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: 127
Erstellt: Wed, 27 Mar 2024 23:03:29 +0100 in 0.0507 sec


Li, Zhenyu;
Localization with rotating microphone arrays. - Ilmenau. - 54 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Die räumliche Ortung von Schallquellen ist Gegenstand der Untersuchung. Mit ihr werden mehrere Anwendungsbereiche wie Sprachverbesserung und Schätzung der Direction of Arrival (DOA) für Multiple-Input, Multiple-Output (MIMO) Systeme in der Kommunikationstechnik erschlossen. Die Arbeit richtet die Aufmerksamkeit auf die Verwendung mehrerer Sensoren, die als Mikrofonarray konfiguriert werden. Bisher wurden erste Versuche zur Messung von Lautsprecherpositionen mittels Mikrofonarrays unternommen, aber diese Versuche erwiesen sich in der Praxis als nicht präzise genug. Ein neuer Ansatz zur Lokalisierung einer Schallquelle durch rotierende Mikrofonarrays beruht auf dem Dopplereffekt und wurde in [1] eingeführt. In dieser Thesis wird eine innovative Methode für ein rotierendes Mikrofonarray mathematisch dargestellt und in einer Raumumgebung mit modellierten akustischen Reflektionen numerisch simuliert. Die Leistungsfähigkeit dieser Methode wird in Bezug auf die Genauigkeit der Lokalisierung beurteilt. Darüber hinaus werden eine Reihe von Einflussfaktoren wie Drehgeschwindigkeit, Arraygröße, Lautsprecherabstände, Raumakustik, Abtastraten, Signal-Rausch-Verhältnis (SNR) und relative Schallquellenanordnung zum Mikrofonarray untersucht. [1] Klefenz F, Sporer T. Apparatus, method and computer program for localizing a sound source: U.S. Patent 8,649,529[P]. 2014-2-11.



Blau, Michael;
Implementierungsmöglichkeiten für Wiedergabesysteme mit dynamischer Binauralsynthese. - Ilmenau. - 39 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Die dynamische Binauralsynthese ermöglicht die Wiedergabe von Audiosignalen über Kopfhörer, bei der ein authentischer, räumlicher Höreindruck entsteht. Für die Anpassung der Signale an Ausrichtung und Position des Hörers ist eine aufwändige Signalverarbeitung in Echtzeit notwendig. Hallfreie Eingangssignale werden mit wechselnden Impulsantworten, die die Übertragungsstrecke von der Quelle zum Ohr in einer virtuellen Umgebung repräsentieren, gefaltet. In dieser Arbeit werden unterschiedliche Faltungsalgorithmen bezüglich ihrer Eignung für die dynamische Binauralsynthese untersucht und optimiert. Dabei werden Impulsantwortlänge, Latenz, benötigte Rechenleistung und Dauer der Übernahme neuer Impulsantworten in Relation gestellt. Damit die Randbedingungen formuliert und die zu optimierenden Größen gewichtet werden können, wird neben den theoretischen Überlegungen ein unmittelbarer Bezug zu echtzeitfähigen Signalverarbeitungssystemen hergestellt. Für das Ziel - den Entwurf einer ressourcenschonenden Implementierung - werden daher die Funktionsweisen und Eigenschaften von Digitalen Signalprozessoren (DSPs) und Field Programmable Gate Arrays (FPGAs) berücksichtigt. Für eine mögliche Implementierung und zur Abschätzung technischer Spezifikationen wurde ein Testsystem zur Audiosignalverarbeitung auf FPGA-Basis aufgebaut.



Köhler, Mona;
Weakly supervised object detection. - Ilmenau. - 78 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

In den letzten Jahren wurden mithilfe neuronaler Netze große Fortschritte im Bereich der Bildklassifikation und der Objektdetektion erzielt. Die Aufgabe eines Objektdetektors ist es in Bildern die Position und die Größe verschiedener Objekte (z.B. Gesichter, Fahrzeuge, Tiere oder Personen) zu ermitteln. Für das Training der aktuell besten Detektoren werden dabei Annotationen aller Objektinstanzen benötigt. Die Annotation der Bilder stellt sich als sehr zeit- und arbeitsaufwendig heraus. Um dieses Problem zu umgehen, wird versucht mit schwach annotierten Bildern zu arbeiten. Das heißt als Annotation ist lediglich die Information vorhanden, welche Objektklassen sich auf dem Bild befinden und welche nicht. Im Rahmen dieser Arbeit werden zwei, auf neuronalen Netzen basierende, schwach überwachte Objektdetektoren nachimplementiert, trainiert und auf Testbilder angewandt. Darauf folgend werden die entstehenden Detektionen als Annotation für zwei stark überwachte Objektdetektoren verwendet. Die stark überwachten Objektdetektoren werden zum Vergleich zusätzlich auf den Ground-Truth-Annotationen trainiert. Zur Evaluation werden drei verschiedene Datensätze verwendet. Anschließend werden mögliche Fehlerquellen, Probleme und Verbesserungspotentiale diskutiert. Die Ergebnisse zeigen, dass die schwach überwachte Objektdetektion im Vergleich zu stark überwachten Objektdetektoren noch deutlich schlechtere Detektionen hervorbringt. Trotzdem kann sie als Hilfsmittel eingesetzt werden, um beispielsweise den Annotationsaufwand zu senken.



Stippler, Carmen;
Evaluierung und Anpassung von Algorithmen zum Matching von Key-Frames. - Ilmenau. - 113 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2018

Die technische Analyse der Inhalte von Fernsehbeiträgen spielt eine wichtige Rolle für die Verwaltung, Archivierung und Zuordnung des Videomaterials. Für die Zuweisung von Sequenzen eines Videos zu ihrem Originalmaterial innerhalb einer Datenbank wird in dieser Arbeit das Key-Frame-Matching betrachtet. Dafür wird ein Video durch seine repräsentativen Schlüsselbilder, sogenannte Key-Frames dargestellt. Die Key-Frames der betreffenden Originaldatei stimmen jedoch nicht immer mit den Key-Frames der Videosequenz überein, zum Beispiel (z. B.) da in dem zusammengestellten Beitrag Bildmanipulationen durchgeführt wurden. Aus diesem Grund muss der Vergleich anhand spezifischer Beschreibungen der Key-Frames erfolgen. Ziel dieser Arbeit ist der Vergleich von Methoden zur kompakten Repräsentation eines Bildes. Unter Berücksichtigung des Zeit- und Speicheraufwandes werden die Methoden hinsichtlich der korrekten Zuordnung ähnlicher Bilder untersucht. Hierfür erstellt die Autorin eine Datenbank und entnimmt zufällig Bilder. Diese werden in Orientierung an Fernsehbeiträgen aus dem Nachrichtengenre durch zwei Bauchbinden oder eine Variante von Cropping manipuliert. Anschließend erfolgt eine Prüfung der mit einer Methode ermittelten ähnlichsten Bilder, ob diese das jeweilige Originalbild beinhalten. Um die Methoden zu verbessern, werden auf Grundlage verschiedener Quellen Anpassungen und Erweiterungen getestet. Aus den Ergebnissen werden Empfehlungen hinsichtlich der Methoden mit der besten Performance inklusive der damit verbundenen Einschränkungen bezüglich Zeit- und Speicherbedarf geschlussfolgert.



Pachatz, Nicolas;
Untersuchungen zur Relevanz raumakustischer Parameter bei Anpassung eines Binauralsynthesesystems an die Raumakustik des Abhörraumes. - Ilmenau. - 53 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017

In dieser Arbeit werden mehrere Algorithmen vorgestellt und entwickelt, um bei binauraler Wiedergabe mittels Kopfhörer die Distanzwahrnehmung von akustisch divergenten Räumen zu verbessern. Hierbei besteht das Problem, dass der Zuhörer erwartet, die gleiche Akustik des Raumes in dem er sich befindet, auch über Kopfhörer zu hören. Ist dies nicht der Fall, kommt es zum Raumdivergenzeffekt, der bei Wiedergabe mittels Binauralsynthese die externale Wahrnehmung verschlechtert. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die raumakustischen Parameter zu finden, welche für die verschlechterte Lokalisierung und Externalisierung binauraler Signale bei Raumdivergenz verantwortlich sind. Die Algorithmen synthetisieren dabei aus zwei gemessenen binauralen Raumimpulsantworten (BRIRs) neue Datensätze. Es werden insgesamt drei Methoden implementiert. Das erste Verfahren basiert auf einer Angleichung des Verhältnisses zwischen Direktschall- und Nachhallenergie. Das Zweite widmet sich der Angleichung der Initialzeitlücke, die durch unterschiedliche Abstände von Schallquelle zur Hörposition entsteht. Im dritten Verfahren werden mittels Dynamic Time Warping (DTW) die frühen Reflexionen der BRIRs interpoliert. Diese Verfahren werden auf unterschiedliche Entfernungen und Positionen von zwei Räumen angewendet. Als Räumlichkeiten dienten dabei ein halliger und ein trockener Raum, also mit starker akustischer Divergenz. Die Evaluierung erfolgt mittels eines Hörtests, in dem die Lokalisierung und Externalisierung der binaural-synthetisierten Schallquellen untersucht wird. Die Auswertung des Hörtests befasst sich mit der Eignung der Algorithmen für eine verbesserte räumliche Wahrnehmung mittels Binauralsynthese über Kopfhörer.



Dietrich, Stefan;
Untersuchungen zur räumlichen auditiven Wahrnehmung bei Verwendung eines Knochenleitungshörers. - Ilmenau. - 43 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017

Das knochenübertragene Hören kann eine nützliche Alternative für Menschen mit Schädigung des Außen- oder Mittelohrs darstellen. Das zu Grunde liegende Prinzip hierbei ist es, Schallwellen unter Nutzung eines mechanischen Schwingers durch den Schädel zu leiten. Dies versetzt den Schädel und somit die darin liegende Cochlea in einen Schwingungszustand, welcher den Eigenschaften des Signals entspricht. So kann die gesamte Signalverarbeitungskette vom Außenohr bis zur Cochlea überbrückt werden. Da dieser Vorgang aber nicht dem natürlichen Hörerlebnis entspricht, ändert sich dieses für den Nutzer eines solchen Geräts. Es ist anzunehmen, dass selbst eine monaurale Erregung beide Cochleae erregt, da die Vibration von einer Seite aus durch den Schädel wandert und die gegenüberliegende Seite in abgeschwächter Form erreicht. Die Auswirkungen dieses Übersprechens sind zweierlei. Zum einen summieren sich die beiden Anregungen und führen zu einer Erhöhung der wahrgenommenen Lautheit und zum anderen entsteht ein diffuseres Schallbild. Die vorliegende Arbeit untersucht die Eigenschaften des räumlichen Hörens und die wahrgenommene Lautheit bei Knochenleitung. Zu diesem Zweck wurde ein Hörtest durchgeführt, wobei ein neuartiger Knochenleiterhörer auf Basis piezoelektronischer Aktoren und normal hörende Probanden zum Einsatz kamen. Der erste Teil des Tests bestand in der Aufnahme von Kurven gleicher Lautheit für Knochenleitung bei binauralen Signalen. Der zweite Teil beinhaltet einen direkten Vergleich der wahrgenommenen Lautheit in einem offenen Schallfeld und bei Knochenhören. Dies gestattet eine objektive Beurteilung der Lautheitsempfindung, welche nicht mit den gleichen Größen wie im offenen Schallfeld gemessen werden kann. Die Ergebnisse des ersten Teils legen nahe, dass der zuvor erwähnte Effekt des Übersprechens auftritt und die auditive Wahrnehmung beeinflussen kann. Aufgrund der großen Varianz unter den Ergebnissen der einzelnen Probanden, ist es allerdings schwer eine eindeutige Tendenz auszumachen. Bemerkenswerter ist ein steiler Abfall der Kurven aller räumlichen Parameter für Frequenzen oberhalb der 6 kHz, was eine besonders feine Wahrnehmung in diesem Bereich impliziert. Diese Annahme wird durch den zweiten Versuchsteil unterstützt, in welchem die wahrgenommene Lautheit bei hohen Frequenzen stets die, der Referenzsignale über Luftschall übersteigt.



Merten, Nils;
Distanzwahrnehmung in virtuellen auditiven Umgebungen mit dynamischem Avatar. - Ilmenau. - 57 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017

Die menschliche Fähigkeit, Distanzen anhand des Gehörsinns zu bestimmen ist abhängig von diversen Faktoren. Es ist bereits erwiesen, dass Bewegungen während des Hörens in einer genaueren Distanzempfindung resultieren. Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, die Auswirkungen von Hörerbewegung in einer virtuellen Hörumgebung zu analysieren. Hierzu wird ein Überblick über die Mechanismen der auditiven Distanzwahrnehmung und der technischen Möglichkeiten zur Erzeugung virtueller Hörumgebungen gegeben. Anschließend wird auf der Grundlage dieses Wissens ein Experiment entwickelt, welches die Auswirkungen von Translation auf das Distanzempfinden untersucht. Es wird eine stark verbesserte Entfernungsschätzung für dynamisch gehörte, nahe Quellen festgestellt. Während mit steigender Erfahrung der Hörer ein Adaptionsprozess mit positivem Einfluss auf die Genauigkeit zu beobachten ist, erlaubt die auditive Bewegungsparallaxe in einigen Fällen auch ohne Erfahrung ein Maß an Genauigkeit, welches dem von Hörtests in realen Umgebungen nahe kommt.



Pfeiffer, Manuela;
Kopfmodellbasierte Blickrichtungsschätzung. - Ilmenau. - 39 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017

Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, ein Verfahren zur kopfmodellbasierten Blickrichtungsschätzung, das auf synthetischen Daten basiert, in die Praxis zu überführen und zu testen. Dafür werden als erstes die Grundlagen von Auge, Projektion und 3D-Transformation erläutert. Als zweites werden aktuelle Techniken im Bereich der Cornea-Reflexion und des modellbasierten Gaze-Tracking aufgelistet. Daraufhin wird der Algorithmus zur Blickrichtungsschätzung erklärt, der auf einem 3D-Kopfmodell basiert. Anhand dessen kann mit dem POSIT-Algorithmus aus den 2D-Bildpunkten die Lage des Kopfes geschätzt werden. Anschließend wird mittels Projektion der Pupillenpunkt und daraus der Blickvektor bestimmt. Darauf wird der Versuchsaufbau und -durchführung erklärt. Es folgt eine Auswertung der aufgenommenen Videodaten, hinsichtlich Genauigkeit und Präzision. Diese Werte werden abschließend analysiert und mit dem Stand der Technik verglichen und diskutiert.



Brömme, Niclas;
Energiebilanzbetrachtung von digitalen Array-Lautsprechern. - Ilmenau. - 71 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit einer energetischen Betrachtung eines digital angesteuerten Array-Lautsprechers. Diese Lautsprechertechnologie bietet die Möglichkeit der direkten Schallwandlung von digitalen Signalen in die akustische Domäne. Die digitale Lautsprecheransteuerung könnte eine energetisch effizientere Alternative zu der konventionellen analogen Ansteuerung darstellen. In der vorliegenden Arbeit wird das Konzept der digitalen Lautsprecheransteuerung mittels PCM-Signalen dargelegt. Dabei wird auf das Funktionsprinzip digitaler Arrays eingegangen. Die Untersuchungsgegenstände dieser Arbeit stellen die Wirkleistung, der erzeugte Schalldruckpegel sowie die Ein- und Ausgangsenergie eines Array-Elements dar. In einer FEM-Simulationssoftware wurde eine ideale starre Kolbenmembran als Schallwandler implementiert. Dieser Wandler wurde mit einem digitalen PCM-Signal und einem analogen Sinussignal bei den Untersuchungsfrequenzen 100 Hz, 1 kHz und 10 kHz angesteuert und untersucht. Dabei wurde bei den digitalen Eingangssignalen die Flankensteilheit der rechteckförmigen Ansteuerung variiert. In Form einer Bilanzbetrachtung konnte gezeigt werden, dass der Wandler bei digitaler Ansteuerung bei allen Untersuchungsparametern energetisch effizienter arbeitet, als bei der analogen Ansteuerung. Dies bestätigten sowohl die gemessenen Schalldruckpegel, als auch das Verhältnis von Ein- und Ausgangsenergie. Ein Zusammenhang zwischen dieser Effizienzsteigerung und der Wirkleistung konnte nicht gefunden werden. Jedoch wurde ein deutlicher Effizienzgewinn ab einer bestimmten Flankensteilheit ermittelt.



Häger, Daniel;
Konzeption und Implementierung von Komponenten zur Ablage, Annotation und Suche von Medieninhalten in einem nicht vertrauenswürdigen Server-Umfeld. - Ilmenau. - 70 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Bachelorarbeit 2017

Im Rahmen dieser Arbeit werden Komponenten zur sicheren Speicherung von Mediendaten in einem unsicheren Serverumfeld konzipiert. Diese sollen ohne wesentliche Abstriche der Sicherheit die flexible Nutzung der Medieninhalte und der ihnen zugeordneten Metadaten ermöglichen. Die Verwendung existierender Speicherdienste wird dabei ergänzt um clientseitige Verschlüsselung und weitere sinnvolle Funktionalitäten wie Tagging, Suche und Annotation. Einige Komponenten wurden prototypisch implementiert und validiert. Bei der Konzeption wurde besonderer Wert auf die zukünftige Erweiterbarkeit gelegt.