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MATHEMATIK UND AKUSTISCHE SIGNALVERARBEITUNG Von der Theorie zur Anwendung.

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Präsentation zum Thema: "MATHEMATIK UND AKUSTISCHE SIGNALVERARBEITUNG Von der Theorie zur Anwendung."—  Präsentation transkript:

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2 MATHEMATIK UND AKUSTISCHE SIGNALVERARBEITUNG Von der Theorie zur Anwendung

3 MULAC: Multipliers in Acoustics Internationales Forschungs-Projekt (Österreich, Frankreich, Belgien) Was ist ein Multiplier? frequency time = frequency OriginalMaske x

4 Mathematische Definition: Frame Multiplier

5 Mathematische Aussagen: Frame Multiplier Diese werden formal bewiesen! Zum Beispiel:

6 Entwicklung von Algorithmen: Beste Approximation durch Multiplier:

7 Entwicklung von Algorithmen: Benutzeroberfläche Siehe STx!

8 Anwendung: MP3 MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3) ist ein Dateiformat zur Audiodaten-Kompression. Es werden nur für den Menschen bewusst hörbare Audiosignale gespeichert. Diese Daten-Kompression beeinträchtigt die Audioqualität nicht oder nur gering. Es bedient sich der folgenden Algorithmen: Signalverarbeitung (andere Anwendungen: Mobiltelefone, UMTS, digitales Fernsehen, etc.. ein technisches und mathematisches Wissenschaftsfeld) Irrelevanz Photo von Focus.de

9 Irrelevanz / Maskierung Maskierung: Die Anwesenheit eines Reizes, des Maskierers, reduziert die Wahrnehmung eines anderen, des Ziels. Eine Audio-Komponente, etwa eine Frequenz, verdeckt eine andere. Irrelevanz Filter: Sucht jene Komponenten in einem Audio-Signal, die von Menschen nicht wahrgenommen werden. Typische Anwendungen: Daten-Kompression / Komprimierung Sound Design Vordergrund-Hintergrund-Trennung (etwa bei Orchester-Aufnahmen) Verbesserung von Sprach- bzw. Musikwahrnehmung

10 Irrelevanz / Maskierung Menschliches Ohr: Summe zweier Komponenten (in logarithmischer Skala): Anregung auf Basilar-Membran: Bild aus: S. A. Gelfand, Essentials Of Audiology, Thieme New York (1997) Bild aus: M. van der Heijden, A. Kohlrausch, Using an excitation- pattern model to predict auditory masking, Hear Res Oct;80(1), pp (1994)

11 Algorithmus: Simples Anregungsmodell: Anwendung auf Spektrum: Summation (durch Faltung): Frequenz Amplitude

12 Algorithmus: Differenz: Gefiltertes Signal: Originalsignal:

13 Algorithmus: Adaptiver Gabor Frame Multiplier:

14 Erweiterung: Verwendung eines Zeit- Frequenz Maskierungs-Modells Gemessene Zeit-Frequenz Maskierungs-Wirkung (eines Gauss-Tons)

15 Kopfbezogene Übertragungsfunktionen (HRTFs) Messung: Anwendungen: Virtuelle Realität (z.B. in Computerspielen)

16 Multiple Exponential Sweep Methode (MESM) Multiplier: Vortests zeigen, dass diese Methode durch Multiplier verbessert werden kann. Rauschen Signal Nicht-lineare Effekte


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