Konzeption, Modifikation und Integration einer LED Beleuchtungsquelle zur Beurteilung optischer Parameter von Kamerasystemen. - 127 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Ziel dieser Arbeit ist die Untersuchung der Einsatzmöglichkeit von LEDs als Messinstrument zur Beurteilung optischer Parameter von Kamerasystemen. In diesem Zusammenhang werden zunächst grundlegende Testsituationen näher erläutert und eine Einführung in Auswertungen und Speicherung von Bilddaten digitaler Kameras gegeben. Für eine Systemneuentwicklung werden Grundlagen von Leuchtmitteln und derzeitigen Beleuchtungssystemen dargelegt. Der Fokus liegt auf der Konzeption und Umsetzung eines neuen Beleuchtungssystems. Hierzu wurden eigens entwickelte Ansteuerungsroutinen geschrieben, Lichtsimulationen und photo- sowie farbmetrische Messungen durchgeführt. Probleme von derzeitigen Systemen und Schwierigkeiten bei der Entwicklung des eigenen Konzepts sowie die Notwendigkeit von genauen Referenzlichtquellen werden deutlich. Die im Rahmen dieser Arbeit vorgestellte Ulbricht-Kugel mit LEO-LED-Beleuchtung ermöglicht eine Erweiterung bestehender Testverfahren und somit eine umfassendere Einschätzung der Bildgüte von Digitalkameras.
Konzeption und Realisierung einer Softwarelösung für die zentrale Überwachung von Fernsehproduktionssystemen. - 211 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Die Überwachung von Broadcast-Technik ist unerlässlich, um einen störungsfreien Produktions- und Sendeablauf in Fernsehsendern zu gewährleisten. Der fortschreitende Umstieg auf vernetzte Produktion ermöglicht übergreifende Managementlösungen, die jedoch meist mit erhöhtem Kostenaufwand verbunden sind. Ob eine vergleichbare Überwachung der Broadcast-Technik auch mit Hilfe kostengünstigerer Alternativen möglich ist, sollte mit dieser Arbeit ermittelt werden. Ansatzpunkt waren Open Source Lösungen aus dem IT-Bereich, die in Bezug auf einen Einsatz im Broadcast-Umfeld untersucht werden sollten. Es zeigte sich, dass eine mit proprietären Systemen vergleichbare Überwachung mit einer angepassten Variante der Open Source Lösung Zenoss zu erreichen ist. Hierbei muss jedoch ein erhöhter Implementierungs- und Wartungsaufwand eingeplant werden, wie bei der Implementierung eines entsprechenden Managementsystem in der Sendeabwicklung des Norddeutschen Rundfunks deutlich wurde. Da auf längere Sicht eine steigende Nachfrage nach umfangreichen Überwachungslösungen wahrscheinlich ist, wird auch in Hinblick auf sinkende Budgets eine zunehmende Nutzung von Open Source Lösungen als Alternative erwartet.
Signalsegmentierung für die automatische Spracherkennung. - 75 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Spracherkennung im Kraftfahrzeug ermöglicht den Fahrzeuginsassen eine komfortable Bedienung verschiedener Komponenten wie etwa des Mobiltelefons, der Audioanlage oder des Navigationssystems. Vor der eigentlichen Spracherkennung wird das aufgenommene Mikrofonsignal zunächst auf Sprachaktivität überprüft. Durch eine Sprachsegmentierung werden dabei nur Signalausschnitte, die Sprachanteile enthalten, dem Spracherkenner zugeführt. Störsignale beeinträchtigen dabei die Segmentierung. In dieser Arbeit wird, basierend auf einer statistischen Mustererkennung, eine Methode zur Sprachaktivitätserkennung entwickelt und in C implementiert. Ein Modell-basierter, eines Cepstral-Distance-basierter sowie ein SNR-basierter Ansatz zur Erkennung von Sprachsignalen in stationären Rauschumgebungen werden vorgestellt und miteinander verglichen. Durch eine Detektion der harmonischen Struktur von Sprache, wird ein Sprachsignal von einem instationären Störsignale abgegrenzt. Die Methoden wurde unter verschiedenen Randbedingungen getestet und weisen ein gutes Segmentierungsergebnis, auch in stark gestörten Umgebungen, auf.
Entwicklung eines Verfahrens zur Verbesserung des Richtungshörens in digitalen Hörsystemen. - 99 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
Die Lokalisation von Schallquellen in Hörgeräteanwendungen ermöglicht es dem Hörgerätenutzer Schallereignisse aus verschiedenen Richtungen wahrnehmen zu können. Somit wird eine Verbesserung des Richtungshörens erzielt. Mit Hilfe der binauralen Signalverarbeitung zwischen linkem und rechtem Hörsystem kann durch die Auswertung des Laufzeitunterschiedes die Einfallsrichtung (DOA- Direction of Arrival) geschätzt werden. Dabei müssen die durch den Kopf entstehenden Beugungen und Reflexionen Berücksichtigung finden. In diesem Zusammenhang werden innerhalb dieser Arbeit mehrere Verfahren zur Schallquellenlokalisation vergleichend gegenübergestellt. Es wird gezeigt, dass mit Hilfe eines Kopfmodells die Einflüsse des Kopfes kompensiert werden können. Durch die reine Laufzeitauswertung zwischen linkem und rechtem Signal kann jedoch nicht unterschieden werden, ob sich eine Schallquelle vor oder hinter dem Hörgeräteträger befindet. Für die Bestimmung der korrekten Halbebene wird durch die Erzeugung einer Richtcharakteristik am jeweiligen Hörsystem ein Lösungsansatz vorgestellt. Neben dem Vergleich der Verfahren auf Grundlage von Simulationen, werden die verschiedenen Algorithmen und die eingeführten Modelle anhand praktischer Messungen verifiziert.
Expressive musical features and its efficient extraction from HE-AAC compressed domain. - 186 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2010
In dieser Diplomarbeit wird die Möglichkeit von Music Information Retrieval auf Basis von HE-AAC kodiertem Audiomaterial in der komprimierten Ebene und der Transformationsebene untersucht. Die zugrunde liegenden Applikationen sind dabei automatische Genre and Emotionsklassifizierung. Zu Beginn wird eine Bestandsaufnahme musikalischer Merkmale aus der komprimierten Ebene und Transformationsebene durchgeführt und im Anschluss deren Eignung für das HE-AAC Audiokodierverfahren untersucht. Dazu wird ein Verfahren vorgeschlagen das es ermöglicht Aussagen über die Qualität musikalischer Merkmale für automatische Genre- und Emotionsklassifizierung zu treffen ohne eigentliche Klassifizierungsberechnungen vorzunehmen. Dies reduziert den Aufwand zur Merkmalsbewertung und Evaluierung geeigneter Merkmalssätze unter verschiedenen Gesichtspunkten erheblich da auf iterative Verfahren zur Datengewinnung verzichtet werden kann. Die Bestandsaufnahme und Bewertung wird durch neue, an die auditive Wahrnehmung des Menschen anpasste, musikalische Merkmale niedriger Komplexität ergänzt, welche aus zeitlicher Modulationsanalyse von Mel-Frequenz skalierten Spektren hervorgegangen sind. Unter Berücksichtigung dieser neuen Merkmale und dem Fakt das Musiktempo die einfachste und eine der wichtigsten semantischen Informationen im Zusammenhang mit Musik ist wird des Weiteren ein komplexitätsskalierbares Temposchätzverfahren mit wahrnehmungsbasierter Tempokorrektur vorgeschlagen. Das Verfahren kann in Verbindung mit unkomprimierten PCM-Daten (PCMD), MDCT Koeffizienten aus der Transformationsebene (TD) des HE-AAC/AAC Audiokodierverfahrens und mit parametrischen Seiteninformation aus der komprimierten Ebene (CD) direkt auf den HE-AAC Bitstream angewendet werden. Es wird gezeigt dass das Verfahren robust gegenüber Bitratenveränderungen ist und kommerzielle Temposchätzverfahren in Genauigkeit übertrifft. Aufbauend auf den Erkenntnissen aus den Qualitätsbetrachtungen aller hier betrachteten und neuen musikalischen Merkmale werden im Anschluss Merkmalssätze generiert die zur Genre und Emotionsklassifizierung herangezogen werden. In Kombination mit hierarchisch strukturierten GMM Klassifizierern werden damit Genauigkeiten von 88% für die Klassifikation von vier Genres und 62% für die Klassifizierung von vier Emotionen erreicht. Die Ergebnisse zeigen das Music Information Retrieval direkt auf Basis von komprimierten Audiodaten, im speziellen HE-AAC, möglich ist.
Erweiterung des Raumsimulationsprogramms Staccato2 hinsichtlich gerichteter Schallquellen. - 52 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Die Zielsetzung dieser Arbeit, die Erweiterung des akustischen Raum- simulationsprogramms αStaccato 2± um gerichtete Schallquellen, wurde erfüllt. - Mit dem erweiterten, neuen Programm ist es möglich, die Richtcharakteristik einer Quelle vorzugeben. Die Form der Abstrahlcharakteristik kann auf zwei verschiedenen Wegen ausgewählt werden: Entweder wird das Modell einer beliebigen Richtcharakteristik importiert oder das im Programm hinterlegte Modell einer αidealen Niere± genutzt. Die Annahme, dass es für die Simulation gerichteter Schallquellen genügt, die Eingangsparameter zu verändern, konnte bestätigt werden. Auch die dreidimensionale Vermessung eines Lautsprechers konnte erfolgreich durchgeführt werden. Dabei ist es gelungen, die Richtcharakteristik des Studiolautsprechers 1030A der Firma Genelec ohne die Gegebenheiten eines reflexionsarmen Raumes zu vermessen. Die Evaluationsmessungen blieben aus technischen Gründen ergebnislos. Die Validierung erfolgte daher anhand der Simulationsergebnisse.
Auralisation von Ergebnissen der akustischen Raumsimulation. - 62 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
In der Raumakustik gibt es die Möglichkeit, durch mathematische Modellierung die akustischen Eigenschaften von Räumen darzustellen. Im Fachgebiet Audiovisuelle Technik wurde die Software Staccato2 entwickelt, welche durch Kombination aus Spiegelquellenverfahren und Strahlenverfolgungsverfahren (Raytracing) eine Raumimpulsantwort (Echogramm) aus den geometrischen und materiellen Daten für einen Raum erstellt. - Das Ziel der Diplomarbeit ist die Erweiterung dieser Software um den Baustein der Auralisation, der Simulation eines akustischen Signals in einem modellierten Raum. Dies ermöglicht das Hörbarmachen der akustischen Eigenschaften eines Raumes, z.B. zur Optimierung der Positionen von Schallquellen oder einer gezielten Anpassung eines Audiosignals an die Raumeigenschaften durch Verstärkung oder Dämpfung einzelner Frequenzen, d.h. einer Kompensation negativer akustischer Raumeigenschaften. Diese Simulation soll mittels Faltung der mit Staccato2 erstellten Raumimpulsantwort mit einem beliebigen Audiosignal realisiert werden. - Das zu entwickelnde System soll auch eine Faltung mit mehreren Impulsantworten ermöglichen, um die zukünftige Umsetzung einer binauralen Auralisation zur Verfeinerung der akustischen Raumsimulation, d.h. zur Steigerung deren Leistungsfähigkeit und Qualität, zu überprüfen.
Untersuchungen zur Wiedergabe von räumlichen Klangszenen in variablen Audiowiedergabesystemen. - 135 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Das Ziel akustisch räumlicher Wiedergabe ist vielseitig umsetzbar. Einerseits ist dies mithilfe variabler Audiowiedergabesysteme realisierbar, wobei die Anzahl der eingesetzten Lautsprecher als auch die Art der ansteuernden Signale variiert. Der Hörer wird in diesen Fällen auf eine bestimmte ideale Abhörposition beschränkt. Es wird zudem lediglich eine akustische Abbildung in selbiger Entfernung der Lautsprecher erreicht. Ein anderer Ansatz ermöglicht die Synthese eines realen Wellenfelds in guter Näherung. Die sogenannte Wellenfeldsynthese verarbeitet dazu räumliche Szenenbeschreibungen, in denen lediglich Position und Art der Schallquellen in der räumlichen Szenerie angegeben sind. Die Wellenfronten werden dabei entsprechend der Quellpositionen synthetisiert. Im Rahmen dieser Arbeit wird der Versuch unternommen, variable Audiowiedergabesysteme zur Verarbeitung derartiger Szenenbeschreibungen zu adaptieren. Die dementsprechend erarbeitete Methodik wird in MATLAB simuliert. Zum Zweck einer objektiven Beurteilung werden binaurale Merkmale modelliert. Die Ergebnisse der Testreihen werden dargestellt und diskutiert. Dabei kann gezeigt werden, dass die hier eingesetzten Adaptionsmethoden bei einigen Systemen durchaus Verbesserungen der räumlichen Wiedergabe erreichen.
Auswertung raumakustischer Parameter in Schulen. - 115 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Mittelpunkt dieser Arbeit bildet die Auswertung raumakustischer Parameter in Schulen. Anhand dieser gewonnenen Daten und einer Umfrage unter den Lehrern und Lehrerinnen der Schulen soll ein Zusammenhang zwischen schlechter Raumakustik und den physischen und psychischen Auswirkungen auf die Schüler, sowie die physischen Auswirkungen auf das Lehrpersonal untersucht werden. Neben diesen Untersuchungen soll auch ermittelt werden, ob die Vorgaben der DIN 18041 ausreichend und sinnvoll sind, um in Schulen eine förderliche Akustik zu erhalten. Die Frage geht dabei in die Richtung, ob die Richtwerte und Auswahl der verwendeten Parameter sinnvoll festgelegt sind und ob weitere Parameter mit einbezogen werden sollen. Die Diskussion um die Bedeutung des 125 Hz Bereichs ist dabei ebenfalls Bestandteil der Untersuchung.
Entwicklung eines Instrumentariums zur Bewertung der Usability von Hardware. - 110 S. Ilmenau : Techn. Univ., Diplomarbeit, 2009
Die Diplomarbeit beinhaltet die Entwicklung eines Instrumentariums, das die Evaluation der Usability von Hardware für Designer, Ingenieuere, ergonomische Experten, Usability-Experten und Interessierte ermöglicht und vereinfacht. Vorgabe war, dieses Instrumentarium mit Hilfe eines Datenbanksystems aufzubauen. - Um ein effektives Instrumentarium zu erstellen, wird im Entwicklungsprozess ein Usability-Engineering Lifecycle eingesetzt. Die Inhalte werden zuerst durch Sammlung und Klassifizierung der Richtlinien vorbereitet und in eine Datenbank eingebunden. Nachdem eine Recherche über die Zielgruppen und Aufgaben durchgeführt wird, werden Nutzerprofile und Aufgaben erstellt. Diese Ergebnisse fließen in die Gestaltung der Benutzeroberfläche ein. Um einen reibungslosen Arbeitsablauf zu gewährleisten, werden die Eigenschaften der Plattform der Software und der Hardware angesehen. Gleichzeitig werden die allgemeinen Gestaltungsrichtlinien bezüglich der Webanwendung aufgezeigt. Ausgehend von diesen Vorbereitungen wird ein Konzept entworfen und mittels bestimmter Software mit verschiedenen Programmiersprachen entwickelt. Sobald der aus dem Konzept entwickelte Prototyp bereit steht, wird eine Reihe von Usability-Tests durchgeführt. Mit Hilfe der aus diesen Tests erhalteten Informationen erfolgt ein Redesign.