Publikationen im Fachgebiet

Nachstehend finden Sie eine automatisierte Zusammenstellung der Veröffentlichungen des Fachgebietes. Die Veröffentlichungen der einzelnen Mitarbeiter:innen finden Sie auf deren persönlichen Seiten.

Publikationsliste

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Erstellt: Wed, 30 Nov 2022 23:02:19 +0100 in 0.0256 sec


Döring, Nicola; Conde, Melisa; Brandenburg, Karlheinz; Broll, Wolfgang; Groß, Horst-Michael; Werner, Stephan; Raake, Alexander
Can communication technologies reduce loneliness and social isolation in older people? : a scoping review of reviews. - In: International journal of environmental research and public health, ISSN 1660-4601, Bd. 19 (2022), 18, 11310, S. 1-20

Background: Loneliness and social isolation in older age are considered major public health concerns and research on technology-based solutions is growing rapidly. This scoping review of reviews aims to summarize the communication technologies (CTs) (review question RQ1), theoretical frameworks (RQ2), study designs (RQ3), and positive effects of technology use (RQ4) present in the research field. Methods: A comprehensive multi-disciplinary, multi-database literature search was conducted. Identified reviews were analyzed according to the PRISMA (Preferred Reporting Items for Systematic Reviews and Meta-Analyses) framework. A total of N = 28 research reviews that cover 248 primary studies spanning 50 years were included. Results: The majority of the included reviews addressed general internet and computer use (82% each) (RQ1). Of the 28 reviews, only one (4%) worked with a theoretical framework (RQ2) and 26 (93%) covered primary studies with quantitative-experimental designs (RQ3). The positive effects of technology use were shown in 55% of the outcome measures for loneliness and 44% of the outcome measures for social isolation (RQ4). Conclusion: While research reviews show that CTs can reduce loneliness and social isolation in older people, causal evidence is limited and insights on innovative technologies such as augmented reality systems are scarce.



https://doi.org/10.3390/ijerph191811310
Bruns, Volker;
High throughput image compression and decompression on GPUs. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2022. - 1 Online-Ressource (152 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2022

Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines GPU-freundlichen, intra-only, Wavelet-basierten Videokompressionsverfahrens mit hohem Durchsatz, das für visuell verlustfreie Anwendungen optimiert ist. Ausgehend von der Beobachtung, dass der JPEG 2000 Entropie-Kodierer ein Flaschenhals ist, werden verschiedene algorithmische Änderungen vorgeschlagen und bewertet. Zunächst wird der JPEG 2000 Selective Arithmetic Coding Mode auf der GPU realisiert, wobei sich die Erhöhung des Durchsatzes hierdurch als begrenzt zeigt. Stattdessen werden zwei nicht standard-kompatible Änderungen vorgeschlagen, die (1) jede Bitebebene in nur einem einzelnen Pass verarbeiten (Single-Pass-Modus) und (2) einen echten Rohcodierungsmodus einführen, der sample-weise parallelisierbar ist und keine aufwendige Kontextmodellierung erfordert. Als nächstes wird ein alternativer Entropiekodierer aus der Literatur, der Bitplane Coder with Parallel Coefficient Processing (BPC-PaCo), evaluiert. Er gibt Signaladaptivität zu Gunsten von höherer Parallelität auf und daher wird hier untersucht und gezeigt, dass ein aus verschiedensten Testsequenzen gemitteltes statisches Wahrscheinlichkeitsmodell eine kompetitive Kompressionseffizienz erreicht. Es wird zudem eine Kombination von BPC-PaCo mit dem Single-Pass-Modus vorgeschlagen, der den Speedup gegenüber dem JPEG 2000 Entropiekodierer von 2,15x (BPC-PaCo mit zwei Pässen) auf 2,6x (BPC-PaCo mit Single-Pass-Modus) erhöht auf Kosten eines um 0,3 dB auf 1,0 dB erhöhten Spitzen-Signal-Rausch-Verhältnis (PSNR). Weiter wird ein paralleler Algorithmus zur Post-Compression Ratenkontrolle vorgestellt sowie eine parallele Codestream-Erstellung auf der GPU. Es wird weiterhin ein theoretisches Laufzeitmodell formuliert, das es durch Benchmarking von einer GPU ermöglicht die Laufzeit einer Routine auf einer anderen GPU vorherzusagen. Schließlich wird der erste JPEG XS GPU Decoder vorgestellt und evaluiert. JPEG XS wurde als Low Complexity Codec konzipiert und forderte erstmals explizit GPU-Freundlichkeit bereits im Call for Proposals. Ab Bitraten über 1 bpp ist der Decoder etwa 2x schneller im Vergleich zu JPEG 2000 und 1,5x schneller als der schnellste hier vorgestellte Entropiekodierer (BPC-PaCo mit Single-Pass-Modus). Mit einer GeForce GTX 1080 wird ein Decoder Durchsatz von rund 200 fps für eine UHD-4:4:4-Sequenz erreicht.



https://dx.doi.org/10.22032/dbt.52369
Gupta, Rishabh; He, Jianjun; Ranjan, Rishabh; Gan, Woon Seng; Klein, Florian; Schneiderwind, Christian; Neidhardt, Annika; Brandenburg, Karlheinz; Välimäki, Vesa
Augmented/mixed reality audio for hearables: sensing, control, and rendering. - In: IEEE signal processing magazine, ISSN 1558-0792, Bd. 39 (2022), 3, S. 63-89

Augmented or mixed reality (AR/MR) is emerging as one of the key technologies in the future of computing. Audio cues are critical for maintaining a high degree of realism, social connection, and spatial awareness for various AR/MR applications, such as education and training, gaming, remote work, and virtual social gatherings to transport the user to an alternate world called the metaverse. Motivated by a wide variety of AR/MR listening experiences delivered over hearables, this article systematically reviews the integration of fundamental and advanced signal processing techniques for AR/MR audio to equip researchers and engineers in the signal processing community for the next wave of AR/MR.



https://doi.org/10.1109/MSP.2021.3110108
Neidhardt, Annika; Schneiderwind, Christian; Klein, Florian
Perceptual matching of room acoustics for auditory augmented reality in small rooms - literature review and theoretical framework. - In: Trends in hearing, ISSN 2331-2165, Bd. 26 (2022), S. 1-22

For the realization of auditory augmented reality (AAR), it is important that the room acoustical properties of the virtual elements are perceived in agreement with the acoustics of the actual environment. This perceptual matching of room acoustics is the subject reviewed in this paper. Realizations of AAR that fulfill the listeners? expectations were achieved based on pre-characterization of the room acoustics, for example, by measuring acoustic impulse responses or creating detailed room models for acoustic simulations. For future applications, the goal is to realize an online adaptation in (close to) real-time. Perfect physical matching is hard to achieve with these practical constraints. For this reason, an understanding of the essential psychoacoustic cues is of interest and will help to explore options for simplifications. This paper reviews a broad selection of previous studies and derives a theoretical framework to examine possibilities for psychoacoustical optimization of room acoustical matching.



https://doi.org/10.1177/23312165221092919
Neidhardt, Annika; Zerlik, Anna Maria
The availability of a hidden real reference affects the plausibility of position-dynamic auditory AR. - In: Frontiers in virtual reality, ISSN 2673-4192, Bd. 2 (2021), 678875, S. 1-17

This study examines the plausibility of Auditory Augmented Reality (AAR) realized with position-dynamic binaural synthesis over headphones. An established method to evaluate the plausibility of AAR asks participants to decide whether they are listening to the virtual or real version of the sound object. To date, this method has only been used to evaluate AAR systems for seated listeners. The AAR realization examined in this study instead allows listeners to turn to arbitrary directions and walk towards, past, and away from a real loudspeaker that reproduced sound only virtually. The experiment was conducted in two parts. In the first part, the subjects were asked whether they are listening to the real or the virtual version, not knowing that it was always the virtual version. In the second part, the real versions of the scenes where the loudspeaker actually reproduced sound were added. Two different source positions, three different test stimuli, and two different sound levels were considered. Seventeen volunteers, including five experts, participated. In the first part, none of the participants noticed that the virtual reproduction was active throughout the different test scenes. The inexperienced listeners tended to accept the virtual reproduction as real, while experts distributed their answers approximately equally. In the second part, experts could identify the virtual version quite reliably. For inexperienced listeners, the individual results varied enormously. Since the presence of the headphones influences the perception of the real sound field, this shadowing effect had to be considered in the creation of the virtual sound source as well. This requirement still limits test methods considering the real version in its ecological validity. Although the results indicate that the availability of a hidden real reference leads to a more critical evaluation, it is crucial to be aware that the presence of the headphones slightly distorts the reference. This issue seems more vital to the plausibility estimates achieved with this evaluation method than the increased freedom in motion.



https://doi.org/10.3389/frvir.2021.678875
Schneiderwind, Christian; Neidhardt, Annika; Meyer, Dominik
Comparing the effect of different open headphone models on the perception of a real sound source. - In: 150th Audio Engineering Society Convention 2021, (2021), S. 389-398

Döring, Nicola; Mikhailova, Veronika; Brandenburg, Karlheinz; Broll, Wolfgang; Groß, Horst-Michael; Werner, Stephan; Raake, Alexander
Saying "Hi" to grandma in nine different ways : established and innovative communication media in the grandparent-grandchild relationship. - In: Technology, Mind, and Behavior, ISSN 2689-0208, (2021), insges. 1 S.

https://tmb.apaopen.org/pub/8je5p43m/release/1?readingCollection=b5d405be
Gari, Sebastia V. Amengual; Hassager, Henrik G.; Klein, Florian; Arend, Johannes M.; Robinson, Philip W.
Towards determining thresholds for room divergence: a pilot study on perceived externalization. - In: 2021 Immersive and 3D Audio: from Architecture to Automotive (I3DA), (2021), insges. 7 S.

https://doi.org/10.1109/I3DA48870.2021.9610835
Klein, Florian; Gari, Sebastia V. Amengual; Arend, Johannes M.; Robinson, Philip W.
Towards determining thresholds for room divergence: a pilot study on detection thresholds. - In: 2021 Immersive and 3D Audio: from Architecture to Automotive (I3DA), (2021), insges. 7 S.

In binaural rendering, the room divergence effect refers to the decrease in perceived externalization due to a mismatch between the room acoustics of the virtual sounds and those of the listening space. However, it is currently unknown which specific acoustic differences cause this effect. In this work, we present a pilot study to determine detection thresholds between sound sources recorded under different acoustic conditions in a variable acoustics room. These results are intended to predict situations where divergence effects can be expected. The participants had to perform a triangle test where they could listen to three sound sources placed at different positions in the room. The test design was motivated by the fact that sound sources are not placed at the same position in real acoustic scenes. One sound source was recorded under different acoustic conditions than the other two, and the task for the participant was to detect the differing source. The test was conducted in the measured room using 3 DoF binaural reproduction and using a virtual reality (VR) headset to display a visual 360 capture of the room enabling the subjects to see the positions of the sources in the room. Detection rates are signal-dependent and increase with differences in reverberation time (RT). For the most critical signal in the test (castanets), an RT difference of 8% was detectable, while the difference was 15% across all conditions. Furthermore, we discuss the influence of sound source distance and absorption configuration (symmetric or asymmetric) on detection thresholds.



https://doi.org/10.1109/I3DA48870.2021.9610876
Klein, Florian;
Auditive Adaptationsprozesse im Kontext räumlicher Audiowiedergabesysteme. - Ilmenau : Universitätsbibliothek, 2021. - 1 Online-Ressource (ii, 145 Seiten)
Technische Universität Ilmenau, Dissertation 2021

Das Ziel technischer Weiterentwicklungen im Bereich der Unterhaltungselektronik ist die Optimierung der Benutzererfahrung durch die stetige Verbesserung der audiovisuellen Wiedergabe. Durch die Fortschritte im Bereich virtueller und augmentierter Realitäten wurde das Ziel einer realitätsnahen Wiedergabe immer greifbarer. Werden die Sinnesreize so perfekt imitiert, dass es dem Nutzer nicht mehr möglich ist künstlich erzeugte Schallquellen von Realen zu unterscheiden, ist die Rede von einer auditiven Illusion. In erster Linie sind die damit verbundenen Herausforderungen technischer Natur. Allerdings führt eine exakte Reproduktion der Ohrsignale nicht zwangsläufig zur gleichen Wahrnehmung wie in der entsprechenden realen Situation. Neben sinnesübergreifenden Wechselwirkungen, liegt dies daran, dass unsere Wahrnehmung stark von unseren Erwartungen und Erfahrungen abhängt. Diese Erwartungen können sich je nach vorheriger Schallexposition ändern. In Bezug auf das räumliche Hören bedeutet dies, dass Menschen wahrscheinlich lernen können wie räumliche Signale und ihre Merkmale zu interpretieren sind. Solche Mechanismen und ihre Auswirkungen auf die wahrgenommene Qualität von räumlichen Audiowiedergabesystemen ist der Gegenstand dieser Arbeit. In Wahrnehmungsstudien wurde das Erlernen von Lokalisationsmerkmalen untersucht sowie Adaptationsprozesse bei der raumakustischen Wahrnehmung näher beleuchtet. Es wird betrachtet mit welchen Qualitätsdefiziten zu rechnen ist, wenn die Ohrsignale nicht korrekt reproduziert werden und wie sich die Qualitätsbeurteilung abhängig vom Training ändert. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass Lern- und Adaptationsprozesse ein ausschlaggebender Faktor für das Zustandekommen einer auditiven Illusion ist. Die Arbeit diskutiert sowohl die praktische Relevanz dieser Effekte als auch die zugrundeliegenden Lern- und Adaptationsvorgänge.



https://doi.org/10.22032/dbt.50107