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Forschung und Transfer

Die Forschungsfelder im Labor für Audiokommunikation und Akustik lauten: Speech Enhancement, Predictive Maintenance, Mensch-Maschine-Interaktion sowie akustische Umfeldperzeption.

Forschungsfelder

Speech Enhancement

Geforscht wird an Methoden der Sprachsignalverbesserung mit Künstlicher Intelligenz (KI) zur Erhöhung der Sprachverständlichkeit und Sprachqualität unter akustischen Bedingungen, bei denen klassische Algorithmen häufig an ihre Grenzen stoßen. Diese neuartigen Verfahren werden oft mit klassischen Algorithmen kombiniert, um best mögliche Ergebnisse zu erzielen.

  • Anwendungen

    • Sprachsteuerung
    • Text-To-Speech
    • In-Car Communication (ICC)
    • Smartphones
    • Smart Homes
    • Medizin (z.B. Operationstische)
    • Pflege  (z.B. Pflegebetten)
    • Industrie (z.B. Fertigung)

Predictive Maintenance

Beim Predictive Maintenance mit Künstlicher Intelligenz (KI) geht es um eine Früherkennung von kritischen Zuständen an Maschinen. Der Zustand einer Maschine wird durch Sensoren überwacht und durch die KI ausgewertet, sodass eine Wartung im Bedarfsfall frühzeitig eingeplant werden kann, bevor die Maschine unvorhergesehen ausfällt. Predictive Maintenance soll zur Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit beitragen und Vorteile gegenüber traditionellen Wartungsintervallen mit sich bringen.

  • Anwendungen

    • Anlagenzustand richtig einschätzen
    • Wartungen nach Bedarf planen
    • Kritische Maschinenzustände erkennen
    • Plötzliche Maschinenausfälle vermeiden
    • Teure Produktionsstopps vermeiden
    • Große Datenmengen von Sensoren auswerten mit KI

Mensch-Maschine-Interaktion

Neue Interaktionsmöglichkeiten wie Gesten- oder Sprachsteuerung und Erkennung von Mimik mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) stehen im Fokus. Gegenüber konventionellen Methoden zur Steuerung von Geräten, sollen Daten abgefragt und Steuerbefehle übergeben werden, während der Bediener einer anderen Tätigkeit nachgeht. Komfort, Effizienz und Sicherheit sollen dadurch gesteigert werden. Dabei spielt auch die Sensordatenfusion eine Rolle.

  • Mensch-Maschine-Interaktion
  • Anwendungen

    Driver State Monitoring Systems: Diese sind in der Lage den Zustand des Fahrers zu bestimmen und durch Informationsausgabe oder direkten Eingriff in das Geschehen, die Sicherheit beim Fahren zu Erhöhen. Relevante Beeinträchtigungen sind zum Beispiel körperliche Beeinträchtigung, Müdigkeit, Alkohol- oder Drogenkonsum, Ablenkung, unerwartete und plötzliche Erkrankung. Aber auch die Detektion von Emotionen, Stresszustand, Gesundheit, Sprecherverifizierung zur Zugangskontrolle sind weitere wertvolle Anwendungen in Fahrzeugen.

Akustische Umfeldperzeption

Um die Verkehrssicherheit zu erhöhen, sollen Fahrzeuge künftig das Hören erlernen. Bei der Akustischen Umfeld-Perzeption werden akustische Ereignisse außerhalb des Fahrzeugs mit Hilfe von Luftschallmikrofonarrays aufgezeichnet und in Echtzeit von einer intelligenten Signalverarbeitungseinheit verarbeitet. Die Erkennung unterschiedlicher Ereignisse und Gefahrensituationen außerhalb des Fahrzeuges, wird mithilfe von Künstlicher Intelligenz und Techniken des Maschinellen Lernens realisiert.

  • Anwendungen

    Detektion einer nahenden Sirene:

    • Anzeige am Armaturenbrett, um frühzeitig eine Rettungsgasse zu bilden.
    • Einschalten der Warnblinker und Einleiten eines Ausweichmanövers.
    • Automatische Verringerung der Lautstärke des Car-Hifi-Systems.

    Zustandsüberwachung des Fahrzeuges anhand der Fahrgeräusche:

    • Früherkennung von kritischen Abnutzungserscheinungen.
    • Erkennung von Fehlerzuständen durch ungewöhnliche Fahrgeräusche (z. B. Nagel im Reifen).

    Audio-Visuelle Erkennung:

    • Gefahrensituationen: Spielstraße, Fußgänger- und Fahrradwege.
    • Fahrer gibt Anweisungen z.B. zum Ein-, Aus- oder Umparken eines autonomen Fahrzeuges.

Projekte

Weitere Projekte

Abschlussarbeiten

Im Labor für Audiokommunikation und Akustik können Abschlussarbeiten aus den unterschiedlichen Forschungsfeldern bearbeitet werden.

Im Video zur Sprachsteuerung eines Roboters erfahren Sie von unseren Studierenden, wie die Richtwirkung des Schalls zum Ausblenden einer Schallquelle genutzt werden kann.

Haben Sie Interesse Ihre Studienarbeit, Bachelorarbeit oder Masterarbeit im Labor für Audiokommunikation und Akustik abzulegen? - Sprechen Sie uns gerne an.