Communication Acoustics (MOOC@TU9 Video-Kurs)

Dozenten:
verschiedene Dozenten der TUM und anderer TU9-Universitäten,
u.a. Prof. Dr.-Ing. Bernhard U. Seeber
Turnus: Wintersemester
Zielgruppe: Wahlmodul zur fachlichen Ergänzung MSEI
Wahlmodul MSCE
ECTS: 6
Umfang: 2/2/0 (Vorlesung/Übung/Praktikum)
Prüfung: schriftlich, 90 Minuten
Zeit & Ort: MOOC Video-Kurs online bestehend aus Grundlagen und Anwendungen auf EdX.org
Termine: ab 15.10.2018.

Vorlesungsinhalt


1. Grundlagen der Akustik (Müller, Vorländer)
1.1 Schallfeldgrößen, Wellengleichung
1.2 Ebene Wellen, Kugelwellen
1.3 Energie, Intensität, Decibel
1.4 Schallquellen: Stimme / musikalische Instrumente / Rauschen
1.5 Schallreflektion, Absorption, Beugung
1.6 Statistische Raumakustik, Hall

2. Grundlagen von Signalen und Systemen (Ahrens)
2.1 Komplexe Zahlen, harmonische Signale
2.2 Fourierreihe, Fourier Transformation, Zeit- und Frequenzdomäne (DFT, FFT)
2.3 LTI Systeme, Impulsantworten und Übertragungsfunktionen
2.4 Digitale Filter
2.5 Kurze Einführung in nichtlineare Systeme

3. Anatomie und Physiologie des Hörsystems(Fels)
3.1 Periphäres Hörsystem
3.2 Physikalische binaural Merkmale und binaurales Hören
3.3 Grundlagen der Binauraltechnologie
3.4 Wiedergabe binauraler Aufnahmen

4. Psychoakustik (Seeber)
4.1 Ruhehörschwelle
4.2 Auditorische Maskierung
4.3 Frequenzselektivität des Hörsystems und Frequenzgruppen
4.4 Lautheit von Schallen
4.5 Tönhöhe, Ausgeprägtheit der Tonhöhe, Klang
4.6 Schärfe
4.7 Schwankungsstärke und Rauigkeit
4.8 Binaural Entmaskierung beim Sprachverstehen
4.9 Psychophysikalische Methoden

5. Elektroakustik (Altinsoy)
5.1 Einführung in elektroakustische Systeme und Übertragung
5.2 Elektromechanische und elektroakustische Analogien
5.3 Amplitudenfrequenzgang, harmonische Verzerrungen, Intermodulationsverzerrung, Rauschpegel und Signal-Rauschabstand
5.4 Übertragerprinzipien
5.5 Mikrophone
5.6 Lautsprecher
5.7 Kopfhörer und Ohrhörer

6. Sprachakustik (Möller)
6.1 Anatomie des menschlichen Sprechapparats
6.2 Periodische und aperiodische Erregung
6.3 Klangformung
6.4 Eigenschaften des Sprachsignals
6.5 Sprachschalle
6.6 Modelle der Sprachproduktion
6.7 Analyse von Sprachsignalen
6.8 Sprachverständlichkeit

7. Schallaufnahme und -wiedergabe (Weinzierl)
7.1 Stereophone Wiedergabe
7.2 Wiedergabeformate: Von 1.0 zu 24.1.10
7.3 Aufnahmeverfahren
7.4 Kanalorientiere vs. Objektorientierte räumliche Audiokodierung

8. Virtuelle Akustik I: Binauraltechnologie (Weinzierl)
8.1 Das Konzept binauraler Aufnahme und Wiedergabe
8.2 Aufnahme- und Wiedergabegeräte
8.3 Dynamische Binauralsynthese und Resynthese
8.4 Qualität virtueller akustischer Umgebungen

9. Virtuelle Akustik II: Schallfeldanalyse und -synthese (Ahrens)
Räumliche Reproduktion: Lautsprecher Arrays
Räumliche Aufnahme: Mikrofonarrays, Beamforming

10. Anwendungen der Raumakustik 1 (Müller)
Geometrische Akustik, Impulsantworten, Wahrnehmung (ISO 3382 Parameter),
Beispiele von Auftrittsräumen und Klassenzimmern

11. Anwendungen der Raumakustik 2 (Vorländer)
11.1 Raumimpulsantwort und Spiegelquellenmodell
11.2 Ray Tracing Modell
11.3 Wellenmodelle, hybride geometrische und Wellenmodelle
11.4 Eingangsdaten: Quellen und Randbedingungen
11.5 Auralisation und Virtuelle Akustik
11.6 3D AudioSchnittstellen

12. Anwendungen der Automatischen Spracherkennung (Möller)
Grundlagen der Spracherkennung, Architektur eines Spracherkenners, Featureextraktion, Hidden Markov Modelle, Sprachmodelle

13. Anwendungen der Sprachsynthese (Möller)
Historische Ansätze, Struktur eines Sprachsynthesizers, symbolische Vorverarbeitung, Generierung von Prosodie, Signalgenerierung

14. Anwendungen der Psychoakustik in der Produktentwicklung (Altinsoy)

15. Sound Design von Produkten (Altinsoy)

16. Perzeptive Audiokodierung (Ahrens) (mp3)

Weitere Informationen

Vorlesung online als Videotutorial
Übung online als Videotutorial und online Übungen

Dozenten:
Prof. Bernhard Seeber (TUM); Prof. Gerhard Müller (TUM); Prof. Michael Vorländer (RWTH Aachen); Prof. JaninaFels (RWTH Aachen); Prof. Sebastian Möller (TU Berlin); Prof. Stefan Weinzierl (TU Berlin); Dr. Jens Ahrens (TUBerlin / Göteburg); Prof. Ercan Altinsoy (TU Dresden)