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Akustik-Blog

Kolloquium

Mai
23
Do
Johanna Schäfer: Auswirkungen von unsicheren Materialdaten bei raumakustischen Simulationen
Mai 23 um 09:00 – 10:00

Die Zuverlässigkeit von Raumakustiksimulationen hängt unter anderem von der Wahl der richtigen
Materialdaten, wie Absorptions- und Streuunggraden ab. Trotz genormter Messungen stehen für
ein einzelnes Material, wie zum Beispiel Mauerwerk, in Fachbüchern und Veröffentlichungen viele
unterschiedliche Daten zur Verfügung. Diese Variation der Materialdaten kommt vor allem durch
Messungenauigkeiten und unzureichender Dokumentation zustande. Für den/die Anwender/in einer
Raumakustiksimulationssoftware ist es schwer herauszufinden, welche Materialdaten dem von ihm
in der Realität verwendeten Material am besten entsprechen.
Für diese Masterarbeit wurden die Auswirkungen der Unsicherheiten in der Wahl der Materialdaten,
sowie die der Messunsicherheiten auf die Ergebnisse von raumakustischen Simulationen genauer
betrachtet. Verwendet wurden hierzu Datensätze der Ahnert Feistel Media Group (AFMG) zu
verschiedenen Materialien, wobei der Fokus auf die Absorptionsgrade gelegt wurde. Als Simulationssoftware wurden sowohl EASE als auch RAVEN untersucht, zwei Softwarelösungen, die
raumakustische Parameter und Raumimpulsantworten basierend auf den Konzepten der geometrischen
Akustik bestimmen.
Zuerst wurden die beiden Softwarelösungen miteinander verglichen, wobei sich starke Ähnlichkeiten
zeigten, weshalb die Simulationen im weiteren Verlauf der Arbeit nur noch mit je einer Simulationssoftware durchgeführt wurden.
Zur Betrachtung der Unsicherheiten der Materialdaten wurde der Absorptionsgrad in einem Schuhkartonmodell systematisch variiert, um daraus die Unsicherheit von Simulationsergebnissen infolge unsicherer Materialdaten zu bestimmen.
Schließlich wurden die Auswirkungen mehrerer unsicherer Materialien untersucht. Mit den Gesetzen
der Fehlerfortpflanzung wurde ein Zusammenhang zwischen der Anzahl der Materialien im Raum
und der Unsicherheit der Nachhallzeit hergeleitet. Durch Monte-Carlo-Simulationen wurde diese
Formel bestätigt und dann die Auswirkung mehrerer unsicherer Materialien in realistischen Räumen
analysiert.

Mai
24
Fr
Rhoddy Angel Viveros Munoz: Speech Perception in Complex Acoustic Environments: Evaluating Moving Maskers Using Virtual Acoustics
Mai 24 um 11:00 – 12:00

Listeners with hearing impairments have difficulties understanding speech in the presence of background noise. Although prosthetic devices like hearing aids may improve the hearing ability, listeners with hearing impairments still complain about their speech perception in the presence of noise. Pure-tone audiometry gives reliable and stable results, but the degree of difficulties in spoken communication cannot be determined. Therefore, speech-in-noise tests measure the hearing impairment in complex scenes and are an integral part of the audiological assessment.

In everyday acoustic environments, listeners often need to resolve speech targets in mixed streams of distracting noise sources. This specific acoustic environment was first described as the “cocktail party” effect and most research has concentrated on the listener’s ability to understand speech in the presence of another voice or noise, as a masker. Speech reception threshold (SRT) for different spatial positions of the masker(s) as a measure of speech intelligibility has been measured. At the same time, the benefit of the spatial separation between speech target and masker(s), known as spatial release from masking (SRM), was largely investigated. Nevertheless, previous research has been mainly focused on studying only stationary sound sources. However, in real-life listening situations, we are confronted with multiple moving sound sources such as a moving talker or a passing vehicle. In addition, head movements can also lead to moving sources. Thus, the present thesis deals with quantifying the speech perception in noise of moving maskers under different complex acoustic scenarios using virtual acoustics.

In the first part of the thesis, the speech perception with a masker moving both away from the target position and toward the target position was analyzed. From these measures, it was possible to assess the spatial separation benefit of a moving masker. Due to the relevance of spatial separation on intelligibility, several models have been created to predict SRM for stationary maskers. Therefore, this thesis presents a comparative analysis between moving maskers and previous models for stationary maskers to investigate if the models are able to predict SRM of maskers in movement. Due to the results found in this thesis, a new mathematical model to predict SRM for moving maskers is presented.

In real-world scenarios, listeners often move their head to identify the sound source of interest. Thus, this thesis also investigates if listeners use their head movements to maximize the intelligibility in an acoustic scene with a masker in movement. A higher SRT (worse intelligibility) was found with the head movement condition than in the condition without head movement. Also, the use of an individual head-related transfer function (HRTF) was evaluated in comparison to an artificial-head HRTF. Results showed significant differences between individual and artificial HRTF, reflecting higher SRTs (worse intelligibility) for artificial HRTF than individual HRTF.

The room acoustics is another relevant factor that affects speech perception in noise. For maskers in movement, an analysis comparing different masker trajectories (circular and radial movements) among different reverberant conditions (anechoic, treated and untreated room) is presented. This analysis was carried out within two groups of subjects: young and elderly normal hearing. For circular and radial movements, the elderly group showed greater difficulties in understanding speech with moving masker than stationary masker.

To summarize, several cases show differences between speech perception in noise with moving maskers and stationary maskers. Therefore, a listening test that presents moving maskers could be relevant in the clinical assessment of speech perception in noise closer to real situations.

Jun
12
Mi
Spyros Brezas: Investigation on the dissemination of unit watt in airborne sound and applications
Jun 12 um 11:00 – 12:00

Sound power is a widely applied quantity for the characterization of sound sources. Its determination is based on measurements of sound field quantities. Despite the state-of-the art measurement techniques, the sound power determination has some disadvantages. Most significant is the low frequency limitation, with different measurement methods leading to different results, which are expressed in broad frequency bands. A new method is proposed towards the establishment of traceability in airborne sound power. The realization of a primary source enables the free field sound power to be determined. The study investigates the dissemination process by which the sound power of a device under test can be referred to its free field sound power. In addition, the related uncertainty can be explicitly determined. The method of choice is the substitution method, which has been investigated both theoretically and experimentally. Apart from the well-established sound pressure measurements, the implementation of the substitution method also includes sound intensity measurements. The theoretical investigation focuses on the different positioning of the sources used in the substitution method, the substitution of sources of different radiation order and the existence of an impedance boundary. The sound power of aerodynamic reference sound sources has been examined since this type of source has been chosen to be the required transfer standard. For the measurements a specially designed scanning apparatus has been used. Sound power determination in calibration conditions and in situ has been performed. The required correction has been derived and successfully compared to an existing one. Sound pressure and sound intensity measurements at realistic environments have taken place and their sound power has been determined by applying the dissemination process. The sound power determination includes both narrow and broadband analysis along with a transparent uncertainty budget for the spectrum from 20 Hz to 10 kHz.

Aug
16
Fr
Teresa Pelinski Ramos: Simplified binaural receivers for low frequency range acoustical simulations
Aug 16 um 11:00 – 11:30

Wann das menschliche Gehör Schall als Lärm empfindet, ist sehr subjektiv. Schon von klein auf wird der Mensch jeden Tag durch laute Geräusche belastet. Die konventionellen und standardisierten (monauralen) Messmethoden können jedoch nicht deutlich zeigen, wie komplex Schall beziehungsweise Lärm vom Menschen wahrgenommen wird. Dafür wurden in der Psycho- und Raumakustik erste binaurale Modelle entwickelt, welche auf der Körpergeometrie und kognitiven Wahrnehmung von Erwachsenen basieren. Dabei ist noch unbekannt, ob diese Modelle auch für Kinder anwendbar sind, da sich die Physiologie und Wahrnehmung von der eines Erwachsenen unterscheidet. Auf diesem Gebiet wurden bereits erste Forschungen angestellt, die noch keine signifikanten Ergebnisse lieferten. In dieser Bachelorarbeit werden die Auswirkungen von verschiedenen Erfassungsmethoden auf den binauralen Sprachübertragungsindex mit Erwachsenen- und Kinderkunstköpfen untersucht.

Dafür werden ein indirektes und ein direktes Messverfahren nach DIN 60268-16-2012-05 zur Messung des Speech Transmission Indexes (STI) verwendet. Das indirekte Verfahren beruht auf einer mathematischen Modifikation der Impulsantwort durch die Schroeder-Gleichung, mit der die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) berechnet wird. Beim direkten Messverfahren andererseits, wird mithilfe eines auf geeignete Art und Weise modulierten Prüfsignals der STI gemessen.

Die Einflüsse der beiden unterschiedlichen Empfänger in beiden Messmethoden werden in dieser Arbeit miteinander verglichen und die Vor- und Nachteile werden in Betrachtung des Arbeitsaufwandes und vor allem basierend auf Ergebnissen von binauralen Modellen aufgezeigt.

Aug
23
Fr
Julia Wagener: Untersuchungen zum binauralen Sprachübertragungsindex in Klassenräumen
Aug 23 um 11:00 – 11:30

Wann das menschliche Gehör Schall als Lärm empfindet, ist sehr subjektiv. Schon von klein auf wird der Mensch jeden Tag durch laute Geräusche belastet. Die konventionellen und standardisierten (monauralen) Messmethoden können jedoch nicht deutlich zeigen, wie komplex Schall beziehungsweise Lärm vom Menschen wahrgenommen wird. Dafür wurden in der Psycho- und Raumakustik erste binaurale Modelle entwickelt, welche auf der Körpergeometrie und kognitiven Wahrnehmung von Erwachsenen basieren. Dabei ist noch unbekannt, ob diese Modelle auch für Kinder anwendbar sind, da sich die Physiologie und Wahrnehmung von der eines Erwachsenen unterscheidet. Auf diesem Gebiet wurden bereits erste Forschungen angestellt, die noch keine signifikanten Ergebnisse lieferten. In dieser Bachelorarbeit werden die Auswirkungen von verschiedenen Erfassungsmethoden auf den binauralen Sprachübertragungsindex mit Erwachsenen- und Kinderkunstköpfen untersucht.

Dafür werden ein indirektes und ein direktes Messverfahren nach DIN 60268-16-2012-05 zur Messung des Speech Transmission Indexes (STI) verwendet. Das indirekte Verfahren beruht auf einer mathematischen Modifikation der Impulsantwort durch die Schroeder-Gleichung, mit der die Modulationsübertragungsfunktion (MTF) berechnet wird. Beim direkten Messverfahren andererseits, wird mithilfe eines auf geeignete Art und Weise modulierten Prüfsignals der STI gemessen.

Die Einflüsse der beiden unterschiedlichen Empfänger in beiden Messmethoden werden in dieser Arbeit miteinander verglichen und die Vor- und Nachteile werden in Betrachtung des Arbeitsaufwandes und vor allem basierend auf Ergebnissen von binauralen Modellen aufgezeigt.