Abschlussarbeiten

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Untersuchung des Zusammenhangs zwischen Sprachverstehen in Gruppengesprächen und dem Arbeitsgedächtnis in einer Online-Studie
Mira Richts

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Inga Holube und Prof. Dr. Martin Hansen
Eingereicht am 15. März 2021

Die Durchführung von Studien im Labor wird zur Zeit durch die Corona-Pandemie erschwert. Methoden, die eine räumliche Distanz zwischen Untersucher:innen und Proband:innen ermöglichen (sogenannte Remote-Testverfahren), könnten sich als Ersatz im Lockdown eignen und sich als gute Ergänzung zu herkömmlichen Studien erweisen. Insbesondere Online-Studien ermöglichen die zeit- und ressourcenarme Untersuchung großer Proband:innengruppen. Jedoch kann die Präsentation der Stimuli und die Umgebung der Proband:innen deutlich weniger kontrolliert werden. Eine Analyse verschiedener Plattformen zur Umsetzung von Online-Studien ergab, dass der Gorilla Experiment Builder eine kostengünstige und effiziente Erstellung und Durchführung ermöglicht. Ein niederschwelliger Einstieg und modularer Aufbau von Experimenten machen ihn zudem für den Einsatz in der Lehre attraktiv. Zusätzlich zur Untersuchung der Vor- und Nachteile von Online-Studien wurde eine eigene Online-Studie durchgeführt. Lautsprache ist ein relevanter Faktor von Kommunikation im Alltag und wird in komplexen Situationen oder durch eine Hörbeeinträchtigung erschwert. Daher ist die Untersuchung des Sprachverstehens ein wichtiges Gebiet in der audiologischen Forschung. Der Hörstatus ist allerdings nicht der einzige Faktor der das Sprachverstehen erklären kann. Vielfach werden kognitive Funktionen als mögliche Einflussfaktoren untersucht. Insbesondere dem Arbeitsgedächtnis wird eine wichtige Rolle zugeschrieben. In einem Vorgängerprojekt wurde mit dem Concurrent Oldenburger Satztest (CCOLSA) ein neuer Ansatz entwickelt, um eine komplexe Sprechsituation mit mehreren Sprecher:innen im Störgeräusch untersuchen zu können. Für die folgende Arbeit wurde der CCOLSA über Kopfhörer umgesetzt und in einer Online-Studie getestet. Zusätzlich wurde die Zahlenmerkspanne rückwärts als Maß für die Kapazität des Arbeitsgedächtnisses erhoben. Es konnte kein signifikanter Zusammenhang zwischen dem Sprachverstehen und dem Arbeitsgedächtnis gefunden werden.

Conducting studies in the laboratory is currently made more difficult by the Corona pandemic. Methods that allow a spatial distancing between researchers and subjects (so-called remote testing methods) could be suitable as a substitute in lockdown and prove to be a good complement to conventional studies. Online studies, in particular, allow large groups of subjects to be studied in a time- and resource efficient manner. However, the presentation of the stimuli and the environment of the subjects can be much less controlled. An analysis of different platforms for the implementation of online studies showed that the Gorilla Experiment Builder enables a cost-effective and efficient implementation. An easy start and modular design of experiments also make it attractive for use in teaching. In addition to investigating the advantages and disadvantages of online studies, an online study was conducted. Spoken language is a relevant factor of communication in everyday life and becomes more difficult in complex situations or due to a hearing impairment. Therefore, the study of speech understanding is an important area in audiological research. However, hearing status is not the only factor that can explain speech recognition. In many cases, cognitive functions are investigated as possible influencing factors. In particular, working memory is thought to play an important role. In a previous project, the Concurrent Oldenburg Sentence Test (CCOLSA) was developed as a new approach to investigate a complex speech situation with multiple speakers in noise. For this thesis, the CCOLSA was implemented over headphones and tested in an online study. In addition, the digit span backwards was collected as a measure for the capacity of working memory. No significant relationship was found between speech recognition and working memory.

Entwicklung und Evaluation einer aktiven EEG-Elektrode inklusive der Entwicklung eines elektrischen Kopfmodells
Tammo Sander

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Jörg Bitzer und Jan Wellmann M.Sc.
Eingereicht am 15. März 2021

In dieser Bachelorarbeit wird die Entwicklung einer aktiven EEG-Elektrode und eines elektrischen Kopfmodells präsentiert. Bei der Entwicklung der Elektroden werden zwei Ansätze vorgestellt und untersucht, die mit Hilfe von kleinen zusätzlichen Schaltungen die Signalqualität verbessern sollen. Der Fokus liegt dabei auch auf der Verbesserung der Robustheit gegenüber Bewegungen. Auch die Ausarbeitung eines elektrischen Kopfmodells wird in dieser Bachelorarbeit betrachtet, mit dem die entwickelten Elektroden reproduzierbar untersucht werden können sollen. Dazu wird zunächst ein Überblick über den medizinischen und technischen Hintergrund gegeben. Anschließend folgt die eigentliche Entwicklung. Als Letztes werden die zur Verifizierung durchgeführten Messungen erläutert und die Ergebnisse vorgestellt und ausgewertet.

This Bachelor Thesis presents the developement of an active EEG-electrode and an electrical head model. Due to the developement of the electrodes, two approaches will be presented. As a possible approach for an electrical model of the human head, an electrical network was developed and will be presented in the Bachelor Thesis. In the first Part of this Bachelor Thesis an overview of the important biological and technical theories will be given. Afterwards the developement of the electrodes and the head model will be explained. In the last part of this Bachelor Thesis the performed measurements and its results will be described. Keywords:

Untersuchungen zur Perzeption spektro-temporal modulierter Akustischer Signale
Sophie Demmerle

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Martin Hansen und Dr. Elisabeth Wallhäuser-Franke
Eingereicht am 10. März 2021

vertraulich

Entwicklung und Verifikation einer Messmethode zur Berücksichtigung individueller eingangsseitiger Effekte bei der Hörgeräteanpassung
Catharina Veigel

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Inga Holube und Dr. Matthias Müller-Wehlau (Sivantos GmbH, Erlangen)
Eingereicht am 4. März 2021

Individuelle eingangsseitige Effekte bei der Hörgeräteanpassung haben Auswirkungen auf die durch ein Modell vorhergesagte Übertragungsfunktion der Hörgeräte. Durch die unterschiedliche Form und Größe von Ohren, Körper und Kopf sowie durch den bei der Anpassung verwendeten Raum und die Equalisierungsmethode, weichen die eingangsseitigen Annahmen des Modells z.T. von der individuellen Werten ab. Dadurch wird das kompressive Verhalten der Hörgeräte beeinflusst und es ergeben sich Abweichungen zu den Zielverstärkungskurven. In dieser Bachelorarbeit wurde eine Messmethode entwickelt, welche die individuellen Effekte am Eingang der Hörgeräte mit einer einzigen Messung abschätzt und bei der Anpassung berücksichtigt. Mit vier Versuchspersonen wurde zunächst der Microphone Location Effect (MLE) mithilfe der Messmethode bestimmt. Dabei wurde festgestellt, dass dieser mit Abweichungen von im Mittel ±2 dB den Werten einer hochaufgelösten Messung des MLEs entspricht. Weitere Untersuchungen zeigten, dass in der Messmethode durch Verstärkungsänderungen mit geringer Frequenzauflösung Ungenauigkeiten von ±3 − 4 dB entstehen können. Die technischen Messungen ließen insgesamt darauf schließen, dass die Messmethode die eingangsseitigen Effekte akkurat erkennen und relativ genau berücksichtigen kann. Zusätzlich wurde bei vier Versuchspersonen mit Hörverlust die Basisanpassung mit der Messmethode durchgeführt, die Real Ear Aided Gain (REAG), das Sprachverstehen im Störgeräusch und die Spontanakzeptanz ermittelt und mit den Ergebnissen der reinen Basisanpassung verglichen. Aufgrund der geringen Versuchspersonenanzahl und einer Fehlfunktion der Messmethode sind weitere Untersuchungen erforderlich, um mögliche klinisch relevante Verbesserungen durch die Messmethode bei der Hörgeräteanpassung zu ermitteln.

In hearing aid fittings individual input effects have an impact on the transfer function of hearing aids given by a model prediction. Due to various sizes and shapes of ears, bodys and heads as well as the used room and equalization method during the fitting, the model’s input assumptions can differ from the individual values. These factors influence the compressive behavior of the hearing aids and thus the insertion gain does not match the calculated target. In this bachelor thesis, a measurement method was developed to further optimize the fitting process of hearing aids. For this, individual effects at the hearing aid’s input site are estimated based on a single measurement and are subsequently considered during the fitting process. The microphone location effect (MLE) was determined by testing four subjects using the measurement method. With an average divergence of ±2 dB, the results corresponded to MLE’s measured with a high resolution procedure. Additional tests showed mean inaccuracies of ±3 − 4 dB caused by changes in gain with low frequency resolution in the measurement method. All in all, the technical measurements indicated that the measurement method can determine and consider the input effects in hearing aid fittings quite accurately. In addition, a first fit was performed using the measurement method with four hearing impaired subjects and the real ear aided gain (REAG), speech intelligibility in noise and spontaneous acceptance were determined and compared to the first fit without usage of the measurement method. Due to the small amount of subjects and a malfunction of the measurement method, further research is necessary to determine if the measurement method could bring a clinically significant benefit in hearing aid fittings.

Tieffrequente Erweiterung von kopfbezogenen Übertragungsfunktionen (HRTFs)
Timm-Jonas Bäumer

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Martin Hansen und Prof. Dr. Matthias Blau
Eingereicht am 4. März 2021

Durch den stetigen technologischen Fortschritt, wird auch der Bedarf an HRTFs immer größer. Sie werden durch entsprechende Messungen eines Kunstkopfes oder einer Person gewonnen und werden verwendet, um deren Richtungshörvermögen digital nachzuahmen. HRTFs finden dabei Anwendung in so ziemlich allen Bereichen, in denen räumliches Hören und Immersion nötig sind, da jedes Audio-Signal mit den HRTFs für eine beliebige Einfallsrichtung gefiltert und über Kopfhörer wiedergegeben werden kann. Dadurch entsteht der Eindruck, der Schall würde wirklich aus der entsprechenden Richtung kommen. Die Messung von HRTFs ist in der Regel allerdings für tiefe Frequenzen im Bereich einiger Hundert Hertz nicht möglich. In dieser Arbeit wurde deshalb eine Methode zur Extrapolation des tieffrequenten Bereichs aus den vorhandenen Messdaten evaluiert. Bei der Methode wird der Betrag auf einen konstantenWert gesetzt und die Phase linear fortgesetzt. Dabei hat sich ergeben, dass die hier untersuchte Methode ab ca. 350 Hz geeignet ist um Messdaten zu erweitern, und dass sich dadurch klangqualitative Faktoren im Vergleich zur Messung ohne Erweiterung verbessern.

Due to constant technological advancements, the need for HRTFs is also increasing. They are obtained by measurements of a person or an artificial head and are used to digitally mimic their sense of directional hearing. HRTFs are being used in many areas where spatial hearing and immersion are necessary, since any audio-signal can be filtered with the HRTFs for that particular direction of incidence and played back over headphones. This creates the impression that the sound is actually coming from that direction. However, the measurement of HRTFs is usually not possible for low frequencies in the range of a few hundred hertz. In this work, therefore, a method for extrapolating the low-frequency range from the available measured HRTF-data was evaluated. The method works by setting the magnitude to a constant value and continuing the phase linearly. It was found that the used method is suitable for extending measurement data from about 350 Hz, and that this improves the sound quality among other factors compared to measurements without the extension.

Strategien zum Umgang mit Out-Of-Vocabulary Wörtern in der automatischen Spracherkennung mit Hilfe von a priori Informationen
Timo Luhtanen

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Jörg Bitzer und Matthias Stennes M.Sc.
Eingereicht am 26. Februar 2021

In dieser Bachelorarbeit wird das Problem der Out-Of-Vocabulary (OOV) Wörter in der automatischen Spracherkennung untersucht. Ein automatischer Spracherkenner transkribiert Sprachaufnahmen in Textsequenzen. Um dies zu erreichen, werden Modelle mit maschinellem Lernen trainiert. Dafür werden ausgewählte Datensätze, sogenannte Audio Corpora, genutzt. Ein automatischer Spracherkenner hat einen beschränkten Wortschatz, abhängig vom Einsatzbereich. Weiterhin ist Sprache ein Konstrukt, welches sich fortwährend ändert. Diese zwei Tatsachen führen dazu, dass ein automatischer Spracherkenner in den allermeisten Fällen so gebaut ist, ein auftretendes OOV Wort ermitteln zu können, um es dann im Optimalfall einfach zu ignorieren.Wenn dies der Fall ist, taucht es in der Transkription nicht auf. Andererseits steht an dessen Stelle ein falsches Wort. Es ist jedoch von Interesse, das Problem der OOV Wörter zu lösen. In dieser Bachelorarbeit wurde ein hybrides lexikalisches Modell betrachtet um das OOV Problem zu lösen. Es stellt sich heraus, dass das behandelte Modell mehr unbekannte Wörter erkennt als ein Baseline Modell. Weiterhin wurde untersucht, wie unter Mithilfe von a priori Informationen eine Wiederherstellung des tatsächlichen, unbekannten Wortes realisierbar ist. Dabei erweist sich ein phonetisches Distanzmaß als empfehlenswert. Mögliche Anwendungen dieses Modells stellen z.B. Telefonlisten, die als a priori Information genutzt werden können, dar.

This bachelor thesis examines the problem of out-of-vocabulary (OOV) words in automatic speech recognition. An automatic speech recognizer transcribes speech recordings into text sequences. To achieve this, models are trained, using machine learning. For this purpose, selected data sets, i.e. Audio Corpora, are used. Depending on the application, an automatic speech recognizer has a limited vocabulary. Furthermore, language is a construct that is constantly changing. These two facts lead, in the vast majority of cases, to automatic speech recognizers being built in such a way that an occurring (and detected) OOV word is simply ignored. In this optimal case it does not appear in the transcription. Otherwise, an incorrect word is put in its place. However, there is particular interest in solving the problem of OOV words. In this bachelor thesis, such a hybrid lexical model is researched and it is examined how a recovery of the actual word is possible with the help of a priori information. It turned out, that the model in question is capable of recovering more unknown words, than a standard baseline model and by the use of phonetic distance measurements OOV words were succesfully recovered. A relevant application is a telephone contacts list that is checked for appropriate entries given an unknown word.

Manipulation von sprachassistiven Systemen durch modulierten Ultraschall
Johannes Rüsing

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Jörg Bitzer und Jan Wellmann M.Sc.
Eingereicht am 18. Februar 2021

vertraulich

Vergleichbarkeit des Mainzer Audiometric Test for Children (MATCH) mit dem Freiburger Zahlensprachtest und dem Mainzer Kindersprachtest 3 an fünf bis siebenjährigen ohrgesunden Kindern
Sophie Charlotte Ziegler

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Karsten Plotz und Prof. Dr. Martin Hansen
Eingereicht am 18. Februar 2021

Um herauszufinden, ob ein Zusammenhang zwischen dem Audiogramm und dem Mainzer Kindersprachtest 3, dem Freiburger Zahlentest und dem Mainzer Audiometric Test for Children (MATCH) besteht, wurden 29 Kinder zwischen vier und sieben Jahren gemessen. Alle Kinder waren normalhörend und litten unter einer auditiven Verarbeitungs- und Wahrnehmungsstörung, einer Sprachentwicklungsstörung, einer chronischen Belüftungsstörung oder hatten keinerlei Einschränkungen. Zudem sollte herausgefunden werden, ob eine binaurale Lautheitssummation mit dem MATCH bei Kindern messbar ist. Mit dem MATCH wurde die 71,4% Sprachverständlichkeitsschwelle adaptiv für das linke, das rechte und beide Ohren zusammen unter Verwendung von Kopfhörern bestimmt. Für den Freiburger Zahlensprachtest und den Mainzer Kindersprachtest 3 wurden zwei Messungen für das linke und das rechte Ohr, um die 50% Sprachverständlichkeitsschwelle, in 5 dB Schritten und der Pegel der 50% Schwelle durch Interpolation, ermittelt. Für die drei Sprachtests war eine Korrelation zu der PTA4 feststellbar. Diese war jedoch für ein Ohr sehr gering. Es war eine binaurale Lautheitssumation mit dem MATCH feststellbar

The aim of this work was to find out whether there is a connection between the audiogram and the Freiburg Speechtest (numbers), the Mainz Speechtest for Children part three and the Mainz Audiometric Test for Children (MATCH). Further the aim was to find out if there is a binaural loudness summation in children using the MATCH. Therefore 29 children between four and seven years had been measured. All children had normal hearing and suffered from auditory processing disorders, developmental language disorder or chronic tube dysfunction. Some children had no disorder. The 71.4% speech perception threshold of the MATCH was measured adaptive for the right, the left and both ears together using headphones. With the Freiburg Speechtest and the Mainz Speechtest for Children part three two levels were measured. One level had a speech perception threshold of more the 50% the other one less than 50%. The levels were 5 dB apart. The speech perception threshold of 50% was calculated by interpolation. There was a correlation between the three speechtests and the PTA4. The correlation was very low on one ear. With the MATCH a measurement of the binaural loudness summation in children was possible.

Optimierung und Evaluation der Lautheitsverifikationsmethode in der Hörgeräte-Anpassung
Amelie Hoffmann

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Inga Holube und Laura Hartog M.Sc. (Hörtech gGmbH, Oldenburg)
Eingereicht am 17. Februar 2021

Lautheitsbeschwerden sind ein oft genannter Grund für die Unzufriedenheit von Hörgeräte-Trägern nach einer Hörgeräte-Anpassung (Jenstadt et al., 2003). Bisher erfolgt eine Lautheitsanpassung beim Hörakustiker durch die Problembeschreibung des Kunden nach der ersten Trageerfahrung der Hörgeräte im Alltag. Mit der Lautheitsverifikationsmethode (Jansen et al., 2020b) steht nun ein Messverfahren zur Verfügung, dass das individuelle Lautheitsempfinden für natürliche Signale ermittelt und Abweichungen zum normalen Lautheitsempfinden detektiert. Die Lautheitsverifikationsmethode wurde in dieser Bachelorarbeit für den Einsatz in der Praxis beim Hörakustiker durch eine Optimierung der Nachweisgrenzen und eine Optimierung der grafischen Darstellung angepasst. 27 versorgten Versuchspersonen mit Hörbeeinträchtigung wurden zwei Bewertungsfragen zur Lautheit in einer leisen und einer lauten realen Situation gestellt. In der Evaluation der Bewertungsfragen wurde untersucht, ob mit den Ergebnissen der Lautheitsverifikationsmethode auf die Bewertungen der Lautheit außerhalb des Messlabors geschlossen werden kann. Dazu wurden die Ergebnisse mit den 33 Daten der Normalhörenden-Referenz aus der Studie von Jansen et al. (2020b) verglichen. Mit Hilfe der angepassten Lautheitsverifikationsmethode erhalten Hörakustiker aussagekräftigere Informationen für eine optimale Hörgeräte-Einstellung in Bezug auf Lautheit.

Problems with loudness perception are a frequently given reason for dissatisfaction among hearing aid users after hearing aid fitting (Jenstadt et al., 2003). So far, loudness adjustments are achieved by the client’s complaints after trying out hearing aids in everyday life. The loudness verification method (Jansen et al., 2020b) measures the individual loudness perception for natural signals and detects deviations from the normal loudness perception. In this bachelor thesis, the loudness verification method was adapted for practical use by hearing aid professionals through an optimization of the cut-off boundaries and an optimization of the graphical presentation of the results. 27 subjects with hearing loss rated the loudness n in a quiet and noisy real situation. The evaluation of the rating questions investigated whether the results of the loudness verification method indicate ratings of loudness in everyday situations. For this purpose, the results were compared with the 33 normal-hearing reference data from the study by Jansen et al. (2020b). The optimized loudness verification method provides hearing aid professionals with more meaningful information for an optimal hearing aid setting in terms of loudness.

Evaluation des Einflusses von Hörgerätealgorithmen auf die subjektive Höranstrengung in komplexen akustischen Situationen
Lucas Kiebel

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Martin Hansen und Melanie Krüger M.Sc.
Eingereicht am 17. Februar 2021

vertraulich

Konzeption einer technischen Architektur für ein innovatives und nachhaltiges Smart Home System mit Mehrwert für Vermieter und Mieter
Jannik Hartog

Bachelorarbeit im Studiengang Assistive Technologien
Betreut durch Prof. Dr. Frank Wallhoff und Jan Schlesier M.Sc.
Eingereicht am 15. Februar 2021

Seit mehr als 15 Jahren wird vorausgesagt, dass Smart Home Systemen in naher Zukunft die konventionelle Elektroinstallation in Häusern und in Wohnungen ersetzen werden. Dennoch werden bis heute kaum Wohngebäude mit diesen Systemen ausgestattet und es wird in den meisten Fällen auf die altbewährte Elektroinstallation zurückgegriffen. Dies kann daran liegen, dass mehr als 50 % der deutschen Bevölkerung zur Miete leben und Vermieter Ihre Wohnungen auch ohne neue Technologien problemlos vermietet können. Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit ein innovatives und nachhaltiges Smart Home konzeptioniert, welches einen Mehrwert sowohl für die Vermieter als auch die Mieter hat. Dabei wird die Netzwerkarchitektur des Smart Home Systems angepasst, die verschiedenen Kommunikationsstandards werden verglichen und das passende System ausgewählt. Zudem wird eine Grundausstattung entworfen, die mit dem vorgeschlagenen Smart Home System einen Mehrwert bringt. Für die Steuerung des Smart Home Systems wird eine App entworfen, die die klassische Smart Home Steuerung mit einer Mieter App von Wohnungswirtschaften verbindet. Abschließend wird das Konzept und die praktische Umsetzung des geplanten Smart Home Systems diskutiert.

For more than 15 years, it has been predicted that smart home systems will replace conventional electrical installations in houses and apartments in the near future. Nevertheless, until today hardly any residential buildings are equipped with these systems and in most cases the old proven electrical installation is used. This may be due to the fact that more than 50 % of the German population lives for rent and landlords can easily rent their apartments even without new technologies. For this reason, this work conceptualizes an innovative and sustainable smart home that has added value for both landlords and tenants. The network architecture of the smart home system is adapted, the different communication standards are compared and the most suitable system is selected. Also, basic equipment is designed to provide added value with the proposed smart home system. For the control of the smart home system, an app is designed that combines the classic smart home control with a tenant app from housing associations. Finally, the concept and practical implementation of the proposed smart home system is discussed.

Erstellung eines Dialogdesigns und Vermarktungskonzeptes für ein elektronisches Rehabilitationssystem
Kaja Becker

Bachelorarbeit im Studiengang Assistive Technologien
Betreut durch Prof. Dr. Frank Wallhoff und Jana Tessmer M.A.
Eingereicht am 15. Februar 2021

Der demographische Wandel sorgt für einen erhöhten Bedarf in der Pflege, Rehabilitation und Versorgung älterer Menschen. In Zukunft haben elektronische Rehabilitationssysteme eine Chance, dieser Entwicklung entgegenzuwirken. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Dialogdesign für ein solches elektronisches Rehabilitationssystem zu entwickeln und ein Vermarktungskonzept für dieses Rehabilitationssystem aufgrund legaler, sozialer, ethischer und wirtschaftlicher Komponenten zu entwickeln. Für die Entwicklung des Dialogdesigns wurde ein Experteninterview geführt und sich Literatur bedient, die sich mit Dialoggestaltung befasst. Die Grundlage für die Entwicklung des Vermarktungskonzepts wurde ebenfalls mittels Experteninterviews und Literaturrecherche gelegt. Die konkrete Umsetzung des Vermarktungskonzepts erfolgte über die Interpretation der Ergebnisse. Das entwickelte Programm entspricht in Grundzügen der aus Literatur und Experteninterview gewonnenen Zielsetzung. An einigen Stellen gibt es noch Optimierungsbedarf. Die Untersuchungen in Bezug auf das Vermarktungskonzept zeigten, dass sich das Projekt trotz einer Konformität mit Normen und Gesetzen sowie wenigen ethischen und sozialen Konflikten weniger für die Vermarktung eignet. Grund hierfür sind vor allem die Finanzierbarkeit und die zum derzeitigen Zeitpunkt noch nicht nachgewiesenen positiven Versorgungseffekte.

Demographic change leads to an increasing demand in care and rehabilitation for older people. In the future electronic rehabilitation systems have a potential to counteract this development. The aim of this thesis is to develop a dialogue design for one of those electronic rehabilitation systems and to create a marketing concept for this system based on legal, social, ethical and economic factors. The dialogue system was created on the basis of an expert interview and literature research. The programming was realized by using the robot Pepper and the programming language Python. The realization of the marketing concept was also based on the results of expert interviews and literature research. The implemented programme generally corresponds to the aim of the project. In some areas there is still a need for optimizations. The researches regarding the marketing concept showed that although the project meets laws and norms and has only a few ethical and social conflicts, it will not make it to success at this stage. The main reason for this is that positive health effects have not yet been proven and the uncertain financing.

Ermittlung des Richtungshörens bei Kindern mit ein- oder beidseitiger Hörgeräteversorgung mithilfe des ERKI-Messaufbaus
Kristina Richardt

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Karsten Plotz und Andrea Decker (B. Eng.)
Eingereicht am 15. Februar 2021

In dieser Bachelorarbeit wurde das Richtungshören bei schwerhörigen Kindern mit Hörgeräteversorgung untersucht. Es wurden unterschiedliche Arten und Grade des Hörverlusts einbezogen. Die Messung erfolgte mithilfe des ERKI-Messaufbaus einmal versorgt mit Hörgeräten und einmal unversorgt. Dabei wurden 37 Winkel in einem Bereich von 180° mit einer Winkelauflösung von 5° präsentiert. Der Stimulus war Rosa Rauschen. Das Richtungshören bei schwerhörigen Kindern mit Hörgeräten ist grundsätzlich möglich. Es konnte kein Zusammenhang zwischen dem Grad des Hörverlusts und der Lokalisationsleistung festgestellt werden. Eine altersentsprechende Verbesserung der Fähigkeiten wurde erkannt. Bei den Kindern mit einseitigem Hörverlust und einseitiger Versorgung traten größere Schwierigkeiten bei der Lokalisation der Schallquellen auf, als bei den anderen Gruppen. Bei allen Gruppen konnte festgestellt werden, dass ein Großteil der Kinder eine besserer Lokalisationsleistung in der unversorgten Messung erzielte.

In this bachelor thesis, directional hearing in hearing impaired children was investigated. The children had a hearing aid fitting. Different types and degrees of hearing loss were included. The measurement was carried out with the help of the ERKI measurement set-up both, fitted with hearing aids and unfitted. Thirty-seven angles were presented in a range of 180° with an angular resolution of 5°. The stimulus was pink noise. Directional hearing in hearing impaired children with hearing aids is basically possible. No correlation was found between the degree of hearing loss and localisation performance. An age-appropriate improvement in directional hearing ability was recognised. The children with unilateral hearing loss and unilateral fittings had greater difficulties in localising sound sources than the other groups. In all groups, it was found that the majority of the children achieved a better localisation performance in the unaided measurement.

Untersuchung zu sphärischen Richtcharakteristiken einzelner Phoneme in gesprochener Sprache
Robert Sylvester Schirm

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Jörg Bitzer und Prof. Dr. Christoph Pörschmann
Eingereicht am 12. Februar 2021

Die menschliche Sprache besitzt sehr komplexe akustische Eigenschaften, welche sich stark zeitvariant verhalten. Eine dieser Eigenschaften ist die Richtcharakteristik. Diese wurde sowohl in ihrer horizontalen als auch vertikalen Ausbreitung bereits mehrfach untersucht und auch für einzelne Sprachlaute getrennt betrachtet. Modernste Verfahren zur räumlichen Interpolation von sphärischen Datensätzen, wie die SUpDEq-Methode (spatial upsamling by directional equalisation), ermöglichen nun die Betrachtung der Richtwirkung von Sprache hochaufgelöst über die gesamte Sphäre um den:die Sprecher:in, auch bei nur geringer räumlicher Auflösung der Aufnahme. Da bisher für einzelne Sprachlaute auf diese Weise lediglich Daten erhoben wurden, bei denen die Laute für die Sprachaufnahme separiert gesprochen wurden (Dgliss), soll untersucht werden, wie stark der Unterschied zu Richtwirkungen dieser Laute, segmentiert aus einem zusammenhängend gesprochenen Text, ausfällt. Hierfür werden für zwei Sprecher jeweils mehrere Artikulationen unterschiedlicher Vokale und Frikative aus einer vergleichbaren 32-Kanal Aufnahme eines umhüllenden Mikrofonarrays extrahiert und räumlich interpoliert (Dseg). Die Richtwirkung wird sowohl frequenzabhängig transversal und median als auch über die Frequenzen gemittelt über die gesamte Sphäre dargestellt. Zusätzlich wird zur besseren Vergleichbarkeit der Directivity Index (DI) untersucht. Im Vergleich der Datensätze Dseg und Dgliss können bekannte Eigenschaften der Richtwirkung von Sprache bestätigt und ein Einfluss der Größe der Mundöffnung festgestellt werden. Unterschiede zeigen sich eher bei hohen Frequenzen, wobei die Differenzen zwischen den einzelnen Lauten eines Datensatzes für Dseg deutlich größer ausfallen. Es zeigt sich bei diesen zudem eine geringere Direktionalität. Der Laut [i] weist eine deutlich stärkere Richtwirkung, als der einzeln artikulierte Laut [i] aber auch als die anderen segmentierten Laute auf. Die Ursache hierfür kann nicht abschließend geklärt werden.

Human speech possesses many highly complex properties which differ strongly in their time dependency. One of those properties is it’s directivity pattern. The planar expansion, whether horizontal or vertical, has previously been researched and examined in terms of isolated sounds of speech, including single phonemes. However, newly developed methods of spherical upsampling for measured datasets like the SUpDEq approach (spatial upsamling by directional equalisation), enable us to assess the directivity of a human speaker on the whole surrounding sphere. Until now low spatial resolution of recordings would have prevented any further analysis. That is, the only way to ascertain data regarding single sounds of speech was by isolated recordings of articulated phonemes (Dgliss). Hence, the aim is to discern if directivities of single phonemes change when segmented from fluent speech recordings (Dseg). The objective of this paper being the evaluation of differences between the two datasets Dgliss and Dseg. Therefore, recordings from a 32 channel surrounding microphone array of fluent speech, from two speakers, will be segmented into multiple vocals and fricatives. The resulting low-resolution dataset will then be subjected to further upsampling, by applying the SUpDEq method, to obtain a high-density directivity pattern Dseg. The findings will be frequency dependent on the transversal and the median plane along with the average frequency being across the full-spherical pattern and the directivity index (DI), allowing for a better comparison. Both datasets corroborate known properties of speech directivity as well as the impact of the size of the mouth opening. In sum, differences are greater in higher frequencies and the phoneme depended varieties are higher for Dseg in comparison to Dgliss. All together the phonemes are slightly less directed for Dseg. The segmented phoneme [i] seems much more directed in comparison to all the other phonemes. A feasible reason for this has not yet been found.

Entwicklung einer Präsentationsmethodik von Anwendersoftware für eine multiprofessionelle Zuhörerschaft am Beispiel eines Straßenbeleuchtungssystems
Felix Jansen

Bachelorarbeit im Studiengang Assistive Technologien
Betreut durch Prof. Dr. Frank Wallhoff und Dipl.-Ing. Torsten Wedler
Eingereicht am 10. Februar 2021

Die Vermittlung von Informationen bei Vorträgen geschieht häufig über eine auditiv und vi-suell unterstütze Präsentation. Aufgrund ihrer Komplexität sind bei Smart-City-Konzepten eine Vielzahl von Berufsgruppen und Interessierte beteiligt. Durch verschiedene berufliche Hintergründe, Denkweisen und Motivationen kann die Priorisierung von Inhalten unterschied-lich sein, sodass relevante Informationen weniger Aufmerksamkeit bekommen. Informationen werden erst durch Aufmerksamkeitszuwendung in das Kurz- und Langzeitgedächtnis überge-ben. Um die Aufmerksamkeit der Zuhörerschaft auf präsentierte Inhalte zu lenken und eine emotionale Verknüpfung zu erreichen, wurde ein Demonstrator entwickelt. Dieser orientiert sich an einem Teilkonzept einer Smart City, der intelligenten Straßenbeleuchtung. Das Design des Demonstrators erlaubt den Vergleich zwischen einer Rundsteueranlage und einer Dimm-funktion, die vergleichbar ist mit einer smarten Straßenbeleuchtung. In dieser Arbeit wird auf Grundlage der Literatur untersucht, inwiefern der Demonstrator als unterstützende Methodik bei einer Präsentation eingesetzt werden kann. Mit der Änderung der Präsentationsform sollen dabei neue Reize gesetzt, eine Interaktion mit dem System ermöglicht und somit die Behal-tensquote von Inhalten verbessert werden.

Presentations supported by auditory and visual means are often used to convey information during lectures and talks. Due to their complexity, smart city concepts involve a multitude of professional groups and interested parties. Owing to their various professional backgrounds, motivations and ways of thinking, these groups may prioritize content very differently, mean-ing that less attention is paid to relevant information. Information can only be transferred to the short-term and long-term memory if it receives additional attention. A demonstrator was developed to direct an audience’s attention to the content presented and to achieve an emo-tional link. The demonstrator is based on a subconcept of the smart city – intelligent street lighting. The design of the demonstrator enables a comparison to be made between a ripple control system and a dimming function, comparable to smart street lighting. In this thesis, the literature is examined to determine the extent to which a demonstrator can be used as a sup-porting method in presentations. The change in form of presentation aims to create new stim-uli, facilitate interaction with the system, and improve the content retention rate.