Institut für Kommunikationsakustik

Musiksignalverarbeitung / Processing of Music Signals

Lag der Schwerpunkt der Signalverarbeitung für Hörhilfen wie Hörgeräte und Cochlea-Implantate (CI) lange Zeit ausschließlich auf der Verbesserung der Qualität von Sprachsignalen, so rücken andere Signaltypen wie Musik zunehmend mehr in den Blickpunkt von Entwicklern und Nutzern. Musiksignale unterscheiden sich in mehreren Punkten von Sprachsignalen: ihre Zusammensetzung ist deutlich vielfältiger und komplexer und sie decken einen deutlich größeren Frequenz- und Dynamikumfang ab.

Nutzer von Hörgeräten und CI leiden durch ihre Hörstörung hingegen oft unter Effekten wie einer starken Einschränkung ihres spektralen Auflösungsvermögens, spektraler Verschmierung und einer Verkleinerung des als angenehm empfundenen Lautstärkebereichs. Sie haben Schwierigkeiten, einzelne Stimmen oder Instrumente in Musikstücken herauszuhören. Durch diese Beeinträchtigungen ist das Musikhören für sie häufig anstrengender als für Normalhörende.

Ziel unserer Arbeiten ist es daher, Musiksignale für Träger von Hörgeräten oder CI leichter zugänglich zu machen, in dem z.B. einzelne Stimmen, Instrumente oder rhythmische Elemente gezielt verstärkt oder gedämpft werden oder das Spektrum der Signale vereinfacht oder anderweitig bearbeitet wird. Dazu bedient man sich Techniken aus den Bereichen der Quellentrennung (source separation), der Analyse von Musiksignalen (music information retrieval), der digitalen Effekte aber auch Verfahren aus den Bereichen der statistischen Signalverarbeitung, des maschinellen Lernens und neuronaler Netze. In der Regel ist es erforderlich, die neu entwickelten Algorithmen auf Ihre Wirkung und Anwendbarkeit in Hörversuchen mit Normalhörenden, Hörgeräte- und CI-Trägern zu untersuchen.

Bisher durchgeführte Arbeiten:

• "Implementierung und Beurteilung von Spektralanalyse und -syntheseverfahren für Audiosignale" (Bachelor-Arbeit)
  
• "Entwicklung und Analyse eines Maßes zur Beschreibung der Komplexität von Audiosignalen" (Master-Arbeit)
  
• "Entwicklung eines Simulators für die Auralisation von Hörverlusten" (Master-Arbeit)
  
• "Implementierung und Untersuchung eines Verfahrens zur Dynamikkompression von Musiksignalen"
  (Bachelor-Arbeit)
  
• "Oktavbasierte spektrale Analyse und Synthese von Musiksignalen" (Master-Projekt)
  
• "Analyse und Synthese von Musiksignalen unter Verwendung der Constant-Q-Transformation und neuronaler Netze"
  (Bachelor-Arbeit)
  
• "Vereinfachung von Musiksignalen für Nutzer von Cochleaimplantaten" (Master-Arbeit)

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