Algorithmen in Akustik und Computermusik

Vorlesung und Übung


Vorlesung:

Termine:
  • Die Vorlesung besteht aus 7 Einheiten, die im Wintersemester abgehalten werden.
  • Die detailierten Termine sind im KUG-Online-System angegeben, sobald die LV im jeweiligen Semester freigegeben wird.
  • Achtung: die LV findet an Wochenenden statt!

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
  • Zeitverzögerungsglieder: Kammfilter, Fraktionelle Delays, Delay-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, Lokalisation über Kopfhörer (ILD, ITD, HRTF), Lokalisation über Lautsprecher (Amplitude Panning, Transaural Stereo, Ambisonic), Distanzwahrnehmung, Hallalgorithmen
  • 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 weiteren 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 im PDF-Format vor. Bei fehlenden Links werden die entsprechenden Kapitel gerade aktualisiert - bitte später nochmal vorbeischauen.


Kapitel Unterlagen

  • Systemidentifikation
  • PDF

  • Filter
  • PDF

  • Zeitverzögerungsglieder
  • PDF

  • Nichtlineare Systeme
  • PDF

  • Modulatoren-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.
    • Die Einheiten beginnen um 14:30 und dauern (offiziell) bis 17:30. Meistens wird danach noch fertig programmiert und ich stehe bis ca. 18:30 zur Verfügung.
    • Es besteht Anwesenheitspflicht: mindestens 50% der Einheiten sind zu absolvieren.
    • In der 5-ten Einheit finden Leistungsbeurteilung, hier ist Anwesenheit empfohlen. Zur Not steht für die Leistungsbeurteilung noch die 6-te Einheit zur Verfügung.
    • Eine detailierte Beschreibung befinden sich im KUG-Online-System.
    • Eine Anmeldung ist notwendig. Achtung: aus administrativen Gründen gibt es im Anmeldungssystem zwei Gruppen - in welcher Gruppe die Anmeldung statt findet ist bedeutungslos. Beide Gruppen haben dieselben Termine.
    • Für die Übung ist ein Computerzugang der TU-Graz notwendig. Wenn nicht vorhanden, als Mitbeleger an der TU-Graz inskribieren.

    Lehrinhalt:
    • Einführung in das Vektoren orientierte Programm MATLAB
    • Generierung und Analyse der Signale
    • Systemidentifikation
    • Filterstrukturen
    • Verzögerungsglieder
    • Hallalgorithmen
    • (Homomorphe Signalverarbeitung)

    Die Einheiten werden am Computer absolviert, wobei dei 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.

    Da die Klausur in Gruppen durchgeführt wird: eine Gruppe wird um 14:00, die andere Gruppe wird um 16:00 geprüft. Es ist eine besondere Anmeldung zu einer der Gruppen notwendig. Die Anmeldung erfolgt über das KUG-Online-System.

    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.