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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/

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Irina Ronkartz
Institute of Communication Systems (IKS)
RWTH Aachen University
Muffeter Weg 3a, 52074 Aachen, Germany
+49 241 80 26958 (phone)
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