Abschluss- und Projektarbeiten

Das Fachgebiet bietet zahlreiche Themen für Bachelorarbeiten an. Aktuell ausgeschriebene Themen

Sie können sich auch mit einem eigenen Thema an unsere Mitarbeiter:innen wenden. Nachstehend sind im Fachgebiet abgeschlossene, betreute Abschlussarbeiten aufgelistet. In vielen Fällen sind die Themen immernoch relevant. Zögern Sie also nicht mit uns in Kontakt zu treten, wenn  Sie dort für Sie interessant Themen finden.

 
Abgeschlossene Bachelorarbeiten
Anzahl der Treffer: 120
Erstellt: Sun, 26 Mar 2023 13:39:21 +0200 in 0.0453 sec


Hesse, Christoph;
Emulieren eines Kondensatormikrofons durch MEMS-Mikrofone. - Ilmenau. - 70 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2022

In dieser Arbeit wird die Emulation eines Kondensatormikrofons durch ein Array aus MEMS-Mikrofonen untersucht und teilweise durchgeführt. Verschiedene Vorbetrachtungen zu den Eigenschaften eines MEMS-Arrays, wie Amplitudengang, Signal-zu-Rausch-Verhältnis und Richtcharakteristik finden statt. Es wird mittels eines Python Skripts ein FIR-Filter zur Anpassung der Amplitudengänge entworfen. Ein einzelnes MEMS-Mikrofon und ein zu emulierendes Kondensatormikrofon werden in einem reflexionsarmen Raum vermessen. Diese Daten dienen als Eingabe beziehungsweise als Referenz f̈ ur die Ausgabewerte des FIR-Filters. Des Weiteren werden verschiedene Beampattern von grundlegenden Array-Geometrien emuliert.



Popp, Paul;
Extrapolation of microphone array recordings for arbitrary positions in the room. - Ilmenau. - 65 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2022

Im Laufe des letzten Jahrzehnts hat das Interesse an virtueller bzw. erweiterter Realität (VR / AR) stark zugenommen. Für ein immersives Erlebnis ist es notwendig, virtuelle Schallquellen an beliebige Positionen im Raum platzieren zu können. Eine Möglichkeit zur Auralisierung von virtuellen Quellen ist es, Signale mit binauralen Raumimpulsantworten (BRIRs) zu falten und diese über Kopfhörer wiederzugeben. Die Aufnahme von BRIRs mit einem Kunstkopf zur Wiedergabe mit sechs Freiheitsgraden (6-DoF) über Kopfhörer führt zu einem hohen Aufwand, da für unterschiedlichste Kopfdrehungen und Positionen im Raum BRIRs gemessen werden müssen. Außerdem lassen sich vertikale Drehungen des Kopfes nur schwer damit umsetzen. Eine Möglichkeit, den Messaufwand zu reduzieren und Änderungen der Elevation zuzulassen, ist die Spatial Decomposition Method (SDM). Damit muss an jeder Position lediglich eine Messung durchgeführt werden. In der Vergangenheit wurde von Füg ein Algorithmus entwickelt, der Impulsantworten (IRs) so manipuliert, dass die Distanzwahrnehmung verändert wird. Ziel dieser Arbeit ist es, diesen Algorithmus auf die SDM zu übertragen und zu erweitern, sodass Entfernungsänderungen auch für elevierte Quellen möglich sind. Dadurch muss nur noch eine Messung mit der SDM durchgeführt werden, um BRIRs für den gesamten Raum zu synthetisieren. Der entwickelte Algorithmus manipuliert systematisch die Anfangszeitlücke, die Direction-Of-Arrival Matrix und die Energie der IR. Die Evaluation erfolgt mithilfe von distanzabhängigen Raumakustikparametern sowie durch einen informellen subjektiven Wahrnehmungstest. Die Auswertung der Raumakustikparameter zeigt, dass gute Ergebnisse für Quellen erzielt werden, welche oberhalb oder in der Ebene des Empfängers liegen. Für Quellen unterhalb des Empfängers entstehen starke Abweichungen bei der Direct-to-Reverberant-Ratio (DRR). Hinsichtlich der subjektiven Wahrnehmung bleiben die Ergebnisse hinter den Erwartungen zurück. Die Richtungs- und Entfernungswahrnehmung der Synthese weicht nicht stark von den Messungen ab, aber die Klangfarbe der Synthese ist sehr deutlich verändert. Die Übertragung von Fügs Manipulationsalgorithmus auf die SDM ist nur teilweise gelungen bzw. untauglich für einen praktischen Einsatz. Anhand von weiteren zukünftigen Untersuchungen für andere Räume soll die Leistungsfähigkeit des Algorithmus verbessert werden.



Untersuchung zur Charakterisierung nichtlinearer Verzerrungen mittels verschiedener Messprozeduren. - Ilmenau. - 74 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2022

Für die Qualitätsbewertung von Audiosystemen werden häufig nichtlineare Verzerrungen genutzt. Diese können mit einer Vielzahl von Methoden bestimmt werden. Die Auswahl der richtigen Messmethode ist ein grundlegendes Problem beim Vermessen von Systemen. Aus diesem Grund vergleicht die vorliegende Arbeit verschiedene Messmethoden zur Charakterisierung von nichtlinearen Verzerrungen. Für den Vergleich werden Methoden zur Bestimmung von THD, IMD, NCD und MTND betrachtet. Hierzu werden mehrere Messungen an verschiedenen Audiosystemen durchgeführt. Zudem wird die Reaktion der Messmethoden auf Parameterveränderungen in einem künstlichen System untersucht. In der Evaluation werden die Vor- und Nachteile der einzelnen Methoden aufgezeigt. Hierzu wird auch das Verhalten der Methoden bei schmalbandigen Verzerrungen und bei "Off-Axis"-Messungen betrachtet. Zudem werden die Verzerrungensangaben von Herstellern kritisch diskutiert. Zum Schluss wird eine Empfehlung für die Anwendungsgebiete der Methoden bzw. Kennzahlen gegeben.



Stelzenmüller, Max;
Untersuchung zum Lautstärkeverhalten gerichteter Schallquellen in objektbasierter Auralisation. - Ilmenau. - 90 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2022

Die Richtwirkung ist eine wichtige akustische Eigenschaft von Schallquellen. Diese kann in objektbasierten 3D-Audiowiedergabesystemen durch verschiedene Methoden reproduziert werden. Diese Arbeit untersucht das Lautstärkeverhalten virtueller gerichteter Schallquellen bei deren Rotation im kopfhörerbasierten 3D-Audiowiedergabesystem VIPRA, welches auf der Wellenfeldsynthese basiert. Die Reproduktion der Richtwirkung erfolgt in der VIPRA-Portalmethode durch eine Lautstärkeinterpolation zwischen Punktschallquellen. Auf Basis der vorhandenen Implementierung wird eine angepasste Berechnungsmethode erarbeitet und implementiert. Diese hat das Ziel, den Lautstärkeverlauf bei Rotation zu homogenisieren. Zur Evaluation der Methoden werden reale Schallerzeuger mit einem Mikrofonarray aufgenommen und in das System eingebunden. Anschließend werden die Methoden anhand Klangfärbung, Reproduktion der Richtcharakteristik und dem Lautstärkeverlauf bei Rotation verglichen. In einem informellen Hörtest wird die minimale Wiedergabeauflösung der neuen Implementierung untersucht. Die Untersuchungen zeigen, dass die neue Implementierung die bisher auftretenden Sprünge im Lautstärkeverlauf minimiert. Dadurch wird eine bessere Reproduktion der Richtcharakteristik ermöglicht. Der Hörtest gibt Hinweise darauf, dass virtuelle gerichtete Schallquellen, unabhängig von der Richtungsauflösung der Wiedergabe, als natürlich wahrgenommen werden können. Die minimale Richtungsauflösung hängt von der Art der Schallquelle sowie der Anwendung ab. Die VIPRA-Portalmethode sollte in weiterführenden Forschungsarbeiten mit anderen Verfahren zur Reproduktion der Richtwirkung verglichen werden. Diese Vergleiche sollten sowohl analytisch als auch in formellen Hörtests durchgeführt werden.



Patt, Steven;
Evaluation des Standes der Technik zum transparent Schalten von In-Ear-Kopfhörern. - Ilmenau. - 89 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2021

Moderne Kopfhörer und Hearables können immer mehr Funktionen erfüllen, die dem Träger mehr Komfort oder Unterstützung im Alltag bieten sollen. Bei offenen oder halboffenen Kopfhörern wird zum Beispiel der von außen auftretende Schall mit Active Noise Cancellation unterdrückt. Bei geschlossenen Kopfhörern ist aber genau dieser Schall manchmal erwünscht, um wichtige Signale von außen, trotz der geschlossenen Bauweise, wahrnehmen zu können. Diese Funktion, Schall durch die Kopfhörer wahrzunehmen, wird durch sogenannte Hear-Through Algorithmen ermöglicht. Der Fokus dieser Arbeit liegt darauf, einen Überblick über den aktuellen Stand der Technik zu In-Ear Hearables mit Hear-Through Funktionalität zu geben, wie diese konstruiert sein sollten und wie Übertragungsfunktionen zwischen den Mikrofonpositionen und dem Trommelfell definiert werden. Aufgrund der geringen Distanz zwischen dem Lautsprecher und den Mikrofon eines Hearables können vermehrt Rückkopplungen auftreten. Drei Rückkopplungsfilterverfahren werden vorgestellt, von denen zwei, die Prediction Error Methode und ein differentielles Mikrofon Array, auf ihren Einfluss auf die räumliche Wahrnehmung mittels einer Simulation untersucht werden. Diese verändern das auditive Ereignis unterschiedlich stark und können somit die auditive Richtungs- und Umgebungswahrnehmung negativ beeinflussen.



Meyer, Dominik;
Einfluss des Kopfhörermodells auf reale und virtuelle Schallquellen in Augmented Acoustics Anwendungen. - Ilmenau. - 37 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

In dieser Arbeit wird der Einfluss des Kopfhörermodells auf reale und virtuelle Schallquellen in Augmented Acoustics Anwendungen untersucht. Dazu wurden binaurale Impulsantwortmessungen mit einem Kunstkopf durchgeführt. Acht Modelle wurden physikalisch und perzeptiv untersucht. Die physikalische Analyse zeigt die Eigenschaften des Kopfhörers und ihre Auswirkungen auf das reale Schallfeld. Auch der Effekt der Neupositionierung wurde berücksichtigt. Um den Einfluss auf das externe Schallfeld perzeptiv zu untersuchen, wurde ein Multi-Stimulus Test mit versteckter Referenz- und Anker mit 15 Testpersonen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass verschiedene Arten von Kopfhörern unterschiedliche Auswirkungen auf reale und virtuelle Schallquellen haben und dass die Neupositionierung Variationen im Frequenzspektrum verursacht.



Doll, Oliver;
Extraktion akustischer Umgebungsmerkmaleaus binauralen Audiostreams. - Ilmenau. - 64 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Um die Position einer Person in einem Raum zu ermitteln, werden CNNs und binauralen Daten verwendet. Ein funktionierendes Lokalisationssystem auf Basis binauraler Daten kann einexternes Trackingsystem ergänzen. In einem systematischem Testverfahren werden zwei Ansätze verglichen. Ein Ansatz baut den interauralen Merkmalen IPD und ILD auf, während der zweite Ansatz auf den reinen binauralen Aufnahmen aufbaut. Bei dem Testverfahren wird das Netzwerk schrittweise um Schichten erweitert und einige Parameter getestet. Um die Positionder Person zu bestimmen, wird die DOA und die Distanz zur Quelle geschätzt. Zusätzlichwird der aktive Lautsprecher klassifiziert, der als Bezugspunkt dient, um die Position im Raumzu bestimmen. Für diese Aufgabe wird ein Datensatz aufgenommen, der vier verschiedene Lautsprecherpositionen beinhaltet. Bei den Aufnahmen wird keine Beschränkung der DOA vorgenommen und die Distanz variiert im Bereich zwischen 0,5 m und 4,0 m. Aufgrund der COVID-19-Pandemie konnte die Datensatzaufnahme nicht beendet werden. Die Ergebnisse zeigen, dass der vorgestellte Ansatz keine verwertbaren Ergebnisse liefert und wesentlicher Verbesserung bedarf. Das systematische Testverfahren konnte aufgrund mangelnder Ergebnisse nicht bewertet werden. Während des Testverfahrens konnte die Genauigkeit auf dem Testdatensatz kaum gesteigert werden. Auf Basis der wenigen Ergebnisse lässt sich vermuten, dass sich die interauralen Merkmale besser für die DOA-Bestimmung eignen und die reinenbinauralen Audiodaten sich besser für die Distanzbestimmung eignen.



Menz, William;
Vergleich von Ansätzen zur akustischen Anomalie Erkennung auf Basis vorhandener Testdatensätze. - Ilmenau. - 56 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Audioanalysen sollen in verschiedenen Industriezweigen Überwachungen von Produktionsprozessen und die Überprüfung der fertigen Bauteile vollziehen. Ein Ansatz ist es, mit Luft als Übertragungsmedium des Schalls zu arbeiten und Luftschallaufnahmen zu generieren, welche anschließend für die Überprüfung von der Produkt- oder Produktionsprozessqualität genutzt werden können. Neben einer zuverlässigen Überprüfung wird die Verwendung maschineller Unterstützungsverfahren angestrebt. Diese Verfahren sind dazu konzipiert, Anomalien in den Audiodaten zu erkennen. Dies geschieht in der vorliegenden Arbeit mit Hilfe von neuronalen Netzen. In der Anomalieerkennung wird angestrebt, mit möglichst wenig anormalen Daten zu arbeiten. da diese in der Erzeugung sehr aufwendig und teuer sind. Diese Herausforderung kann durch sogenannte Autoencoder (AE) bewältigt werden, da sie Daten in die wichtigsten Bestandteile zerlegen und anschließend rekonstruieren. Wird angenommen, dass normale und anormale Daten unterschiedliche Bestandteile haben und das Netz darauf trainiert wird die normalen Daten zu rekonstruieren, so ergibt sich eine schlechtere Rekonstruktion anormaler Daten. Es wurden unterschiedliche Ansätze und Varianten von Autoencodern. anhand eines vorhandenen Testdatensatzes, welcher aus Luftschallaufnahmen besteht, getestet. Dies geschieht, um festzustellen, welcher Ansatz eine vielversprechende Unterstützung in der Industrie sein könnte. Weiterhin wird der Einfluss der Datenvorverarbeitung auf die Ergebnisse der AE betrachtet. Dies wird durch mehrfaches Trainieren der AE auf unterschiedlich vorverarbeitete Daten erreicht. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass der Variational-Ansatz (VAE) die niedrigsten Werte liefert. Der Shared-Weights-Ansatz (SWAE) erzielte am häufigsten die höchsten Werte, dicht gefolgt vom Simple-Ansatz (SAE). Somit sind der SWAE und der SAE vielversprechend für den Einsatz in der Industrie. Bei der Vorverarbeitung stellte sich heraus, dass die "Fast Fourier Transform" Größe und die dazugehörige Hopsize, sowie die Concat-Anzahl der verwendeten Frames einen erheblichen Einfluss auf das Ergebnis haben und somit für jeden Anwendungszweck neu angepasst werden sollten. In weiterführenden Arbeiten könnten der Convolutional- sowie der Stacked-Denoising-Ansatz in einen Vergleich einbezogen werden, da diese in der Arbeit nicht betrachtet wurden.



Kirchhoff, Kilian;
Entwicklung eines Verfahrens zur parallelen Verwendung eines elektrodynamischen Schallwandlers als Schallquelle und Schallempfänger. - Ilmenau. - 66 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2020

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Fragestellung, inwiefern ein elektrodynamischer Schallwandler simultan als Schallquelle und Schallempfänger nutzbar ist. Es werden zunächst Testmessungen zur gleichzeitigen Nutzung vorgenommen. Dies dient der Findung geeigneter Messparameter und der Entwicklung eines Messaufbaus. Es folgt die Vorstellung eines Verfahrens mit entsprechender Hardwarekonfiguration sowie die Durchführung akustischer Messungen. Die Daten werden mittels digitaler Signalverarbeitung ausgewertet und anschließend evaluiert. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass eine parallele Verwendung eines elektrodynamischen Wandlers als Quelle und Empfänger mit dem vorgestellten Verfahren in Grenzen möglich ist. Außerdem wird eine Aussage über die Qualität dieses Verfahrens bei unterschiedlichen Wandlern gegeben. Im Anschluss wird ein Verfahren auf Hardwarebasis gegeben und anhand eines Aufbaus sowie zugehöriger Simulation erläutert. Im Ausblick wird auf notwendige zukünftige Forschung eingegangen.



Häußler, Jonathan;
Automatische Erkennung der Raumgröße und -geometrie auf Basis binauraler Signale. - Ilmenau. - 51 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2019

Die Analyse der geometrischen Eigenschaften eines Raumes anhand von akustischen Aufnahmen ist für verschiedenste Anwendungen interessant. In dieser Arbeit wird untersucht, in wie weit sich Künstliche Neuronale Netze (KNNs) für eine solche Analyse eignen. Zuerst wird ein Überblick über Konzepte und Entwicklungen in der KNN-Forschung gegeben, anschließend wird das Erstellen und die Verarbeitung des verwendeten Datensatzes erläutert. Abschließend werden die Netzstrukturen der untersuchten KNNs sowie die Experimente beschrieben, die in dieser Arbeit durchgeführt wurden und die Ergebnisse ausgewertet.