Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT Jahresbericht 2019 | 2020

Inhalt Gut aufgestellt für die Zukunft – Institutsleiterwechsel am Fraunhofer IDMT . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4 Mit neuen USPs von HSA zu HSN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 Hörende Autos und ein Schlafl abor to go . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8 Forschungsmanager – An der Schnittstelle zwischen Wissenschaft und Wirtschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 Adieu Fraunhofer IDMT! Auf zur nächsten »PARty« . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 Aus dem Institutsleben: Spotlights . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14 Forschung am Hauptsitz in Ilmenau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31 Automatisierte Analyse von Industriegeräuschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Energieeffi ziente, komprimierte Algorithmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Automatisierte Anomaliedetektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Den Unterschied hören – Virtuelle akustische Produktentwicklung . . . . . . . . . . 36 Intelligente Ansteuerung und Design akustischer Wandler . . . . . . . . . . . . . . . . 38 3D-Audio für immersive Klangwelten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Audiovisuelle Content-Analyse und hybride Empfehlungssysteme . . . . . . . . . . 42 Vertrauenswürdige KI, Sicherheit und Datenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 Forschung am Institutsteil HSA in Oldenburg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 Das EEG wird mobil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Individuelle Klangqualität und gute Sprachverständlichkeit . . . . . . . . . . . . . . . . 50 Intelligente Gesundheitssysteme, die verbinden! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Audiosignale verarbeiten und verbessern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Hören, erkennen und handeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Wir sind die »Voice Enabler« . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 Im Profi l . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61 Ansprechpersonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Das Institut in Zahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Netzwerke und Mitgliedschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Ausgründungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Die Fraunhofer-Gesellschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 Impressum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72 3

Instituts und seine herausragenden und prägenden wissen- schaftlichen Leistungen danken und ihm natürlich auch für den neuen Lebensabschnitt alles Gute wünschen. der TU Ilmenau sowie weiteren außeruniversitären Forschungs- einrichtungen habe ich mittlerweile eine enge Verbindung. Mein Ziel ist es, ein regionales Innovationsökosystem für unser Fraunhofer IDMT zu schaffen und weiter auszubauen. Mein Dank gebührt ebenso Herrn Professor Udo Bechtloff. Er hat das Institut etwa eineinhalb Jahre lang in der Übergangs- phase zwischen der bisherigen und der neuen Institutsleitung kommissarisch geleitet und mir den Weg für eine strategische Neuausrichtung des Instituts bereitet. Was hat sich seit Oktober 2019 verändert? Wir unterziehen uns am Ilmenauer Standort gerade einem umfangreichen Analyse- und Strategieentwicklungsprozess, als dessen erstes Zwischener- gebnis unsere neue Ausrichtung »Signalanalyse und vertrauens- würdige KI mit Fokus auf Akustik und Audio« hervorzuheben ist. Diese neue Ausrichtung werden wir durch die konsequente und konsistente Kombination verschiedener Kompetenzbereiche umsetzen. Dazu zählen: Signalanalyse (von Audio-/visuellen/Sen- sordaten, auch cross-/multimodal), KI- und Machine Learning- Methoden, Datenschutz, Datensicherheit, Vertrauenswürdigkeit, Erklärbarkeit, Evaluation sowie Robustheit trotz unzureichender Datenlage (Quantität, Qualität). Damit erreichen wir eine hohe Passfähigkeit zu den Fraunhofer Strategischen Forschungsfel- dern »Künstliche Intelligenz«, »Next Generation Computing« und »Ressourceneffi zienz« sowie potenziell auch »Intelligente Medizin«. Sowohl vom Fraunhofer-Präsidium als auch vom Kuratorium unseres Fraunhofer IDMT, das diesen Prozess sehr aktiv und engagiert begleitet und unterstützt, haben wir dafür viel Zuspruch erhalten. Auch die positive Resonanz vieler Forschungs- und Entwicklungspartner und erste Antragserfolge bestärken uns darin, diese neue Ausrichtung weiter zu verfolgen und zu festigen. Dabei müssen wir aber stets auf sich ändernde Rahmenbedingungen reagieren und bei Bedarf Anpassungen vornehmen. Flankierend zum Strategieprozess sind am Hauptsitz in Ilmenau zahlreiche Anträge für neue, öffentlich fi nanzierte Forschungs- projekte gestellt und zum Teil auch bereits bewilligt worden. Das ist sehr wichtig für den Kompetenzerhalt und -aufbau, für die Bildung eines stabilen Netzwerks von kompetenten Koope- rationspartnerschaften und für die Sichtbarkeit unseres Instituts im Außenraum – sowohl innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft als auch in Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft. Gleichzeitig werden wir schneller, fl exibler und agiler in der Ansprache von Industriepartnern und in der Exploration neuer Produktideen. Wir wenden uns stärker unseren Kundinnen und Kunden zu, suchen früher und häufi ger den Kontakt zu ihnen und ermitteln so ihre Anforderungen und Bedürfnisse. Gemeinsam entwickeln wir maßgeschneiderte und wertschöpfende Lösungen. Sehr erfreulich entwickelt sich auch der Auf- und Ausbau unse- res Institutsteils HSA in Oldenburg hin zu einem eigenständigen Fraunhofer-Institut für Hör-, Sprach- und Neurotechnologie HSN. Dank der großzügigen Aufbaufi nanzierung durch das Land Niedersachsen konnten die geplante strategische Ausrichtung weiterverfolgt, zahlreiche Projektinitiativen gestartet und weiteres Personal sowohl im wissenschaftlichen als auch im administrativen Bereich eingestellt werden. Durch die Einrich- tung neuer, sich großen Zuspruchs erfreuender Industriearbeits- kreise konnten der Kontakt zur Wirtschaft ausgebaut und durch die Einbeziehung weiterer Professorinnen und Professoren die Kooperation mit den umliegenden Hochschulen intensiviert werden. Über all diese Dinge werden Sie auf den folgenden Seiten mehr und Detaillierteres erfahren. Zuvor möchte ich aber noch die Gelegenheit nutzen, unseren Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern an beiden Standorten meinen ganz herzlichen Dank auszu- sprechen für ihre überaus engagierte und tatkräftige Mitarbeit – auch und insbesondere unter erschwerten Bedingungen. Die derzeitige Pandemiesituation stellt für alle Beteiligten eine hohe Belastung dar: Vereinbarkeit von Homeoffi ce und Homeschoo- ling, der fehlende persönliche Austausch mit den Kolleginnen und Kollegen, die Einführung neuer Abläufe und Werkzeuge für die Zusammenarbeit auch auf Distanz, die zusätzlichen Heraus- forderungen in der Kundenansprache, Projektanbahnung und Projektbearbeitung oder die Unsicherheit bezüglich der weiteren Entwicklung. Alle IDMTlerinnen und IDMTler sind in dieser sehr fordernden Situation über sich hinausgewachsen und konnten sie bislang gut meistern. Dieses engagierte und umsichtige Verhalten resultiert in nur ganz wenigen Infektionsfällen (alle außerhalb des Instituts im privaten Umfeld) und relativ über- schaubaren Ertragsausfällen. Man kann also sagen, dass unser Fraunhofer IDMT bislang relativ gut durch die Krise gekommen ist. Trotzdem freuen wir uns natürlich alle sehr darauf, unseren Mitarbeitenden, unseren Partnerinnen und Partnern, unseren Kundinnen und Kunden hoffentlich recht bald auch wieder per- sönlich begegnen und uns mit ihnen austauschen zu können. Nun aber wirklich viel Vergnügen und viele neue und interessan- te Erkenntnisse beim Stöbern in unserem Jahresbericht. Herzlich Ich freue mich, als »Neuer« auch im Umfeld der lokalen und regionalen Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen sehr offen aufgenommen worden zu sein. Zu den Fraunhofer- Einrichtungen in Ilmenau und Arnstadt, vielen Fachgebieten Joachim Bös 5

Die Standortleitung in Oldenburg: Dr. Jens-E. Appell (li.) und Prof. Dr. Dr. Birger Kollmeier. Welche Erfolge bestärken Sie bislang besonders in Ihrem Vorhaben? Was zeichnet den Standort Olden- burg besonders aus? Prof. Kollmeier: Oldenburg weist in der Hör- forschung ein internationales Alleinstellungs- merkmal auf. Unsere Erkenntnisse aus der Grundlagenforschung konnten wir für viele Anwendungsfelder von Wirtschaft und öffent- licher Hand nutzen und als branchenspezifi- sche Lösungen implementieren. Mit der Erwei- terung unseres Themenspektrums greifen wir wesentliche Entwicklungen auf, wie etwa die Arbeiten aus dem Exzellenzcluster »Hearing- 4all« und den Aufbau der Universitätsmedizin Oldenburg mit europäischer Ausrichtung. Die hervorragende Forschungslandschaft vor Ort ist für die Weiterentwicklung des Institutsteils in Richtung Hör-, Sprach- und Neurotechno- logie die absolute Voraussetzung. Dr. Appell: Im ersten Jahr haben wir den inhaltlichen und organisatorischen Rahmen für das Vorhaben geschaffen. Dazu zählen die Übersetzung unserer Ziele in eine Reihe konkreter Forschungsprojekte sowie die Einbeziehung externer Gutachterinnen und Gutachter bei der Projektformulierung und Projektbegleitung. So konnten die für unser Wachstum notwendigen inhaltlichen Arbeiten früh starten. Diese zeigen bereits erste Erfolge mit der Akquisition weiterer Projekte. Beispiel- haft sei hier die Akquisition des BMG-Projekts »MOND« genannt – eine Abkürzung für ein »Mobiles, smartes Neurosensorsystem für die Detektion und Dokumentation epilepti- scher Anfälle im Alltag«. Aber auch der neu gegründete Industriearbeitskreis »Audio- technologie für die intelligente Produktion« sowie unsere Forschung zur Verbesserung kommunikativer Fähigkeiten im Rahmen einer vernetzten Gesundheitsversorgung, zum Bei- spiel nach einem Schlaganfall, gehören dazu. Erfolgreiche großvolumige Projekte mit Auto- mobilherstellern oder der Deutschen Telekom stärken uns ebenfalls den Rücken für unsere Weiterentwicklung. 7

Dr. Franziska Wetzel, HSN-Projektkoordinatorin. HSN4Production – Hör-, Sprach- und Neurotechnologien für die Produktion In diesem Arbeitsgebiet verbinden sich Hör-, Sprach- und Neurotechnologien für die Automa- tion und die Mensch-Technik-Interaktion in der Produktion. Ein wesentlicher Projektfokus liegt auf dem Gewinn von Marktkenntnis und der marktgerechten (Voraus-)Entwicklung mit Partnern aus der Wirtschaft. HSN-Technologien werden dabei als wesentliche Modalitäten bei der Digi- talisierung auf dem Weg zur Industrie 4.0 und darüber hinaus betrachtet. Mit Kunden und Part- nern wurde in Zusammenarbeit mit der Hochschule Emden/Leer dafür der »Industriearbeitskreis Audiotechnologie für die intelligente Produktion« ins Leben gerufen. Ein Projekt mit dem Titel »SmartProtect« beschäftigt sich mit dem »intelligenten Knopf im Ohr«, also einem Hearable für die Industrie, das die Sprachkommunikation am Lärmarbeitsplatz erleichtern soll, die sprachge- führte Bedienung und Dokumentation unterstützt und außerdem das Ohr schützt. Connected Health – Systematisch und praxisnah Gesundheit verknüpfen Strategisch wird in diesem Arbeitsgebiet ein integrativer Ansatz verfolgt, der die vorhandene HSA-Expertise zusammenbringt und Lösungen für den Gesundheitsbereich schafft. Der Fokus liegt auf Assistenzsystemen im nicht-klinischen Gesundheitsbereich. Sprach- und Sprechdiag- nose sowie mobile Trainingsmethoden sind hier ein zentrales Thema. Die Forscherinnen und Forscher entwickeln in diesem Rahmen flexible, nicht-klinische Infrastrukturen. Die technischen Schwerpunkte liegen auf der Entwicklung und Validierung intelligenter Auswertealgorithmen. Außerdem wird mithilfe der SensOhr®-Plattform an Modellen für körpernahe und insbesondere kopfnahe Sensorik gearbeitet. 9

Sicht gilt es, in den nächsten Schritten Pro- zesse und Strukturen zu etablieren, um eine systematische Geschäftsfeldentwicklung auch organisatorisch zu verankern. Was haben Sie für sich persönlich aus dem Programm mitgenommen? Ganz klar: mehr Mut zur Veränderung. Das bedeutet für mich, dass man Dinge auspro- bieren muss. Erst dann weiß man, ob etwas funktionieren kann oder nicht. Entscheidend dabei ist das Mindset – schnell Ideen aus- zuprobieren heißt auch, zu priorisieren und andere Ideen bewusst liegen zu lassen oder vollständig aufzugeben. Das bedingt klare Entscheidungen unter Unsicherheit – für mich ein spannendes Thema, mit dem wir uns in der heutigen schnelllebigen Zeit intensiver beschäftigen müssen. » Es geht darum, über die eigentliche Technologie hinaus zu denken und einen ganzheitlichen Ansatz zur Gestaltung eines nachhalti- gen Technologietransfers zu verfolgen.« Christoph Sladeczek Forschungsmanager und Gruppenleiter Virtual Acoustics 11

kreativen und hochmotivierten Mitarbeitenden umgeben war. Die Atmosphäre an unserem Institut war immer familiär und freundschaftlich geprägt, das sucht seinesgleichen! Als mich eine amerikanische Journalistin der San José Mercury News darauf ansprach, dass ich ja nun in Ilmenau zu Hause sei und dort ein Institut leite, da wusste ich, dass Ilmenau auf der wis- senschaftlichen Landkarte dieser Welt erschienen ist und wir sichtbar wurden. Selbst im attraktionsverwöhnten Hollywood haben wir Eindruck hinterlassen. Gerne denke ich beispiels- weise an volle Ränge bei der Präsentation unserer 3D-Audio- technologie IOSONO zurück. Ein lachendes Auge habe ich auch, wenn ich an die Unterstützung denke, die wir als Institut durch viele wohlgesonnene Wegbegleiter, Partner, Freunde und Förderer erfahren haben – und das sowohl in der großen Fraunhofer-Community als auch in ganz Thüringen, mit Grün- dung unseres Oldenburger Institutsteils auch in Niedersachsen, in Deutschland und der ganzen Welt. » Ein weinendes Auge habe ich, da mein Team und ich auch oft mit Niederlagen zu kämpfen hatten. Ob das fi nanzstarke Wirtschaftsunternehmen mit eigenen FuE-Abteilungen sind, die Ideen aufgreifen und lieber selber umsetzen; ob das Spin- offs waren, die am Markt nicht bestehen konnten, oder groß angekündigte Deals, die dann doch nicht zustande kamen. In fast 20 Jahren als Leiter dieses Instituts musste ich auch einige bittere Lektionen lernen. Was nehme ich für mich mit und was möchte ich gerne meinen ehemaligen Mitarbeitenden mit auf den Weg geben? 1. Ein Chef allein macht keine Wissenschaft, man braucht Leute, die für ihre Sache brennen und Ideen und Visio- nen auch umsetzen. Mit einem großartigen Team kann man alles schaffen! Danke dafür, ihr lieben IDMTler und IDMTlerinnen! 2. Nicht verzagen und geduldig sein. Manchmal brauchen Ideen zehn Jahre, bis sie zum Erfolg werden. 3. Scheitern ist erlaubt. Vor allem in der Wissenschaft können nicht alle Ideen gleich funktionieren. Wichtig ist, dass man gestärkt und mit den neuen Erfahrungen einfach wieder loslegt. Auf zur nächsten PARty – das ist nun meine Devise, denn ich spreche ungern vom Ruhestand. Es ist eher ein »Unruhestand« und demzufolge von Müßiggang und ausgedehnten Urlaubs- reisen erst mal keine Rede – sehr zum Leidwesen meiner Frau. Ich freue mich, an der TU Ilmenau weiterhin als Seniorprofessor das Institut für Medientechnik zu unterstützen. Außerdem bin ich noch einmal unter die Unternehmer gegangen. 2019 habe ich die Brandenburg Labs GmbH gegründet. Gemeinsam mit einem kleinen, aber gerade schon stark wachsenden Entwick- lerteam sowie wissenschaftlich unterstützt durch Kolleginnen und Kollegen am Institut für Medientechnik und am Fraunhofer IDMT, möchte ich einer bereits sehr lange existierenden Idee Adieu Fraunhofer IDMT! Auf zur nächsten »PARty« endlich die nötigen Flügel verleihen. PARty steht für »Personal- ized Auditory Reality«. Die Vision von Brandenburg Labs ist es, dieses dreidimensionale realistische Hörerlebnis für Kopfhörer zu entwickeln. Das intelligente System soll außerdem die Geräusche der Umgebung aufnehmen und zuordnen, wo der Träger oder die Trägerin der Kopfhörer sich befi ndet und was um die Person herum akustisch stattfi ndet. Man hört nicht einfach einen Ton am Ohr, sondern der Ton erklingt realis- tisch von der richtigen Stelle im Raum. Das System bezieht die akustischen Signale auf die Umgebung, sodass es sich mög- lichst natürlich anhört. Im Prinzip wie eine Brille, die der Träger oftmals vergisst, obwohl er sie auf der Nase hat. Dabei haben wir unterschiedliche Anwendungsmöglichkeiten im Blick, aber bis zur Marktreife ist es noch ein weiter Weg. Im Unterschied zu meiner Zeit als Institutsleiter mit vielen administrativen Auf- gaben bin ich nun wieder näher an der praktischen Forschung, beschäftige mich mit der Standardisierung, mit Veröffentli- chungen und der Entwicklung von Geschäftsideen. Das fordert mich auf positive Weise. Mir bleibt am Ende noch, meinem Nachfolger Joachim Bös freundschaftlich-kollegial auf die Schulter zu klopfen und ihm den Institutsleiter-Staffelstab, den er schon längst sicher in den Händen trägt, auch mit diesen Zeilen noch einmal zu überreichen. Lieber Joachim, wenn ich sehe, wie motiviert die gesamte Crew ist und wie sich die nicht immer einfache fi nanzielle Lage des Instituts positiv entwickelt hat, dann bleibt mir nur, Dir dafür schon jetzt Danke zu sagen und Dir alles Gute für Deine berufl iche und private Zukunft in Deiner neuen thüringischen Heimat zu wünschen. Und zu guter Letzt: Bleiben Sie alle schön gesund und optimistisch. Ihr Karlheinz Brandenburg 13

Aus dem Institutsleben: Spotlights März 2019 Erster In-Ear-Kopfhörer mit Chip-Lautsprechern wird der Fachwelt präsentiert Zur 45. Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Akustik DAGA (18.–21. März 2019) präsentierte das Fraunhofer IDMT gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Siliziumtechnologie ISIT die erste batteriebetriebene Version eines In-Ear-Kopfhörers mit MEMS-Lautsprechertechnologie. Der Vorteil der soge- nannten Micro-Electro-Mechanical-Systems-Lautsprecher, kurz MEMS-Lautsprecher: Sie können so einfach und kostengünstig wie Computer-Chips produziert werden und überzeugen trotz ihrer Miniaturbauweise (4 mm x 4 mm) mit einem Schalldruck- pegel von 110 dB bei Anwendung im Ohr. Weitere Informationen Spracherkenner schaffen die Grundlage dafür, dass der Fokus auf den eigentlichen Kernaufgaben liegen kann. Klein aber oho! Die MEMS-Lautsprecher stehen den klassischen Kopfhörerlautsprechern klanglich in nichts nach. März 2019 Smarte Lösungen für Indus- trie und Produktion auf der Hannover Messe 2019 Das Fraunhofer IDMT aus Oldenburg stellte im März 2019 auf der Hannover Messe gleich zwei spannende und anwendungs- orientierte Technologien vor: zum einen ein sprachgestütztes Dokumentationssystem für industrielle Anwendungen, das Industrieunternehmen ermöglicht, unterschiedliche Informatio- nen durch automatische Spracherkennung einfach zu doku- mentieren. Zum anderen präsentierten die Expertinnen und Experten den aktuellen Entwicklungsstand eines intelligenten Wartungssystems für Produktionsanlagen, das Geräusche mit- hilfe smarter Sensoren gezielt erkennt, sodass es Rückschlüsse auf den technischen Zustand einer Anlage ziehen kann (Condi- tion Monitoring). Weitere Informationen 15

Juni 2019 Fraunhofer IDMT verabschie- det Prof. Karlheinz Brandenburg als Instituts- leiter Am 30. Juni 2019 verabschiedete das Institut seinen langjährigen Leiter Professor Karlheinz Brandenburg in den Ruhestand. Welt- weit bekannt geworden ist Brandenburg durch seinen Beitrag zum mp3-Standard. Er profilierte sich in der Wissenschaft als anerkannter Experte in den Bereichen Audiocodierung, Quali- tätsbewertung, Wellenfeldsynthese, Psychoakustik sowie Audio- und Videoanalyse. Ganz zur Ruhe setzt er sich allerdings nicht. Er steht dem Fraunhofer IDMT weiterhin beratend zur Seite und ist Seniorprofessor am Institut für Medientechnik an der TU Ilmenau. Er unterhält außerdem seit 2009 die Beteiligungs- und Managementgesellschaft Brandenburg Ventures GmbH und gründete 2019 das Unternehmen Brandenburg Labs GmbH. Das für 2020 geplante Ehrenkolloquium zur Verabschiedung musste leider aufgrund der Corona-Pandemie verschoben werden. Weitere Informationen Besser hören, für jeden, überall: Der Oldenburger Hörforscher und Gruppenleiter am Fraunhofer IDMT Dr. Jan Rennies-Hoch- muth erhielt den Klaus Tschira Boost Fund. Aus dem Institutsleben: Spotlights Nach fast 20 Jahren an der Spitze des Fraunhofer IDMT ging Prof. Dr.-Ing. Karlheinz Brandenburg Ende Juni 2019 in den Ruhestand. Juli 2019 Dr. Jan Rennies-Hochmuth erhält Klaus Tschira Boost Fund »Besseres Hören für Jedermann« – mit dieser Idee überzeugte Dr. Jan Rennies-Hochmuth die Kommission des Klaus Tschira Boost Funds. Der Hörforscher und Gruppenleiter am Oldenbur- ger Institutsteil setzt dort an, wo die menschliche Sprachkom- munikation durch Lärm, Nachhall und Hörverlust beeinträchtigt wird. Die Klaus Tschira Stiftung fördert gemeinsam mit der German Scholars Organization e. V. die nächste akademische Generation. Weitere Informationen 17

September 2019 5th International Conference on Spatial Audio Vom 26. bis 28. September 2019 traf sich in Ilmenau die internationale Audio- und Akustik-Fachwelt unter dem Motto: »Audio for Virtual, Augmented and Mixed Realities«. 150 Teil- nehmende aus Wissenschaft, Entwicklung und Content-Erstel- lung sowie Anwenderinnen und Anwender aus 12 Ländern erlebten ein interdisziplinäres und facettenreiches Fachforum rund um das Thema räumliche Audiosysteme und -dienste. Gemeinsam mit der TU Ilmenau und dem Verband Deutscher Tonmeister e. V. (VDT) richtete das Fraunhofer IDMT die wissenschaftliche Konferenz aus. Im Fokus der ICSA stand die Entwicklung und wissenschaftliche Erforschung spezialisier- ter Audiolösungen für virtuelle, erweiterte sowie gemischte Realitäten unter der Maßgabe eines multidisziplinären thema- tischen Fokus. Leiter der Konferenz war Professor Karlheinz Brandenburg. Weitere Informationen Aus dem Institutsleben: Spotlights Die Teilnehmenden der ICSA erwartete ein vielseitiges Pro- gramm mit zahlreichen Vorträgen, Posterpräsentationen, Workshops und Audio-Demonstrationen. September 2019 Smart Speaker mit Fraunhofer-Technologie auf IFA 2019 Auf der IFA 2019 startete der Verkauf des Smart Speakers der Deutschen Telekom. Bei der Entwicklung des Smart Speakers kooperierte der Oldenburger Institutsteil vertrauensvoll mit der Telekom. Von der Ideenfindung und ersten Demonstratoren bis hin zum akustischen Selbsttest des Geräts für die End-of-Line- Kontrolle brachte der Oldenburger Institutsteil Expertise und innovative Technologien ein. Mit Mikrofon- und Audiotechnologie aus Oldenburg: Der Ver- kauf des Smart Speakers der Telekom startete auf der IFA 2019. Weitere Informationen 19

Oktober 2019 Seit elf Jahren erfolgreich auf Talente-Suche! Die Talent-School »Medien und Technologie« des Fraunhofer IDMT vom 17. bis 20. Oktober 2019 war eine weitere Erfolgs- geschichte im Bereich Nachwuchsförderung. Insgesamt 29 Schülerinnen und Schüler zwischen 13 und 18 Jahren reisten aus Thüringen, Bayern, Sachsen, Hessen, Mecklenburg-Vor- pommern, Niedersachsen, Nordrhein-Westfalen, Hamburg und Schleswig-Holstein an. In den Workshops arbeiteten die 12 Mädchen und 17 Jungen gemeinsam mit Kolleginnen und Kollegen des Fraunhofer IDMT und der TU Ilmenau sowie einem Spieleentwickler zusammen. Zusätzliche Unterstützung gab es dieses Mal durch vier Schülerinnen und Schüler des Ilmenauer Gymnasiums Goetheschule – allesamt Mitglieder der LEGO-AG, in der vollautomatische Roboter programmiert und getestet werden. Die 11. Fraunhofer Talent-School fand erst- mals unter der Leitung des neuen Institutsdirektors Professor Joachim Bös statt. Leider musste die für 2020 geplante 12. Talent-School aufgrund der Corona-Pandemie ausfallen. Weitere Informationen (v.l.n.r.) Hauptautor Matthias Nowakowski, Dr. Jakob Abeßer und Dr. Christof Weiss sind die stolzen Preisträger des CMMR 2019 Best Paper Award. Aus dem Institutsleben: Spotlights Das waren unsere Teilnehmerinnen und Teilnehmer der Talent- School 2019! Vier Tage lang verband die Jugendlichen eine Mission: Forschungsluft schnuppern und gemeinsam im Team ein Projekt erfolgreich realisieren! Oktober 2019 CMMR 2019 Best Paper Award Für ihr gemeinsames Paper »Towards Deep Learning Strategies for Transcribing Electroacoustic Music« erhielten die Wissen- schaftler Dr. Jakob Abeßer (Fraunhofer IDMT), Matthias Nowa- kowski (Alumnus Fraunhofer IDMT) und Dr. Christof Weiss (International Audio Laboratories Erlangen) am 18. Oktober den CMMR 2019 Best Paper Award. Verliehen wurde der Preis im Rahmen des 14th International Symposium on Computer Music Multidisciplinary Research (CMMR) in Marseille. Das Komitee würdigte mit dem Award den wissenschaftlichen Ansatz, elektroakustische Musik mittels Deep-Learning-Verfahren zu transkribieren. Ziel war es, nicht Noten zu extrahieren, sondern eine klangliche Beschreibung und Klassifikation von Musik zu erstellen und diese als Lesepartitur darzustellen. Auf dieser Grundlage können zukünftig neue Musikstücke automatisch transkribiert werden. Weitere Informationen 21

Februar 2020 Internationale Aufmerksam- keit für das hörende Auto Egal ob im Abendprogramm der ARD, in US-amerikanischen Blogs, im Deutschlandfunk oder auf Social Media – das hören- de Auto war nicht nur in aller Munde, sondern auch auf allen Kanälen. Anfang des Jahres 2020 veröffentlichte der Olden- burger Institutsteil HSA erste Lösungsansätze für »The Hearing Car«. Der Grund: Automobilen fehlt bislang der Hörsinn, also Systeme, die in der Lage sind, Außengeräusche um oder am Fahrzeug wahrzunehmen und einzuordnen. Sie werden künf- tig im Zusammenspiel mit intelligenter Radar- und Kamera- sensorik die Grundlage für das autonome Fahren bilden. Um das hörende Auto zu realisieren, entwickeln Forscherinnen und Forscher am Fraunhofer IDMT in Oldenburg KI-basierte Technologien zur akustischen Ereigniserkennung. Mit ihnen lokalisieren sie u. a. Rettungsfahrzeuge mit eingeschaltetem Martinshorn. Weitere Informationen Alexander Schwarz (divVoice) und Jan Wellmann (Fraunhofer IDMT) auf der Intergastra 2020 in Stuttgart. Aus dem Institutsleben: Spotlights Das Fraunhofer IDMT in Oldenburg gestaltet das »Gehör fürs Auto« als wichtige Komponente des autonomen Fahrens. (Konzeptbild) Februar 2020 »Noch ein Glas Wein, bitte!« Das Fraunhofer IDMT in Oldenburg entwickelte passgenaue Audiosignalverbesserung und Audiosystemtechnik für das Sprachbestellsystem »Ordivia« der divVoice GmbH. Der Sprachassistent für die Gastronomie erlaubt es den Gästen, ihre Bestellung zügig am Tisch aufzugeben, sobald sie sich für ein Gericht entschieden haben. Die Order wird dann automa- tisch an das Management und das Servicepersonal weiter- geleitet. Auf der Intergastra 2020 wurde das neue System erstmals vorgestellt. Weitere Informationen 23

April 2020 Mobile EEG-Systeme für bessere Epilepsie-Diagnostik und -Therapie Im April 2020 fiel der Startschuss für das BMG-geförderte Pro- jekt »MOND«, das vom Fraunhofer IDMT in Oldenburg koordi- niert wird. Ein starkes Konsortium aus Wissenschaft, Wirtschaft und Medizin entwickelt darin ein mobiles, smartes Neuro- sensorsystem auf EEG-Basis für die Detektion und Dokumen- tation epileptischer Anfälle im Alltag. Dadurch wird ein sehr konkretes Problem in der medizinischen Praxis adressiert: Bis- lang sind Ärztinnen und Ärzte bei der Einschätzung der Anfalls- frequenz auf teils unvollständige Schilderungen der Betroffenen und von Bezugspersonen angewiesen. Eine nahezu lückenlose, automatische Dokumentation der Anfälle in alltäglichen Abläu- fen könnte die medizinische Versorgung von Menschen mit Epilepsien deutlich verbessern. Weitere Informationen In den KI-Sprachassistenten des Hamburger Projekts »Kinder- leicht zum Kindergeld« werden die Spracherkennungstechnolo- gien des Fraunhofer IDMT in Oldenburg integriert. Aus dem Institutsleben: Spotlights Der Im-Ohr-Sensor der Cosinuss GmbH kann wie ein Sportkopf- hörer im Ohr befestigt werden, misst kontinuierlich verschie- dene Vitalparameter und wird im Projekt »MOND« durch die Komponente der EEG-Erfassung erweitert. April 2020 Kinderleicht zum Kindergeld! Gemeinsam mit dem Fraunhofer FOKUS erhielt das Fraunhofer IDMT einen Auftrag im Hamburger Projekt »Kinderleicht zum Kindergeld«. Ein KI-Sprachassistent soll es Hamburger Eltern in Zukunft ermöglichen, verschiedene Behördengänge nach der Geburt eines Kindes digital und sprachbasiert zu erledigen. Die eingesetzte Spracherkennung stammt vom Oldenburger Institutsteil des Fraunhofer IDMT. Die Implementierung des deutschlandweit einzigartigen Diensts findet in Koopera- tion mit der Hamburger Senatskanzlei und dem öffentlichen Dienstleister Dataport statt. Weitere Informationen 25

Aus dem Institutsleben: Spotlights Maschinen das Hören beibringen – das ist das Ziel des Olden- burger Institutsteils Hör-, Sprach- und Audiotechnologie des Fraunhofer IDMT und der Hochschule Emden/Leer. September 2020 Erfolgreicher Start des Industriearbeitskreises »Audiotechnologie für die intelligente Produktion« Exklusiver Zugang zu Expertenwissen, Zugriff auf Laborinfra- struktur, Produktentwicklung mit Teams aus Expertinnen und Experten: Davon profi tieren die Unternehmen im Industrie- arbeitskreis »Audiotechnologie für die intelligente Produktion«. Dieser hatte am 10. September 2020 sein erstes, konstitutives Treffen, in dem die Bedarfe von damals 30 regionalen und überregionalen Industriepartnern besprochen wurden. Die Kooperation zwischen der Produktionstechnik an der Hoch- schule Emden/Leer und dem Fraunhofer IDMT in Oldenburg soll den beteiligten Unternehmen Effi zienzgewinne bei der Digitalisierung ihrer Produktion bieten. Weitere Informationen September 2020 Online Workshop Digital Broadcasting 2020 mit Teilnahmerekord! Rund 80 Expertinnen und Experten aus Industrie, Rundfunk und Forschung trafen sich am 23. und 24. September 2020 virtuell zum Workshop Digital Broadcasting WSDB. Das digitale Format war Corona-bedingt ein Novum, aber die hohe Anzahl an Teilnehmenden bestätigte die Relevanz der Netzwerkver- anstaltung. Zu den diskutierten Themen gehörten die Heraus- forderungen, die im Zusammenhang mit künftigen Distribu- tionswegen auf die Medienschaffenden zukommen, die Rolle Künstlicher Intelligenz für die Broadcasting-Branche und aktuel- le Themen rund um Digitale Netze, Dienste und Plattformen. Das WSDB-Organisationsteam 2020 (v.l.n.r.): Anna-Maria Dorn, Stefanie Theiß und Dr.-Ing. Uwe Kühhirt vom Fraunhofer IDMT; Thomas Heyer von der Thüringer Landesmedienanstalt, Olaf Korte vom Fraunhofer IIS und Niels Schulze vom MDR konnten sich zwar noch gemeinsam, aber mit Maske und Abstand treffen. Trotz der Herausforderungen war es ein erfolgreicher 16. Work- shop Digital Broadcasting. Weitere Informationen 27

November 2020 Jan Wellmann zu Gast im KI-Podcast ThinkReactor – das ist der Podcast rund um Künstliche Intelli- genz von und mit Roland Becker, CEO der JUST ADD AI GmbH, und Dr. Sirko Straube, Research Manager beim DFKI. Folge 12 des 2020 gestarteten Formats behandelt die Künstliche Intelli- genz im Bereich Audio, Sprache und Akustik. Zu Gast im Studio: Jan Wellmann, Gruppenleiter Automatische Spracherkennung und Audiosystemtechnik am Fraunhofer IDMT in Oldenburg. Dabei erläutert er u. a. die Mehrwerte von Spracherkennung und welche Risiken es zu beachten gilt. Weitere Informationen Das »Speech Intelligibility Meter« in Steinbergs Nuendo 11: Das Werkzeug für Tonschaffende mit Algorithmen des Fraunhofer IDMT in Oldenburg liefert eine instrumentelle Bewertung der Sprachverständlichkeit. Aus dem Institutsleben: Spotlights Jan Wellmann im Experten-Talk des KI-Podcasts »Think Reactor«. Dezember 2020 Bei Nuscheln rot! Der Institutsteil Hör-, Sprach- und Audiotechnologie HSA hat ein sogenanntes Speech Intelligibility Meter in ein bekanntes Werkzeug für Tonschaffende integriert. In der seit Dezember 2020 erhältlichen Software Nuendo 11 des Kunden Steinberg ermöglichen nun Algorithmen aus Oldenburg eine instrumen- telle Bewertung und Anzeige der Sprachverständlichkeit. Das neue Feature analysiert Audiosignale über ein Verständlich- keitsmodell und berechnet, wie viel Anstrengung die Zuhören- den aufbringen müssen, um das gesprochene Wort in einem komplexen Mix aus z. B. Musik und Effekten bei Filmton zu verstehen. Weitere Informationen 29

Forschung am Hauptsitz in Ilmenau Automatisierte Analyse von Industriegeräuschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32 Energieeffi ziente komprimierte Algorithmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34 Automatisierte Anomaliedetektion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 Den Unterschied hören – Virtuelle akustische Produktentwicklung . . . . 36 Intelligente Ansteuerung und Design akustischer Wandler . . . . . . . . . . . 38 3D-Audio für immersive Klangwelten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40 Audiovisuelle Content-Analyse und hybride Empfehlungssysteme . . . . . 42 Vertrauenswürdige KI, Sicherheit und Datenschutz . . . . . . . . . . . . . . . . . 44 31

Das menschliche Gehör ist in der Lage, einzel- ne Geräusche auch in lauten Umgebungen zu erkennen und in Zusammenhang zu setzen. Diese Fähigkeit soll durch die Kombination maschineller Lernverfahren mit akustischer Signalanalyse nachgebildet werden, um auch in lauten Produktionsumgebungen automati- siert zuhören zu können. Genaues Zuhören auch in lauten Umgebungen Die kontinuierliche Überwachung kann bei- spielsweise dazu verhelfen, teuren Maschi- nenausfällen vorzubeugen, indem Auffällig- keiten im Betriebsgeräusch frühzeitig erkannt werden. Der Einsatz von Richtmikrofonen oder Mikrofonarrays ermöglicht bereits bei der Aufnahme, Störgeräusche robust zu unterdrü- cken, um das Nutzsignal möglichst störungs- frei zu analysieren. Zusätzlich verhelfen die am Fraunhofer IDMT entwickelten Verfahren zur akustischen Quellentrennung dazu, ungewoll- te Signalanteile bereits bei der Aufnahme zu reduzieren. Hierbei können beispielsweise die Informationen von mehreren Audiokanälen oder auch das Laufzeitverhalten der zu über- wachenden Maschine zur Filterung genutzt werden. Je nach Anwendungsfall ergeben sich spezifische Anforderungen für intelligente Überwachungssysteme, so z. B. hinsichtlich der Energieeffizienz – ein Forschungsthema, das im Folgenden näher vorgestellt wird. Industrielle Audiodatensätze Die Wissenschaftlerinnen und Wissen- schaftler am Ilmenauer Fraunhofer IDMT haben zu Forschungszwecken Datensätze mit Industriegeräuschen erstellt, anhand derer sie Modelle des maschinellen Lernens entwickeln und erproben konnten. Diese Audiodaten- sätze wurden in mehreren wissenschaft- lichen Publikationen auf internationalen Konferenzen vorgestellt und stehen der wissenschaftlichen Community als potenzielle Benchmarks für Vergleichs- experimente zur Verfügung. Durch die steigende Auto- matisierung in der Industrie wächst auch der Bedarf an automatisierten Prüfverfah- ren, um schnelle und verläss- liche Ergebnisse zu erreichen und zeitnahe Entscheidungen hinsichtlich der Qualitätsbe- urteilung treffen zu können. 33

In ersten Untersuchungen konnte ein akustisches Prüfsys- tem entwickelt und getestet werden, das ausschließlich mit Daten des Normalzustands trainiert wurde und bereits gute Ergebnisse liefert. Automatisierte Anomaliedetektion Wenige »n. i. O.-Teile« dank guter Produktion Da die hohe Qualität automatisierter Produkti- ons- und Fertigungsprozesse zu einer gerin- gen Anzahl an »Schlechtteilen« führt, sind Lernalgorithmen gefragt, die sich auch mittels eines unausgewogenen Datensatzes trainie- ren lassen. Im Extremfall können Beispiele für Schlechteile oder Maschinenausfälle vorab gar nicht oder nur sehr kostenintensiv erzeugt werden. Das Ziel der automatisierten Anomalieer- kennung ist es, auffällige Geräusche mittels maschineller Lernverfahren zu detektieren, auch wenn zuvor nur Geräusche des guten »normalen« Zustands zur Verfügung stehen. Solche Trainingsdaten können meist kosten- günstig gesammelt werden, was die Anomalie- erkennung zu einer praktikablen und nicht- invasiven Methode der Fehlererkennung macht und somit einen wichtigen Forschungsschwer- punkt darstellt. Abweichungen zuverlässig erkennen Erste Experimente in diesem Forschungs- feld zeigen, auch unter komplexen Störschallbedingungen, gute Ergebnisse der Anomalieerkennung, sowohl für stationäre als auch für nicht stationäre akustische Signale. Ein stationäres Ge- räusch verändert seine Eigenschaften über eine längere Zeit nicht oder nur minimal, wie zum Beispiel das Geräusch eines Lüfters. Zeitlich instationäre Geräu- sche verändern ihre Charakteristiken mit der Zeit oder sind nur für kurze Zeit vorhanden, wie beispielsweise das Auf- heulen eines Motors. 35

Räumliche Simulations- und Messdaten werden in einem virtuellen Raum zu einem authentischen Hörerlebnis des Produkts zusam- mengeführt. Der Klang lässt sich direkt über Kopfhörer wahrnehmen und anhand eigener Erfahrungen bewerten. Fraunhofer-Forschungszentrum Maschinelles Lernen gefördert wurde, war die Entwicklung eines anwendungsnahen KI-Demonstrators, um Lärmsituationen und die Wirkung von intelligenten KI-basierten Schallschutzmaß- nahmen realitätsnah hör- und damit erlebbar zu machen. Derzeit arbeitet das Team rund um AUVIP daran, das Potenzial der neuen Technologie für verschiedene Märkte zu validieren und die Weiterentwicklung der Technologie entspre- chend des Marktbedarfs voranzutreiben. Erlebbarer Schallschutz mit KI Im Rahmen eines gemeinsamen Forschungs- projekts mit dem Fraunhofer LBF wurde die AUVIP-Technologie für die Simulation von Lärm und aktiven Schallschutzmaßnahmen weiterentwickelt. Ziel des Projekts, das durch die Fraunhofer-Allianz Big Data und Künst- liche Intelligenz in Kooperation mit dem Hören Sie rein! Eine interaktive Online-Browser-Demo lädt dazu ein, den realistischen Klang virtueller Alltagsgeräte in ver- schiedenen Umgebungen selbst zu entdecken. auralisation.idmt.fraunhofer.de 37

FPGA-Demonstratorboard mit den am Fraunhofer IDMT entwickelten Ansteuerungsalgorithmen für MEMS-Lautsprecher. fünf Fraunhofer-Institute bearbeitet wird, ist die Umsetzung der wissenschaftlich notwendigen Arbeiten für die industrielle Nutzbarmachung von vibroakustischen Meta- materialien (VAMM). Metamaterialien sind leistungsfähiger als natürliche Materialien und können bestehende Probleme, wie z. B. Schwingungsanfälligkeit in der Leichtbau- industrie oder fehlende Kompaktheit von Lärmbekämpfungsmaßnahmen im Tiefton- bereich, lösen. Das Fraunhofer IDMT ist im Projekt für die Entwicklung und Ansteuerung elektronisch veränderbarer Metamaterialien verantwortlich. Ein einzigartiges Ange- bot für KMU in Bezug auf die akustische Optimierung kom- pakter Lüftungs- und Luftreinigungsgeräte. Geräuscharme Luftreinigung Um die Lösung akustischer Probleme bei kompakten Lüftungssystemen und Luft- reinigungsgeräten geht es im Projekt »ReinluftAkustik«, das durch die Fraunhofer-Gesellschaft gefördert wird. Im Projekt bildet das Fraunhofer IDMT gemeinsam mit drei weiteren Fraunhofer- Partnern einen Kompetenz-Cluster, welcher KMU ein einzigartiges Angebot in Bezug auf die akustische Optimierung dieser Geräte anbietet. Im Rahmen des Projekts werden Markt- analysen und Voruntersuchungen durchgeführt, um die konkreten Bedarfe der KMU zu ermitteln. Darauf basierend werden Machbarkeitsstudien und erste gemeinsame Projekte mit KMU gestartet, um hybride aktive und passive Schall- schutzkonzepte für Lüftungs- und Luft- reinigungsgeräte zu entwickeln und zu validieren. Das Fraunhofer IDMT unter- stützt insbesondere bei der Störschall- reduktion mittels Lautsprecherarrays und setzt dabei auf sein Know-how in den Bereichen Elektroakustik und Elektronik. 39

Gemeinsam mit den Bregenzer Festspielen entwickelte das Fraunhofer IDMT ein neuartiges Beschallungssystem für die Seebühne in Bregenz, das seit mittlerweile 15 Jahren für beeindruckende Klangeffekte sorgt. Mit den Unternehmen Media Apes und IAN Solutions konnte das Fraunhofer IDMT zwei neue Lizenzpartner gewinnen, die die SpatialSound Wave-Technologie in ihr Produktportfolio aufgenommen haben und weltweit vermarkten. Die 3D-Audio- und VR-Marketing-Spezialisten der Kreativagentur Media Apes aus Neustadt an der Weinstraße agieren bereits seit März 2019 als Lizenznehmer für SpatialSound Wave. Die 3D-Audioexperten der Münchener IAN Solutions GmbH sind seit April 2020 Lizenz- partner des Fraunhofer IDMT und sorgten mit dem Zuschlag für die Installation eines SpatialSound Wave-Systems im Parkcafé der Ilmenauer Festhalle für ein besonderes High- light am Stammsitz des Fraunhofer IDMT. Im März 2021 wurde das System fertiggestellt und soll für verschiedene Veranstaltungsfor- mate eingesetzt werden – ob Stadtratssitzun- gen, Musikveranstaltungen oder Kleinkunst- programm. Knapp 85 Lautsprecher sowie 15 Deckenmikrofone wurden im rund 260 m2 großen Parkcafé verbaut. Eine künstliche Nach- hallzeitverlängerung ermöglicht eine flexible Raumakustik, die je nach Bedarf auf verschie- dene akustische Anforderungen an die Akustik angepasst werden kann. Weltweit gibt es inzwischen mehr als 100 Installationen des Systems – in Pla- netarien, Konzert-, Theater- und Opern- häusern sowie für Forschung und Lehre. Mehr zum Forschungsfeld Objektbasiertes 3D-Audio 41

Der MaskCognizer des Fraunhofer IDMT erkennt im Vorbeigehen, ob Gesichtsmasken korrekt getragen werden. eröffnet. Mit einem Klick findet die Technologie passende Sound-Schnipsel zu einem aktuellen Mix, einem Loop oder Beat. KI-basierte Musik- klassifizierungssysteme des Fraunhofer IDMT annotieren und kategorisieren dafür auto- matisch die Musikdaten der Jamahook-Loop- Datenbank. Auf Basis von Beispielen werden genau die passenden Inhalte ermittelt, die sich mit dem Jamahook-Plugin sofort im passenden Tempo in die aktuelle Produktion integrieren lassen. Das AI Sound Matching Plugin von Jamahook setzt auf die SoundsLike-Technologie des Fraunhofer IDMT, um Musikproduzenten bei der Suche nach passenden Musik-Samples und Loops zu unterstützen. MaskCognizer – KI-basierte Maskenerkennung Nicht nur im Broadcasting-Kontext bietet die automa- tische Erkennung und Analyse von Gesichtern enormes Potenzial. Im Jahr 2020 entwickelten die Fraunhofer- Wissenschaftler einen KI-basierten MaskCognizer, der in Echtzeit und datenschutzkonform erkennt, ob Personen ihre Mund-Nasen-Bedeckung korrekt tragen. Die Auswertung des Kamerabilds und eine entspre- chende Benachrichtigung an die jeweilige Person erfolgen dabei in Echtzeit lokal im Gerät. Personenbe- zogene Daten werden zu keinem Zeitpunkt gespeichert und auch nicht in die Cloud übertragen. Die robuste Bilderkennungstechnologie des Fraunhofer IDMT klassi- fiziert bis zu zehn Gesichter gleichzeitig – auch wenn sich die Personen bewegen. Der MaskCognizer ist als integrierbares Software-Modul lizenzierbar und lässt sich auch mit kostengünstiger Hardware wie einem NVIDIA® Jetson Nano™ umsetzen. 43

Gemeinsam mit den Bregenzer Festspielen entwickelte das Fraunhofer IDMT ein neuartiges Beschallungssystem für die Seebühne in Bregenz, dass seit nunmehr über 15 Jahren für beeindruckende Klangeffekte sorgt. Technologien für Medienauthentifizierung und Audioforensik helfen dabei, Audio- manipulationen auf die Spur zu kommen und das Vertrauen in Audioinhalte und Audiokommunikation zu stärken. Datenschutzfreundliche Empfehlungssys- teme bieten Nutzerinnen und Nutzern ein höheres Maß an Kontrolle und Transparenz, indem sie Echokammereffekten durch das gezielte Vorschlagen anderer Themen und Blickwinkel entgegenwirken. Sie leisten damit einen aktiven Beitrag zu attraktiveren Mediendiensten, aber auch zu einem aus- gewogeneren Medienkonsum. Die Expertinnen und Experten des Fraunhofer IDMT stehen Unternehmen und Institutionen aber nicht nur mit Technologieentwicklung, sondern auch beratend zur Seite. Mit einer systematischen Anforderungsanalyse, Daten- erhebung und Evaluation unterstützen sie die Auswahl und den effizienten und zielgerich- teten Einsatz von Verfahren und Werkzeugen für kundenspezifische Anforderungen. Audiomanipulationen auf der Spur Das Fraunhofer IDMT entwickelt seit vielen Jahren Technologien für audio- forensische Analyse, Medienauthenti- fizierung und Herkunftsanalyse, mit deren Hilfe Audiomanipulationen erkannt werden können. Im Rahmen des 2019 gestarteten Projekts »Digger« wurden diese Technologien angepasst und in die Content-Verifikationsplatt- form »TrulyMedia« integriert, die von der Deutschen Welle und der Firma ATC betrieben wird und Journalistinnen und Journalisten bei der Erkennung von Desinformationen unterstützt. Es sind mehrere Folgeprojekte geplant, um die Palette von Analyse-Werkzeugen zur Desinformationserkennung stetig zu erweitern. Die Audioforensik-Techno- logien des Fraunhofer IDMT unterstützen Journalistin- nen und Journalisten dabei, manipuliertes Material noch zuverlässiger und schneller zu erkennen. 45

Forschung am Institutsteil HSA in Oldenburg Das EEG wird mobil . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48 Individuelle Klangqualität und gute Sprachverständlichkeit . . . . . . . . . . 50 Intelligente Gesundheitssysteme, die verbinden! . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Audiosignale verarbeiten und verbessern . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54 Hören, erkennen und handeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56 Wir sind die »Voice Enabler« . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58 47

Dr. Insa Wolf, Gruppenleiterin Mobile Neurotechnologien, und Prof. Dr. Stefan Debener, wissenschaftlicher Berater. Aufnahmetechnologien abseits der auffälligen EEG-Kappen. Darüber hinaus beschäftigt sich das Forschungsfeld mit bestimmten Schlüssel- szenarien, bei denen EEG-Lösungen mit hoher Signalqualität und gleichzeitig hohem Trage- komfort bislang ungenutzte Mehrwerte liefern könnten. So wäre ein Vigilanz-Monitoring zur Bewertung der Daueraufmerksamkeit in verschiedenen Branchen, wie im Fernverkehr, denkbar. der Signalanalyse auf allen Ebenen suk- zessive anzugehen.« Neben aktuellen For- schungs- und Entwicklungsprojekten ist der Oldenburger Institutsteil auf der Suche nach Kooperationspartnern im Bereich der Vital- datenerfassung und bietet die Durchführung von Evaluationsstudien an. Das eigentliche Ziel bleibt, anschließend auch die Entwicklung spezifischer EEG-Anwendungen umzusetzen. Forschung, Evaluation und Entwick- lung as a Service Für marktnahe und relevante Forschungs- und Entwicklungsleistungen wurde im Forschungs- feld Mobile Neurotechnologien in den vergan- genen Jahren ein Netzwerk aus Forschung, Medizin und Wirtschaft aufgebaut. Mit Professor Stefan Debener als wissenschaft- licher Berater profitiert das Team von lang- jähriger Expertise im Bereich der Forschung und Entwicklung von EEG-Lösungen. Er leitet die Professur für Neuropsychologie an der Uni- versität Oldenburg. Dr. Insa Wolf erklärt: »Mit breit gefächerten Kompetenzen setzen wir klaren Kurs darauf, EEG-Systeme alltagstauglich zu machen. Dabei gilt es, die Herausforderungen sowohl in den Hardwarekomponenten als auch in Heute Nacht gut geschlafen? Laut einer Studie der DAK aus dem Jahr 2017 leiden 80 Prozent der Arbeitnehmerinnen und Arbeit- nehmer in Deutschland an Schlafproblemen. Diese Problematik wird durch das Projekt »SleepWell« des Oldenburger Institutsteils adressiert. Der Projekt- fokus liegt auf einem einfach anzulegenden Schlaf- monitoring-System für die Anwendung zuhause. Dadurch werden lange Wartezeiten auf einen Platz im Schlaflabor umgangen. Trotzdem wird auf die zentrale Sensorik zur Aufzeichnung physiologischer Funktionen nicht verzichtet: das EEG. Es ermöglicht Rückschlüsse auf einzelne Schlafphasen. Durch das System könnte zudem Schlaf über längere Zeit in der heimischen Umgebung beobachten werden, wodurch tiefergreifende Erkenntnisse, insbesondere in Verbin- dung mit Krankheiten, gewonnen werden können. 49

Experte für individuelle Klangqualität und gute Sprachverständlichkeit: Dr. Jan Rennies-Hochmuth, Gruppenleiter Persönliche Hörsysteme am Fraunhofer IDMT in Oldenburg. KI im Ohr Das YourSound-Verfahren Ein kleines Hearable im Ohr soll verschiedene Technologien des Fraunhofer IDMT in Oldenburg vereinen. In Bereichen, wo zum Beispiel ein Gehörschutz getragen wird, bietet es eine KI-Platt- form für verständliche Kommunikation, Sprachsteuerung und Sprachdokumentation sowie ein akustisches Monitoring für die Qualitätskontrolle. Durch intelligente Geräuschselektion kann ein natürlicher Sprachaustausch mit optimaler Verständlichkeit direkt an der Maschine, aber auch über größere Entfernungen stattfinden. Die Forschenden am Fraunhofer IDMT arbeiten dafür an und mit einem akustisch transparenten Hörsystem, dem »Transparent Earpiece«, das im Exzellenzcluster »Hearing- 4all« entwickelt wurde. Die Entwicklerinnen und Entwickler am Institutsteil Hör-, Sprach- und Audiotechnologie HSA haben ein beson- ders einfaches und elegantes Verfahren entwickelt, um Klang und Dynamik in unterschiedlichen Anwendungen zu personalisieren. Die neu entwickelte Audiosoftware ermöglicht individuelle Klangeinstellungen, ohne dass man sich mit komplexen Sub-Menüs oder Parametern beschäftigen muss. Unser YourSound-Verfahren versetzt Nutzerinnen und Nutzer von Audiodevices, wie zum Beispiel Infotainmentsystemen, Smartphones oder Fern- sehern, auf spielerische Art in die Lage, die Audiowieder- gabe auf eigene akustische Vorlieben einzustellen – auch ohne Kenntnisse von Pegeln oder Frequenzen. Einmal eingestellt wirken sich die individuellen Presets positiv auf den Gesamtklang aus. Dadurch ergibt sich ein besse- res Hörerlebnis, egal bei welcher Wiedergabelautstärke. Ein Hearable für verständliche Kommunikation, Sprachsteuerung und -dokumentation sowie ein akustisches Qualitätsmonitoring. Die Forschenden am Fraunhofer IDMT arbeiten dafür mit dem Transparent Earpiece, das im Exzellenzcluster »Hearing4all« gemeinsam mit dem Unternehmen InEar entwickelt wurde. 51

Laura Tuschen, Gruppenleiterin Assistive Sprech- und Sprachanalyse. Das Forschungsfeld Assistive Sprech- und Sprachanalyse leistet einen wesentlichen Beitrag zum Arbeitsgebiet Connec- ted Health. In enger Kooperation mit der European Medical School an der Universität Oldenburg liegt hier der Fokus auf der Stimm- und Sprachanalyse. Auch Forschungen und Ent- wicklungen, die sich mit der Erfassung von Biosignalen zur Beschreibung von Vital- und Gesundheitsparametern durch körpernahe Sensorik beschäftigen, stehen im Fokus. Bewertung von Sprech- und Stimmpatho- logie as a Service Das Projekt »SVAT« (Speech and Voice Analysis Tech- nology as a Service) zielt auf die Bereitstellung eines webbasierten Dienstes, durch den Sprech- und Stimm- pathologien automatisch bewertet werden können. Die zu entwickelnden Algorithmen basieren auf Technologien und Vorarbeiten des Fraunhofer IDMT in Oldenburg auf den Feldern der automatischen Spracherkennung und des Maschinenlernens. Inner- halb der ersten Phase des Projekts werden sie in das Anwendungsgebiet von Sprech- und Stimmpathologien integriert und daran angepasst. Im Rahmen der zweiten Projektphase werden die Technologien ausgebaut und evaluiert. Die Merkmalsalgorithmen zur automatischen Bewertung und Analyse des Sprechens und der Stimme leiten sich aus den akustischen Eigenschaften und Charakteristika der Störungen ab. Aktuelle Anwendungsszenarien sind die Ausspracheanalyse und das Sprechtraining für die Rehabilitation und Therapiebe- gleitung in der Logopädie. 53

Christian Rollwage, Gruppenleiter Audiosignalverbesserung. Die Grundlage für individuelle Klangerlebnisse Zusätzlich wird durch eine intelligente Signalverarbeitung die Gestaltung persönlicher Hörsysteme unterstützt – durch die Reduktion von Störgeräusch und Nachhall und über die personalisierte Anpassung von Pegeln und Frequenzen. Hier- von profitieren sowohl Hersteller von Audiosystemtechnik, Multimediadevices oder Hörgeräten als auch normalhörende und hörbeeinträchtigte Anwenderinnen und Anwender der entwickelten Lösungen. Mit Verfahren der mehrkanali- gen Signalvorverarbeitung lassen sich die Signale vieler Störquel- len so unterdrücken, dass sie im besten Fall nur noch einen sehr geringen Einfluss auf das eigent- liche Aufnahmeziel haben. Klangpersonalisierung für den Pkw-Innenraum Jeder Mensch hört anders gut! Auch im Fahrzeug. Darum hat das Fraunhofer IDMT in Oldenburg ein Konzept für die schnelle und individuelle Klanganpassung in Fahrzeuge der Daimler AG integriert. Kern der Entwicklung ist ein Algorith- mus, der auf leichte Art und Weise den Klang von Musik den Wünschen der Mitfahrenden anpasst. Integriert ist diese Technologie im Multimediasystem. Einmal eingestellt, ist der Sound so optimal an die Hörvorlieben angepasst. Unsere Leistungen im Einzelnen: Durchführung und Auswertung von Nutzerstudien zum Thema Klangpersonalisierung Entwicklung eines intuitiv bedienbaren Konzepts und Interfaces zur Klangpersonalisierung Implementierung von Algorithmen zur Ermittlung von Klangpräferenz auf Basis natürlicher Audiosignale (z. B. Instrumente) Testing und Tuning der Algorithmen für die finale Integration Kundenvorteile: Optimaler, individueller Musikgenuss, so einfach wie nie zuvor Intuitive Bedienung für mehr Hörkomfort Die Lizenzierung der Technologie erfolgte von Seiten der Fraunhofer-Gesellschaft über die eigens gegründete FidiTec GmbH. Mehr zum Forschungsfeld Audiosignalverbesserung 55

Danilo Hollosi, Gruppenleiter Akustische Ereignisdetektion, bringt mit seinem Team intelligente akustische Sensor- systeme in Fahrzeuge, Maschinen und andere Anwendungen. Und was kommt dann? »Der tatsächliche Mehrwert akustischer Erkenner ergibt sich letztendlich durch die optimale Integration in einen Prozess«, erklärt Hollosi. Erst wenn aus den akustisch erkannten Ereignissen intelligen- te Handlungsempfehlungen generiert werden, entfaltet sich das volle Potenzial der Techno- logie. So kann ein Predictive-Maintenance-Sys- tem in der Maschinenhalle die Information des akustischen Sensors mit weiteren Prozessdaten kombinieren. Das Ergebnis: vorausschauende Prognosen in Echtzeit für eine bedarfsorien- tierte Wartung und weniger Ausfallzeiten. In der Automobilproduktion schützen akustische Erkennertechnologien als Teil der Qualitätsicherung vor Kundenreklamationen. Rastet ein Bauteil des Autos bei der Montage nicht korrekt ein, bleibt das richtige »Klick«- Geräusch aus. Automatisch dokumentiert kann dieses Problem behoben werden, bevor das Fahrzeug das Werk verlässt. Für das auto- nome Fahren setzen die sogenannten »intel- ligenten Ohren« sogar gänzlich neue Stan- dards. In diesem Feld kommt es manchmal auf Sekunden an, z. B. wenn das Automobil nach dem Erkennen des Martinshorns eigenständig eine Rettungsgasse bilden oder bei einer Not- bremsung den nassen Fahrbahnuntergrund berücksichtigen muss. »Alle Sensoren, und so auch unsere akustischen Sensorsysteme, sammeln eine Vielzahl an Informationen. Wie immer im Big-Data-Bereich ist ihre Interpretation entscheidend dafür, wie groß der Mehrwert für eine Anwendung ist. Aus diesem Grund entwickeln wir gemeinsam mit unseren Partnern und Kunden anwendungs- spezifische Erkennerlösungen und unterstüt- zen bei deren Integration. Dieser individua- lisierte Ansatz maximiert den Mehrwert im Kundenprozess«, erklärt Danilo Hollosi. Starke Netzwerke für i4.0 Im BMBF-geförderten Projekt »KI-MUSIK 4.0« widmet sich das Fraunhofer IDMT in Oldenburg gemeinsam mit weiteren Partnern der nächsten Generation intelligenter, zunehmend autonomer Produktionssysteme. Vernetzte akustische Sensoren im Zusammenspiel mit modernster Mikroelektronik sollen den gesamten Produktionsprozess transparent darstellen. Das Ziel: weitreichende Ana- lysemöglichkeiten und sichere Prognosen durch Einsatz modernster IoT-Technologien. Zur Reduzierung des Daten- verkehrs im Netzwerk – und somit auch für mehr Daten- sicherheit – wird auf eine lokale Datenverarbeitung und -bewertung direkt auf dem Sensor gesetzt. 57

Jan Wellmann, Gruppenleiter Audiosystemtechnik und Automatische Spracherkennung. Idee bis hin zur Umsetzung und unterstützen durch Testing und Evaluation von verschiede- nen Audioprodukten. Auch die Vermarktung der Oldenburger Spracherkennungsinnovatio- nen durch andere Unternehmen gehört zum breiten Leistungsportfolio. Sprachbasierte Dokumentation bei der Triebwerkswartung Die Dokumentation von Informationen im Produkti- ons- oder Wartungsprozess ist in Unternehmen eine oft unbeliebte, aber zwingend notwendige Aufgabe, die wertvolle Ressourcen beansprucht. Das ist ins- besondere in sicherheitsrelevanten Bereichen kritisch. Die Spracherkennung des Fraunhofer IDMT in Olden- burg wird bei einem großen Triebwerkshersteller im Bereich der Wartung eingesetzt. Wichtige Dokumen- tationsarbeit wird berührungslos mittels Sprachein- gaben durchgeführt – und die Hände bleiben frei für das Wesentliche. zu laut sein könnte, begegnet das Team mit einer optimalen Mikrofonierung und Audiosig- nalvorverarbeitung basierend auf Maschinen- lernverfahren. Datenschutzbedenken werden durch eine lokale Verarbeitung der Sprach- daten ohne Internetzugriff ausgeräumt. Die Leistung der Erkenner lässt sich noch weiter steigern, indem sie durch einen umfangrei- chen Anpassungs- und Integrationssupport individuell auf den benötigten Wortschatz und weitere Bedarfe angepasst werden können. Das ist ein großer Vorteil gegenüber stan- dardisierten Angeboten von internationalen, großen Anbietern. Solche individuellen Lösun- gen sind für den Mittelstand zu teuer? »Vom Start-up bis zum Großkonzern ist alles dabei«, beschreibt Wellmann die Kundenstruktur. Breites Portfolio im Bereich Sprach- erkennung und Audiosystemtechnik Seien es die sprachbasierte Maschinensteue- rung oder Dokumentation, Sprachassistenten im Consumerbereich, in der Pflege und als Call-Center-Service – oder auch das optimale Hardwaredesign inklusive der Auswahl pas- sender Komponenten: Die Expertinnen und Experten der Gruppen Automatische Sprach- erkennung und Audiosystemtechnik begleiten ihre Kundinnen und Kunden von der ersten Mehr zum Forschungsfeld Automatische Spracherkennung 59

Im Profi l Ansprechpersonen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 Das Institut in Zahlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64 Netzwerke und Mitgliedschaften . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66 Ausgründungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 Die Fraunhofer-Gesellschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 61

Im Profil Standort Ilmenau Hauptsitz Ehrenbergstraße 31 98693 Ilmenau Telefon +49 3677 467-0 Standort Oldenburg Institutsteil Hör-, Sprach- und Audio- technologie HSA Marie-Curie-Straße 2 26129 Oldenburg Telefon +49 441 2172-400 Acoustics Dr.-Ing. Sandra Brix Telefon +49 3677 467-380 Media Management and Delivery Uwe Kühhirt Telefon +49 3677 467-205 Industrial Media Applications Judith Liebetrau Telefon +49 3677 467-379 PR und Marketing Julia Hallebach Telefon +49 3677 467-310 Institutsteilleitung HSA Prof. Dr. rer. nat. Dr. med. Birger Kollmeier Telefon +49 441 2172-301 Abteilungsleitung Institutsteil HSA Dr. rer. nat. Jens-E. Appell Telefon +49 441 2172-401 Marketing und Kommunikation Christian Colmer Telefon +49 441 2172-436 63

2020 Grundfinanzierung Wirtschaftserträge Auszubildende 11,7 Mio € Erträge interne Zuwendungen sonstige Erträge 77 Patente wurden in den Jahren 2019 und 2020 insgesamt erteilt. Im Profil Studierende, Praktikantinnen und Praktikanten 177 Mitarbeitende öffentliche Erträge Stammpersonal Publikationen www.idmt.fraunhofer.de/publikationen 65

Fraunhofer-Verbünde, -Allianzen und Themennetzwerke Fraunhofer Geschäftsbereich Adaptronik Fraunhofer Geschäftsbereich Digital Media Fraunhofer Geschäftsbereich Vision Fraunhofer-Allianz Big Data und Künstliche Intelligenz BIG DATA AI Fraunhofer-Allianz Verkehr Fraunhofer-Verbund IUK-Technologie Universitäten und Hochschulen Carl von Ossietzky Universität Oldenburg Jade Hochschule Wilhelmshaven/Oldenburg/Elsfl eth Leibniz Universität Hannover Medizinische Hochschule Hannover Technische Universität Ilmenau Universität der Künste Berlin Hochschule Emden/Leer Kompetenznetzwerke, Fachverbände und -vereine Academic Board DACH SAE Institute Acoustical Society of America (ASA) American Society of Mechanical Engineers (ASME) Arbeitsring Lärm der DEGA (ALD) Audio Engineering Society (AES) Automotive Thüringen e. V. Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e. V. (BITKOM) Bundesverband Musiktechnologie Deutschland e. V. (Music- Tech Germany) Bündnis für Bildung e. V. Coding of audio, picture, multimedia and hypermedia infor- mation (ISO/IEC JTC1/SC29) Competence Center for Applied Security Technology, CAST e. V. Deutsche Gesellschaft für Akustik e. V. (DEGA) Deutsche Gesellschaft für Akustische Qualitätssicherung e. V. (DGAQS) Deutsche Gesellschaft für Audiologie e. V. (DGA) Deutsche Gesellschaft für Medizinische Physik e. V. (DGMP) Deutsche Gesellschaft für Psychologie e. V. (DGPs) Deutsche Gesellschaft für Psychophysiologie und ihre Anwendungen e. V. (DGPA) Im Profil Deutsche Gesellschaft für zerstörungsfreie Prüfung e. V. (DGZfP) Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informa- tionstechnik (DKE) Deutsche Physikalische Gesellschaft e. V. (DPG) Deutsches Institut für Normung e. V. (DIN) Deutsches Zentrum für Musiktherapieforschung e. V. (DZM) European Federation of Audiology Societies (EFAS) Fédération Internationale des Archives de Télévision / The International Federation of Television Archives (FIAT/IFTA) Fernseh- und Kinotechnische Gesellschaft e. V. (FKTG) Förderverein Haus des Hörens e. V. Forschungszentrum für Human-Cyber-Physical Systems Gesellschaft für Neuropsychologie e. V. (GPN) Informationstechnische Gesellschaft (ITG) Innovationscluster »IZZI – Interieur der Zukunft aus der Zulieferindustrie« International Electrotechnical Commission (IEC) International Institute of Acoustics and Vibration (IIAV) International Maritime Lecturers’ Association International Organization for Standardization (ISO) International Telecommunication Union, Radiocommunica- tion Sector (ITU-R) Lingustic Data Consortium (LDC) OPC Foundation Thüringer Zentrum für Lernende Systeme und Robotik (TZLR) Universitätsgesellschaft Oldenburg e. V. Verband der Elektrotechnik, Elektronik und Informations- technik e. V. (VDE) Verband Deutscher Tonmeister e. V. (VDT) Verein Deutscher Ingenieure e. V. (VDI) Virtual Dimension Center Fellbach – Kompetenzzentrum für virtuelle Realität und Kooperatives Engineering w.V. Stand: Januar 2022 67

arbeitet Brandenburg Labs an der Vision, die perfekte akustische Illusion zu schaffen, ins- besondere über Kopfhörer. Hierbei konzen- triert sich Brandenburg Labs unter anderem auf die Fortführung der Arbeiten zu »Per- sonalized Auditory Realities (PARty)«, einem an der Technischen Universität Ilmenau und dem Fraunhofer IDMT entwickelten Konzept. Mit intelligenten Wearables soll der Nutzer in die Lage versetzt werden, sich seine eigene, personalisierte auditive Realität zu schaffen. Solche Geräte können störende Hintergrund- geräusche reduzieren und die Lautstärke der Schallquelle, auf die sich der Nutzer gerade konzentriert, erhöhen. Außerdem werden virtuelle Klangquellen auf natürliche Weise in der Hörumgebung des Nutzers platziert, sodass dieser das Gefühl von realem Raum- klang erlebt. Das Hauptaugenmerk in der Forschungs- und Entwicklungsarbeit liegt auf räumlichem Audio, auch Spatial Audio oder 3D-Audio genannt. Das Ziel von räumlichem Audio ist es, reale akustische Umgebungen nachzubilden oder neue realitätsnahe Hör- umgebungen zu schaffen. Im Allgemeinen bezieht sich räumliches Audio auf die Platzie- rung von Klangobjekten in einer 3D-Umge- bung. Die angepasste Platzierung dieser Klangobjekte ermöglicht es, Klänge, die wir hören, in der Umgebung um uns herum zu lokalisieren. Im Profil 69 Mit einem Automobilkonzern konnte dadurch bereits ein größerer Technologietransfer reali- siert werden. Forschende am Institutsteil Hör-, Sprach- und Audiotechnologie HSA haben ein besonders einfaches und elegantes Verfahren entwickelt, Klang und Dynamik zu perso- nalisieren. Als ein Baustein für optimierte Benutzerfreundlichkeit hat die Technologie bereits Eingang in Serien-Pkw der Oberklasse gefunden. »Jeder Mensch möchte individuell optimal hören, auch unterwegs. Die Algorith- men des Fraunhofer IDMT in Oldenburg sind daher auch für Consumergeräte und andere Anwendungen geeignet. Bei der lizenzierten, sogenannten YourSound-Technologie, setzen die Entwicklerinnen und Entwickler auf eine einfache Präsentation von Klängen, mit denen sich die Nutzerinnen und Nutzer über eine intuitive Bedienschnittstelle ihren ganz per- sönlichen Sound einstellen können«, erklärt Geschäftsführer Christian Rollwage. Brandenburg Labs GmbH » Als Ausgründung der TU Ilmenau und des Fraunhofer IDMT können wir bei Brandenburg Labs auf eine langjähri- ge Grundlagen- und angewandte For- schungsexpertise und ein renommiertes internationales Netzwerk im Bereich Audio zurückgreifen. Diese Kooperation erleichtert den Start für ein junges Unter- nehmen wie unseres ungemein.« Prof. Dr.-Ing. Dr. rer. nat. h.c. mult. Karlheinz Brandenburg Geschäftsführer Brandenburg Labs wurde 2019 in Ilmenau gegründet. Geschäftsführer ist Professor Karl- heinz Brandenburg. Gemeinsam mit Partnern

Im Profil Die Wirkung der angewandten Forschung geht weit über den direkten Nutzen für die Auftraggeber hinaus: Fraunhofer-Insti- tute stärken die Leistungsfähigkeit der Unternehmen, verbes- sern die Akzeptanz moderner Technik in der Gesellschaft und sorgen für die Aus- und Weiterbildung des dringend benötig- ten wissenschaftlich-technischen Nachwuchses. Hochmotivierte Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf dem Stand der aktuellen Spitzenforschung stellen für uns als Wissenschaftsorganisation den wichtigsten Erfolgsfaktor dar. Fraunhofer bietet daher die Möglichkeit zum selbstständi- gen, gestaltenden und zugleich zielorientierten Arbeiten und somit zur fachlichen und persönlichen Entwicklung, die zu anspruchsvollen Positionen in den Instituten, an Hochschulen, in Wirtschaft und Gesellschaft befähigt. Studierenden eröffnen sich aufgrund der praxisnahen Ausbildung und des frühzeiti- gen Kontakts mit Auftraggebern hervorragende Einstiegs- und Entwicklungschancen in Unternehmen. Namensgeber der als gemeinnützig anerkannten Fraunhofer- Gesellschaft ist der Münchner Gelehrte Joseph von Fraunhofer (1787–1826). Er war als Forscher, Erfinder und Unternehmer gleichermaßen erfolgreich. Die Fraunhofer-Gesellschaft Die Fraunhofer-Gesellschaft mit Sitz in Deutschland ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientier- te Forschung. Mit ihrer Fokussierung auf zukunftsrelevante Schlüsseltechnologien sowie auf die Verwertung der Ergeb- nisse in Wirtschaft und Industrie spielt sie eine zentrale Rolle im Innovationsprozess. Sie ist Wegweiser und Impulsgeber für innovative Entwicklungen und wissenschaftliche Exzellenz. Mit inspirierenden Ideen und nachhaltigen wissenschaftlich- technologischen Lösungen fördert die Fraunhofer-Gesellschaft Wissenschaft und Wirtschaft und wirkt mit an der Gestaltung unserer Gesellschaft und unserer Zukunft. Interdisziplinäre Forschungsteams der Fraunhofer-Gesell- schaft setzen gemeinsam mit Vertragspartnern aus Wirtschaft und öffentlicher Hand originäre Ideen in Innovationen um, koordinieren und realisieren systemrelevante, forschungs- politische Schlüsselprojekte und stärken mit werteorientierter Wertschöpfung die deutsche und europäische Wirtschaft. Internationale Kooperationen mit exzellenten Forschungspart- nern und Unternehmen weltweit sorgen für einen direkten Austausch mit den einflussreichsten Wissenschafts- und Wirtschaftsräumen. Die 1949 gegründete Organisation betreibt in Deutschland derzeit 75 Institute und Forschungseinrichtungen. Rund 29 000 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter, überwiegend mit natur- oder ingenieurwissenschaftlicher Ausbildung, erarbei- ten das jährliche Forschungsvolumen von 2,8 Milliarden Euro. Davon fallen 2,4 Milliarden Euro auf den Leistungsbereich Vertragsforschung. Rund zwei Drittel davon erwirtschaftet Fraunhofer mit Aufträgen aus der Industrie und mit öffentlich finanzierten Forschungsprojekten. Rund ein Drittel steuern Bund und Länder als Grundfinanzierung bei, damit die Institute schon heute Problemlösungen entwickeln können, die in einigen Jahren für Wirtschaft und Gesellschaft entscheidend wichtig werden. Stand: Januar 2021 71

Bildquellen Titel, Rücktitel: iStock.com/ansonsaw Seite 12: Florian Klein, Brandenburg Labs Seite 15: iStock.com/Wavebreakmedia (u.) Seite 16: Fraunhofer (o.) Seite 18: Humantechnik GmbH (o.), ARD/ZDF Förderpreis »Frauen + Medientechnologie«/Claudius Pflug (u.) Seite 19: Jörn Nettingsmeier (o.), Deutsche Telekom (u.) Seite 21: Matthias Nowakowski (u.l.) Seite 22: Cordula Giese (o.) Seite 23: divVoice GmbH (u.), Seite 24: Design: Tim zum Hoff Ubiquitous Design, Universität Siegen, Foto: David Strassburger (o.) Seite 25: Freie und Hansestadt Hamburg (u.) Seite 27: Industriearbeitskreis AiP, Hochschule Emden/Leer, Fraunhofer IDMT (u.) Seite 28: Jürgen Burghardt (o.) Seite 29: JUST ADD AI GmbH (o.), Steinberg Media Technolo- gies GmbH (u.) Seite 30: iStock.com/ Torsten Irmer Seite 32: FG Fertigungstechnik, TU Ilmenau Seite 33: iStock.com/ipopba Seite 34: pixabay.de Seite 35: iStock.com/Hamik Seite 40: Opernhaus Zürich (o.), TUI Cruises GmbH (u.) Seite 41: Bregenzer Festspiele/Anja Köhler Seite 43: Jamahook Seite 46: iStock.com/ae-photos Seite 50: iStock.com/imagean Seite 53: iStock.com/sorbetto (u.) Seite 56: iStock.com/Traimak_Ivan Seite 58: iStock.com/gorodenkoff Seite 60: iStock.com/JensHN Alle übrigen Abbildungen: © Fraunhofer IDMT Impressum 73