Sound Field Control

Guter Klang, statt Lärm

Sound Field Control beschreibt die gezielte Beeinflussung von Schallfeldern durch intelligente Signalverarbeitungsalgorithmen, die (vibro-)akustische Aktoren steuern. Ziel ist es, den Klang so zu beeinflussen, dass am Hörort das gewünschte Schallfeld oder Hörerlebnis entsteht. Unsere Forschungsschwerpunkte beinhalten adaptive Signalverarbeitung unter Verwendung maschineller Lernverfahren, die Verwendung von Sensor- und Aktorarrays sowie Regelungstechnik. In der Anwendung fokussieren wir auf die Bereiche Entertainment, Betriebssicherheit im Bereich Mobilität und Industrie sowie aktiver Schallschutz von Umgebungen und Individuen.  

Aktuelles

 

Forschungsprojekt

VibroClean

Akustische Solarmodulreinigung

Gewollte und ungewollte Klänge und Schallfelder

Lärm und unerwünschte Klänge beeinträchtigen nachweislich die Gesundheit, das Wohlbefinden und die Leistungsfähigkeit des Menschen. Störende Geräusche, wie beispielsweise beim Telefonieren im Auto oder beim mobilen Arbeiten, beeinträchtigen die Konzentrationsfähigkeit. Ungestörter Schlaf und entspannende Musik bieten dagegen eine gute Basis für eine hohe Leistungsfähigkeit. Es kann also zwischen ungewollten Schallfeldern, z. B. Lärm, und gewollte Schallfeldern, z. B. Notfalldurchsagen und Konzertbeschallung, unterschieden werden. Häufig treten beide gleichzeitig auf. Es besteht daher der Wunsch, den Störschall zugunsten von Telefongesprächen, Musik oder Schlaf zu reduzieren.

Aus diesen Gründen beschäftigen sich Forscherinnen und Forscher mit verschiedenen Ansätzen, um Schallfelder zu erfassen, zu analysieren und zu beeinflussen. Die akustisch-physikalischen Phänomene werden dabei in der Regel unter den Erkenntnissen der menschlichen Hörwahrnehmung betrachtet.

 

Aktive Verbesserung und gezielte Erzeugung von Schallfeldern

Die Erzeugung und Beeinflussung von Schallfeldern erfordert ein umfassendes Verständnis ihrer Entstehung, Ausbreitung und Erfassung. Störschallfelder, wie sie z. B. bei Lüftungsanlagen auftreten, können durch den Einsatz aktiver Absorber kompensiert werden. Derzeit fehlen Lösungen, die sich durch ihre Selbstüberwachung einfach in Betrieb nehmen lassen und sich automatisch nachkalibrieren.

Im Auto sollen nicht nur störende Fahrzeug- und Verkehrsgeräusche, sondern auch Geräusche vom Nachbarsitz (Sprache, Musik etc.) unterdrückt werden. Dazu müssen die verschiedenen Schallfelder und ihre Ausbreitung in der Karosserie und in der Luft sensorisch erfasst, ausgewertet und als Ausgangspunkt für die Ansteuerung vorhandener Gegenschallmaßnahmen eingesetzt werden. Spezielle Schallfelder, wie z. B. Alarmsignale, müssen gesondert behandelt werden.

Die technische Lösung soll sich möglichst eigenständig initialisieren. Betriebsparameter sollen sich automatisch an sich ändernde Systemeigenschaften (Alterung, Anzahl der Fahrgäste, Beladung etc.) und Umgebungsbedingungen anpassen. Um dies zu erreichen, müssen die Algorithmen entwickelt werden, die rechen-, energieeffizient und robust sind.

Methodik

Je nach Anwendungsfall werden unterschiedliche Methoden zur Kontrolle von Schallfeldern eingesetzt:

  • Active Noise Control (ANC)
  • Nahfeldbeschallung
  • Lautsprecherarray-Technologie für: Beamforming, Wellenfeldsynthese, Flachlautsprecher
  • Beamforming
  • Wellenfeldsynthese (WFS)
  • aktive Absorber
  • Metamaterialien

 

Forschungsprojekt

Metavib

Metamaterialien zur Beeinflussung der Vibroakustik mittels Resonatoreffekt

 

Forschungsprojekt

VibroClean

Akustische Solarmodulreinigung

 

Forschungsprojekt

ReinluftAkustik

Akustische Optimierung kompakter Lüftungssysteme und Luftreinigungsgeräte

Fachartikel

Vibroakustische Metamaterialien

Aktueller Fachbeitrag im Akustik Journal der DEGA (03/23).

Produkte

 

SpatialSound Wave für Professional Audio und Entertainment

Objektbasierte Audioproduktion und -wiedergabe für ein authentisches Klangerlebnis

 

SpatialSound Wave für Automotive Audio

Die Audioplattform für das Fahrzeug der Zukunft: Ganzheitliches Soundmanagement zur Erstellung immersiver und interaktiver Audioinhalte

 

Flachlautsprecher

Überzeugende Wiedergabequalität, geringer Platzbedarf und flexibles Design

 

Personal Sound Zones

Persönliche Hörzonen für individuellen Hörkomfort

Dienstleistungen

  • Sensorische Erfassung von Luft- und Körperschallfeldern (Schalldruck, Schallschnelle, Schallintensität)
  • Schallfeldzerlegung in Einzelschallquellen
  • Transferpfadanalyse für Schallquellen
  • Erzeugung statischer/veränderlicher Schallfelder mittels Lautsprecher/Lautsprecherarray/ Flachlautsprecher
  • Erzeugung fokussierter Schallfelder/räumlich begrenzter Schallfelder
  • Erzeugung von Gegenschallfeldern zur Schallreduktion
  • Klangoptimierung von Lautsprecherwiedergabesystemen

 

Ausstattung

 

Ausstattung

Wir verfügen über hochmodern ausgestattete Spezialräume und Labore, um vielfältigste akustische Messungen und Untersuchungen zu ermöglichen. Kontaktieren Sie uns gern!

Jahr
Year
Titel/Autor:in
Title/Author
Publikationstyp
Publication Type
2023 Vibroakustische Metamaterialien. Metamaterialien zur Beeinflussung der Vibroakustik mittels Resonatoreffekt
Atzrodt, Heiko; Manushyna, Daria; Rieß, Sebastian; Hülsebrock, Moritz; Troge, Jan; Lühring, Andreas; Brandstätt, Peter; Rohlfing, Jens; Troll, Agostino; Fischer, Georg; Küller, Jan; Beer, Daniel
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2023 Measurement of Loudspeaker Parameters with a Raspberry Pi
Rodríguez Mejía, Juan Manuel; Edelmann, Niklas; Fischer, Georg; Männchen, Andreas
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Object-Based Audio as Platform Technology in Vehicles
Sladeczek, Christoph; Seideneck, Mario; Lorenz, Wolfgang; Pursche, Katrin; Schneider, Benjamin
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2022 Luftreinigungsgeräte - akustische Anforderungen und Optimierungsmöglichkeiten
Beer, Daniel; Fritzsche, Paul; Fiedler, Bernhard; Rohlfing, Jens; Bay, Karlheinz; Troge, Jan; Millitzer, Jonathan; Tamm, Christoph
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2022 Adaptive Automatic Compensation of Transducer Nonlinearities Using Extremum-Seeking Control
Männchen, Andreas; Fischer, Georg; Fritsch, Tobias; Fiedler, Matthias; Beer, Daniel
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Measuring Voice Coil Temperature using Ultrasonic Pilot Tones
Fried, Johannes; Fritsch, Tobias
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 Automatic Classification of Enclosure-Types for Electrodynamic Loudspeakers
Werner, Johannes; Fritsch, Tobias
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2021 MEMS Acoustical Actuators: Principles, Challenges and Perspectives
Beer, D.; Fischer, G.; Fritsch, T.; Fiedler, M.; Küller, J.; Zhykhar, A.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2021 Simulating MEMS loudspeakers
Fritsch, Tobias; Küller, J.
Vortrag
Presentation
2021 Investigations on working principles and design methods for metamaterial silencers
Troll, Agostino; Rohlfing, Jens; Küller, Jan; Fischer, Georg; Beer, Daniel; Lühring, Andreas
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2020 MEMS-Lautsprecher - ein Paradigmenwechsel
Beer, Daniel; Rusconi, Andrea; Stoppel, Fabian; Ehrig, Lutz
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2020 MEMS based speakers - sounds good?!
Beer, Daniel; Küller, Jan; Zhykhar, Albert; Fritsch, Tobias; Männchen, Andreas; Strehle, Steffen; Knechtel, Roy; Bös, Joachim
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2020 Visualizing Neural Network Decisions for Industrial Sound Analysis
Grollmisch, Sascha; Johnson, David; Liebetrau, Judith
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2020 Sound Propagation in Microchannels
Küller, Jan; Zhykhar, Albert; Beer, Daniel
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2020 Input-Output Linearization of a MEMS Loudspeaker Using a Hammerstein Model
Belgradskaia, Elena; Fischer, Georg; Zhykhar, Albert; Fritsch, Tobias
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2020 Lautsprecher in MEMS-Technologie. Kleinstlautsprecher für mobile Anwendungen
Fritsch, Tobias
Vortrag
Presentation
2019 Design and Electroacoustic Analysis of a Piezoelectric MEMS In-Ear Headphone
Männchen, Andreas; Stoppel, Fabian; Brocks, Tobias; Niekiel, Florian; Beer, Daniel; Wagner, Bernhard
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Piezoelektrische MEMS-Lautsprecher für In-Ear-Anwendungen
Stoppel, F.; Männchen, A.; Niekiel, F.; Beer, D.; Giese, T.; Pieper, I.; Kaden, D.; Grünzig, S.; Wagner, B.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Deep Neural Network Approaches for Selective Hearing based on Spatial Data Simulation
Hestermann, Simon; Lukashevich, Hanna; Sladeczek, Christoph
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 New potential for portable spatial audio with MEMS based speakers
Beer, Daniel; Brocks, Tobias; Küller, Jan; Strehle, Steffen; Koch, Tilman
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Acoustic Validation of Electrostatic All-Silicon MEMS-Speakers
Ehrig, Lutz; Kaiser, Bert; Schenk, Hermann A.G.; Stolz, Michael; Langa, Sergiu; Conrad, Holger; Schenk, Harald; Männchen, Andreas; Brocks, Tobias
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2019 Sounding Industry: Challenges and Datasets for Industrial Sound Analysis
Grollmisch, Sascha; Abeßer, Jakob; Liebetrau, Judith; Lukashevich, Hanna
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Immersive Object-Based Mastering
Hestermann, Simon; Seideneck, Mario; Sladeczek, Christoph
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2018 Wave field synthesis
Sporer, Thomas; Brandenburg, Karlheinz; Brix, Sandra; Sladeczek, Christoph; Roginska, Agnieszka; Geluso, Paul
Aufsatz in Buch
Book Article
2018 Analysis of the mechanical vibration and acoustic behavior of a piezoelectric MEMS microspeaker
Männchen, A.; Beer, D.; Niekiel, F.; Nowak, J.; Stoppel, F.; Wagner, B.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2017 Stereophonic microphone array for the recording of the direct sound field in a reverberant environment
Gößwein, Jonathan Albert; Grosse, Julian; Par, Steven van de
Zeitschriftenaufsatz
Journal Article
2016 High-directional beamforming with a miniature loudspeaker array
Beer, D.; Bergner, J.; Wolf, M.; Franck, A.; Sladeczek, C.; Zhykhar, A.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2014 An example of spatial sound reinforcement for open-air installations: Carmina Burana at a nature park
Frutos-Bonilla, J.; Zuleeg, R.; Rodigast, R.376821f3-e701-4902-8f4f-43ecf40dc05e
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2013 Intelligent multichannel signal processing for future audio reproduction systems
Brandenburg, K.; Brix, S.; Schneider, M.; Franck, A.; Kellermann, W.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2013 Spatial sound reproduction for the prediction of machine acoustics - A case study
Brix, S.; Wolf, M.; Sladeczek, C.; Zhykhar, A.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2010 Active minimization of periodic sound inside a vibro-acoustic rectangular enclosure using finite element model
Mohamady, S.; Montazeri, A.; Ahmad, R.K.R.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2008 A graphical tool set for analyzing wave field synthesis algorithms
Korn, T.
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2006 Vorrichtung und Verfahren zur Ansteuerung einer Beschallungsanlage und Beschallungsanlage
Rodigast, R.376821f3-e701-4902-8f4f-43ecf40dc05e; Strauss, M.
Patent
2006 A new approach for direct interaction with graphical representations of room impulse responses for the use in wave field synthesis reproduction
Melchior, F.; Langhammer, J.; Vries, D. de
Konferenzbeitrag
Conference Paper
2005 Vorrichtung und Verfahren zum Synchronisieren eines Audiossignals mit einem Film
Rodigast, R.376821f3-e701-4902-8f4f-43ecf40dc05e; Munderloh, M.; Sporer, T.; Beckinger, M.
Patent
Diese Liste ist ein Auszug aus der Publikationsplattform Fraunhofer-Publica

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