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Akustik-Blog

Kolloquium

Apr
26
Fr
Muhammad Ridwanur Rahim: Effects of sound in buildings on the human cognitive performance
Apr 26 um 11:00 – 12:00

It is a well-established and well-documented phenomenon that noise effects on humans include disturbance of conversation in private dwellings as well as communication in office premises, reduced power of concentration during physical or mental work, and disturbance of sleep. There is a concern about steadily growing high annoyance due to these noise effects that are generated from inside and outside the built environments and has negative impact on the cognitive performance of human being. Extensive researches have been carried out in this field to find how noise traverses through building structures and there exist several noise prediction models, however, up to our knowledge no established work has been done to find this phenomenon in virtual reality. The main objective of this work, therefore, is to find out the impact of noise due to building acoustics in virtual reality.

The primary objective is to build a simple setup for listening tests in virtual reality environment to find out how the noise impacts humans, carrying out different cognitive tasks while they are exposed to these noise sources. We make use of a standard memory test such as verbal short term memory recall. We use different types of background speeches, both varying in sound pressure level and speech intelligibility. Our target is to find the impact of irrelevant sound effect on cognitive performance in virtual reality. However, it is intended to use irrelevant sound effect with changing-state characteristics.

In virtual reality, auralization of sound propagation in a room-room situation requires modelling the sound insulation in adjacent rooms through the building structures (both direct and flanking elements). Based on sound insulation prediction models we can vary insulation levels resulting in different levels of speech intelligibility.

Finally we would like to correlate the findings of this thesis with results from existing researches. We wish to come to a significant conclusion where we can assert that, in virtual reality environments, human behaviour shows a particular reaction to a specific type of background noise and our result might or might not comply with the existing findings from other researches.

Mai
3
Fr
Julian Burger: Ermittlung der Höranstrengung bei Kindern im Grundschulalter in verschiedenen Lärmsituationen mit Hilfe eines Dual-Task Paradigmas
Mai 3 um 11:00 – 11:30

Höranstrengung (listening effort) ist, vor allem bei Kindern im Grundschulalter (6-10 Jahre), noch wenig erforscht. Unter Höranstrengung versteht man die Aufmerksamkeit und die kognitiven Ressourcen, die aufgebracht werden müssen um Sprache zu verstehen. Um diese von Kindern in Ruhe als auch unter Einfluss von Störgeräuschen zu ermitteln, wird ein kindgerechtes Dual-Task-Paradigma entwickelt. Im Rahmen eines Experiments werden 24 Kinder mittels diesem Paradigma in einer mobilen Hörkabine getest.

Dazu wird ein Wort in einer Störgeräuschkondition präsentiert und die primäre Aufgabe besteht darin das richtige Bild aus insgesamt vier Bildern durch das Drücken eines Knopfes auszuwählen. Bei der sekundären Aufgabe wird die Reaktionszeit bei einer aufleuchtenden Lampe auf dem Bildschirm gemessen.

Die Hypothese ist, dass Kinder im Grundschulalter bei einer Störgeräuschkondition mehr kognitiven Ressourcen für das Sprachverständnis benötigen als im Stillen.

Lukas Vollmer: Praxissemester bei Head Acoustics
Mai 3 um 11:30 – 12:00

Während meines Praktikums bei der HEAD acoustics GmbH in Herzogenrath habe ich am Projekt Audioqualität der Abteilung Telecom Forschung & Standardisierung mitgearbeitet. Inhalt des Projekts ist die Modellierung der subjektiven Audioqualität von Wiedergabesystemen. Dazu wurden Hörversuche durchgeführt, in denen die Probanden die Audioqualität zweier Systeme in den Kategorien Klangfarbe, Verzerrung, Räumlichkeit und Gesamtqualität vergleichen und bewerten sollten. Meine Aufgaben waren die Analyse der Ergebnisse und die Entwicklung objektiver Metriken für die Modellierung. Für die Analyse wurden Bewertungshistogramme erstellt, welche Einschätzungen zulassen, wie gut die gewählten Kategorien und Signale für die Hörversuche geeignet waren. Die Metriken wurden nach vorgeschlagenen Methoden aus der Fachliteratur und aus eigenen Ideen entwickelt.

Mai
10
Fr
Xinya Xu: Objective and subjective analysis of room acoustics in open-plan offices
Mai 10 um 11:00 – 12:00

Im alltäglichen Arbeiten sind Menschen von verschiedenen Geräuschen bzw. Lärm umgeben, die sich maßgeblich auf die kognitive Arbeitsleistung und die akustische Zufriedenheit auswirken können. Diese akustische Wahrnehmung und ihre Auswirkung werden von verschiedenen Faktoren verursacht und beeinflusst. Daher wird eine vielfältige akustische Raumanalyse, sowohl vom objektiven, als auch vom subjektiven Aspekt, benötigt. In dieser Masterarbeit werden Großraumbüros mit gehörrichtigen Verfahren vermessen und deren akustische Eigenschaften analysiert. Zum einen wird die Raumakustik der Räume untersucht, zum anderen werden die Hintergrundgeräusche in Anwesenheit von Personen für die psychoakustische Analyse gemessen (In situ-Messungen). Dabei wird der ITA-Kunstkopf verwendet, um eine gehörrichtige Auswertung zu erhalten. Zusätzlich wird die subjektive Wahrnehmung untersucht, indem Frageböge an die anwesenden Personen in den Räumen verteilt werden, und während der In situ-Messungen bearbeitet werden. Anschließend werden die Relationen zwischen Raumakustik- und Psychoakustikparameter, sowie zwischen objektiven und subjektiven Ergebnissen ausgewertet.

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
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.