Institutsteil Hör-, Sprach- und Audiotechnologie HSA

Das Audiolabor des Oldenburger Institutsteils Hör-, Sprach und Audiotechnologie HSA bietet viele Möglichkeiten im Bereich Testing und Entwicklung von Audioprodukten. Der Schwerpunkt liegt bei kompakten Lautsprecher- und Mikrofonsystemen sowie sprachgesteuerten Geräten. Die Räumlichkeiten bieten eine gängige Wohnzimmerakustik, um beispielsweise Produkte unter Alltagsbedingungen, wie beim Endkunden, zu untersuchen. Dies ist insbesondere für Spracherkennungssysteme wichtig.

Bei Bedarf können größere, halligere Räume durch künstliche, elektroakustische Verhallung realistisch nachgestellt werden. Zusätzlich gibt es eine reflexionsarme Kabine (Innenmaß LxBxH 220x14x230cm) für Messungen, in denen der Raumeinfluss möglichst gering sein soll, wie zum Beispiel bei der akustischen Charakterisierung von Mikrofonen oder Lautsprechern.

• Elektroakustische Messungen an Mikrofonen, Lautsprechern und Audioprodukten
  • Frequenzgang (elektrisch/akustisch)
  • Rauschen (elektrisch/akustisch)
  • Maximaler Schalldruck; Belastbarkeit nach Verzerrungen, elektrischer und mechanischer Zerstörung
  • Lautsprecher Parameter: Linear (z.B. TSP), Nichtlinear (verschiedene Verzerrungen)
  • Abstrahlcharakteristik
  • Digitale Mikrofone: I2S, PDMT
  • Spracherkennungssysteme (FAR, FRR) nach standard- und kundenspezifischen Testaufbauten
• Körperschallmessung per Beschleunigungsmessung oder 1D-Laser
• Audioaufnahmen

• Video-Lab mit Einwegscheibe
• Aufzeichnung von Blickbewegungen (Eye-Tracking)
• Neurophysiologische Messungen der kognitiven Belastung durch Elektroenzephalographie (EEG)
  
  •     Mobiles, kabelloses 24-Kanal EEG-System
    
• Neuropsychologische Testbatterien zur Prüfung von Hörfähigkeit, Gedächtnis und exekutiven Funktionen

Insgesamt neun akustische Messräume mit einer Größe von 3 bis 29 m² Grundfläche stehen im Haus des Hörens für akustische Untersuchungen zur Verfügung. Neben psychoakustischer Grundlagenforschung können die Hörkabinen für die Messung standardaudiometrischer Kenngrößen sowie komplexer Freifeld-Aufbauten und ERA-/OAE-Apparaturen eingesetzt werden.

Der Kommunikationsakustik-Simulator im Haus des Hörens ist ein 93 Quadratmeter großer Raum, in dem die akustische Charakteristik unterschiedlichster Räume simuliert werden kann - von Büroräumen, Klassenzimmern, Kathedralen, Konzertsälen bis hin zu Bahnhofshallen und Badezimmern. Dazu werden Parametern wie Nachhall und akustische Raumgröße variiert und virtuelle Quellen eingespeist. Der sog. KAS wird für kommunikationstechnische Untersuchun­gen verwendet, für die definierte, variable akustische Umgebungsbedingungen im Hinblick auf raumakustische Eigenschaften und Hintergrundgeräusche notwendig sind.

• 93 m²
• elektronische elektroakustische VRAS-Anlage (Variable Room Acoustic System) zur Generierung unterschiedlicher Nachhall- und Frühreflexions­muster
• Variabel einstellbare Nachhallzeit von etwa 0,4 s bis 6 s
• Audiosignal-Matrix (LCS) mit spezieller DSP-Soft- und Hardware
• 16 unsichtbar im Deckenraum abgehängten Mikrofone
• 24 Lautsprecherkanäle (12 für den Nachhall, 12 für Frühreflexionen)
• Subwoofer zur tieffrequenten Erweiterung und für Dolby-Surround-Einspielung in VRAS-Anlage
• 8 Eingangskanäle für Einspiel von Umgebungsgeräusch-Szenarien und Dolby-Surround-Darbietungen

Die Werkstatt des Institutsteils Hör-, Sprach- und Audiotechnologie HSA des Fraunhofer IDMT in Oldenburg eignet sich für die Umsetzung von Entwürfen in Form von Prototypen. Vor allem die Gruppen »Audiosystemtechnik«, »Automatische Spracherkennung« und »Akustische Ereignisdetektion« bauen und testen hier Prototypen.

Zwei 3D-Drucker, Lötarbeitsplätze und weitere technische Ausstattung stehen dafür zur Verfügung. Die Anwendungsbereiche der entwickelten Systeme liegen im Bereich Smart Home, der Gesundheit und Pflege oder beispielsweise auch in der Mensch-Technik-Interaktion.

• zwei 3D-Drucker
• Lötausstattung
• Ständerbohrmaschine
• Flex
• Säge
• Fräse
• Werkbänke

Den reflexionsarmen Raum der Universität Oldenburg nutzt das Fraunhofer IDMT für psychoakustische Tests und Messungen zur Beschreibung von Schallquellen.

• untere Grenzfrequenz von 50 Hz
• Fremdgeräuschpegel unterhalb der Hörschwelle
• Federnd gelagerte 1,5 m lange Absorberkeile zur Verhinderung von Frequenzschwingungen ab 5 Hz und höher
• Ausstattung für Mehrkanalwiedergabe und Tonaufnahme

Showroom und Studienlabor mit Wohnumgebung

Das Sound-Technologies-Lab am Fraunhofer IDMT ist zugleich Showroom und Studienlabor, eingerichtet als Wohn- und Home-Office-Umgebung. Hier können Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler neu entwickelte Technologien aus den Bereichen akustische Ereignisdetektion sowie Sprach- und Ereigniserkennung in konkrete Anwendungsszenarien integrieren. Zudem bietet das Labor die Möglichkeit, zusammen mit Partnern aus Industrie und Forschung, die Technologien und deren Bedienkonzepte zu evaluieren. In der Wohnumgebung konnten beispielsweise Sprachassistenten für Smart Speaker getestet werden. Hier gibt es einen umfassenden Einblick in die Forschung im Bereich der intelligenten Sprachassistenten.

Darüber hinaus ist das Sound-Technologies-Lab zertifiziert nach DIN 18041 »Hörsamkeit in kleinen bis mittleren Räumen« und eignet sich somit ideal als Umgebung für die Evaluation und Nutzerstudien.

Das VR-Labor der Universität Oldenburg ist speziell auf die Reproduktion von (virtuellen) 3-D Schallfeldern ausgelegt und wird vom Fraunhofer IDMT schwerpunktmäßig für Hörversuche zur Bewertung der Lokalisationsfähigkeit und technische Messungen genutzt.

• 3-dimensionales 86-Kanal Lausprechersystem mit 48 Lautsprechern auf einem horizontalen Ring (Durchmesser ca. 4.8 m)
• jeweils 12, 6 und 1 Lautsprecher bei ± 30, 60 und 90 Grad Elevation
• Der umgebene Raum ist reflexionsarm und mit 75 cm Schaumstoffkeilen ausgestattet. 
• Es können eine (entfernbare) zylindrische Leinwand für 180-Grad Videoprojektion oder head mounted displays für visuelle Darbietungen genutzt werden.

Den Windkanal der Universität Oldenburg nutzt das Fraunhofer IDMT, um die Einflüsse von Luftströmungen auf Audiosysteme, wie zum Beispiel am Körper getragene Multimedia- und Kommunikationsgeräten zu untersuchen.

• Bauweise: offene Messstrecke, geschlossener Kreislauf; »Göttinger Bauart«
• Geschwindigkeit: bis 50 m/s
• Turbulenzgrad: unter 0,3 %
• Strahlquerschnitt: 1,0 m x 0,8 m
• Antrieb: Radiallüfter mit Gleichstrommotor 77 kW
• Strömungsmesstechnik: 2D-Laser-Doppler-Anemometer (LDA), Hitzdrahtanemometer, Miniatur-Propelleranemometer, akustische Turbulenzsonden, Particle-Image-Velocimetry (PIV)
• Akustische Messtechnik: Richtmikrofon-Array; In-Flow-Messungen mit Strömungsmikrofonen, Korrelationstechniken zur Unterdrückung von Pseudoschall