Thesis: "Contributions to Wideband Hands-free Systems and their Evaluation"
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Thesis:

"Contributions to Wideband Hands-free
Systems and their Evaluation"

This work deals with advancements of wideband hands-free systems (HFS's) for mono-/stereophonic cases of application. Furthermore, innovative contributions to the field of quality evaluation are made. The proposed HFS approaches are based on frequency-domain adaptive filtering (FDAF) and make use of Kalman theory and state-space modeling. Functional enhancement modules are developed in this work, which improve one or more of key quality aspects, aiming at not to harm others. The enhanced monophonic HFS is evaluated according to ITU-T recommendations. Furthermore, a novel methodology and techn. framework are introduced to improve the prototyping and evaluation process of automotive HF and in-car-communication (ICC) systems. The monophonic HFS hereby acts as device under test and is thoroughly investigated. As current methods for the evaluation of HFS's in dynamic conditions oftentimes still lack flexibility, reproducibility, and accuracy, this work introduces "Car in a Box" (CiaB) as a solution for this demanding task. By performing high-resolution system identification of dynamic electro-acoustical systems the development process is enhanced. Extracted dyn. impulse responses are then applicable to arbitrary input signals. It is shown that this dyn. auralization system improves evaluation flexibility and reproducibility. In addition, the accuracy of evaluation methods can be increased by having access to realistic imp. resp. trajectories as a reference. If included into an automotive evaluation setup, there is no need for an acoustical car interior prototype at this stage of development and various dynamic acoustic replicas may be provided simultaneously. Therefore, system developers have an evaluation environment at hand which adequately replaces the real environment.

DOI: 10.13140/RG.2.2.23449.52322

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Car in a Box: Ein Gerät zur Simulation der Akustik von Fahrzeugkabinen (ZIM-Projekt)

Für die Qualitätsbewertung von Automobilen spielt die Sprachqualität bei der Kommunikation über Mobilfunkgeräte mit Hilfe von Freisprechanlagen eine immer wichtigere Rolle. Im Falle von Notrufen z.B. über das ab 2015 vorgeschriebene eCall-Notrufsystem, ist die erzielbare Sprachqualität sogar von existentieller Bedeutung.


Oft bereitet dabei das Zusammenspiel zwischen den fest installierten Freisprechsystemen mit der Vielzahl der verfügbaren Mobilfunkgeräte Schwierigkeiten, die zu Kundenbeschwerden führen. Die sehr kurzen Entwicklungszyklen von Mobilfunkgeräten in Kontrast zu den verhältnismäßig langen bei der Entwicklung von Fahrzeugen, führen immer wieder dazu, dass für die Optimierung der Freisprechsysteme zu wenig Zeit bleibt, da sie erst am Ende der Fahrzeugentwicklung, wenn das weitestgehend  fertige Fahrzeug zur Verfügung steht, stattfinden kann. Diese Problematik wird durch das Car-in-a-Box-Gerät gelöst. Die Car in a Box erlaubt es, basierend auf schnell durchführbaren Messungen am Fahrzeug-Prototypen die Akustik in Fahrzeugkabinen nachzustellen, so dass rechtzeitig im Entwicklungszyklus das Freisprechsystem an das jeweilige Fahrzeug angepasst werden kann.

Quelle: https://www.ifn.ing.tu-bs.de/ifn/sp/jung/

Verleihung IHK Technologietransferpreis 2014

Künstliche Sprach-Bandbreitenerweiterung

Der Technologiepreis 2014 der IHK Braunschweig ging an ein Forscherteam des Instituts für Nachrichtentechnik: Patrick Bauer, Marc-André Jung und Tim Fingscheidt. Ausgezeichnet wurde das Team mit dem mit 10.000€ dotierten Preis für die Errungenschaften im Bereich der "künstlichen Sprach-Bandbreitenerweiterung". Diese Technologie ermöglicht eine erhebliche Verbesserung der Sprachqualität von konventioneller Telefonie.
Weitere Informationen finden Sie auf den Seiten der IHK Braunschweig (https://www.braunschweig.ihk.de/geschaeftsfelder/innovation-umwelt/technologietransferpreis/verleihung-2014.html).

 

Grundidee Künstliche Bandbreitenerweiterung

ClearCOM: Sprachkommunikation mit konsistent exzellenter Qualität und Verständlichkeit (ZIM-Projekt)

Während bei den meisten heutigen Telefonen die Sprachbandbreite auf lediglich 300...3400 Hz begrenzt ist, ist es in ISDN- oder Voice over IP-Anlagen grundsätzlich möglich, sog. Breitbandsprache im Frequenzbereich 50...7000 Hz zu unterstützen. Die zusätzlichen tiefen Frequenzen erhöhen die Sprachqualität, die höheren Frequenzen erlauben eine deutlich verbesserte Sprachverständlichkeit (z.B. von Eigennamen, oder beim Buchstabieren ohne Buchstabieralphabet). Auch die im Zuge der Globalisierung stark zunehmende fremdsprachliche Telekommunikation wird mit spürbar verbesserter Verständigung möglich sein. Die zu entwickelnde Audio-Echtzeitkomponente soll zum einen eine effiziente und hochqualitative Freisprechfunktionalität mit breitbandiger akustischer Echokompensation erhalten. Anderseits soll durch eine künstliche Sprachbandbreitenerweiterung als Fallback-Funktion eine konsistent hohe Sprachqualität ermöglicht werden, selbst wenn der Gesprächspartner nur über ein konventionelles Telefon verfügt.

 

Quelle: https://www.ifn.ing.tu-bs.de/ifn/sp/jung/

Automotive Freisprechlösungen

Unsere Schwerpunkte der schmalbandigen und breitbandigen Sprachsignalverbesserung sind ein- und mehrkanalige Störgeräuschreduktion, akustische Echokompensation, Beamforming/Mikrofonarray, In-Car-Kommunikation, künstliche Bandbreitenerweiterung sowie im Rahmen der internationalen Standardisierung (ITU-T) auch Qualitätsmessverfahren. Für Weiterentwicklung und Erstellung der Algorithmen sowie deren Evaluation mit den standardisierten und neu entwickelten Qualitätsmessverfahren steht der Arbeitsgruppe ein eigenes, in unser Forschungsfahrzeugintegriertes, Mess- und Experimentalsystem für Automobiltelekonferenzsysteme zur Verfügung. Basierend auf unseren Forschungsergebnissen werden auch funktionsfähige Prototypen auf DSP-Basis realisiert.

Quelle: https://www.ifn.ing.tu-bs.de/ifn/sp/jung/

Home- und Office Freisprechalgorithmen

Unsere Forschungsaktivitäten auf diesem Gebiet umfassen das Freisprechen in Wohnräumen für Assistenz- und Notrufunktionen und die breitbandige, hochqualitative Freisprechfunktionalität über VoIP-Bürotelefone inklusive Sprachbandbreitenerweiterung.

Unsere Forschungsaktivitäten auf diesem Gebiet umfassen das Freisprechen in Wohnräumen für Assistenz- und Notrufunktionen und die breitbandige, hochqualitative Freisprechfunktionalität über VoIP-Bürotelefone inklusive Sprachbandbreitenerweiterung.

Für den Büroalltag wurde die Entwicklung eines konsistent breitbandigen Freisprechsystems auf Basis einer DSP-Architektur bis hin zur Serienreife vorangetrieben. Dieses System ermöglicht eine hochqualitative Breitbandtelefonie für Festnetz und VoIP - und das auch bei schmalbandigen Eingangssignalen.

Quelle: https://www.ifn.ing.tu-bs.de/ifn/sp/jung/

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