Algorithmen in Akustik und Computermusik

Vorlesung und Übung

Vorlesung:

Termine: Die Vorlesung besteht aus 7 Einheiten, die im Wintersemester abgehalten werden. Aus organisatorischen Gründen, finden die Einheiten an 4 Wochenenden in Oktober und November statt. Die detailierten Termine sind im KUG-Online-System angegeben, sobald die LV im jeweiligen Semester freigegeben wird. Lehrinhalt: Messung der Systemeigenschaften: Impulsantwort, Time-Delay Spectrometry, Maximum Length Sequence und Derivate, Messungen mit Frequenzsweeps Filter: Grundstrukturen (Direktformen), Quantisierungseffekte, Parametrische Filter, FIR Filter, Zeitvariante Filter Verzögerungsglieder: Kammfilter, Fraktionelle Delays, Effekte Nichlineare Signalverarbeitung: THD, Volterra System Model, Dynamikprozessoren, Anwendungen und Effekte Modulatoren: Hilberttransformation, Minimalphasige Systeme, Einseitenbandmodulation, Anwendungen Quelle-Filter Modelle: Homomorphe Verarbeitung, Hüllkurvenextraktion, Cepstrum, Linear Prediction Coding, Channel Vocoder, Anwendungen Räumliches Hören: Grundlagen der Lokalisation, Algorithmen zur Spatialisierung über Kopfhörer (ILD, ITD, HRTF), Algorithmen zur aidutorischen Modellierung, Algorithmen zur Spatialisierung über Lautsprecher (Amplitude Panning, Transaural Stereo, Ambisonics), Nachhallalgorithmen Zeit-Frequenz-Verarbeitung: Pitch Shifting, Time Stretching, Phasenvocoder, Anwendungen Prüfung: ... wird schriftlich am IEM durchgeführt. ... dauert max. 90 Minuten ... besteht aus ca. 10 Fragen Die Anmeldung zu den verschiedenen Terminen kann über das KUG-Online-System erfolgen und ist erforderlich. Es werden 3 Prüfungstermine im Jahr angeboten, wobei ein Termin nach der letzten Vorlesungseinheit, ein Termin am Semesterende, und ein Termin am Anfang des Sommersemesters stattfinden. Die Prüfungstermine werden in der ersten LV-Einheit gemeinsam mit Studierenden koordiniert. Achtung: im Sommersemester werden keine Prüfungen durchgeführt! Für die Vorbereitung steht ein Fragenkatalog zur Verfügung.   Unterlagen: Die Unterlagen bestehen aus Kopien der Präsentationsfolien. Es wird empfohlen, die Unterlagen zur Vorlesung mitzunehmen - das Abzeichnen der Abbildungen während der Vorlesung wird dadurch auf ein Minimum reduziert! Alle Dateien liegen als PDF-Dateien vor. Bei fehlenden Links werden die entsprechenden Kapitel gerade aktualisiert - bitte später nochmal vorbeischauen. Kapitel Unterlagen Systemidentifikation PDF Filter PDF Verzögerungsglieder PDF Nichtlineare Systeme PDF Modulatoren und Demodulatoren PDF Quelle-Filter Modelle PDF Räumliches Hören PDF (1)     PDF (2) Zeit-Frequenz-Verarbeitung PDF Weiters steht eine Sound Library mit diversen Audiobeispielen zur Verfügung.

Übung:

Allgemein: Die Übung besteht aus 5 Einheiten, die im Wintersemester abgehalten werden. In der 5-ten Einheit findet Leistungsbeurteilung (Klausur) statt. Die Einheiten dauern 3 Stunden. Meistens wird danach noch fertig programmiert, daher steht uns der Raum länger zur Verfügung. Aus organisatorischen Gründen, finden alle Einheiten an 4 Wochenenden in Oktober und November statt. Es besteht Anwesenheitspflicht: Mindestens 50% der Einheiten sind zu absolvieren; Falls die 5-te Einheit (Klausur) nicht absolviert werden kann, steht für die Leistungsbeurteilung eine optionale 6-te Einheit (am letzten Wochenende) zur Verfügung. Eine detailierte Beschreibung der Termine befindet sich im KUG-Online-System. Für die Übung ist ein Computerzugang der TU-Graz notwendig. Wenn nicht vorhanden, als Mitbeleger an der TU-Graz inskribieren. Alternativ kann ein eigener Computer mit Matlab/Octave verwendet werden. Lehrinhalt: Einführung in die vektororientierten Programme MATLAB und Octave Generierung und Analyse der Signale Systemidentifikation Filterstrukturen Verzögerungsglieder Nachhallalgorithmen (Homomorphe Signalverarbeitung) Die Einheiten werden am Computer absolviert, wobei die Studierenden die Möglichkeit haben die besprochenen Algorithmen eigenständig in MATLAB zu implementieren.     Unterlagen: Skriptum (als PDF-Datei, 2.2MB): die schriftlichen Unterlagen bestehen aus einem vereinfachten Skriptum ohne Ausformulierung der Inhalte. Es wird empfohlen, das Skriptum zur Übung mitzunehmen. Während der Übung werden Matlab-Skripte besprochen. Sie stehen in der Matlab Library zum Download zur Verfügung. Um das Ausprobieren eigener Skripts zu erleichtern, stehen in der Sound Library einige Audiobeispiele zur Verfügung. Leistungsüberprüfung: Die Übung hat einen immanenten Prüfungscharakter: Während der letzten Übungseinheit findet eine Überprüfung der Leistung in Form einer Klausur statt. Die Klausur besteht aus: Überprüfung des allgemeinen Verständnisses der Algorithmen, in schriftlicher Form abzugeben Implementierung eines Algorithmus in MATLAB, Abgabe per E-Mail Die Studierenden haben bis zu zwei Stunden Zeit für beide Aufgabenteile und Abgabe der Ergebnisse. Im Fall einer negativen Beurteilung, gibt es die Möglichkeit eine Woche später (Ersatztermin) eine weitere Leistungsüberprüfung in Form der Nachklausur durchzuführen. Achtung: Eine Prüfung wird nicht angeboten. Die Leistungsüberprüfung und das Austellen eines Zeugnisses erfolgt nur im Zusammenhang mit der Absolvierung der Übung. Eine Anmeldung zur Nachklausur ist nicht möglich. Die Übung findet nur im Wintersemester statt.