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Am 26.04.2013 finden die öffentlichen Vorträge der Kandidaten für die Position des Direktors des Instituts für Schallforschung statt.

Einladung und Programm

 

BIOTOP: Adaptive Wavelet und Frame Techniken für BEM in der Akustik, Rand-Integral Verfahren mit optimalen Eigenschaften

Hauptantragssteller: Wolfgang Kreuzer (Institut für Schallforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften)

Co-Antragssteller: Peter Balazs (Institut für Schallforschung der Österreichischen Akademie der Wissenschaften), Stephan Dahlke (Fachbereich Mathematik und Informatik der Phillipps-Universität Marburg) und Helmut Harbrecht (Mathematisches Institut der Universität Basel)

 

Start des Projekts: 1. Mai 2013

Ziel des Projekts ist die Entwicklung verbesserter Methoden zur Berechnung der kopfbezogenen Übertragungsfunktion (HRTF – Head-Related Transfer Function). Die HRTF beschreibt die Filterwirkung von Ohr, Kopf und Torso und somit die Grundlage des menschlichen Ortungssystems von Schallquellen, beispielsweise eines herannahenden Autos. Zur Berechnung empfiehlt sich die im Bereich der Akustiksimulation häufig eingesetzte Randelemente-Methode (BEM – Boundary Element Method). Diese hat in der herkömmlichen Anwendung jedoch den großen Nachteil, bei steigenden Frequenzen enorme Rechenzeiten und Ansprüche an Computer-Hardware zu erfordern. Nun müssen für die Berechnung der HRTF jedoch Frequenzen bis zu 20.000 Hz berücksichtigt werden, und deshalb konnte die BEM in der Vergangenheit nur beschränkt zu Berechnung dieser Filterfunkionen eingesetzt werden. Die im Projekt BIOTOP entwickelten effizienten Berechnungsmethoden sollen helfen, diesen Nachteil der BEM auszugleichen und somit eine effizienten Berechung von HRTFs im hörbaren Frequenzbereich ermöglichen.

Im Projekt BIOTOP sollen Möglichkeiten entwickelt werden, den Rechenaufwand durch den Einsatz von adaptiven Wavelet- und Frame-Methoden zu reduzieren und so die BEM zur HRTF-Berechnung einsetzbar zu machen. Die Wavelet-Transformation stellt im Vergleich zu den üblichen Methoden vorteilhaftere Funktionen zur Verfügung, die sich teilweise automatisch besser an die Verteilung eines Schallfelds anpassen können. Frames sind eine Verallgemeinerung von Wavelets und gestatten eine noch flexiblere Konstruktion und somit eine besserer Anpassung an den spezifischen Problemfall.   

BIOTOP ist ein internationales D-A-CH Projekt mit Unterstützung von drei nationalen Forschungsförderungsgesellschaften: DFG (Deutschland), FWF (Österreich) und SNF (Schweiz). Die Expertise von drei Forschungsgruppen aus diesen drei Ländern vereint sich so zur Entwicklung neuer Algorithmen, die die Lösung von Problematiken in der konkreten Anwendung ermöglichen. BIOTOP kombiniert Ansätze aus der mathematischen Theorie mit deren unmittelbarer Umsetzung in numerischer und angewandter Mathematik.

 

 

erhält einen ICA Young Scientist Grant, 21st International Congress on Acoustics, Montreal, 2-7. Juni 2013.

Der Verwaltungsrat der Internationalen Kommision für Akustik verleiht DI Ziegelwanger einen Young Scientist Conference Attendance-Preis um ihn bei der Teilnahme am kommenden Kongress zu unterstützen. DI Ziegelwanger freut sich am Kongress teilzunehmen und sein Paper mit dem Titel: Calculation of listener-specific head-related transfer fundtions" zu präsentieren. Sein Preis wird im Rahmen der Eröffnungsfeier des Kongresses bekannt gegeben.

Zusammenfassung (in englischer Sprache) - Calculation of listener-specific head-related transfer functions: Effect of mesh quality

The geometry of head and ears defines the listener-specific directional filtering of the incoming sound. The filtering is represented by the head-related transfer functions (HRTFs), which provide spectral features relevant for the localization of sound-sources. HRTFs can be acoustically measured or numerically calculated based on a geometric representation of the listener. While the acoustically measured HRTFs usually provide localization performance similar to that obtained in free-field listening, the performance obtained with numerically simulated HRTFs, however, heavily depends on the quality of the geometric and acoustic model of the listener used for the simulation. In this study, we show how to calculate listener-specific HRTFs with spectral features similar to that from acoustically measured HRTFs for the entire audible frequency range. We review the boundary-element method coupled with the fast-multipole method and we present details on the prerequisites like the geometry-capture technique, acoustical parameters, and the numerical algorithms. Further, the effect of the mesh quality on the HRTFs was investigated by systematically varying the average edge length from 1 to 5 mm. The HRTF amplitude spectra were analyzed and evaluated by visual comparison and in a localization model. The optimal average edge length for a fast calculation of HRTFs yielding potentially good localization performance is discussed.

Der DEGA-Studienpreis für herausragende Masterund Diplomarbeiten geht in diesem Jahr an

Kurzfassung

Die menschliche Schallquellenlokalisation in Sagittalebenen basiert auf spektralen Merkmalen. Diese Merkmale werden in Form von Außenohrübertragungsfunktionen (eng.: head-related transfer functions, HRTFs) als lineare zeitinvariante Systeme erfasst. Man vermutet, dass Menschen lernen, ihre individuellen HRTFs zu verwenden und einem einfallenden Schallsignal eine Richtung zuweisen, indem die Signale mit den internen Repräsentationen ihrer HRTFs verglichen werden. Existierende Lokalisationsmodelle für Saggitalebenen versuchen, diesen Vergleichsprozess nachzubilden, um die Richtungszuweisung eines Schallsignals individuell vorhersagen zu können. Da jedoch das Antwortverhalten keineswegs deterministisch ist, haben Langendijk und Bronkhorst (2002, JASA 112:1583-96) ein probabilistisches Modell zur Vorhersage von Lokalisationsleistung in der Medianebene vorgestellt. Im Rahmen dieser Arbeit bildete dieses Modell die Grundlage für weitere Untersuchungen. Das Modell wurde erweitert durch Einbindung von physiologisch motivierten Verarbeitungsstufen, durch Anpassungsfähigkeit bzgl. der tatsächlichen Bandbreite des einfallenden Schallsignals sowie bzgl. der individuellen Sensitivität des Hörers und durch die Verallgemeinerung des Modells auf beliebige Saggitalebenen mit Hilfe von binauraler Gewichtung der Ohrsignale. Weiters wurde für das probabilistische Modell eine Extraktionsstufe von psychoakustischen Leistungsparametern wie Quadrantenfehlerrate, lokaler polarer Fehler oder polare Tendenz entwickelt und zur Vorhersage experimenteller Resultate von Vorgängerstudien angewendet. Das Modell wurde außerdem dazu verwendet, eine Subband-Approximationsmethode von HRTFs zu evaluieren und optimieren. Besonders in Hinblick auf binaurale Auralisation besticht diese Methode durch Recheneffizienz. Das Lokalisationsmodell und die Resultate der Subband-Approximationsmethode werden diskutiert, wobei ein besonderes Augenmerk auf die Kostenfunktion der Subband-Approximationsmethode gelegt wird. 

http://www.dega-akustik.de/aktuelles/dega_preistraeger

The acoustics research institute will help verifying the proposed mathematical concepts’ usefulness for applications in acoustics and will cooperate on frame theory research. We aim in solving special phase retrieval problems using low-dimensional projectors and semidefinite programming. We aim at reducing the measurement time of the head-related transfer functions of human listeners, a filter function that is used for human 3D sound perception. Furthermore we will investigate how accurate the statement is, often used in speech recognition, that reconstruction from Mel-Frequency Cepstral Coefficients (MFCCs) is impossible.

Martin Ehler

Vienna Research Groups for Young Investigators Call 2012 Mathematics and ...

Bernhard Laback, psychoacoustician on the Acoustics Research Institute of the Austrian Academy of Sciences (AAS), was invited by the prestigious Hanse Wissenschaftskolleg Study (HWK), for nine months, along with colleagues of the University of Oldenburg, Germany to explore why the directional hearing not always works as it should.

The FFG project "Development of a simplified calculation method for noise barriers with complex geometry (RELSKG)" has been granted.

Principal Investigator: Holger Waubke

The City of Paris granted a research fellowship for the project "Wavelets and Frames for space-time-frequency representation of acoustic wave fields".

Principle Investigator: Wolfgang Kreuzer (ARI)
Co-Applicant: Markus Noisternig (IRCAM)

Peter Balazs becomes Senior Member IEEE.

The Acoustics Research Institut has concluded a cooperation agreement with the IEM Institute of Music and Acoustics.