Kolloquium - Details zum Vortrag
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Bachelor-Vortrag: Digital Noise Reduction for Headsets with Integrated Active Hearing Protection
Florian Hilgemann
Mittwoch, 24. Oktober 2018
10:15 Uhr
Hörsaal 4G
In lauten Umgebungen, in denen das Tragen eines Gehörschutzes erforderlich ist, ist die direkte Kommunikation in der Regel beeinträchtigt. Eine Erweiterung des passiven Gehörschutzes durch Active Noise Cancellation ANC zielt speziell auf die Dämpfung stationärer und niederfrequente Geräusche ab. In diesem Fall wird die Verständlichkeit nicht unbedingt verbessert, denn die Sprache wird einerseits durch ANC und andererseits durch passive Dämpfung beeinflusst. Eine mögliche Gegenmaßnahme ist die Verwendung eines Headsets mit einem Hear-Through, welcher das äußere Mikrofonsignal benutzt. Dies reduziert jedoch das Maß an Geräuschunterdrückung, da Teile der Störung erneut durch den Hear-Through wiedergegeben werden. Die Anwendung von Verfahren zur digitalen Störgeräuschreduktion auf das Hear-Through Signal bieten eine Möglichkeit, diesen Effekt zu vermindern. Im Wesenlichen konzentriert sich diese Arbeit auf die Kombination der Konzepte ANC und digitale Störgeräuschreduktion. So sollen gleichzeitig Umgebungsgeräusche verringert und die Kommunikation in der unmittelbar akustisch gestörten Umgebung erleichtert werden.
Die Störgeräuschreduktion erfolgt auf Basis eines Wiener Filters im Frequenzbereich. Der vor Kurzem entwickelte Baseline Tracer wird zur Schätzung der Störung verwendet, da mit ihm eine genaue Störschätzung mit geringer Rechenkomplexität ermittelt werden kann. In der vorgestellten Anwendung ist die Verzögerung des Hear-Throughs von besonderer Wichtigkeit, da diese sowohl psychoakustische Effekte, als auch Kammfiltereffekte verursacht. Daher wird ein Hörtest durchgeführt, womit die Abhängigkeit der auftretenden Effekte von der Hear-Through Verzögerung ermittelt, und damit Anforderungen an das System gestellt werden können. Weil die Ergebnisse des Hörtests darauf hindeuten, dass kürzere Verzögerungen als solche, für die Algorithmen ursprünglich vorgesehen waren, werden die zur Störgeräuschreduktion genutzten Algorithmen an die härteren Anforderungen der vorgestellten Anwendung angepasst. Dabei werden asymmetrische Fensterfunktionen verwendet, die speziell für die Anwendung mit niedriger Verzögerungszeit entwickelt wurden. Die Genauigkeit der Störschätzung zusammen mit dem angepassten Framework wird dabei genauer untersucht. Die Algorithmen werden zusammen mit einem Konzept zur binauralen Störgeräuschreduktion eingesetzt und berücksichtigen so Aspekte der räumlichen Schallwahrnehmung.
