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Kommunikationstechnisches Kolloquium am IKS
by Irina Ronkartz 09 Jun '20

09 Jun '20

Sehr geehrte Abonnenten des Kolloquium-Newsletters, gerne informieren wir Sie über die nächsten Termine unseres Kommunikationstechnischen Kolloquiums. *Mittwoch, 17. Juni 2020* *Vortragender:* Jingcheng Tian *Zeit:* 11:00 Uhr *Webex Meeting*: https://meetingsemea22.webex.com/meetingsemea22-de/j.php?MTID=md260f6a6859c… Meeting-Kennummer (Zugriffscode): 162 224 7271 Meeting-Passwort: 505027 *Master-Vortrag*: End-to-End Speech Inpainting Using Convolutinal Network Structures Speech signals are often subject to interference or damage in the time or frequency domain during transmission. There are many ways to address these disturbances. One of them is Packet Loss Concealment (PLC), which is a technology designed to minimize the practical effect of lost packets in digital communications. Bandwidth Extension (BWE), on the other hand, is the process of extending the frequency range of a signal. Speech inpainting, a generalized version of BWE and PLC, refers to the loss of the signal at any time and any frequency, rather than a fixed time and frequency. The term inpainting comes from image inpainting, which comprises a subarea of digital image processing, where already many deep learning-based techniques for reconstruction of broken pictures exist. However, in the field of speech, this technology has not been widely spread. Only a few dictionary-based speech signal inpainting approaches exist. In this work we intodruce a model for solving speech inpainting task. Learning-based methods have been proven to have a better performance compared to traditional algorithms in front-end processing, such as speech noise reduction and BWE. However, most algorithms extract features and use magnitude spectrograms as input to the model. One disadvantage of this is the lack of phase information. WaveNet, the very famous model which is used for speech synthesis, uses a dilated CNN to directly generate raw audio. This thesis uses a modified WaveNet to make it directly read raw speech and generate speech, that is, the input and output of the model are lossless and no information is lost. Instead, CNN does the feature extraction automatically in the first layers. At the same time, the huge space complexity required by WaveNet is reduced. In addition, the characteristics of the causality are modified into symmetry. The model can not only see the past information, but also the future information, which increases the receptive field and improves the accuracy of the model. We also introduce different loss functions for comparison. In the experiments, we tried different types of data, different noise, different loss of time and frequency. Computational evaluation shows that this method can reconstruct speech signals, not only in magnitude, but also in phase. und *Mittwoch, 17. Juni 2020* *Vortragender*: Daniel Wilhelm *Zeit:* 14:00 Uhr *Zoom-Meeting*: https://rwth.zoom.us/j/91765335911?pwd=TFFHdTBlWStyR1lVU25IbGdCWmNJdz09 Meeting-ID: 917 6533 5911 Passwort: 297152 *Bachelor-Vortrag*: Rekonstruktion des Phasenspektrums von Sprachsignalen mit Machine-Learning-Algorithmen Die Verarbeitung von Audio- bzw. Sprachsignalen findet häufig im Zeit-Frequenzspektrum statt. Dieses setzt sich zusammen aus dem Magnituden- und dem Phasenspektrum. Da das Magnitudenspektrum relevanter für die Verständlichkeit von Sprachsignalen ist, werden Berechnungen, wie z. B. eine Störgeräuschreduktion, oft nur mit diesem durchgeführt und das Phasenspektrum wird unverändert übernommen. Um eine möglichst optimale Sprachqualität zu erhalten, muss jedoch auch das Phasenspektrum berücksichtigt werden. Eine Möglichkeit ist es, das Phasenspektrum auf Basis des verbesserten Magnitudenspektrums zu rekonstruieren. Ein weit verbreiteter Ansatz hierfür ist der Griffin-Lim-Algorithmus. Dieser ist ein iterativer Algorithmus, der als Eingabe nur das Magnitudenspektrum erhält und sich dann in jedem Schritt mit dem passenden Zeitsignal annähert. Eine hinreichende Sprachqualität erfordert jedoch typischerweise viele Iterationen, die auf das gesamte Signal wirken, was dazu führt, dass ein hoher Rechenaufwand entsteht und der Einsatz in einer Echtzeit-Implementierung erschwert wird. In dieser Arbeit wird daher ein anderer Ansatz zur Rekonstruktion des Phasenspektrums aus dem Magnitudenspektrum eines Sprachsignals entwickelt, bei dem das Phasenspektrum mit Hilfe von einem Machine-Learning-Algorithmus geschätzt wird. Ebenfalls wird die Anwendungsmöglichkeit auf beschädigte Sprachsignale, bei denen Lücken im Zeit-Frequenzspektrum vorhanden sind, untersucht. In dem hier vorgestellten Algorithmus werden die Ableitungen des Phasenspektrums (nach der Zeit und nach der Frequenz) von einem neuronalen Netz geschätzt und danach zu einem möglichst passenden Phasenspektrum zusammengeführt. Es werden passende Vorverarbeitungsschritte für die an das neuronale Netz zu übergebenden Daten gesucht. Eine Reduktion der zu verarbeitenden Datenmenge wird vorgeschlagen, um den Rechenaufwand zu reduzieren. Anschließend werden verschiedene Versuche durchgeführt, um die Schätzung des Phasenspektrums zu verbessern. Dabei werden u.a. die Komplexität und weitere Eigenschaften des neuronalen Netzes variiert, sowie mehrere Möglichkeiten zur Zusammensetzung des Phasenspektrums aus den Phasenableitungen eingesetzt. Ein Vergleich mit dem Griffin-Lim-Algorithmus wird ebenfalls durchgeführt. Zum Abschluss werden beschädigte Sprachsignale betrachtet und die Anwendungsmöglichkeit des erarbeiteten Algorithmus für diesen Fall bewertet. Alle Interessierten sind herzlich eingeladen, eine Anmeldung ist nicht erforderlich. Allgemeine Informationen zum Kolloquium, sowie eine aktuelle Liste der Termine des Kommunikationstechnischen Kolloquiums finden Sie unter: http://www.iks.rwth-aachen.de/aktuelles/kolloquium/ -- Irina Ronkartz Institute of Communication Systems (IKS) RWTH Aachen University Muffeter Weg 3a, 52074 Aachen, Germany +49 241 80 26958 (phone) ronkartz(a)iks.rwth-aachen.de http://www.iks.rwth-aachen.de/

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Einladung Promotionsvortrag
by Irina Ronkartz 11 May '20

11 May '20

Sehr geehrte Abonnenten des Kolloquium-Newsletters, gerne laden wir Sie zu einem Promotionsvortrag ein. Vortragender: Herr Stefan Liebich, M. Sc. Thema: *Active Noise and Occlusion Effect Cancellation in Headphones and Hearing Aids* Zeit: Montag, 18. Mai 2020, 11:00 Uhr Zoom-Meeting: https://us02web.zoom.us/j/88156655771 Meeting-ID: 881 5665 5771 Passwort: 471696 The perception of one's own voice is distorted when telephoning with headsets, or wearing hearing aids. The reason for this is the so-called occlusion effect. The ear canals are completely or partially closed by the headset or hearing aid. The occlusion causes amplification of low frequencies, and attenuation of high frequencies of one's own voice. The unnatural perception of one's own voice and of noise caused by chewing and swallowing are among the most common complaints of users. Furthermore, environmental noise might impair perception. In this thesis, both the unnatural perception of one's own voice and the disturbance by environmental noise are tackled by novel signal processing approaches. The proposed solution solves the problem of the occlusion effect by actively emiiting a compensation signal through the integrated loudspeaker. This novel approach combines methods of active noise cancellation (ANC, Noise Cancelling Headphone) with a personalized design. The binaural headset contains two additional microphones per side, one inner and one outer, to acquire signals for the calculation of the compensation signals. A combination of feedback and feedforward digital filters allows for either approaching personal silence or a natural perception of one's own voice and the surroundings. The main contributions are: * Novel design concept for ANC / OEC systems which are robust w.r.t. acoustical variations of ear canals and earpiece fittings * Novel structure for combined feedback-feedforward filters with adaptive stability control * Analysis of variability of acoustic front-end (headset) as well as electronics back-end (digital signal processing incl. AD/DA-conversion) and implications on ANC/OEC performance * Real-time implementation, instrumental and auditive evaluations The achieved ANC performance is comparable to that of a commercial reference system. The OEC performance revealed in both objective measurements and subjective listening tests, significant improvements of the own-voice perception. Alle Interessierten sind herzlich eingeladen, eine Anmeldung ist nicht erforderlich. -- Irina Ronkartz Institute of Communication Systems (IKS) RWTH Aachen University Muffeter Weg 3a, 52074 Aachen, Germany +49 241 80 26958 (phone) ronkartz(a)iks.rwth-aachen.de http://www.iks.rwth-aachen.de/

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Kommunikationstechnisches Kolloquium am IKS | online | geänderte Anfangszeit
by Irina Ronkartz 26 Mar '20

26 Mar '20

Sehr geehrte Abonnenten des Kolloquium-Newsletters, u.a. finden Sie den Link zur Videokonferenz zum Mastervortrag von Nikita Airee. Bitte beachten Sie, dass, aufgrund Überlastung des Systems, die Anfangszeit auf 8:30 Uhr vorverlegt wurde. viele Grüße Irina Ronkartz -------- Original-Nachricht -------- Betreff: Final Presentation Master Thesis Nikita Airee Datum: Dienstag, März 24, 2020 09:50 CET Von: "Adrat, Marc" <marc.adrat(a)fkie.fraunhofer.de> An: Christiane Antweiler <antweiler(a)iks.rwth-aachen.de>, Irina Ronkartz <ronkartz(a)iks.rwth-aachen.de>, Peter Jax <jax(a)iks.rwth-aachen.de>, "Nikita Airee" <nikitaairee(a)gmail.com>, "Saha, Souradip" <souradip.saha(a)fkie.fraunhofer.de>, Souradip Saha <souradipsaha128(a)gmail.com>, "Antweiler, Markus" <markus.antweiler(a)fkie.fraunhofer.de> Topic: Optimized Power Allocation in NOMA-based Overlay Cognitive Radio Network ***DO NOT DELETE OR CHANGE ANY OF THE TEXT BELOW THIS LINE*** Marc Adrat has scheduled this WebEx meeting. Final Presentation Master Thesis Nikita Airee Host: Marc Adrat When it's time, start or join the WebEx meeting from here: https://conference.fraunhofer.de/orion/joinmeeting.do?MTID=d6d66de63cb6b5c3… Access Information Meeting Number: 992 502 355 Meeting Password: (This meeting does not require a password.) Audio Connection +4971197077777 (WebEx) Access Code: 992 502 355 Hosts, need your host access code or key? Go to the meeting information page: https://conference.fraunhofer.de/orion/meeting/meetingInfo?MTID=5fbce4dbf75… The conference.fraunhofer.de team Need help? https://www.fraunhofer.de/ -------- Original-Nachricht -------- Betreff: Kommunikationstechnisches Kolloquium am IKS | online Datum: Montag, März 23, 2020 12:07 CET Von: Irina Ronkartz <ronkartz(a)iks.rwth-aachen.de> An: kommunikationstechnik-kolloquium(a)lists.rwth-aachen.de Sehr geehrte Abonnenten des Kolloquium-Newsletters, gerne informieren wir Sie über den nächsten Termin unseres Kommunikationstechnischen Kolloquiums. Freitag, 27. März 2020 Vortragende: Nikita Airee Ort: online Zeit: 10:30 Uhr | neue Startzeit 8:30 Uhr Master-Vortrag: Optimized Power Allocation on NOMA-based Overlay Cognitive Radio Networks Spectral efficiency (SE) is crucial for wireless networks due to the scarcity of wireless spectrum and the ever increasing number of users that need access to it. Cognitive radios (CRs) are a prominent solution for SE as they facilitate spectrum sharing between tow or more users. Another technique for improving SE, which has recently come in to focus, os nonorthogonal multiple access (NOMA). Together, they have immense potential for enabling highly spectrally efficient communication. A type of NOMA called power domain nonorthogonal multiple access (PD-NOMA) has been considered in downlink for a CR network in this thesis. PD-NOMA is essentially a multiple access (MA) technique that multiplexes the signals for users in the power domain. Hence, the division of power among the user signals is a critical PD-NOMA process known as power allocation (PA). In this thesis, two methods for PA have been proposed namely, k-scaled PA and fair PA. The performance of the users in the CR network for each of these methods has been extensively evaluated. It has been noted that k-scaled PA reduces the information overhead when there are a large number of users in the network. While it has also been observed to be robust against interference, k-scaled PA method does not always lead to optimum power division. Therefore, fair PA has been proposed for achieving similar performance at all the users. However, it is only applicable for users with specific channel conditions. Also, up to 5 users have been accommodated in the network using the k-scaled method, enabling communicatin over the same spectral resource. Alle Interessierten sind herzlich eingeladen, der Vortrag findet online statt, der Link dazu wird am Donnerstag verschickt. Allgemeine Informationen zum Kolloquium, sowie eine aktuelle Liste der Termine des Kommunikationstechnischen Kolloquiums finden Sie unter: http://www.iks.rwth-aachen.de/aktuelles/kolloquium-- Irina Ronkartz Institute of Communication Systems (IKS) RWTH Aachen University Muffeter Weg 3a, 52074 Aachen, Germany +49 241 80 26958 (phone) ronkartz(a)iks.rwth-aachen.de http://www.iks.rwth-aachen.de/

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Kommunikationstechnisches Kolloquium am IKS | online
by Irina Ronkartz 23 Mar '20

23 Mar '20

Sehr geehrte Abonnenten des Kolloquium-Newsletters, gerne informieren wir Sie über den nächsten Termin unseres Kommunikationstechnischen Kolloquiums. *Freitag, 27. März 2020* *Vortragende*: Nikita Airee *Ort:* online *Zeit:* 10:30 Uhr *Master-Vortrag*: Optimized Power Allocation on NOMA-based Overlay Cognitive Radio Networks Spectral efficiency (SE) is crucial for wireless networks due to the scarcity of wireless spectrum and the ever increasing number of users that need access to it. Cognitive radios (CRs) are a prominent solution for SE as they facilitate spectrum sharing between tow or more users. Another technique for improving SE, which has recently come in to focus, os nonorthogonal multiple access (NOMA). Together, they have immense potential for enabling highly spectrally efficient communication. A type of NOMA called power domain nonorthogonal multiple access (PD-NOMA) has been considered in downlink for a CR network in this thesis. PD-NOMA is essentially a multiple access (MA) technique that multiplexes the signals for users in the power domain. Hence, the division of power among the user signals is a critical PD-NOMA process known as power allocation (PA). In this thesis, two methods for PA have been proposed namely, /k/-scaled PA and fair PA. The performance of the users in the CR network for each of these methods has been extensively evaluated. It has been noted that /k/-scaled PA reduces the information overhead when there are a large number of users in the network. While it has also been observed to be robust against interference, /k/-scaled PA method does not always lead to optimum power division. Therefore, fair PA has been proposed for achieving similar performance at all the users. However, it is only applicable for users with specific channel conditions. Also, up to 5 users have been accommodated in the network using the /k/-scaled method, enabling communicatin over the same spectral resource. *Alle Interessierten sind herzlich eingeladen, der Vortrag findet online statt, der Link dazu wird am Donnerstag verschickt. * Allgemeine Informationen zum Kolloquium, sowie eine aktuelle Liste der Termine des Kommunikationstechnischen Kolloquiums finden Sie unter: http://www.iks.rwth-aachen.de/aktuelles/kolloquium -- Irina Ronkartz Institute of Communication Systems (IKS) RWTH Aachen University Muffeter Weg 3a, 52074 Aachen, Germany +49 241 80 26958 (phone) ronkartz(a)iks.rwth-aachen.de http://www.iks.rwth-aachen.de/

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Kommunikationstechnisches Kolloquium am IKS
by Irina Ronkartz 30 Jan '20

30 Jan '20

Sehr geehrte Abonnenten des Kolloquium-Newsletters, gerne informieren wir Sie über den nächsten Termin unseres Kommunikationstechnischen Kolloquiums. *Freitag, 7. Februar 2020* *Vortragende*: Bingying Qin *Ort:* Hörsaal 4G *Zeit:* 10:00 Uhr *Master-Vortrag*: Acquisition of Individual HRTFs using Acoustic Headtracking Virtual reality is now widely applied in different areas. Headphone-based binaural rendering is commonly used to reconstruct the sound in a virtual environment. Head-Related Transfer Functions (HRTs) is essential in the sound reconstruction. Using individual HRTF database can achieve a better experience in the sound simulation. The demands for individual HRTF database increase rapidly. The proposed dynamic measurement with acoustic head tracking provides a fast and easy method to obtain individual HRTFs. This thesis proposes a processing procedure to get individual HRTF database from the HRTFs measured using acoustic head tracking. The processing procedure constructs a desired, usually regularly spaced HRTF data set from the irregularly spaced measurement results. The relations between the sound source positions are quantified in weights and the weights are used in the HRTF interpolation. Interpolation algorithm with separated amplitude and phase interpolation is illustrated. Measurements performed in IKS|Lab using acoustic head tracking proves that the interpolation works well. Alle Interessierten sind herzlich eingeladen, eine Anmeldung ist nicht erforderlich. Allgemeine Informationen zum Kolloquium, sowie eine aktuelle Liste der Termine des Kommunikationstechnischen Kolloquiums finden Sie unter: http://www.iks.rwth-aachen.de/aktuelles/kolloquium/ -- Irina Ronkartz Institute of Communication Systems (IKS) RWTH Aachen University Muffeter Weg 3a, 52074 Aachen, Germany +49 241 80 26958 (phone) ronkartz(a)iks.rwth-aachen.de http://www.iks.rwth-aachen.de/

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Einladung Promotionsvortrag
by Irina Ronkartz 27 Nov '19

27 Nov '19

Sehr geehrte Abonnenten des Kolloquium-Newsletters, gerne laden wir Sie zu einem Promotionsvortrag ein. Vortragender: Herr Tim Schmitz, M. Sc. Thema: *Continuous-Amplitude Error Protection of Discrete-Time Signals* Zeit: Freitag, 13. Dezember 2019, 14:00 Uhr Ort: Institut für Kommunikationssysteme, Muffeter Weg 3a, Hörsaal 4G Transmitting analog audio, video, or sensor data with a digital system requires sampling and quantization. While a sampled signal can be reconstructed perfectly if the Nyquist-Shannon sampling theorem is met, quantization unavoidably abbs irreversible errors. Given a certain bitrate for quantization (or source coding in general), the achievable signal quality is therefore limited. Transmission of the signal over a noisy channel causes additional errors. If some part of the bitrate is used for protecting the signal with a channel code, these additional errors can be reduced or even eliminated. However, this reduces the achievable maximum quality if the gross bitrate is fixed. Since this compromise between quantization and channel coding is often designed for the worst-case channel, the signal quality saturates early with increasing channel quality, and transmission over a better channel is far below optimum. Instead of conventional digital systems, this thesis covers a continuous-amplitude, discrete-time system. Such a system does not exhibit this saturation of the signal quality, as its performance further improves with increasing channel quality. An example of such a system is a channel coding strategy using analog modulo block codes (AMB codes) for error protection. The encoder multiplies the unquantized symbol vector with a code matrix and limits the transmission power with a modulo operation. In practice, AMB coding is implemented by digital signal processing. The digital representation of the information symbols can be very precise and no coarse quantization is required for bitrate reduction. In this thesis, AMB codes are analyzed, designed, and evaluated. The resulting code words, consisting of a lattice and a continuous component, are presented and analyzed. New decoding techniques are developed and evaluated. Additionally, a novel method to analytically estimate the quality of the decoded signal in terms of signal-to-distortion ratio (SDR) can replace computationally much more demanding simulations in many cases. This estimation strategy allows evaluating the usefulness of codes with different dimensionalities. A new, efficient design concept is developed for codes with a single input symbol, which are most promising in terms of complexity and performance. A system using AMB codes outperforms traditional digital transmission systems with short block lengths for medium to high signal-to-noise ratios on the channel. Due to their typically very short block length and low encoding complexity, AMB codes are especially well suited for low-delay, low-power applications, such as hearing aids, wireless mircophones, and wireless sensor networks. Alle Interessierten sind herzlich eingeladen, eine Anmeldung ist nicht erforderlich. -- Irina Ronkartz Institute of Communication Systems (IKS) RWTH Aachen University Muffeter Weg 3a, 52074 Aachen, Germany +49 241 80 26958 (phone) ronkartz(a)iks.rwth-aachen.de http://www.iks.rwth-aachen.de/

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Kommunikationstechnisches Kolloquium am IKS
by Irina Ronkartz 12 Nov '19

12 Nov '19

Sehr geehrte Abonnenten des Kolloquium-Newsletters, gerne informieren wir Sie über den nächsten Termin unseres Kommunikationstechnischen Kolloquiums. *Montag, 18. November 2019* *Vortragender*: Sina Bassiri *Ort*: Hörsaal 4G IKS *Zeit:* 11:00 Uhr *Master-Vortrag*: Binaurale Aufnahme mit Ausgleich von Kopfbewegungen Auf Grundlage des am Institut für Kommunikationssysteme entwickelten Binaural-Cue-Adaptation-Verfahrens wurde im Rahmen dieser Masterarbeit das Binaural-Recording-Head-Compensation (BRHC)-System entwickelt, das Kopfdrehungen einer binauralen Aufnahme einer Szene mit Quellen in der Horizontalebene in Echtzeit kompensiert. Das System muss dazu die Position der Quelle kennen, die anhand der binauralen Cues ermittelt wird. Für die Vorne-Hinten-Unterscheidung einer Quelle wird ein Verfahren vorgestellt, das die durch die Kopfbewegungen hervorgerufenen Veränderungen der binauralen Cues analysiert und damit die tatsächliche Quellposition wählt. Die mögliche Störung durch Nachhall und Rauschen während einer Aufnahme wird mit einem auf den Anwendungsfall zugeschnittenen Primary-Ambient-Extraction-Verfahren behandelt. Das BRHC-System ist zudem in der Lage zwischen mehreren aktiven Quellen zu unterscheiden, die nicht gleichzeitig aktiv sind und dabei mit HIlfe eines Voice-Activity-Detectors auch Stille als Störfaktor der Quellenunterscheidung zu erkennen und außer Acht zu lassen. Unter verschiedenen Annahmen kann das neue System für simulierte Signale und verschiedenen Kopfdrehungen Schallquellen richtig lokalisieren und virtuell die Kopfdrehung kompensieren. Eine reale Messung mit einem Probanden ergibt, dass das BRHC-System prinzipiell auch auf reale Aufnahmen anwendbar ist. Schätzungsfehler treten bei realen Signalen jedoch häufiger als bei simulierten Signalen auf, da die Simulation nicht alle Aspekte einer realen Aufnahme abdeckt. Alle Interessierten sind herzlich eingeladen, eine Anmeldung ist nicht erforderlich. Allgemeine Informationen zum Kolloquium sowie eine aktuelle Liste der Termine des Kommunikationstechnischen Kolloquiums finden Sie unter http://www.iks.rwth-aachen.de/aktuelles/kolloquium/ -- Irina Ronkartz Institute of Communication Systems (IKS) RWTH Aachen University Muffeter Weg 3a, 52074 Aachen, Germany +49 241 80 26958 (phone) ronkartz(a)iks.rwth-aachen.de http://www.iks.rwth-aachen.de/

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Kommunikationstechnisches Kolloquium am IKS
by Irina Ronkartz 05 Nov '19

05 Nov '19

Sehr geehrte Abonnenten des Kolloquium-Newsletters, gerne informieren wir Sie über die nächsten Termine unseres Kommunikationstechnischen Kolloquiums. *Montag, 11. November 2019* *Vortragender*: Lukas Stich *Ort*: Hörsaal 4G IKS *Zeit:* 14:00 Uhr *Master-Vortrag*: Lokalisation von Schallquellen mit Methoden des maschinellen Lernens In dieser Arbeit wird die Lokalisation von Schallquellen mithilfe von künstlichen neuronalen Netzen in verschiedenen akustischen Umgebungen untersucht. Eine Kombination aus achtkanaligem Mikrofon-Array und Convolutional Neural Networks wird verwendet, um die Position der Schallquelle hinsichtlich ihres Azimutwinkels zu schätzen. Als Quellsignal werden hierbei Rausch- und Sprachsequenzen eingesetzt, die mit einer Kurzzeit-Fourier-Transformation in den Frequenzbereich überführt werden. Das für die Lokalisation analysierte Merkmal ist die Phase. Es werden drei verschiedene Umgebungen betrachtet, die sich hinsichtlich ihrer akustischen Komplexität unterscheiden. Die erste Umgebung ist ein Freigeld, das am Computer simuliert wird. Hier hat sich gezeigt, dass der Adam Optimierer dem RMSProp Optimierer vorzuziehen ist und es im Verlauf des Trainings keinen Unterschied zwischen der He-Initialisierung mit Gleichverteilung und Normalverteilung gibt. Der mittlere absolute Fehler ist bei der Lokalisation mit dem neuronalen Netz in Freifeld-Bedingungen kleiner als bei zwei untersuchten Referenzverfahren. Die zweite Umgebung ist ein Messraum, in dem zum Sammeln von Trainingsdaten umfangreiche Messungen durchgeführt wurden. Bei der Verwendung von Data Augmentation konnte ein kleinerer Generalisierungsfehler festgestellt werden. Die Genauigkeit bei der Klassifizierung der Testdaten ist mit dem neuronalen Netz höher als mit den Verfahren der Literatur. Allerdings ist der mittlere absolute Fehler größer. Die dritte Umgebung ist der Innenraum eines Demofahrzeuges, das mit zusätzlichen Lautsprechern ausgestattet ist. Hier wurde deutlich, dass die Fähigkeit eines neuronalen Netzes, das mit Daten aus dem Messraum trainiert wurde, nicht ohne zusätzliche Anpassungen an die akustische Umgebung im Fahrzeuginnenraum übertragen werden kann. und *Dienstag, 12. November 2019* *Vortragender*: Thomas Weyland *Ort:* Hörsaal 4G IKS *Zeit:* 10:00 Uhr *Bachelor-Vortrag*: Robust Delay Estimation for Feedback Systems Feedback occurs when an output signal is fed back into a system as part of the input signal. Thus, acoustical feedback takes place when there's a transducer, such as a microphone in immediate vicinity of a loudspeaker. The fed back signal may negatively impact the audio quality of the output signal, since the superposition of the input signal and a time delayed copy of the same signal may create unwanted howling effects. In the scope of this bachelor's thesis, acoustical feedback in IP-based teleconferencing systems, e.g., a conference call which is transmitted over the internet is considered. In order for feedback to occur, at least two users of the same conference call will have to be in proximity of each other, with at least one caller using the loudspeaker. The output signal will be detected by the microphone, transmitted and thus delayed over Internet Protocol, befor then being played back as part of the input signal. This thesis aims at implementing an algorithm that detects when howling artefacts occur and also determines their frequencies. Essential in achieving this, is the realisation of a transmission delay estimatiing function. Alle Interessierten sind herzlich eingeladen. Eine Anmeldung ist nicht erforderlich. Allgemeine Informationen zum Kolloquium sowie eine aktuelle Liste der Termine des Kommunikationstechnischen Kolloquiums finden Sie unter http://www.iks.rwth-aachen.de/aktuelles/kolloquium/ -- Irina Ronkartz Institute of Communication Systems (IKS) RWTH Aachen University Muffeter Weg 3a, 52074 Aachen, Germany +49 241 80 26958 (phone) ronkartz(a)iks.rwth-aachen.de http://www.iks.rwth-aachen.de/

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Kommunikationstechnisches Kolloquium am IKS
by Irina Ronkartz 23 Oct '19

23 Oct '19

Sehr geehrte Abonnenten des Kolloquium-Newsletters, gerne informieren wir Sie über den nächsten Termin unseres Kommunikationstechnischen Kolloquiums. *Donnerstag, 31. Oktober 2019* *Vortragender:* Henrik Jansen *Ort:* Hörsaal 4G IKS *Zeit:* 14:00 Uhr *Bachelor-Vortrag:* Optimierung und Vergleich von Verfahren zur Übersprechkompensation im Frequenzbereich Bei der Reproduktion von Binauralsignalen über zwei Lautsprecher muss das Prinzip der Übersprechkompensation angewendet werden, um das Binauralsignal gehörrichtig wiederzugeben. Das Prinzip beschreibt eine Vorfilterung des Binauralsignals, um den jeweiligen Kanal im Idealfall durch die Wiedergabe über den rechten bzw. linken Lautsprecher am rechten bzw. linken Ohr perfekt zu reproduzieren. Die Übersprechanteile vom linken bzw. rechten Lautsprecher zum rechten bzw. linken Ohr sollen dabei vollständig eliminiert werden. Traditionelle Verfahren zur Übersprechkompensation versuchen dies, unter zusätzlichen Randbedingungen, bestmöglich umzusetzen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, den traditionellen Ansatz unter Berücksichtigung der psychoakustischen Maskierung in Bezug auf die Übersprechanteile zu erweitern und den Einfluss dieser Erweiterung zu untersuchen. Die Idee ist, dass die Übersprechanteile durch die Filterung nicht mehr vollständig eliminiert, sondern nur noch unter die Simultanmaskierungsschwelle des am jeweiligen Ohr anliegenden Direktsignalanteils gebracht werden. Um dies zu realisieren, wird aufbauend auf einer mathematischen Modellierung des Übersprechkompensationssystems und einer Beschreibung der traditionellen Verfahren im Frequenzbereich, ein entsprechendes erweitertes Verfahren entwickelt. Den Kern dieses erweiterten Verfahrens bildet die Formulierung eines konvexen Optimierungsproblems zur Auslegung der Überspechkompensationsfilter unter der obigen Bedingung. Weiterhin wurde das erweiterte Verfahren in Bezug auf seine Parameter analysiert und mit den traditionellen Verfahren verglichen. Es wurde erkannt, dass die Berücksichtigung des Maskierungseffekts zur Verbesserung des Systems genutzt werden kann, diese Verbesserung jedoch nur für schlecht konditionierte Problemfälle oder eine hohe Begrenzung der Filterverstärkungen im Frequenzbereich signifikant ist. In Bezug auf die Echtzeitfähigkeit des erweiterten Verfahrens wurde festgestellt, dass dieses grundsätzlich für eine Echtzeitanwendung geeignet sein könnte, das traditionelle Invertierungsverfahren im Frequenzbereich in dieser Hinsicht jedoch immer noch das effektivste Verfahren darstellt. Alle Interessierten sind herzlich eingeladen, eine Anmeldung ist nicht erforderlich. Allgemeine Informationen zum Kolloquium, sowie eine aktuelle Liste der Termine des Kommunikationstechnischen Kolloquiums finden Sie unter http://www.iks.rwth-aachen.de/aktuelles/kolloquium/ -- Irina Ronkartz Institute of Communication Systems (IKS) RWTH Aachen University Muffeter Weg 3a, 52074 Aachen, Germany +49 241 80 26958 (phone) ronkartz(a)iks.rwth-aachen.de http://www.iks.rwth-aachen.de/

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Kommunikationstechnisches Kolloquium am IKS
by Irina Ronkartz 16 Oct '19

16 Oct '19

Sehr geehrte Abonnenten des Kolloquium-Newsletters, gerne informieren wir Sie über die nächsten Termine unseres Kommunikationstechnischen Kolloquiums. *Dienstag, 22. Oktober 2019** **Vortragender:* Maximilian Tillmann *Ort:* Hörsaal 4G IKS *Zeit:* 10:15 Uhr *Bachelor-Vortrag:* Sprachverbesserung durch robustes Beamforming auf Basis geschätzter Mikrofonpositionen Der Freisprechmodus ist bei der Sprachsteuerung oder bei der Sprachkommunikation ein häufiger Anwendungsfall. Bei einem großen Abstand des Sprechers zur Aufnahmeeinheit im Freisprechmodus ist das Signal-Rausch-Verhältnis am Mikrofon in der Regel klein. Daher werden für diese Anwendungen gewöhnlich mehrere Mikrofone als Beamformer betrieben, um das Sprachsignal des Sprechers zu verstärken. Ziel dieser Arbeit ist es, verschiedene Mikrofonarrays mit gestörten Mikrofonpositionen, also einer Abweichung der tatsächlichen Positionen und der dem Beamformer bekannten Positionen, als Beamformer zu betreiben und deren Robustheit bezüglich dieser Störungen zu untersuchen. Als allgemeines Bewertungskriterium dafür wird der Gewinn, also ein Maß für die Richtwirkung des Beamformers, berechnet. Es wird ein superdirektiver Beamformer (MVDR-Beamformer) betrachtet, bei dem der Entwurfsparameter /µ /ein zentraler Parameter ist. Hiermit kann ein Kompromiss zwischen dem maximal erreichbaren Gewinn und der Robustheit eingestellt werden. Es ist das Ziel, /µ /so auszuwählen, dass der mittlere Gewinn im Fall einer Störung maximiert wird. Es konnte gezeigt werden, dass es einen Unterschied macht, ob die Fehler, bei den Mikrofonplatzierungen oder bei den beamformer-bekannten Positionen auftreten. Störungen der beamformer-bekannten Positionen führen zu einer höheren Robustheit als Störungen in den Mikrofonplatzierungen. Weiterhin wurde die Robustheit bei Verwendung eines Geometrie-Schätzers untersucht. Zusätzlich wurde hier eine frequenzabhängige Optimierung von /µ /vorgenommen. Dabei zeigte sich jedoch, dass bei großen Störungen die Fehlerverteilung bei den Schätzfehlern des Geometrie-Schätzers von einer Normalverteilung stark abwich und dadurch das verwendete Optimierungsverfahren zur Wahl von /µ /nicht mehr sinnvoll eingesetzt werden konnte. Bei kleineren Schätzfehlern erwies sich das verwendete Verfahren zur Optimierung von /µ /jedoch als sinnvoll. *Dienstag, 22. Oktober 2019* *Vortragende:* Rebecca Pelke *Ort:* Hörsaal 4G IKS *Zeit: *11:15 Uhr *Bachelor-Vortrag*: Modellierung von Kleinstlautsprechern für die akustische Echokompensation in Mobiltelefonen Bei der Kommunikation im Freisprechmodus über mobile Geräte, wie beispielsweise Smartphones, werden akustische Echos als sehr störend empfunden. Die Aufgabe der Echokompensation ist es, die Übertragung zwischen Lautsprecher und Mikrofon herauszufiltern. Dies gelingt nur, wenn sowohl das Verhalten des Lautsprechers als auch das Verhalten der akustischen Umgebung ausreichend gut modelliert werden können. In der Praxis werden dafür häufig lineare Filter verwendet. Die in Smartphones verwendeten Kleinstlautsprecher zeigen jedoch ein ausgeprägtes nichtlineares Verhalten. Bei hohen Amplituden ist die Kompensation mit linearen Filtern nur sehr begrenzt möglich, da die nichtlinearen Verzerrungen des Kleinstlautsprechers in diesem Bereich einen großen Einfluss auf das ausgestrahlte Lautsprechersignal haben. Aus der Akustik ist bekannt, dass das physikalische Lautsprechermodell ein nichtlineares, rückgekoppeltes System ist. In dieser Arbeit wird das Verhalten eines Kleinstlautsprechers durch verschiedene Filter mit nichtlinearer, rückgekoppelter Filterstruktur modelliert. Für solche Filter gibt es in der Literatur nur wenige mathematische und systemtheoretische Beschreibungen, sodass zunächst Adaptionsalgorithmen hergeleitet werden müssen, um die Filterkoeffizienten an das Lautsprecherverhalten anzupassen. Es werden verschiedene Adaptionsalgorithmen vorgestellt, die zunächst auf simulierten Messdaten verifiziert und anschließend auf realen Messdaten angewendet werden. Alle Interessierten sind herzlich eingeladen, eine Anmeldung ist nicht erforderlich. Allgemeine Informationen zum Kolloquium, sowie eine aktuelle Liste der Termine des Kommunikationstechnischen Kolloquiums finden Sie unter http://www.iks.rwth-aachen.de/aktuelles/kolloquium/ // -- Irina Ronkartz Institute of Communication Systems (IKS) RWTH Aachen University Muffeter Weg 3a, 52074 Aachen, Germany +49 241 80 26958 (phone) ronkartz(a)iks.rwth-aachen.de http://www.iks.rwth-aachen.de/

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