Theses and projects

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Completed Bachelor theses

Anzahl der Treffer: 127
Erstellt: Thu, 28 Mar 2024 23:02:48 +0100 in 0.0335 sec


Stolz, Georg;
Untersuchung zu den meteorologischen Einflüssen auf die Schallmesstechnik. - Ilmenau. - 54 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Die Bekämpfung von Lärm ist ein wichtiger Teil des Umweltschutzes. Um Lärm effektiv zu mindern, ist es wichtig zu wissen, wo er entsteht und wie er sich durch die Luft ausbreitet. Im ersten Teil dieser Arbeit werden daher die meteorologischen Einflüsse auf die Schallausbreitung wie Wind, Temperatur und Luftfeuchte erörtert und Verfahren zur qualitativen und quantitativen Bestimmung dieser Einflüsse vorgestellt. Um den Schallpegel in Abhängigkeit von der Schalleinfallsrichtung zu ermitteln wird außerdem ein Beamforming-Algorithmus für drei in einem gleichseitigen Dreieck angeordnete Mikrofone ausgearbeitet. Basierend auf diesen Grundlagen werden Programme zur Berechnung des Absorptionskoeffizienten der Luft und zur Bestimmung der qualitativen Bedingungen für die Schallausbreitung unter der Einbeziehung meteorologischer Daten entwickelt. Der Beamformer wird ebenfalls implementiert und getestet.



Möller, Fabian;
Design eines Ohrhörer-Gehäuses für MEMS-Lautsprecher. - Ilmenau. - 66 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Simulation von miniaturisierten Schallführungen mit Hilfe von elektroakustischen Ersatzschaltbildern. Ziel der Simulationen ist es einen In-Ear-Kopfhörer-Gehäuseentwurf für einen piezoelektrischen MEMSLautsprecher zu entwickeln, der die Resonanzfrequenz desMEMS-Lautsprechers dämpft und somit den notwendigen Einsatz digitaler Filter reduziert. Dafür werden verschiedene miniaturisierte Schallführungskonzepte einzeln betrachtet und analysiert und auf Basis dieser Erkenntnisse ein In-Ear-Kopfhörer-Modell erstellt. Dieses Modell wird den Anforderungen der Problemstellung gerecht und bietet dabei noch die Möglichkeit von kompakten Gehäuseabmessungen. Abschließend wurde eine Evaluierung durchgeführt um darauf aufbauend einen Ausblick auf weitere Schallführungskonzepte und eine höhere Simulationsgenauigkeit geben zu können.



Seipel, Marius;
Entwicklung und Evaluierung von Messmethoden zur In-Situ Bestimmung der Raumakustik und der Gewinnung von binauralen Raumimpulsantworten. - Ilmenau. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Das Ziel der auditiven Augmented Reality ist es, eine hochgradig immersive und auditorisch plausible Illusion zu schaffen, die virtuelle Audioobjekte und Szenarien mit der realen akustischen Umgebung kombiniert. Für diesen Anwendungsfall ist es notwendig, die Akustik des aktuellen Raumes zu schätzen. Eine Diskrepanz zwischen realer und simulierter Akustik wird vom Hörer leicht erkannt und führt wahrscheinlich zu einer Im-Kopf-Lokalisation oder einer unrealistischen akustischen Umhüllung der virtuellen Schallquellen. Diese Arbeit untersucht State-of-the-Art-Algorithmen zur blinden Nachhallzeitschätzung, die häufig für Sprachverbesserungsalgorithmen oder in Enthallungsanwendungen verwendet werden, und wendet sie auf binaurale Ohrsignale an. Das Ergebnis dieser Algorithmen kann verwendet werden, um den am besten geeigneten Raum aus einer Raumdatenbank auszuwählen. Eine Raumdatenbank könnte beispielsweise gemessne oder simulierte binaurale Raumimpulsantworten beinhalten, die direkt zur Realisierung einer binauralen Reproduktion verwendet werden können. Erste Auswertungen zeigen vielversprechende Ergebnisse bei geringem Rechenaufwand. Weitere Strategien zur Verbesserung der verwendeten Methode werden vorgeschlagen, um eine genauere Nachhallzeitschätzung zu ermöglichen.



Seyfferth, Constantin;
Untersuchung zur Verwendung von Lautsprechern als Mikrofon. - Ilmenau. - 62 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung eines piezoelektrischen MEMS-Lautsprechers hinsichtlich seiner Eignung als Mikrofon. Um die Eigenschaften des Wandlers anhand gängiger Mikrofonkriterien zu charakterisieren wurde eine Messschaltung konzipiert, sowie akustische Messungen durchgeführt. Die Messergebnisse wurden evaluiert und mittels digitalen Signalverarbeitungsprozessen entzerrt. Es konnte gezeigt werden, dass die Verwendung des Lautsprechers als Mikrofon möglich ist und aufgrund zufriedenstellender akustischer Eigenschaften Flexibilität im Bereich der Verstärkung und Signalverarbeitung bietet. Abschließend wurde ein Ansatz zur gleichzeitigen Verwendung als Lautsprecher und Mikrofon vorgestellt.



Mauder, Danny;
Erstellung eines Modells zur Prädiktion des von elektrodynamischen Ohrhörern erzeugten Schalldrucks. - Ilmenau. - 61 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Die vorliegende Arbeit beschreibt die Entwicklung eines generalisierten Modells zur präzisen Vorhersage des von elektrodynamischen In-Ear-Kopfhörern erzeugten Schalldrucks. Dazu wurde ein auf maschinellem Lernen basierendes Modell mit Daten aus elektroakustischen Messungen von In-Ear-Kopfhörern trainiert. Verschiedene Ansätze zur Entwicklung dieses Modells wurden verfolgt, beschrieben und evaluiert. Anschließend wurden etwaige Einschränkungen diskutiert und mögliche Verbesserungsansätze beschrieben. Es konnte gezeigt werden, dass die Entwicklung eines generalisierten Modells mithilfe von Methoden des maschinellen Lernens prinzipiell möglich erscheint, wenngleich die Prädiktionsgenauigkeit des Modells Optimierungspotential aufweist.



Kirner, Jakob;
Detektion von Leckagen und Undichtigkeiten durch Luftschallanalyse unter Einbeziehung von Methoden des Maschinellen Lernens. - Ilmenau. - 61 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Die Nutzung von Druckluft als Energieträger ist Bestandteil vieler Industriezweige. Zuverlässige Wartungsmethoden für gasführende Infrastruktur sorgen dabei für Sicherheit und Kosteneinsparungen. Einige Verfahren der Dichtigkeitsmessung basieren auf der Messung von Schallemissionen. Im Bereich der luftschallbasierten Leckagendetektion setzt man unter anderem auf das bloße Gehör von geschultem Personal oder auf Verfahren wie die Ultraschallmethode. In dieser Arbeit wird die Möglichkeit einer luftschallbasierten Leckagendetektion im hörbaren Bereich unter Einbeziehung von künstlicher Intelligenz untersucht. Dabei werden Geräusche aus einer künstlichen Leckage an einer pneumatischen Vorrichtung aufgenommen, vorverarbeitet und von einem neuronale Netzwerk analysiert.



Küller, Jan;
Simulationen von MEMS-Lautsprechern mit der Finiten-Elemente-Methode (FEM). - Ilmenau. - 72 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Die vorliegende Bachelorarbeit entwickelt ein Simulationsmodell eines Lautsprecherprototyps auf MEMS-Basis anhand numerischer Simulationsverfahren. Das Ziel dieser Forschung ist eine umfangreiche Simulation und Analyse des Lautsprechers mittels Finiter Elemente Methode (FEM). Dabei wird das elektromechanische und akustische Verhalten untersucht. Ein vorhandenes Geometriemodell dient als Modellgrundlage für die FEM-Software. Zunächst wird das elektromechanische Verhalten im Vakuum analysiert. Anschließend wird das akustische Verhalten im linearen Arbeitsbereich und schließlich im nichtlinearen Arbeitsbereich simuliert. Ferner werden die Einflüsse verschiedener Simulationsmethoden und Randbedienungen geprüft. Vorangegangene Messungen bewerkstelligen die Evaluation der Simulationsergebnisse.Die Ergebnisse zeigen ein präzises Simulationsmodell eines effizienten Lautsprechers auf MEMS-Basis, das mit Messungen übereinstimmt. Dabei kann das Modell auf andere Designs des MEMS-Lautsprechers übertragen werden. Diese Grundlage ermöglicht es, künftige Designänderungen effizient und mit hoher Genauigkeit virtuell zu analysieren.



Flemming, Sebastian;
Konzeption und Implementierung eines integrierten Prototyps für Content-Tracking und Duplikatsdetektion in A/V Archiven. - Ilmenau. - 58 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Im Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie (IDMT) wurden mehrere Komponenten zur Identifizierung perzeptuell identischer Video- und Audiosegmente entwickelt. Das Ziel dieser Bachelorarbeit war es, ein Konzept für ein System zu entwickeln, das die Kombination der Ergebnisse dieser Komponenten ermöglicht, und es prototypisch zu implementieren. Unter anderem sollen damit A/V-Archive in die Lage versetzt werden, die Wiederverwendung von A/V-Segmenten effizient zu analysieren, Redundanzen zu vermeiden und Metadaten automatisch zu prüfen bzw. zu propagieren. Hinführend werden dafür zunächst grundlegende Problemstellungen und Konzepte, speziell die der Komponentenergebnisse, der sogenannten "Matches", geklärt und ein konkreter Vorschlag für das Gesamtsystem dargelegt. Nach einer Begrenzung des Fokus auf die Bestandteile "Matcher-Storage-System", welches für die Komplettverwaltung des Systems verantwortlich ist, und "Match-Datenbank", welche die Ergebniswerte enthält, wird eine detaillierte Analyse der Anforderungen an diese Komponenten durchgeführt. Im anschließenden Teil der Bachelorarbeit erfolgt eine allgemeine Betrachtung von Datenbanksystemen und eine Auflistung vorhandener Datenbankkonzepte. Angeschlossen daran werden unter Zuhilfenahme der Analyseerkenntnisse mehrere Ansätze für mögliche Match-Speichermodelle präsentiert und bewertet, ehe sich für ein Modell und ein passendes Datenbanksystem entschieden wird. Abschließend wird ein Konzept dargelegt, dass die gestellten Anforderungen weitestgehend erfüllen kann, und ein einfacher Prototyp vorgestellt.



Ribecky, Sebastian;
Implementation eines Ambisonics-Wiedergabemoduls und Überprüfung von Möglichkeiten der Vergrößerung der Hörzone bei der Wiedergabe von Ambisonics-Aufnahmen. - Ilmenau. - 64 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Ambisonics ist ein Verfahren zur Aufnahmen und Wiedergabe räumlicher Audioszenen, welches Wiedergabeverfahren darauf abzielt, ein Schallfeld zu rekonstruieren. Dies erfolgt durch Projektion der Schallfeldsignale in eine Menge Kugelflächenfunktionen, und diese mittels einer mathematischen Lösung in ein gegebenes Wiedergabesystem decodiert. Daher enthalten die Übertragungssignale eine Lautsprecher-unabhängige Darstellung des Schallfelds, anstelle von einzelnen Kanalsignalen für jeden Lautsprecher (kanalbasierte Systeme). Dies bietet viele Vorteile, insbesondere für Lautsprecher-Wiedergabesysteme, bei denen die Flexibilität der Lautsprecherplatzierung ein Schlüsselrolle spielt. In den letzten Jahren ist das Interesse an dieser Technik stark gestiegen. Der Hauptgrund dafür sind die Fortschritte, die bei den Signalverarbeitungstechnologien gemacht wurden, die in der Realisierung leistungsfähiger und zugänglicher Werkzeuge für Ambisonics-Dekodierung resultiert haben. Die Wiedergabe von Ambisonics-Signalen über Lautsprecher hat aber ein großes Nachteil. Der Bereich ("Sweet Spot"), in dem das aufgenommene Schallfeld korrekt wiedergegeben wird ist sehr klein. In dieser Bachelorarbeit wird ein Ambisonics-Wiedergabesystem konzipiert und in ein Signalverarbeitungs-Framework des Fraunhofer-Instituts für Digitale Medientechnologie integriert. Dieses System ist in der Lage, Ambisonics-Aufnahmen erster Ordnung in einem regulären Lautsprecherarray wiederzugeben. Dafür werden die Schallfeldsignale in Echtzeit dekodiert. Durch Kombination dieses Systems mit der ebenfalls am Fraunhofer IDMT entwickelten "Spatial Sound Wave"-Technologie werden die Fähigkeiten des Systems erweitert, so dass es in einer Vielzahl von Lautsprecheranordnungen eingesetzt werden kann. In einem Hörtest werden die Möglichkeiten zur Vergrößerung des Hörbereichs untersucht. Dies geschieht durch Messen und Vergleichen der Hörzonen, die durch das entwickelte Ambisonics-System mit und ohne Spatial Sound Wave-Technologie erzeugt werden. Die Ergebnisse zeigen, dass die Vergrößerung des Hörbereiches nur sehr gering ausfällt. Aufgrund der gewonnenen Erkenntnisse werden zukünftige Entwicklungs- und Forschungsempfehlungen zur Erzielung größerer Hörzone gegeben.



Hock, Kevin;
Untersuchung zur Aufnahme raumakustischer Diffusschallanteile unter Verwendung weniger Mikrofone für eine räumliche Auralisation. - Ilmenau. - 92 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Dank wellenfeldbasierter Tonwiedergabesysteme ist es möglich, komplexe auditive Szenen zu reproduzieren. Die Auralisation ist hierzu ein Verfahren zur Simulation realer oder virtueller Räume. Diese Arbeit zeigt die erforderlichen Phasen der Auralisation auf und führt in die bisherig angewandten Aufnahme- und Verarbeitungsprozesse ein. Basierend auf diesen Erkenntnissen wird Spatial Impulse Response Rendering als ein alternatives Verfahren zur Messung realer Räume und anschließender Signalverarbeitung zur Filtergenerierung detailliert erläutert. Spatial Impulse Response Rendering wurde dabei auf dessen Eignung für die objektbasierte Auralisation untersucht. Der Fokus liegt hierbei auf einer plausiblen Reproduktion des Diffusschalls unter Verwendung möglichst weniger Mikrofone während der Messungen. Dabei wurden verschiedene Mikrofonanordnungen auf deren Eignung untersucht. Die Evaluation der Messverfahren legt nahe, dass die Messung mit einem B-Format-Mikrofon die besten Ergebnisse bei Bestimmung der Diffusität von Schallfeldkomponenten aufweist. Die Durchführung eines informellen Hörtests gibt Hinweise, dass eine Reproduktion des Filtersets aus der Messung des B-Format-Mikrofons perzeptiv natürlicher empfunden wird. Der Hörtest zeigte auch, dass es tendenziell mit den Filtersets der beiden anderen Messmethoden ebenso möglich ist, natürlich wahrgenommenen Diffusschallrekonstruktionen zu ermöglichen. Die Ergebnisse der Arbeit sollten in formell durchgeführten Hörtests und Messungen weiterer Räume unterschiedlicher Geometrie und Nachhallzeit validiert werden. Ebenso sind Verbesserungen der nicht-koinzidenten Mikrofonanordnungen anhand dargestellter Anforderungen möglich, um deren Filter und somit Reproduktion zu optimieren.