisiert. Zur Anwendung kommen die SAD- und NCC-Metrik sowie nicht-parametrische Transformationen in Form von Rank und Census. Als ein Optimierungsverfahren wird die Verwendung adaptiver Fenster implementiert. Im Rahmen der praktischen Entwicklung des Algorithmus in C++ und der anschließenden Evaluation hat sich herausgestellt, dass die Verwendung adaptiver Fenster zur Dispari- tätsanalyse die besten Ergebnisse liefert. Im Endergebnis wird gezeigt, dass der entwickel- te Algorithmus gute Disparitäts- und Tiefenkarten gewinnen kann. Als Anwendungsfall wird das Segmentieren von Videomaterial beim Keying betrachtet. Es stellte sich heraus, dass die Qualität der gewonnenen Tiefenkarten für diesen Anwendungsfall nicht ausreicht. Dennoch können die gewonnenen Tiefenkarten für eine Vielzahl anderer Anwendungsfälle, wie z. B. der Hinderniserkennung oder der Steuerung autonomer Roboter, genutzt werden.
Äquivalente Dauerlautheit von Kindergeräuschen im Vergleich zu konventionellen Bewertungsverfahren. - 115 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Diese Arbeit untersucht die gehörgerechte Beurteilung von Kindergeräuschen gegenüber Baustellenlärm. Dazu wurden Kinder- und Baustellengeräusche aufgezeichnet und nach Methoden der klassischen Akustik sowie der Psychoakustik analysiert. Weiterhin wurde ein Hörversuch entworfen und durchgeführt. Aufgrund der binauralen Aufnahme für den Hörversuch war es notwendig, ein geeignetes Filter für die messtechnische Untersuchung zu entwerfen. Im Hörversuch galt für die Versuchspersonen, die Lautstärkeempfindung synchron zur Wiedergabe abzutragen und anschließend ein globales Lautstärkeurteil abzugeben. Die Ergebnisse aus der messtechnischen Analyse wurden mit denen aus dem Hörversuch verglichen. Dabei hat sich gezeigt, dass die mittlere Lautheit die tatsächlich empfundene Lautstärkewahrnehmung gut annähert. Im direkten Vergleich mit Baustellenlärm wurden Kindergeräusche trotz einem höheren A-bewerteten Dauerschallpegel als gleich laut empfunden. Im Umkehrschluss würde dies bedeuten: Kindergeräusche werden bei gleichem A-Pegel leiser empfunden als Baustellengeräusche.
Vergleichende Untersuchungen zur Raumakustik von Sporthallen anhand gemessener und berechneter Raumimpulsantworten. - 68 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2011
Die Raumakustik hat das Ziel, für jeden Raum eine angemessene akustische Umgebung zu schaffen. Es existieren verschiedene Herangehensweisen, mit deren Hilfe Parameter für eine akustische Beschreibung eines Raumes berechnet werden können. Zu den wichtigsten Parametern zählt die Nachhallzeit. Sie ist als die Abklingdauer nach dem Abschalten eines akustischen Signals in einem Raum definiert. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einer raumakustischen Analyse von Sporthallen. Während der raumakustischen Projektierung treten häufig kleine Abweichungen der Nachhallzeit zwischen Prognose und Endzustand auf. Bei Sporthallen ist jedoch die erwartete Nachhallzeit immer deutlich kürzer als die gemessene Nachhallzeit. Es wird vermutet, dass Sporthallen durch ihre Bauform Schallenergie besser speichern können, als durch die Prognose angesetzt wird. Aus diesem Grund wurden verschiede raumakustische Messungen durchgeführt. Durch diese Messungen sollte ein Nachweise über die Existenz eines Nachhallreservoirs geführt werden. Des Weiteren wurden Ansätze für die Anpassung der statistischen Berechnungen nach Fitzroy an die typische Bauform einer Sporthalle untersucht. Hierbei wurden die Verhältnisse zwischen Länge, Breite und Höhe als Ausgangspunkt für die Verbesserung genutzt. Die Messungen ergaben, dass Unterschiede in Längs- bzw. in Querrichtung auftreten. Jedoch sind diese nur minimal und für einen Beweis nicht hinreichend eindeutig. Die Anpassung der Berechnung nach Fitzroy zeigt eine Verbesserung und ist durch weitere Objekte zu validieren.
Untersuchungen zur Verständlichkeit von bearbeiteten Sprachsignalen unter verschiedenen Störeinflüssen. - 130 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Um an öffentlichen Plätzen Informationen wie z.B. Warnhinweise oder Zeitdurchsagen akustisch zu übermitteln, werden häufig Public Address (PA) Systeme verwendet. Situation und Umgebung können die Sprachverständlichkeit dieser Durchsagen für Passanten negativ beeinflussen. Gerade in Notfallsituationen gilt es dies zu vermeiden. Arbeiten auf diesem Gebiet haben bereits gezeigt, dass unter Verwendung von verschiedene Algorithmen die Verständlichkeit eines Sprachsignal verbessert werden kann. Ziel dieser Arbeit ist es herauszufinden, wie die Störparameter Rauschen, Bandbreitenbegrenzung und Nachhall die Wirkungsweise von fünf unterschiedlichen Algorithmen auf Sprachverständlichkeit beeinflussen. Als Messmethode wird der "Oldenburger Satztest" gewählt, mit welchem die 50% Sprachverständlichkeitsschwelle der Probanden evaluiert wird.
Konzeption und Realisierung einer Video on Demand und Streaming Plattform. - 85 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Um das Videosignal im Studio per Video on Demand und Livestream im Internet veröffentlichen zu können, muss eine Plattform konzipiert und gebaut werden, die das Videosignal konvertiert, die Videodateien in einem Videoarchiv aufzeichnet und die Videoinhalte in Echtzeit zur Broadcast überträgt. - Diese Arbeit stellt den Zugriff und die Aufnahme des Videosignals durch die Anwendung von DVS Videoboard unter Zuhilfenahme von DVS SDK und C++ vor und implementiert eine Streaming-Plattform durch die Entwicklung von Webserver, Datenbanken und Streaming-Server. In diesem Entwicklungsprojekt werden Java, ActionScript und SQL verwendet. Anschließend werden die Funktionen der Plattform bzw. das Video on Demand- und Streaming-Portal auf einer Webseite integriert.
Weiterentwicklung und Implementierung eines Gestenerkennungsverfahrens. - 69 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2010
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Verfahren entwickelt, welches die Erweiterung einer Gestenerkennung auf dem Prinzip der Hautfarbendetektion ermöglicht. Durch eine Abwägung der Möglichkeiten zu Beginn wurde sich für die Verwendung eines Chain-Codes entschieden. In vielen Entwicklungsschritten wurde zuerst ein Algorithmus entwickelt, der effizient aus der Kontur eines Objektes einen Chain-Code erstellt. Der Algorithmus erfasst die Kontur, in dem er sich immer am Rand entlang arbeitet. Dabei wird das jeweilige Bezugssystem adaptiv zum vorhergehenden Pixel geändert. Das ermöglicht ein effektives Vorgehen des Algorithmus und verhindert das Wechseln von der Außen- in die Innenseite der Kontur, und somit mögliche Endlosschleifen. Die Richtungsänderung zwischen den einzelnen Pixeln wird jedoch nicht adaptiv gespeichert, um so in einer späteren Auswertung Informationen über die Lage der Hand im Raum ermitteln zu können. Nach dem die gesamte Kontur eines Objektes durch einen Chain-Code beschrieben wurde, erfolgt die Auswertung. In dieser wird sich zu Nutzen gemacht, dass die Finger einer Hand durch bestimmte Merkmale im Chain-Code zu detektieren sind. Es wurde ein weiterer Algorithmus entwickelt der diese Merkmale detektiert und daraufhin die Stellen im Chain-Code als Fingerkuppen markiert. Um wirklich alle Finger zu erkennen, erfolgt die Überprüfung des Chain-Codes in Blöcken die sich überlappen. Da es dadurch zu Mehrfachdetektionen kommt, und da auch Fingerzwischenräume als Fingerkuppen markiert werden, wurde ein weiterer Algorithmus entwickelt, der die detektierten Stellen auswertet. Der Algorithmus trennt die als Fingerkuppen markierten Stellen in Fingerkuppen, Fingerzwischenräume, Fehldetektionen und Daumen. Das Vorgehen beruht auf der Tatsache, dass sich die Zahlen der verschiedenen Optionen unterscheiden. Damit lässt sich aus der Anzahl der Stellen, deren Zahlen bestimmte Eigenschaften teilen, ermitteln ob es sich um einen Finger handelt oder nicht. Nach der Auswertung des Chain-Codes wird ausgegeben, wie viele Finger auf dem Bild zu sehen sind. Die Auswertung der Algorithmen zeigt, dass es möglich ist eine Geste mit einer Erkennungsrate von 90% zu detektieren. Bei einer anderen Messreihe lag die gesamte Erkennungsrate der Finger bei 74%. Es fällt auf, dass der Daumen sehr selten erkannt wird. Wenn man den Daumen daher an dieser Stelle nicht betrachtet, wird eine Erkennungsrate von 86% erreicht. Die Evaluierung der Algorithmen bringt die Erkenntnis, dass durch die richtige Anpassung der Parameter eine sichere Erkennung der Merkmale gewährleistet ist. Jedoch bedarf es in Zukunft noch einiger Verbesserungen, um die Auswertung des Chain-Codes praxistauglich zu gestalten. Dazu gehört die Möglichkeit zur flexiblen Anpassung der wichtigsten Parameter sowie eine verbesserte Funktion zum Erkennen von Fingerkuppen, vor allem im Bezug auf die Erkennung des Daumens. Abschließend lässt sich sagen, dass das entwickelte Verfahren eine gute Möglichkeit bietet, ein Gestenerkennungssystem , dass auf Hautfarbendetektion basiert, zu verbessern.