Abschlussarbeiten

Hier finden Sie die Abschlussarbeiten der Studierenden unserer Abteilung.

HippoSeat: Entwicklung eines mobilen Therapiesitzes basierend auf den Funktionsprinzipien der Hippotherapie
Marilena Sydow

Bachelorarbeit im Studiengang Assistive Technologien
Betreut durch Prof. Dr.-Ing. Frank Wallhoff und Björn Strehl
Eingereicht am 17. Februar 2017

Anwendungs- und Beobachtungsstudie eines neuen Verfahrens zum Richtungshören bei Cochlea Implantat versorgten Kindern
Andrea Heike Decker

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. med. Karsten Plotz und Dr.-Ing. T. Rader
Eingereicht am 16. Februar 2017

Das Richtungshören wird im alltäglichen Leben von jedem Menschen benötigt und basiert auf der Funktion des binauralen Hörens in der Horizontalebene. Zur Überprüfung dieser Fähigkeit soll ein neues akustisches Messverfahren im Klinikalltag der Universitätsmedizin Mainz erprobt werden. Das ERKI-Setup (Erfassen des Richtungshörens bei Kindern) basiert auf dem Mainzer Kindertisch, der in Verbindung mit dem Setup eine Winkelauflösung von 5° im Bereich von ± 90° ermöglicht. Dies erfolgt unter Zuhilfenahme von 32 virtuellen Schallquellen. Als Probanden dienen Kinder unterschiedlichen Alters mit unilateraler, bilateraler sowie bimodaler Cochlea-Implantat-Versorgung. Eine Fragestellung ist, ob verschiedene Stimuli die Lokalisationsfähigkeit von Kindern mit Cochlea Implantaten beeinflussen. Insgesamt zeigte sich eine geringe Verbesserung der Lokalisationsfähigkeit, bei Wechsel des Signals (Sprachmaterials/ Rosa Rauschen). Jedoch besteht kein signifikanter Unterschied. Eine weitere Fragestellung untersucht einen Zusammenhang zwischen Messdauer und Alter bzw. Intelligenzquotienten der Kinder. Ein Ergebnis ist, dass die Messung mit zunehmenden Alter und höherem Intelligenzquotienten schneller erfolgte. Ebenfalls konnten unterschiedliche Lokalisationsmuster beobachtet. Bei neuimplantierten Kindern konnten teilweise nach wenigen Wochen große Verbesserungen der Lokalisation erkannt werden.

Directional listening is required in everyday life by all people and is based on the function of binaural hearing in the horizontal plane. The capability will be tested by a new acoustic measuring method in everyday life of the Mainz university hospital. The ERKI setup (detection of directional hearing in children) is based on the Mainzer Kindertisch. A connection with the setup allows an angular resolution of 5° in the range of ± 90°. This is enabled by the use of 32 virtual sound sources. The subjects are children of different ages, which are unilateral, bilateral or bimodal implanted with cochlear implants. One question is whether different stimuli influence the localization capacity of children with cochlear implants. Overall, there was a slight improvement in the ability of localization, when the signal (speech material/ pink noise) was changed. However, there is no significant difference. A further question poses a link between duration of measurement and age or intelligence quotient of the children. One result is that the duration of the measurement was faster with increasing age and higher intelligence quotient. Different localization patterns could be also observed. In case of newly implanted children, large improvements in the localization could be detected after a few weeks.

Telemetrische Übertragung und Auswertung von Vitalparametern
Maren Osterloh

Bachelorarbeit im Studiengang Assistive Technologien
Betreut durch Prof. Dr.-Ing. Frank Wallhoff und Dipl. -Ing. Ronald Brandes
Eingereicht am 16. Februar 2017

Die vorliegende Bachelorarbeit befasst sich mit der Konzeptionierung und der Umsetzung eines Systems zur telemetrischen Übertragung und Auswertung von Vitalparametern. Zu Beginn wird die medizinische Indikation erläutert. Nach einer Analyse unterschiedlicher kabelloser Übertragungssysteme wird sich für das nRF24L01-Modul entschieden. Im Anschluss wird der Aufbau des Prototypen und die wichtigsten Funktionen der programmierten Software aufgeführt. In dieser Arbeit wird ein Prototyp erstellt, der aus zwei Hauptaktoren besteht, der Raspberry Pi 3, der als Controller des Netzwerkes dient und mittels der nRF24L01- Module in Kommunikation mit dem Arduino UNO tritt. Diese sind verbunden mit Sensoren, die Körperparameter erfassen. Diese Daten werden an den Raspberry übertragen und dort bewertet. Anschließend gibt dieser an den Arduino eine Rückmeldung, ob ein Alarmsignal gegeben werden muss. Des Weiteren werden die Daten, die der Raspberry abspeichert, mittels eines Displays ausgegeben. Durch eine Leistungsmessung wird bestätigt, dass die Module keine Auswirkungen auf den menschlichen Körper haben und somit nicht gesundheitsgefährdend sind.

The present bachelor thesis deals with the conceptualization and the implementation of a system for telemetric transmission and evaluation of vital parameters. At the beginning the medical indication is explained. According to an analysis of more wireless transmission systems, the decision takes place on the nRF24L01- module. In the following the structure of the prototype and the most important functions of the programmed software are listet below. In this thesis, a prototype is created out of two main actors, the Raspberry Pi 3, which serves as the controller of the network and communicates with the Arduino UNO using the nRF24L01-modules. The Arduino are connected to sensors, that detect body parameters. These data are transferred to the Raspberry and evaluated there. Subsequently, the Raspberry sends back to the Arduino a valuation, wether a alarm signal must be given. Furthermore the Data, stored by the Raspberry can be output by a display. A power test confirms, that the module has ne effect on the human organism and therefor not harmful to health.

Untersuchungen zur Auswirkung von Filterbandbreiten auf Nachhallzeitmessungen in kleinen Räumen
Hanna Möhle

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr.-Ing. M. Blau und Dr.-Ing. V. Wittstock
Eingereicht am 14. Februar 2017

Die vorliegende Bachelor-Arbeit beinhaltet eine theoretische Betrachtung von Nachhallzeitmessungen in kleinen Räumen. Anlass war dasWissen über den Einfluss des Filters der Messtechnik auf kurze Nachhallzeiten im tieffrequenten Bereich sowie die Messung der Nachhallzeit in kleinen Räumen nach DIN EN ISO 16283. Die theoretische Betrachtung erfolgte durch die Simulationen von Nachhallzeiten. Dazu wurde ein Nachhallzeit-Simulator implementiert. Unter verschiedenen Gesichtspunkten, wie z. B. Raumvolumen und Terz- sowie Oktav-Filterung, können damit Nachhallzeitmessungen simuliert werden. Um die Gültigkeit der Simulations-Ergebnisse zu überpüfen, wurde der Nachhallzeit-Simulator erfolgreich validiert. Durch die Entwicklung des Nachhallzeit-Simulators lassen sich Nachhallzeitmessungen für diverse Räume mit unterschiedlichen Filtern simulieren. Dadurch wird es möglich den entsprechenden Abschnitt der DIN EN ISO 16283 zu beurteilen.

This Bachelor Thesis presents a theoretical study of reverberation time measurements in small rooms. The reason for this was the knowledge about the influence of the filter of the measuring technique on short reverbertion times in low frequency range and the measurement of reverberation time in small rooms according to DIN EN ISO 16283. The theoretical consideration was made by simulating reverberation times. For this purpose, a reverberation time simulator was implemented. This can be used to simulate reverberation time measurements under different aspects such as the volume of rooms and third and octave filters. In order to check the validity of the simulation results, the reverberation time simulator was successfully validated. By developing the reverberation time simulator can reverberation times be simulated for various rooms with different filters. This makes it possible to assess the relevant section of DIN EN ISO 16283.

Entwicklung einer Sprachsynthese für den KNX-Bus und einer Sprachsteuerung per Android App
Sandro Wehrhahn

Bachelorarbeit im Studiengang Assistive Technologien
Betreut durch Prof. Dr.-Ing. Frank Wallhoff und Detlef Boss
Eingereicht am 14. Februar 2017

In dieser Bachelorarbeit wird die Planung und Entwicklung einer Sprachausgabe und einer Spracheingabe im KNX Smart Home Umfeld beschrieben. Bei der Sprach- ausgabe handelt es sich um eine Softwareerweiterung eines aktuellen ise Produktes, dem ise smart connect KNX Sonos. Die Ausgabe ermöglicht das Konfigurieren von individuellen Sätzen bei auftretenden Geräteaktionen. Die Spracheingabe wurde in einer Smartphone App realisiert und steuert Smart Home Geräte über einen Empfänger am KNX-Bus. Außerdem werden Grundlagen der Sprachverarbeitung vermittelt sowie die Ergebnisse der Entwicklung diskutiert. Die in der Praxisphase erstellten Prototypen haben gezeigt, dass die Sprachausgabe und Spracheingabe Funktionalität auf diese Weise sinnvoll für den KNX-Bus umsetzbar ist. Um voll- wertige Produkte für den Smart Home Markt zu entwickeln bedarf es jedoch noch einiger Erweiterungen.

This Bachelor Thesis describes the development of a speech synthesis and a speech recognition for KNX smart homes. The speech synthesis works as an extension for an existing ise product, the smart connect KNX Sonos. The speech output is highly configurable and enables the speaking of defined sentences for events caused by KNX-devices. The speech recognition works inside an Android app to control the KNX-Bus with speech commands wirelessly. Furthermore are the basic methods of speech processing explained. The finished prototypes will be presented and relected at the end of this thesis. Further necessities to make the products marketable are describes as future worksteps.

Entwicklung und Evaluation eines Systems zur akustischen Detektion von Schweinswalen
Hendrik Schoof

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr.-Ing. Matthias Blau und Dr. Michael Bellmann
Eingereicht am 9. Februar 2017

Beim Bau von Offshore-Windkraftanlagen werden durch Rammungen von Stahlfundamenten in den Meeresboden impulshafte Schallereignisse unter Wasser erzeugt, die marine Säugetiere, wie z.B. Schweinswale, physisch schädigen können. Schweinswale müssen daher durch Vergrämungsmaßnahmen vor Baubeginn aus der unmittelbaren Gefährdungszone vertrieben werden. Die Wirksamkeit dieser Maßnahmen wird mittels Schweinswal-Klickdetektoren überwacht. Die bisherigen Systeme können Schweinswale nicht eindeutig detektieren. Es ist daher ein alternatives Aufnahmesystem entwickelt worden, das unter Berücksichtigung der Klick-Charakteristik, die Schweinswale zur Echoortung benutzen, eine zuverlässigere Detektion ermöglichen soll. Da die überwiegend im Frequenzbereich zwischen 120 und 160 kHz erzeugten Klicks bei einer Aufzeichnung zu großen Datenmengen führen würden, transformiert das entwickelte System die Klicks in einen niederfrequenteren Bereich. Zusätzlich werden die Klicks für das menschliche Gehör wahrnehmbar. Das offshore-fähige System besteht aus einem Hydrophon, einem IQ-Mischer, einem Audiorekorder und einer eigenen Stromversorgung. Es verblieb bei einer Offshore-Erprobung über zwölf Stunden in der Nordsee und zeichnete dabei erste Schweinswal-Klicks auf. Aus den Aufnahmen konnten erste Erkenntnisse als Basis für eine automatisierte Detektion gewonnen werden.

During the construction of offshore windfarms, pile-driving creates impulsive underwater sounds, which can cause physical damage to marine mammals, e.g. harbour porpoises. Therefore, harbour porpoises have to be frightened away from the immediate hazard area by deterrent measures pior the start of construction. The effectiveness of these measures is monitored by harbour porpoise click detectors. The previous detector systems are not very reliable for detecting harbour porpoises. That is why an alternative detector has been developed, that takes the special click characteristic of harbour porpoises into account, which is used for echolocation and should enable a more reliable detection. Since the clicks, that are mainly generated in the frequency range between 120 and 160 kHz, would lead to large amounts of data during recording, the developed system transforms the clicks into a lower frequency range. In addition, the clicks become perceptible for the human hearing. It is ready to be used under offshore conditions and consists of a hydrophone, an IQ-mixer, an audio recorder and its own power supply. The system remained in the North Sea during an offshore test for over twelve hours and recorded first harbour porpoise clicks. The recorded clicks provide first insights as a basis for automated detection.

Verstärkung interauraler Merkmale zur Verbesserung des binauralen Hörens bei Cochlea-Implantat-Trägern
Kristin Isabel Bracklo

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. lnga Holube und Dr. Wiebke Heeren
Eingereicht am 23. Januar 2017

Entwicklung und Evaluation des „Oldenburger Kinder-Satztests“ mit weiblicher Stimme
Jana Roßbach

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. rer. nat. I. Holube und Dr. K. Wagener
Eingereicht am 18. Januar 2017

Für das alltägliche Leben ist das Verstehen von Sprache sehr wichtig. Um diese Fähigkeit auch bei Kindern zu überprüfen, gibt es bereits den Oldenburger Kinder- Satztest mit einer männlichen Stimme. Bei ausländischen Satztests werden hingegen Frauenstimmen verwendet. Umeinen international vergleichbaren deutschen Test zu erhalten, wurde der Oldenburger Kinder-Satztest im Rahmen dieser Arbeit mit einer Sprecherin entwickelt. Die durchgeführte Evaluation zeigte, dass die entwickelten Testlisten alle untereinander äquivalent sind. Zusätzlich konnten für den Einsatz im klinischen Alltag Referenzwerte für Erwachsene ermittelt werden. Diese betragen beim SRT -9,4 dBSNR und bei der Steigung 13,4 %/dB. Im nächsten Schritt wurden die Referenzwerte und der Trainingseffekt für Grundschulkinder bestimmt. Bei den Messungen zeigte sich, dass zu Messbeginn jeweils eine Testliste bei einem festen, gut hörbaren SNR und eine Testliste mit adaptiver Pegelsteuerung durchgeführt werden sollten, um den Trainingseffekt während den eigentlichen Messungen möglichst gering zu halten. Bei den Ergebnissen der Referenzwertbestimmung der Kinder gibt es im Störgeräusch keine Altersabhängigkeit, sodass die Referenzwerte über alle Kinder gemittelt werden konnten. Im Störgeräusch beträgt der SRT -7,6 dB SNR und die Steigung 9,0 %/dB. In Ruhe liegt der SRT für die Kinder der ersten bis dritten Klasse bei 23,7 dB SPL und für Kinder der vierten Klasse bei 20,9 dB SPL.

For daily live is understanding of speech very important. To check these ability of children the „Oldenburger Kinder-Satztest“ with male voice exists. However Sentence tests in outher countries use female voices. To have an international comparable german test the „Oldenburger Kinder-Satztest“ with female voice was developed in this bachelor thesis. Evaluation shows that the test lists are equivalent. Furthermore, reference values for adults could be determined. These are for SRT -9,4 dBSNR and for slope 13,4 %/dB. Next step was to identify learning effect and reference values for primary school pupils. For main measurements the subject should perform two test lists to reduce learning effects, the first one with fixed easily audible SNR and the second with adaptive level control. The measurements in noise do not show an age dependency so the results of all children can be averaged. In noise SRT is -7,6 dBSNR and slope is 9,0 %/dB. In quiet SRT of children between first and third class is 23,7 dB SPL and for fourth graders 20,9 dB SPL.

Lokalisation bei Cochlea-Implantat-Patienten am Mainzer-Kindertisch mit ERKI-Erweiterung in Abhängigkeit der Mikrofoneinstellung des Sprachprozessors
Julie Brandt

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. med. Karsten Plotz und Dr. rer. medic. A. Knief
Eingereicht am 18. Januar 2017

Innerhalb dieser Bachelorarbeit wird untersucht, inwieweit sich die Lokalisationsfähigkeit im Frontalbereich durch gezielte Beeinflussung des Mikrofons bei Cochlea- Implantat-Patienten (CI-Patienten) verändert. Den jüngsten Forschungsergebnissen ist zu entnehmen, dass rechts-links-Lokalisationen mit CI möglich sind, jedoch Defizite im Frontalbereich bestehen. Beim Mainzer-Kindertisch mit Erweiterung des ERKI-Setups ist mit Hilfe der 37 Schallquellen (5 reale und 32 virtuelle) eine Winkelabfrage in 5°-Schritten im vorderen Halbkreis (90°) möglich. Alle teilnehmenden Probanden der Klinik für Phoniatrie und Pädaudiologie des Universitätsklinikums Münster verfügten über ein CP910 oder CP810 der Firma Cochlear. Die Probanden erhielten einen Klinik internen Sprachprozessor mit einem omnidirektionalen sowie einem fokussierten Programm. Die 34 Probanden (Median: 54,4 Jahre) unterteilten sich in 18 bimodal (CI und Hörgerät), neun monaural (kontralateral taub) sowie sieben binaural (beidseitige CI-Versorgung) versorgten Probandengruppen. Die statistische Auswertung zeigt, dass innerhalb der Probandengruppen bimodal keine signifikantenUnterschiede zwischen den Mikrofoneinstellungen bestehen. Hingegen wurden bei der monaural versorgten Probandengruppe signifikante Unterschiede zwischen den beiden Modi ermittelt. Die binaural versorgte Probandengruppe liegt mit p = 0,0691 nahe am Signifikanzniveau von p = 0,05. Es zeigt sich, dass Unterschiede zwischen den Mikrofoneinstellungen bestehen.

This bachelor thesis investigates how the change of the microphones affects the frontal area by cochlear-implant-patient (CI-patient). This topic based on the youngest knowledge, that a right-left-localization is possible, however a deficit at the frontal area. Because of the 37 sound sources (5 real and 32 virtual) by the “Mainzer- Kindertisch” with extension of the “ERKI-Setup” it is possible to get an angle-query by 5° of the frontal semicircle (90°). All probands of the clinic for phoniatrics and pediatric audiology of the university clinic in Muenster had a CP910 or CP810 of the company Cochlear. Every proband got a clinic internal speech processor with two programms, one with an omnidirectional and one zoom microphone-setting. The 34 probands (median: 54,4 years) got subdivided in three groups, the bimodal (CI and hearingaid), monaural (CI and deaf) and binaural (CI on both sides). The statistical evaluation showed that in the group of bimodal is no significant difference between the two microphone-mode. In contrast to the monaural group which shows a significant difference. The binaural proband-group shows with p = 0,0691 a close significance level to p = 0,05. So in conclusion there are differences between the two microphones.

Einfluss frisur- und designspezifischer Unterschiede auf Haargeräusche an Hörgeräten und Optimierung eines Haargeräuschsimulators
Armin Budnik

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr.-Ing. Matthias Blau und M. Sc. Simon Köhler
Eingereicht am 12. Januar 2017

Investigations into the vibro-acoustic behavior of hearing aid tubes
Nils Laurens Westhausen

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr.-Ing. Matthias Blau und Dr. Ir. E. Kuipers
Eingereicht am 11. Januar 2017

Vibro-Akustische Untersuchung eines elektrisch verstellbaren Pkw-Sitzes
Jennifer Schmidt

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr.-Ing. Matthias Blau und Dr.-Ing. Dejan Arsić
Eingereicht am 22. Dezember 2016

Die Perspektive der Arbeitnehmervertretung in Bezug auf psychische Belastung in der flexibilisierten Arbeitswelt
Lena Stange

Masterarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Frauke Koppelin und Prof. Dr. Ines Behn-Künzel
Eingereicht am 20. Dezember 2016

Entwicklung eines aktivierenden Spiels für Kinder und Jugendliche auf einem mobilen Endgerät
Lorenz Anders

Bachelorarbeit im Studiengang Assistive Technologien
Betreut durch Prof. Dr. Ing. Melina Frenken und Kai Scherf
Eingereicht am 7. November 2016

Die vorliegende Bachelorarbeit behandelt die Thematik der Entwicklung eines aktivierenden Spiel für Kinder und Jugendliche auf einem mobilen Endgerät. Die steigende Anzahl übergewichtiger Kinder und Jugendlicher in Deutschland verlangt nach zeitgemäßen Präventionsmaßnahmen. Die Erhebung der Grundlagen und deren Proejktion auf bisherige Umsetzungen zeigt, dass ein solches Spiel hinlänglich seiner Anforderungen noch nicht existiert. Die Ergebnisse dieser Entwicklungsarbeit zeigen jedoch, dass bestimmte Spielelemente und Mechaniken hinsichtlich ihrer Funtkion weiter ausgearbeitet werden müssen, bevor eine anschlißende Evaluation mit der intendierten Zielgruppe angestrebt und umgesetzt werden kann.

This Bachelor Thesis covers the topic of developing an activating game for children and teens on a mobile device. The amount of overweight and obese children in Germany, requires appropriate methods of prevention. The inquiry of the essentials in preveting overweight and developing a serious game and it’s projection on former realisations show, that there is no actual game fullfilling these requirements. The conclusion of this development process indicates, that specific game-elements and mechanics need to be improved in their functions, before an evaluation can be done with the intendet group of potential users.

Comparison of time- and frequency-domain based pitch shifting algorithms for real-time application as guitar eect
Jannik Schneider

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr.-lng. Jörg Bitzer und Dipl.-Ing. Thomas Lieb, M.A.
Eingereicht am 1. September 2016

Aus diversen wiss. Publikationen geht hervor, dass bei der Implementierung von Pitch Shifting Algorithmen für musikalische Signale abgewogen werden muss, welche Art der Implementation verwendet werden soll. Zeitbereich basierte Algorithmen sind meist echtzeittauglich, verursachen jedoch früh hörbare Artefakte bei polyphonen Signalen, während Frequenzbereich basierte weitaus rechenintensiver, jedoch eher für polyphone Signale geeignet sind. Es stellt sich die Frage, ob mit der heutigen Prozessortechnik ein Frequenzbereich basierter Pitch Shifter in Echtzeit qualitativ bessere Ergebnisse erzielen kann, als ein Zeitbereich basierter. Es soll untersucht werden, ob die für die Echtzeitanwendung notwendigen Optimierungen zu keiner oder nur geringfügiger Qualit ätsverbesserung im Vergleich zum Zeitbereich basierten Ansatz führen. Um diese Ziele zu erreichen, wurden jeweils ein Zeit- und Frequenzbereich basierter in C++ implementiert und optimiert um Echtzeitfähigkeit zu gewährleisten. Beide Algorithmen wurden empirisch miteinander und verfügbaren, professionellen Studiogeräten mit beinhalteten Gitarren Pitch Shifting Effekten verglichen.

According to numerous scientific publications, for implementation of pitch shifting algorithms it is necessary to evaluate which kind of implementation should be preferred. time-domain based approaches are in most cases real-time compatible. Still they can introduce audible artifacts for polyphonic input signals. Frequency-domain based algorithms are computationally heavier but act better with polyphonic signals. This work deals with the question whether with today's processor technology a frequency-domain based pitch shifter leads to qualitative better results in real-time than a time-domain based approach. Furthermore, it was tested whether the necessary optimizations lead to no or just little qualitative improvements in comparison to the time-domain based approach. To obtain those goals, a time and a frequency-domain based algorithm have been implemented in C++ and were optimized to reach real-time capability. Both have been compared empirically to each other and some available professional hardware devices that include guitar pitch shifting effects.