Konzeption und Implementierung eines Mikrofonarraycontrollers auf Basis von AVB Netzwerken. - 74 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2016
Die in den letzten Jahren zunehmend an Interesse gewinnenden AVB Standards umfassen eine Vielzahl an Verfahren und Mechanismen für eine latenzarme Übertragung von Audio- und Videodaten über IT-basierte Netzwerke. Ein Teil davon behandelt auch die Kontrolle dieser Netzwerke sowie die Steuerung seiner einzelnen Teilnehmer. Diese Arbeit richtet den Fokus auf das AVB interne Steuerprotokoll AVDECC, wobei zunächst die wichtigsten Kernaspekte der Standardreihe zusammengefasst und mit ähnlichen Verfahren kurz verglichen werden. Im Anschluss daran erfolgt eine detaillierte Betrachtung des Steuerprotokolls sowie eine Evaluierung hinsichtlich der Parameterübergabemöglichkeiten für die Signalverarbeitung. Zur Demonstration entsteht der Entwurf eines Entity-Modells für Arraymikrofone sowie die Implementierung einer Steuerung am Beispiel einer "Mute Control". Die Arbeit zeigt, dass sich die programmiertechnische Implementierung aufgrund der Komplexität der AVB Standards als ein zeitintensiver Prozess gestaltet, der aber durchaus zuverlässige Ergebnisse liefert und viel Raum für zukünftige Implementierungen bzgl. der Steuerung offen lässt.
http://www.gbv.de/dms/ilmenau/abs/846563762pusch.txt
Entwicklung eines HD-SDI/AC-4 Stream Analyzers. - 54 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Im Rahmen dieser Bachelorarbeit wird auf Basis von aktuellen HD-SDI Analyzern und Anforderungen von Entwicklern ein Programm entwickelt, das einen in HD-SDI eingebetteten Dolby AC-4 Datenstrom analysiert und dekodiert. Zudem wird die Funktionsfähigkeit mit Hilfe von geeigneten Test-Signalen nachgewiesen. In einem Performance-Test wird die Echtzeitfähigkeit des Analyzers gezeigt.
Implementierung und Evaluierung zweier Netzwerkinfrastrukturen basierend auf den Netzwerkstandards AVB und AES67. - 101 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
Die Distribution von Audiosignalen in Computernetzwerken ist gegenüber bisherigen Lösungen flexibler bei reduziertem Aufwand und geringeren Kosten. Mit AVB und AES67 gibt es zwei offene Standards, welche die fehlerfreie Übertragung von Audiodaten mit geringer Latenz versprechen - auch parallel zu anderen Daten im Netzwerk. In der vorliegenden Arbeit werden die theoretischen Grundlagen der beiden Standards beschrieben und miteinander verglichen. Auch auf eine mögliche Kompatibilität beider Systeme zueinander wird eingegangen. Des Weiteren wird die Evaluierung und Implementierung einer Testumgebung, basierend auf dem Netzwerkstandard AES67, beschrieben. Verwendet wird hierfür das von Merging zur Verfügung gestellte Audio-Interface Horus. Eine Analyse und eine Auswertung der Implementierung, anhand der erhaltenen Testergebnisse, sind ebenfalls Teil dieser Arbeit.
Übertragung von Steuerdaten mit AVDECC Protokoll in AVB Netzwerken. - 74 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Die AVB-Standardreihe bietet Möglichkeiten für die Übertragung von Audio/Video- und Sensordaten in einem Netzwerk. Diese werden durch die Standards AVTP und AVDECC um Methoden für die Verbindung und Steuerung von Endgeräten innerhalb eines AVB-Netzwerks erweitert. Dadurch können u.a. etablierte Steuerungsverfahren innerhalb eines Netzwerks umgesetzt werden. Im Rahmen der Arbeit wird die Funktionsweise von AVTP und AVDECC analysiert. Dabei wird auf die Anwendungsmöglichkeiten und Implementierung der Standards eingegangen. Im Anschluss an eine Analyse des Implementierungsaufwands wird anhand eines modellhaften Aufbaus gezeigt, wie in AVDECC spezifizierte Steuerdaten übertragen werden können und wie ein eigenes Streamingprotokoll mit AVTP implementiert werden kann. Abschließend wird der ermittelte Implementierungsaufwand mit dem tatsächlichen Aufwand verglichen, um eine Aussage darüber treffen zu können, für welche Anwendungsszenarien die vorgestellten Verfahren geeignet sind.
Experimentelle Untersuchung zur Optimierung der schwingungsmechanischen Eigenschaften von Elektret-Schallwandlern. - 101 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
Fahrerassistenzsystemen wird ein großer Beitrag zugesprochen die Verkehrssicherheit auf den Straßen zu verbessern. Aus diesem Grund wird in der Automobilindustrie mit großem Interesse an diesen Systemen gearbeitet. Ein Fahrassistenzsystem mit einem sehr hohen Bekanntheitsgrad ist die Einparkhilfe. Diese Sensoren arbeiten nach dem Prinzip des Echolotes. Bei den aktuell am Markt verfügbaren werden piezokeramische Plättchen verwendet. Das Ziel der aktuellen Forschung bei der Robert Bosch GmbH ist ein neues Wandlerkonzept. Es wird ein neuartiger, folienbasierter Ultraschallwandler entwickelt. Durch den Einsatz etablierter Fertigungsverfahren kann dieser besonders kostengünstig produziert werden. Zusätzlich ist durch den einfachen Aufbau ebenfalls ein Einsatz des Wandlers als Ultraschallarray denkbar. Im Rahmen der Arbeit soll die Membran des Array-Wandlers dimensioniert werden. Dazu werden verschiedene Geometrien und Materialien betrachtet, unter anderem Faserverbundkunststoff. Für dieses Material wird ein Modell entwickelt mit dem die Eigenfrequenzen berechnet werden können. Das Modell soll mit Messungen an gefertigten Membranen validiert werden. Um die Robustheit der Materialien zu untersuchen sollen Beschussversuche durchgeführt werden. Mit diesen kann eine mechanische Krafteinwirkung von außen, wie beispielsweise durch Steinschläge, simuliert werden. Auf Grundlage der Untersuchungen muss sowohl eine Geometrie als auch ein Material bestimmt werden, welche bei dem Ultraschallsensor Verwendung finden kann.
Untersuchungen zur Optimierung der Erfassung der wahrgenommenen Tiefe in Stereo-3D-Material. - 112 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
In dieser Masterarbeit wird untersucht, ob die Unterscheidung der visuellen von der optischen Achse des Auges eine Optimierung bezüglich der Berechnung eines dreidimensionalen Blickpunktes ermöglicht. Hierfür werden zwei modellbasierte Algorithmen des videobasierten Eye-Tracking genutzt, die die Geometrie und Position des Auges im Raum nachbilden. Durch Anwendung der Algorithmen auf beide Augen können die zwei Sehachsen im Raum geschnitten und die wahrgenommenen Tiefe erfasst werden. Hinischtlich der Berechnung der visuellen Achse werden jeweils ein Stereokamerasystem und eine einzelne Kamera pro Auge verwendet. Dadurch benötigt das Stereo-Eye-Tracking-System kein a priori Wissen über den Aufbau des menschlichen Auges. Zur Beurteilung der Optimierung dient der Vergleich beider Algorithmen mit einem interpolationsbasierten Ansatz. Dafür werden synthetische Daten, bestehend aus einem Computermodell eines Kopfes mit beweglichen Augen, genutzt. Die besten Ergebnisse erzielt dabei der modellbasierte Ansatz mit einer Kamera, der eine deutliche Steigerung der Genauigkeit bezüglich der fixierten Tiefe ermöglicht.
Analyse und prototypische Implementierung von Testsequenzen für die S3D-Qualitätsuntersuchung. - 124 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt darin, zu überlegen und beweisen, wie bestimmte, computergenerierte Testitems (\ac{S3D}-Testsequenzen) aufgebaut sein müssen, um fünf Fragestellungen bezüglich der Qualitätssicherung stereoskopischen Videomaterials zu untersuchen. Hierbei wird eine Testsequenz pro Forschungsfrage entstehen. Mit dem ersten Testitem wird untersucht, wo die maximal wahrnehmbare positive und negative Parallaxe im stereoskopischen Filmraum liegt. Außerdem wird analysiert, in welcher z-Richtung ein stereoskopisch aufgespannter Raum durch Probanden wahrgenommen wird. Es wird untersucht, unter welchen Umständen und ab welchen Stärken kissenförmige Verzerrungen im stereoskopischen Videobild wahrgenommen werden. Außerdem wird erforscht, ab welcher Intensität Tiefensprünge zwischen Schnitten im stereoskopischen Filmraum (als störend) wahrgenommen werden. Abschließend wird geprüft, ab welcher Dauer Schnitte in stereoskopischen Videomaterial als lästig oder gar unangenehm empfunden werden. In der vorliegenden Arbeit werden einleitend die Grundlagen der Stereoskopie behandelt. Danach findet eine Recherche zu den in der Literatur meist erwähnten \ac{S3D}-Fehlern statt. Anschließend werden diese Fehler bewertet und es wird festgestellt, welche Fehler die Zuschauer ab welcher Intensität besonders irritieren. Die Suche nach bereits existierenden Testsequenzen schließt die Recherche ab. Die im Anschluss folgenden, schrittweisen Überlegungen zu sinnvollen stereoskopischen Testitems begründen sich auf den vorher dargelegten Grundlagen. Die Vorgehensweise bei der Erstellung der computeranimierten Testsequenzen wird dokumentiert. Zum Abschluss der Arbeit werden die erstellten Testitems mittels einiger Probanden geprüft. Aus den Ergebnissen der Probandentests werden Rückschlüsse darauf gezogen, inwiefern die Testsequenzen ihre jeweilige Fragestellung beantworten konnten. Außerdem werden Verbesserungsvorschläge für die Testitems gemacht. Weitere Anregungen und Forschungsansätze werden angeführt.
Planung einer Netzwerkarchitektur für den Einsatz im professionellen Fernsehstudio. - 78 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Netzwerke finden im Bereich der Medienproduktion eine immer häufigere Anwendung. Als nächster Schritt soll nun die Netzwerktechnik auch im Studio eingeführt nehmen. In diesem Zuge wurden bereits zahlreiche Standards verabschiedet, sowie proprietäre Technologien entwickelt. Ziel ist das Ersetzen alter Standards durch eine neue Generation von Technologien, die eine höhere Flexibilität, sowie eine überschaubarere Bedienung gewährleisten sollen. Gleichzeitig entsteht allerdings ein Wettbewerb um die Etablierung dieser Technologien. In dieser Arbeit werden zuerst die Anforderungen an ein professionelles Fernsehstudio aufgestellt, um anhand dieser überprüfen zu können, ob Audio-Video-Netzwerke für diesen Anwendungsbereich geeignet sind und welcher der aktuellen Ansätze gemäß diesen Anforderungen zu bevorzugen ist. In einem zweiten Schritt wird eine beispielhafte Netzwerkarchitektur geplant, die die Funktionen eines Fernsehstudios von der Aufnahme bis zur Bereitstellung des Signals für die Sendung oder Speicherung übernimmt.
Implementierung von automatisierten Systemtests in digitalen Kamerasystemen am Beispiel der ARRI AMIRA. - 63 S. Ilmenau : Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015
Auf digitalen Filmkameras läuft Software, die immer leistungsfähiger und modularer wird. Systemtests solcher Softwareprodukte erlangen deshalb mehr Bedeutung und werden immer umfangreicher. Um den Aufwand der Tests niedrig zu halten, versucht man Systemtests mithilfe von Testframeworks weitgehend zu automatisieren. Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Einrichtung eines automatisierten Testframeworks für digitale Kamerasysteme der Arnold und Richter CineTechnik GmbH. Ziel dieser Arbeit ist es, die Arbeitsabläufe beim Testen zu verbessern, deutlich höhere Testabdeckung in kürzerer Zeit zu erreichen, sowie die Testautomatisierung auf alle aktuellen ARRI Kamerasysteme zu erweitern. Nach empirischer Auswahl eines geeigneten Systems, des Robotframeworks, wird dieses erläutert. Das Robotframework ist ein generisches Testframework zur Durchführung automatisierter Softwaretests. Es nutzt Keyword basierte Testskripte um deren Lesbarkeit und Benutzbarkeit zu vereinfachen. In dieser Arbeit werden die Ziele der Testautomatisierung mit dem Framework dargelegt und dessen Organisation in die ARRI Testumgebung veranschaulicht. Eigens erstellte Tests ausgewählter Kamerafunktionen werden implementiert um die Effektivität des Frameworks zu zeigen. Die Analyse sowie die Strukturierung der Testergebnisse bilden den Abschluss der Arbeit.
Analyse und prototypische Implementierung einer Pupillendetektion zur binokularen Blickerfassung. - 144 S. Ilmenau : Techn. Univ., Masterarbeit, 2015
Bereits seit einiger Zeit wird von verschiedenen Forschergruppen und Experten ein binokulares Blickerfassungssystem zur Qualitätsbeurteilung stereoskopischer Darstellungen als notwendig erachtet, da herkömmliche Systeme hierfür bislang nicht die benötigte Genauigkeit erreichen. Zur Entwicklung solch eines Systems wurde das Projekt BinoQ3D hervorgerufen, an dem die TU Ilmenau in Zusammenarbeit mit der Hochschule Furtwangen und der Firma Ergoneers GmbH arbeitet. Diese Masterarbeit befasst sich im Kontext dieses Projekts mit dem Teilgebiet der optischen Blickerfassung und der Evaluation verschiedener Pupillendetektionsalgorithmen sowie möglichen Störeinflüssen. Dazu wird ein computergeneriertes Testmodell geschaffen, mit dessen Hilfe synthetische Augenbilder mit verschiedenen Störparametern überlagert und hinsichtlich der Pupillendetektionsgenauigkeit analysiert werden. Der bedeutende Vorteil liegt in der Kenntnis der Szenengeometrie und der vollen Einflussparameterkontrolle, wodurch die wahren Blickkoordinaten berechenbar sind und so als ideale Referenzwerte zur Verfügung stehen. Anhand der simulierten Störeinflüsse werden zusätzlich Empfehlungen für die Anforderungen an die Augenkameras abgeleitet. Für eine vollständig sichtbare Pupille erweisen sich dabei zwei Detektionsverfahren am genauesten, wobei eine auf der Berechnung des Flächenschwerpunkts und die andere auf dem Einpassen von Ellipsen basiert. Findet die Pupillendetektion unter bestmöglichen Ausgangsbedingungen statt, wird eine sehr genaue Blickerfassung erreicht. Diese übertrifft die Fixationsgenauigkeit des menschlichen Auges deutlich und erreicht sogar die Grenze der Disparitätswahrnehmung. Wird das Augenmodell der Realität angenähert, liegt die erzielte Präzision trotzdem deutlich über der Leistungsfähigkeit aktueller Systeme.