Abschlussarbeiten

Hier finden Sie die Abschlussarbeiten der Studierenden unserer Abteilung.

Individualisierte Reproduktion von vibrationsinduzierten Störgeräuschen im Fahrzeuginnenraum
Lukas Ihmels

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Matthias Blau und Dipl.-Ing. B. Pahling
Eingereicht am 22. Februar 2019

Entwicklung und Untersuchung eines Sekundärwindschirms für Immissionsmessungen an Windenergieanlagen
Maximilian Hehl

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Matthias Blau und Dipl.-Ing. (FH) Philip Wocken
Eingereicht am 16. Februar 2019

Prüfung der Usability eines digitalen Ernährungsprotokolls und der Akzeptanz von Sensoren zur Aktivitäts- und Gewichtserfassung bei geriatrischen Rehabilitationspatienten
Louisa Dierkes

Bachelorarbeit im Studiengang Assistive Technologien
Betreut durch Dr. Rudolf Siegert und Julia Wojzischke M. Sc.
Eingereicht am 15. Februar 2019

Hintergrund: Mit steigendem Alter erhöht sich die Wahrscheinlichkeit, am Frailty-Syndrom zu leiden. Dem damit verbundenen muskulären Abbau kann mithilfe einer angepassten Ernährung und einem geeigneten Aktivitätslevel entgegenge-wirkt werden. Durch die Digitalisierung der Ernährungsberatung erho˙en sich die Ernährungsberater eine e˙ektivere Dienstleistungserbringung. Daher wurde im DiDiER-Projekt eine smartphonegestützte Applikation zum Führen eines Ernäh-rungstagebuches entwickelt, die den Anforderungen einer technikunerfahrenen Nutzergruppe (Senioren) gerecht werden soll. Zudem wurden Aktivitäts- und Ge-wichtssensoren zur Unterstützung der Ernährungsberatung ausgewählt, welche zusammen mit der App in einer Feldstudie mit geriatrischen Rehabilitationspatien-ten evaluiert wurden. Methoden und Ergebnisse: In der vorliegenden Studie nahmen 12 Senioren ohne Smartphone-Erfahrung teil. Nach einer kurzen Einführung in die App und einer Beschreibung der verwendeten Smart Watch, des Sensorgürtels und der digitalen Waage, wurden die Technologien von den Senioren getestet. Anschließend wurde die Usability jeder Technologie mittels der System Usability Scale bewertet. Zusätzlich wurde ein qualitativer Fragebogen eingesetzt, um spezielle Anforderungen an die App zu ermitteln. Die App erreichte einen SUS-Score von 51,6. Die Smart Watch wurde mit 82,5 und der Sensorgürtel mit 61,6 bewertet. Die ddamit verbundenigitale Waage erzielte einen SUS-Score von 29,8.

Background: With age, the probability of su˙ering from Frailty syndrome increases. The risk of decreasing muscle function can be counteracted by an adapted diet and a suitable level of activity. By digitizing nutritional counselling, nutritionists hope for more e˙ective services. Therefore, a smartphone-based application for keeping a food diary was developed in the DiDiER project, which should meet the requirements of a technology-inexperienced user group (the elderly). In addition, activity and weight recording sensors were selected to support nutritional counselling, which were evaluated in a field study with geriatric rehabilitation patients. Methods and Results: In this study, 12 seniors without any smartphone experience participated. After a brief introduction to the app and a description of the Smart Watch, the sensor belt and the digital scale, the technologies were tested by the elderly. Then, the usability of each technology was evaluated using the System Usability Scale. In addition, a qualitative questionnaire was used to identify specific requirements for the app. The app achieved a SUS score of 51.6. The Smart Watch was rated 82.5 and the sensor belt was rated 61.6. The digital scale achieved a SUS score of 29.8.

Entwicklung und Implementierung eines Beamsteering-Algorithmus zur Echtzeitanpassung von Öffnungs- und Neigungswinkel der Hauptkeule einer Linien-Lautsprecherzeile mit breitbandiger Abstrahlcharakteristik
Ole Osterthun

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Matthias Blau und Dipl.-Ing. F. Sitter
Eingereicht am 13. Februar 2019

In Räumen mit schwierigen akustischen Bedingungen muss die verwendete Beschallungsanlage so ausgerichtet werden, dass möglichst wenig störender Diffusschall entsteht. Dabei kommen häufig digital steuerbare Beamsteering-Lautsprecherzeilen zum Einsatz. Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine solche Lautsprecherzeile aufgebaut und messtechnisch überprüft. Der Fokus lag hierbei auf der Implementierung der Software und dem Ausbau einer bestehenden Lautsprecherzeile. Zur Signalverarbeitung und Ansteuerung der Zeile wurde ein Digitaler Signalprozessor und ein Mikrocontroller verwendet.

In rooms with difficult acoustic conditions, the sound system used must be adjusted in order to prduce as little disturbing diffuse sound as possible. Digitally steerable beamsteering loudspeaker line arrays are often used for this purpose. Within the scope of this work, such a loudspeaker array was set up and metrologically tested. The focus was on the implementation of the software and the extension of an existing loudspeaker line array. A digital signal processor and a microcontroller were used for signal processing and control of the line array.

Pilotstudie zur Efassung des Einflusses von Geräuschunterdrückungsalgorithmen auf physiologische, verhaltensbezogene und subjektive Messungen der Hör-Anstrengung
Tina Gebauer

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Inga Holube und Ph.D. Nicholas Herbert (Sonova AG, Stäfa, Schweiz)
Eingereicht am 13. Februar 2019

Zur Evaluation von Geräuschunterdrückungsalgorithmen werden oftmals Sprachverständlichkeitstests eingesetzt. Diese haben oft den Nachteil, dass sie nicht sensitiv genug sind, da oft Sprachverständlichkeiten von 100 % erreicht werden oder sie innerhalb negativer Signal-Rausch-Abstände (engl.: signal-to-noise ratio, SNR) gemessen werden. Jedoch berichten Hörgeräteträger, dass die wahrgenommene Höranstrengung trotz eines Sprachverstehens von 100 % variiert. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Höranstrengung ein zusätzlicher wichtiger Faktor zum Verstehen von Sprache ist. Über verschiedene Messgrößen kann die Höranstrengung erfasst werden, wobei aktuell noch kein einheitliches Konzept gefunden wurde. Ziel dieser Pilotstudie war es, eine einfache Methode zu finden, den Einfluss von Geräuschunterdrückungsalgorithmen auf die subjektive, verhaltensbezogene und physiologische Höranstrengung, zu evaluieren. Dazu wurden an fünf jüngeren normalhörenden und zehn älteren schwerhörenden Probanden unter der Verwendung einer Dual-Task-Aufgabe die Messung der elektrodermalen Aktivität (EDA) und der Herzratenvariabilität (HRV) sowie ein subjektives Skalierungsverfahren angewendet. Das Sprachmaterial bestand aus den Sätzen des Oldenburger Satztests (OLSA) und einer Radiosendung, die Interviews über verschiedene Themen beinhaltete. Als Störfaktor diente ein modifiziertes, auf das Sprachsignal abgestimmtes Störgeräusch des OLSAs. Die Messungen erfolgten für jedes Sprachmaterial anhand zweier fester SNR (0 dB und +4 dB). Die subjektiven Ergebnisse zeigen für beide Probandengruppen und für beide Sprachmaterialien keine signifikanten Unterschiede. Die Analyse der aufgezeichneten Reaktionszeiten während der Durchführung der Dual-Task-Messung zeigte ebenfalls bei beiden Probandengruppen sowohl beim OLSA als auch bei der Radiosendung keine signifikanten Unterschiede. Durch unterschiedliche Analysen der EDA-Messwerte und der HRV konnten ebenso keine signifikanten Unterschiede bei beiden Probandengruppen in allen Testsituationen gefunden werden.

Speech intelligibility tests are often used to evaluate noise reduction algorithms. These often have the disadvantage that they are not sensitive enough, since speech intelligibility of 100 % is often achieved or they are measured within a negative signal-to-noise ratio (SNR). However, hearing aid users report that the perceived listening effort varies despite good speech understanding. This result shows that listening effort is an additional important factor in understanding speech. The listening effort can be recorded using various parameters, although no uniform concept has yet been found. The aim of this pilot study was to find a simple method to evaluate the influence of noise reduction algorithms on the subjective, behavioral and physiological listening effort. For this purpose the measurement of electrodermal activity (EDA) and heart rate variability (HRV) as well as a subjective scaling procedure were applied to five younger normal hearing and ten older hearing impaired subjects using a dual task paradigm. The language material consisted of the sentences of the Oldenburg Sentence Test (OLSA) and a radio program that included interviews on various topics. These were played in a modified OLSA noise. The measurements were made for each speech material using two fixed SNRs (0 dB and +4 dB). The subjective results show no significant differences for both groups of subjects and for both language materials. The analysis of the recorded reaction times during the execution of the dual-task also showed no significant differences in both groups of subjects for ether the OLSA or the radio broadcast. By different Analysis of the EDA measured values and the HRV, no significant differences could be found in both test groups in all test situations.

Binaurale Hörfähigkeit und individueller Nutzen von direktnationalen Mikrofonsystemen
Karina Schwarte

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Inga Holube und Dr. Matthias Latzel (Sonova AG, Stäfa, Schweiz)
Eingereicht am 11. Februar 2019

In kommerziellen Hörgeräten werden monaurale und binaurale Beamformer verwendet. Während in monauralen Beamformern die binauralen Informationen – also interaurale Phasendifferenzen (IPD) und interaurale Pegeldifferenzen (ILD) – erhalten werden, gewährleisten binaurale Beamformer eine stärkere Richtwirkung und damit eine Verbesserung des Sprach-Rausch-Abstands (SNR), dies je-doch auf Kosten der binauralen Informationen. Es wurde erwartet, dass Personen mit gutem binaura-len Hören situationsabhängig mehr von binauralen Informationen profitieren, während Personen mit schlechtem binauralen Hören situationsunabhängig mehr von einer SNR-Verbesserung profitieren. Um diesen Einfluss des binauralen Hörens zu messen, wurde eine Studie mit 25 Probanden mit sen-sorineuralem Hörverlust durchgeführt. Die binaurale Hörfähigkeit wurde mit der Messung der „Bi-naural Intelligibility Level Difference“ (BILD), „Binaural Masking Level Difference“ (BMLD) und der IPD-Grenzfrequenz bestimmt. Um den kognitiven Einfluss zu bestimmen, wurde der Trail-Ma-king-Test gemessen. Sprachverständlichkeitstests wurden mit kommerziellen monauralen und bin-auralen Beamformer-Algorithmen in einer diffusen und einer weniger diffusen Umgebung durchge-führt. Es korrelierten nur die Ergebnisse der BMLD und der IPD-Grenzfrequenz. Diese wurden zur weiteren Analyse verwendet. Ein kognitiver Einfluss war nicht messbar. Entgegen der Erwartung erzielten alle Personen unabhängig von der binauralen Hörfähigkeit und der räumlichen Umgebung ein besseres Sprachverstehen mit dem verwendeten binauralen Beamformer im Vergleich zu den getesteten monauralen Beamformern. Es profitierten also alle Personen mehr von einer SNR-Ver-besserung als von den binauralen Informationen.

Commercial hearing aids use monaural and binaural beamformer. While binaural cues – including interaural phase differences (IPD) and interaural level differences (ILD) – are preserved in monaural beamformer, binaural beamformer ensure a stronger directionality and thus an improvement of the signal to noise ratio (SNR), but at the expense of binaural cue preservation. It is expected that people with a good binaural hearing ability will benefit more from binaural cues depending on the situation, while people with a poor binaural hearing ability will benefit more from SNR improvement. To measure this influence of binaural hearing, a study was conducted with 25 subjects with a sensori-neural hearing loss. The binaural hearing ability was determined by measuring binaural intelligibility level difference (BILD), binaural masking level difference (BMLD) and IPD cut-off frequency. To determine the cognitive influence, the Trail Making Test was measured. Speech intelligibility tests were performed with commercial monaural and binaural beamformer algorithms in a diffuse and a less diffuse environment. The results of the BMLD and the IPD cut-off frequency correlated. These results were used for further analysis. A cognitive influence was not measurable. Contrary to expec-tations, all persons achieved better speech understanding with the tested binaural beamformer than with the tested monaural beamformer, regardless of binaural hearing ability and spatial environment. Thus, all persons benefited more from an SNR improvement than from binaural cues.

Entwicklung und Evaluation eines maschinellen Lernverfahrens für die Rauschreduktion von cepstralen Koeffizienten
Sebastian Pietsch

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Jörg Bitzer und Christian Rollwage
Eingereicht am 7. Februar 2019

Artifizielle neuronale Netzwerke haben durch die gestiegene Leistungsfähigkeit von Computern in den letzten Jahren immens an Bedeutung gewonnen. In der Audiosignalverarbeitung werden sie bereits mit vielversprechenden Ergebnissen zur Lösung verschiedener Problemstellungen, wie der Reduktion von Störeinflüssen, der Sprechererkennung und -lokalisation eingesetzt. Viele der Publikationen zeigen, dass machine learning Algorithmen besser abschneiden als deterministische Algorithmen, um Störeinflüsse in Daten zu reduzieren. In dieser Arbeit wurde ein Denoising Autoencoder- Netzwerk entwickelt und evaluiert, dass anders als bisherige Ansätze aus der Literatur, Störeinflüsse auf Sprache direkt in der cepstralen Domäne (MFCCs) reduziert. Zur Netzwerkentwicklung wurden verschiedene Netzwerkmerkmale und Trainingsparameter auf die Reduktion des Rauschfehlers hin getestet. Die hervorgegangene Struktur wurde anschließend unter verschiedenen Rauschkonditionen anhand der Eignung der entrauschten MFCCs für die Zuordnung von Sprechern bewertet. Als Sprachkorpus diente die Global Phone Datenbank. Für die Störeinflüsse wurde weißes, Babble und Rauschen aus dem Innenraum eines langsam fahrenden PKWs (Car Rauschen) aus dem NOISEX-92 Datensatz genutzt. In dieser Arbeit wird gezeigt, dass die Reduktion von Störeinflüssen auf Sprache in der cepstralen Domäne mit einem neuronalen Netzwerk möglich ist. Mit der entwickelten Struktur kann der Fehler bei der Sprecherzuordnung für den SNR-Bereich von -5 bis 20 dB deutlich verringert werden, wenn es sich um weißes oder Car Rauschen als Störeinfluss handelt. Die Einflüsse durch Babel Rauschen ließen sich nicht reduzieren. Die Ergebnisse zeigen eine bessere Leistungsfähigkeit des Netzwerks, wenn es unter separaten Rauschkonditionen trainiert wurde. Es stellt einen geeigneten Startpunkt für weiterführende Experimente dar.

Artificial neural networks have become increasingly important in recent years due to the raising performance of computers. They are used already to solve effectively various issues in audio signal processing, such as the reduction of noise, speaker recognition and localization. Todays publications are showing, that machine learning approaches are performing better in many of those tasks than deterministic algorithms. In this work, a denoising Autoencoder network was developed and evaluated, which, unlike previous approaches in literature, reduces noise to speech in the cepstral domain (MFCCs) directly. Various network parameters and training conditions were tested for the reduction of the noise error in network development. Furthermore, the resulting structure was evaluated in different noise conditions, based on the eligibility of the denoised MFCCs for speaker assignment. As speech database the Global Phone corpus was used. As interferences white, babel and noise recorded inside a slowly driving car from the NOISEX-92 dataset was taken. This work shows that it is possible to reduce noise in speech in the cepstral domain by a neural network. The developed structure is capable to significantly decrease white disturbance in a SNR range from -5 to 20 dB. Also car noise could be reduced in a lower range from -5 to 5 dB dB SNR. The effects of babble noise could not be reduced. The results show that the network performs better when trained under separate noise conditions than under combined ones. The network, nevertheless, represents a suitable starting point for further experiments.

Audiovisueller Erweiterung des subjektiven Höranstrengungsmessverfahrens ACALES
Saskia Ibelings

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Inga Holube und Melanie Krüger, M. Sc. (Hörzentrum Oldenburg)
Eingereicht am 6. Februar 2019

Bekannt ist, dass das Ablesen des Mundbildes, besonders in akustisch schwierigen Situationen, zu einer Verbesserung des Sprachverstehens führt. Da das Sprachverstehen positiv beeinflusst wird, wurde vermutet, dass audiovisuelle Integration auch einen Einfluss auf die subjektive Höranstren-gung hat. Zudem wurde vermutet, dass Normal- und Schwerhörende sich hinsichtlich der Höran-strengung unterscheiden. Zur Untersuchung dieser Vermutungen wurde die subjektive Höranstren-gung bei Darbietung rein akustischer Stimuli im Vergleich zu audiovisuellen Stimuli ermittelt. Für die Messung wurde die adaptive Skalierungsmethode ACALES (Adaptive CAtegorical Listening Effort Scaling, Krueger et al., 2017a), welche um die Wiedergabe von Videos erweitert wurde, verwendet. In beiden Konditionen (akustisch und audiovisuell) wurden drei Sätze des Oldenburger Satztests (OLSA), aufgenommen mit einer weiblichen Sprecherin, als Stimuli genutzt. Gleichzeitig wurden verschiedene Hintergrundgeräusche dargeboten. Bei der audiovisuellen Kondition wurden zusätzlich die entsprechenden Mundbewegungen der Sprecherin auf einem Bildschirm präsentiert. Die Messungen wurden mit 15 jungen Normalhörenden und zehn älteren Schwerhörenden durch-geführt. Neben der Messung der Höranstrengung in beiden Konditionen wurden für die Normal-hörenden zusätzlich die intra- und interindividuelle Standardabweichung sowie die Test-Retest-Reliabilität bestimmt. Die Ergebnisse zeigten eine Abhängigkeit der subjektiven Höranstrengung vom Maskierer sowie eine Abnahme der Höranstrengung in der audiovisuellen Kondition. Zudem unterschieden sich die Ergebnisse der Probandengruppen signifikant voneinander. Die intra- und interindividuelle Standardabweichung war in der audiovisuellen Kondition tendenziell höher als in der akustischen. Für die Test-Retest-Reliabilität wurde der Intraklassen-Korrelationskoeffizient bestimmt. Insgesamt zeigte sich eine gute Reliabilität. Folglich ist zu sagen, dass audiovisuelle Integration die Höranstrengung positiv beeinflusst. Zudem ermöglicht das Verfahren die Erfassung individueller Unterschiede in der Bewertung der subjektiv wahrgenommenen Höranstrengung.

It is already known that lip reading, especially in acoustically difficult situations, leads to an im-provement in speech intelligibility. Since speech intelligibility is positively influenced, it was as-sumed that audiovisual integration also has an influence on the subjectively perceived listening effort. Furthermore, it was assumed that normal-hearing and hearing-impaired people differ in their listening effort. In order to investigate these assumptions, the subjective listening effort in the presentation of purely acoustic stimuli compared to audiovisual stimuli was determined. For the measurement, the adaptive scaling method ACALES (Adaptive CAtegorical Listening Effort Scal-ing, Krueger et al., 2017a) was used, which was enhanced to play videos. In both conditions (acous-tical and audiovisual), three sentences of the Oldenburg sentence test (OLSA), recorded with a female speaker, were used as stimuli. At the same time, different background noises were pre-sented. In the audiovisual condition, the corresponding mouth movements of the speaker were pre-sented on a screen. The measurements were performed with 15 young normal-hearing and ten older hearing-impaired people. In addition to comparing the listening effort for both groups of subjects in acoustic and audiovisual condition, the results of the groups of subjects were also compared. Additionally, the measurement of listenng effort in both conditions, the intra- and interindividual standard deviation and test-retest reliability were determined for normal-hearing subjects. The re-sults showed a dependence of the subjective listening effort on the masker as well as a decrease of the listening effort in the audiovisual condition. Besides, the results of the test groups differed significantly from each other. The intra- and inter-individual standard deviation tended to be higher in the audiovisual condition than in the acoustic condition. Furthermore, the standard deviations in the audiovisual condition tended to be higher than in the acoustic condition. The intra-class corre-lation coefficient was calculated for test-retest reliability. Overall, the reliability was good. Conse-quently, audiovisual integration has a positive influence on listening effort. Moreover, the method allows the recording of individual differences in the evaluation of subjectively perceived listening effort.

Akustische Lokalisation von Alarmsignalen im Straßenverkehr
Matthes Ohlenbusch

Bachelorarbeit im Studiengang Assistive Technologien
Betreut durch Prof. Dr. Jörg Bitzer und Christian Rollwage
Eingereicht am 4. Februar 2019

Die Präsenz von Alarmsirenen ist ein besonderes Ereignis, dessen Bewältigung für autonome und assistive Systeme zur Teilnahme am Straßenverkehr eine große Herausforderung darstellt. Um solchen Systemen zu ermöglichen, Situationen mit Einsatzfahrzeugen zu erkennen und korrekt einzuordnen, ist das Wissen um die Position oder die Richtung, aus der das Signal einfällt, notwendig. In der digitalen Signalverarbeitung sind bereits Verfahren zur akustischen Quellenlokalisation bekannt, die in dieser Arbeit auf ihre Eignung für die Sirenenlokalisation hin untersucht werden. Zusätzlich erfolgt die Anpassung von Ansätzen maschinellen Lernens auf die Anwendung zur Sirenenlokalisation. Zur signalspezifischen Vor- und Nachverarbeitung werden zudem verschiedene Maßnahmen untersucht. Lokalisationsverfahren werden im Anschluss mit geeigneten Vor- und Nachverarbeitungsverfahren gegeneinander in theoretischen und realen Störgeräuschumgebungen in einem direkten Vergleich analysiert. Weiteren Experimenten dienen der Untersuchung vom Einfluss des Quellabstands und der Lokalisation bewegter Einsatzfahrzeuge. Resultat der Versuche ist, dass sich vor allem der diagonal entladene Beamformer und die Steered Response Power für die Lokalisation von Alarmsirenen im Straßenverkehr eignen.

For assistive and autonomous systems developed to assist in traffic-related processes, the presence of sirens poses a considerable challenge. In order to enable such systems to correctly recognize and categorize the appearance of emergency vehicles, knowledge of the siren signals’ position or direction of arrival is necessary. The field of digital array processing has access to several methods for acoustic source localization, some of which are evaluated in this work regarding their applicability for siren localization. In addition, machine learning approaches for sound source localization are adapted to siren localization. For signal-specific pre- and postprocessing, a range of steps are considered. Localization methods are then directly compared in theoretical and real noise scenarios, with selected pre- and postprocessing steps applied to them. Robustness against source distance is analyzed and an experiment regarding moving siren localization with emergency vehicles is concluded. Results show the superiority of the diagonal unloading beamformer and the steered response power algorithm when compared with other siren localization methods.

Eignung von Referenzverglasung zur Beurteilung von Prüfständen für die Bestimmung der Schalldämmung von Verglasungen
Malte Brüers

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. M. Blau und Dr. V. Wittstock (Physikalisch-Technische Bundesanstalt Braunschweig)
Eingereicht am 31. Januar 2019

Um die Schalldämmung von Verglasungen zu prüfen, werden sie in Prüfständen gemessen. Diese Prüfstände müssen bestimmte Anforderungen erfüllen und werden durch Messungen von Referenzverglasungen geprüft. Referenzverglasungen haben einen in der DIN EN ISO 10140 festgelegten Aufbau und eine, in Form eines frequenzabhängigen Toleranzbereiches, bekannte Schalldämmung. In dieser Arbeit wurde überprüft, ob alle nominell identischen Referenzverglasungen die gleiche Schalldämmung liefern und für die Beurteilung von Prüfständen geeignet sind. Zu diesem Zweck wurden Verglasungen aus unterschiedlichen Produktionschargen gemessen, und ihre Schalldämmung wurde verglichen. Die bestimmten Unsicherheiten wurden mit denen aus der DIN EN ISO 10140 und DIN EN ISO 12999-1 verglichen. Durch die Ergebnisse konnte festgestellt werden, dass die Verglasungen sehr unterschiedliche Schalldämmungen besitzen. Des weiteren wurden Messungen durchgeführt, um die Ursache für diese Unterschiede zu untersuchen. Diese Ursachenforschung ergab, dass die Verglasungen unterschiedliche Übertragungseigenschaften besitzen. Aufgrund der großen Unterschiede der Schalldämmung sowie der großen Unsicherheiten sind die Verglasungen zur Beurteilung von Prüfständen nach DIN EN ISO 10140 ungeeignet.

To test the sound insulation of glazing, they are measured in test facilities. These test facilities must meet certain requirements and are tested by measurements of reference glazings. They have a structure defined in DIN EN ISO 10140 and a known sound insulation, which is defined as a frequency-dependent tolerance range. In this work, it has been checked whether all nominally identical reference glazings provide the same sound insulation and are suitable for the evaluation of test facilities. For this purpose, glazings from different production batches have been measured and their sound insulation has been compared. The specific uncertainties have been compared with those from DIN EN ISO 10140 and DIN EN ISO 12999-1. The results showed that the glazings have very different sound insulation. Furthermore, measurements were made to investigate the cause of these differences. This cause research showed that the glazings have different transmission properties. The results show that due to the large differences between the sound insulation and the great uncertainties, the glazings are unsuitable for the evaluation of test facilities according to DIN EN ISO 10140.

Objektive Überprüfung der Erzeugung virtueller Schallquellen für Hörgeräteträger mit einem TASCAR-System
Henning Hoppe

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Matthias Blau und Dr. Michael Schulte (Hörzentrum Oldenburg)
Eingereicht am 26. September 2018

Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Überprüfung virtueller Schallquellen, erzeugt durch ein TASCAR-System, und deren Nutzbarkeit für Hörgeräteträger. Zu diesem Zweck wurden vier reale Schallquellen und deren Simulationen an 41 Punkten um die Mittelpunktposition mit einem Mikrofon sowie einem Kunstkopf mit Hörgeräte-Attrappen gemessen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Simulation der Schallquelle mit Abweichungen von 4 dB oder weniger pro halbe Terz mit einem Kunstkopf im Bereich von 4 cm um den Mittelpunkt möglich ist und dass diese Abweichungen mit größeren Abständen vom Mittelpunkt bis auf 8 dB ansteigen, während die Unterschiede zwischen den einzelnen Hörgerätemikrofonen nicht größer als 3 dB werden. Des Weiteren zeigen die Ergebnisse den Einfluss von Bewegungen und Position der Schallquellen auf die Genauigkeit der simulierten Schallquelle. Da der Aufbau des verwendeten TASCAR-Systems ein Teil dieser Arbeit war, sind auch die durchgeführten Maßnahmen zur akustischen Optimierung des Messraums sowie der Aufbau des TASCAR-Systems beschrieben.

The goal of this bachelor thesis is the examination of virtual sources of sound, generated by a TASCAR-system, and their usability for people with hearing aides. To achieve this four real sources of sound and their simulations were measured with a microphone and an artificial head with hearing aide dummies at 41 spots around the center position. The results show that a simulation of the source of sound is possible with deviations of 4 dB or less per half a third octave and that these deviations increase to up to 8 dB at larger distances from the center position while the deviations between each hearing aide microphone don’t increase more than 3 dB. Additionally, the results show the influence of movement and position of the real source of sound on the precision of the simulated source of sound. Since the construction of the TASCAR system was part of this thesis the realized arrangements for the acoustic optimization of the measuring room and the setup of the TASCAR system are described as well.

Acoustic Features for Analysis of Dysarthric Speech in Parkinson’s Disease as an Individualized Feedback Tool
Laura Tuschen

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Jörg Bitzer und Dr. Stefan Goetze (Fraunhofer IDMT Oldenburg)
Eingereicht am 3. September 2018

Morbus Parkinson (M. Parkinson) ist eine neurologische, progressiv verlaufende Erkrankung, die zu motorischen Symptomen der Skelettmuskulatur führt. In den meisten Fällen ist auch die pharyngeale und orale Muskultur betroffen. Die damit einhergehende Störung der Stimme und des Sprechen werden als hypokinetische Dysarthrie bezeichnet. Zudem führt die Erkrankung häufig zu einer Beeinträchtigung der Selbstwahrnehmung des eigenen Sprechens, da sowohl die auditorische als auch die somatosensorische Rückkopplung zur eigenen Stimm- und Sprechkontrolle beeinträchtigt sein können. Neue Technologien, darunter v.a. verschiede elektronische Gesundheitsanwendungen, sind im Bereich der Logopädie noch wenig verbreitet. Computerbasierte Therapie bei M. Parkinson ermöglicht den Patienten jedoch eine individuelle Therapie zu Hause sowie Langzeitversorgung. Dieser Form der digitalen Therapie fehlt jedoch häufig eine individualisierte, zuverlässige Rückmeldung zu den verschiedenen Übungen. Zur Evaluierung der Anforderungen wurden in dieser Arbeit akustische Merkmale mit Hilfe von Methoden aus der Signalverarbeitung erfasst und damit quantitative und reliable Messdaten berechnet, die mit den Stimm- und Sprecheinschränkungen bei Dysarthrie korrelieren. Diese Ergebnisse sollen dann die automatische Generierung von individuellem Feedback ermöglichen. Hierzu wurden akustische Merkmale aus 40 Sprachaufnahmen einer deutschen Phrase von dysarthrischen Patienten extrahiert. Die Ergebnisse wurden anschließend statistisch hinsichtlich Gruppenunterschiede und Korrelationen bezogen auf die Messdaten und den Grad der Dysarthrie ausgewertet. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigten sich als nicht valide. Dennoch konnten erste Tendenzen ermittelt werden, die eine Korrelation akustischer Merkmale mit dem Grad der Dysarthrie bei Parkinson aufzeigen. Weitere Arbeiten sind nötig, um die Variabilität im Sprechen allgemein, aber auch in der Symptomausprägung der Dysarthrie zu erfassen. Ebenso wird deutlich, dass die Bearbeitung der Thematik interprofessionelles Wissen erfordert. Daher wird vorgeschlagen, das Studiendesign zu optimieren, um so ein automatisches und individuelles Feedbacksystem zu entwickeln, das zur Bewertung dysarthrischer Sprache und auch in Bezug auf den Schweregrad der Störung eingesetzt werden kann.

Parkinson’s Disease (PD) is a neurological, progressive disease leading to motor-related symptoms of the skeletal muscles. The motor dysfunctions mostly go along with disorders of pharyngeal and oral muscles. Such disorders are called hypokinetic dysarthria. The patients often show decreasing self-perception of their disorders in voice and articulation, because of possible disrupted auditory and somatosensory feedback about one’s own manner of speaking. In the field of speech and language therapy new technologies, especially electronic health-related applications, are still missing. Despite considerable opportunities, therapy apps or online tools have barriers. Computerized therapy of PD makes individual home-based and long-term treatment possible, but individualized and reliable feedback on the exercises is limited in such automatized applications. Therefore in this thesis acoustic measurements were evaluated for different degrees of dysarthric speech, using methods of signal processing, to receive quantitative and reliable data correlated to voice and speech quality, serving as a basis for individual feedback generation. Acoustic measurements, as a set of different features, were applied to recordings of a German phrase of 40 patients suffering from hypokinetic dysarthria. Features were statistically evaluated afterwards regarding correlations and group differences between outcomes and degree of dysarthria. No statistically valid results could be revealed in this thesis. Nevertheless tendencies of feature outcomes, correlating to the degree of dysarthria, could be shown. Thus, this thesis can serve as a basis for further analysis of dysarthric speech to develop a reliable assessment of the degree of dysarthria for a planned automatic feedback system. Further research is necessary to deal with speech variabilities as well as variations in the symptoms of dysarthria. The results underline the need of inter-professional work in such assignments. The optimization of the study design for possible future work is proposed as well.

Methodenentwicklung zur Verhaltensbeobachtung der momentanen Lebensqualität von Menschen mit Hörbeeinträchtigung
Maria Gebhard

Masterarbeit im Studiengang Public Health
Betreut durch Dr. Markus Meis (Hörzentrum Oldenburg) und Prof. Dr. Inga Holube
Eingereicht am 3. August 2018

Schwerhörigkeit gehört zu den häufigsten chronischen Erkrankungen und tritt vermehrt mit zunehmenden Alter auf, wobei es die gesundheitsbezogene Lebensqualität der Betroffen einschränkt. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung und Überprüfung eines Instruments zur Bestimmung des Hörvermögens schwerhöriger Erwachsener durch externe Beobachter. Das Instrument wird basierend auf dem Core Set Schwerhörigkeit der Internationalen Klassifikationen von Funktionsfähigkeit, Behinderung und Gesundheit (ICF) entwickelt und in Form der App "Annotator" praxisgerecht umgesetzt. In Verhaltensbeobachtungen wird das Hörvermögen von Probanden anhand des Kommunikationsverhaltens mit dem Instrument durch externe Rater überprüft, wobei der Schwerpunkt der Untersuchung auf der Reliabilität und Objektivität liegt. In Voruntersuchungen werden die relevanten Codes für das Instrument ausgewählt. Im ersten Teil einer videobasierten Studie zeigt sich im Test-Retest Verfahren eine exzellente Reliabilität. Im zweiten Teil der Studie mit einer Stichprobe von 23 Probanden und vier Ratern zeigt sich die hohe Güte für das entwickelte Instrument an guten bis exzellenten Reliabilitäten für die acht entwickelten Codes. Die Untersuchungen zeigen, die gute Eignung der Beobachtung der Veränderung der Sitzposition als Indikator für Schwerhörigkeit. Die in dieser Arbeit entwickelte Methode bildet ein weiteres Instrument zur Optimierung des Hörvermögens Erwachsener und somit der gesundheitsbezogenen Lebensqualität.

Hearing loss is one of the most common chronic diseases and occurs increasingly with age, restricting the health-related quality of life of those affected. The aim of this work is to develop and test an instrument to determine the hearing ability of hearing impaired adults by means of external observers. The instrument is developed on the basis of the Core Set Hearing Loss of the International Classifications of Functioning, Disability and Health (ICF) and implemented in a practical way in the form of the app "Annotator". In behavioral observations, the hearing capabilities of test persons are examined by external counselors based on test persons' communication with the tool, with the focus of the study being on reliability and objectivity. The relevant codes for the instrument are selected in preliminary tests. In the first part of a video-based study, the test-retest procedure shows excellent reliability. In the second part of the study with a sample of 23 test persons and four raters the high quality for the developed instrument is shown by good to excellent reliabilities for the eight developed codes. The study show the good suitability of observations of the change in sitting position as an indicator for hearing loss. The method developed in this thesis is another instrument for optimizing the hearing ability of adults and thus the health-related quality of life.

Vergleich akustischer Messungen mit subjektiven Bewertungen des Klangeindrucks bei Verwendung verschiedener Schallführungen (Waveguides) vor einem Hochtöner eines 2-Wege-Studiolautsprechers unter verschiedenen akustischen Raumbedingungen
Nadine El-Dajani

Bachelorarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. Matthias Blau und Dr. R. Stenz
Eingereicht am 10. Juli 2018

Evaluation von synthetischen Sprachsignalen für die Verwendung in Sprachverständlichkeitstests: Der OLSA mit synthetischer Stimme
Bianca Wiercinski

Masterarbeit im Studiengang Hörtechnik und Audiologie
Betreut durch Prof. Dr. lnga Holube und Dr. Thomas Brand (Carl von Ossietzky Universität Oldenburg)
Eingereicht am 11. April 2018

Sprachsynthesizer haben in den vergangenen Jahren stark an Qualität gewonnen und werden bereits in verschiedensten Anwendungsgebieten eingesetzt. Es stellt sich die Frage, ob sich synthetische Sprache auch für die Durchführung sprachaudiometrischer Tests eignet. Vergleichbare Diskriminationsfunktionen für natürliche und synthetische Sprache würden es ermöglichen, mit geringem Aufwand eine Vielzahl an Testlisten zu erzeugen und damit häufige Sprachverständlichkeitsmessungen durchzuführen ohne einzelne Testlisten wiederholen zu müssen. Um das Verstehen synthetischer Sprache zu untersuchen und Unterschiede zu natürlichen Sprechern aufzuzeigen, wurde zunächst aus drei kommerziellen Produkten in einem Probandentest ein Synthesesystem mit einem möglichst natürlichen Klangbild ausgewählt. Die Entscheidung wurde durch die Vorhersage des Qualitätsschätzers von Norrenbrock et al. (2015) bestätigt. Mit dem gewählten Synthesesystem wurde anschließend der Korpus des weiblichen Oldenburger Satztests generiert und mit jungen Normalhörenden im direkten Vergleich zum Sprachmaterial mit natürlicher Sprecherstimme evaluiert. Eine nachträgliche (Pegel-) Anpassung der Wörter, wie sie bei der Entwicklung des Oldenburger Satztests angewendet wurde, erfolgte dabei nicht. Für die Evaluation des synthetischen Oldenburger Satztests wurde das Sprachverstehen jeweils bei drei verschiedenen Signal-Rausch-Abständen gemessen und den gewonnenen Daten Diskriminationsfunktionen angepasst. Dabei konnte kein signifikanter Unterschied zwischen synthetischer und natürlicher Stimme festgestellt werden; mit beiden Sprechervarianten ließen sich sehr gut die Literaturwerte der Evaluation des weiblichen Oldenburger Satztests reproduzieren. Trotz des Verzichts auf nachträgliche Optimierungsmessungen wurde eine ähnliche Listenäquivalenz erreicht. Die Sprachsynthese lieferte darüber hinaus geringere Unterschiede in der Verständlichkeit der einzelnen Wortgruppen als die Variante mit natürlicher Stimme. Die empirischen Daten wurden anschließend genutzt, um die Performanz des FADE-Modells von Schädler et al. (2015) zu überprüfen.

The quality of speech synthesizers has improved considerably over the last couple of years. Since synthetic speech is already used in varying applications, the question arises, if it could be applicable in speech audiometry as well. If natural and synthetic speech would lead to comparable speech intelligibility functions, it would be possible to generate a wide variety of test lists with significantly less effort compared to the conventional way which would allow frequent measurements without repeating single test lists. To analyze the intelligibility of synthetic speech and to show possible differences to natural voices, a listening test with young normal hearing participants has been performed to choose a text-to-speech-system from a preselection of three commercial products. The task focused on identifying the synthetic voice with the most natural sound. The decision has been confirmed by a quality estimation calculated with a prediction model of Norrenbrock et al. (2015). Using the chosen TTS-System, the speech material of the Oldenburg sentence test (OLSA) with female speaker has been reproduced and evaluated in direct comparison to the natural speaker during another listening test with young normally hearing participants. In contrast to the version with natural speaker, no level adjustments or optimization tests have been performed while producing the synthetic speech material. For the evaluation of the Oldenburg sentence test with synthetic voice speech recognition thresholds have been measured at three different signal to noise ratios. Psychometric functions were fitted to the empirical data and no significant differences were found between SRTs of natural and synthetic speaker. Both versions lead to SRTs comparable to results known from the literature. Although no optimization adaptions have been applied, the synthetic speech signals lead to equivalent values for intelligibility of the different test lists as well as to fewer discrepancies between different word categories. The empirical data have been used to examine the performance of the FADE-model for simulation of psychoacoustic experiments from Schädler et al. (2015).