Autorenverzeichnis

Uchida, H.

• Door sound and image of cars [DAGA 2003 (Aachen)]
  T. Filippou, H. Fastl, S. Kuwano, S. Namba, S. Nakamura and H. Uchida
[A]

Door sound and image of cars Thomas G. Filippou, Hugo Fastl AG Technische Akustik, MMK, TU München Sonoko Kuwano Osaka University Seiichiro Namba Takarazuka University of Art and Design Seishi Nakamura Hiroshi Uchida Mazda Motor Co. Ltd. In a study of applied psychoacoustics, the sound quality of sounds produced by slaming doors of cars has been rated (Kuwano et al. SQS 2002). The subjects were asked to assign the door sounds to one of the following five categories: luxury sedan, expensive sporty car, economic sedan, pick up truck, others. In addition, the subjects should guess the brand name of the car. In the contribution, histograms are presented, which show the relations between categories and brand names. The ranking of brand names is compared to ratings of car manufacturers by the German Automobile Association (ADAC).

Uffinger, T.

• Numerische und experimentelle Untersuchungen der Schallabstrahlung bei strömungsinduzierten Strukturschwingungen [DAGA 2008 (Dresden)]
  T. Uffinger, S. Becker, F. Schäfer, S. Müller, J. Grabinger and M. Kaltenbacher
[A]

Neben der Wirtschaftlichkeit nimmt der Fahrzeugkomfort heute eine sehr wichtige Rolle in der Akzeptanz und im Kaufverhalten der Bevölkerung ein. Markant ist hier im Fahrzeuginnern ein lästiges tieffrequentes Geräusch, das resultierend aus der Unterströmung des Fahrzeuges im Unterbodenbereich über Vibrationen der Bodenbleche in das Fahrzeuginnere übertragen wird.

Gegenstand der Untersuchungen ist es, die Ursachen zu verstehen und sie so zu beeinflussen, dass die strömungsbedingten Schallentstehungsprozesse in ihrer Interaktion mit der Struktur gezielt beeinflusst werden können. Die Strömung im Unterbodenbereich erweist sich als sehr komplex. In der Arbeit wird daher ein vereinfachtes Modell benutzt, in denen charakteristische Anströmbedingungen definiert wurden und deren Wirkungen auf das Schwingungsverhalten und die akustische Antwort untersucht wurden. Benutzt wurde eine Grenzschichtströmung über einer ebenen Platte. Die sich hinter einem Zylinder ausbreitende Wirbelstrasse überstreicht somit eine Bodenplatte, in die eine weichere Struktur eingebettet ist. Es wird die akustische Wirkung der durch die Strömung induzierten Strukturschwingung betrachtet aber auch den durch die Turbulenz induzierten Lärm.

Die Ergebnisse dieser experimentellen und numerischen Untersuchungen zeigen einen direkten Vergleich beider Methodiken sowie grundlegende Erkenntnisse darüber, wie sich die Turbulenzstruktur sich auf das Schwingungsverhalten einer elastischen Struktur auswirkt und wie damit die Schallentstehung und Schallabstrahlung aufgrund des Strömungsfeldes der Strukturvibration beeinflusst wird.

Uhl, A.

• Forschungsverbund Leiser Verkehr - Projekt FREQUENZ - Lärmarme Nachrüstmaßnahmen für existierende Flugzeuge [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  G. Saueressig, W. Dobrzynski, S. Guérin, S. Fröhlich, J. Jaeglé, W. Jans, B. Kiefner, I. Köhler, M. Kutner, U. Michel, M. Pott-Pollenske, H. Siller, A. Uhl, J. Wiedau and K. Haag
[A]

Unter dem Dach des Forschungsverbunds Leiser Verkehr wurde 2004 das Projekt FREQUENZ gestartet. Im Teilprojekt 3 werden kurz- und mittelfristig einsetzbare Lösungen zur Lärmreduzierung für bereits im Einsatz befindliche Flugzeuge entwickelt. Hierfür müssen einzelne Schallquellen im Überflug genau vermessen werden, um entsprechende lärmarme Modifikationen entwickeln zu können, die dann noch auf Flugtauglichkeit geprüft und zertifiziert werden müssen. Diese Arbeiten basieren auf den Untersuchungen in den vorgeschalteten Teilprojekten 1 und 2, in denen numerischen Methoden eingesetzt und durch Windkanalversuche verifiziert werden. Wirbelgeneratoren konnten erfolgreich an einem Lufthansa Airbus A319 eingesetzt werden, um zwei starke Töne zu eliminieren, die an der Flügelunterseite durch Tankdruckausgleichöffnungen hervorgerufen werden. Ton- und Breitbandschallquellen vom Triebwerk, Fahrwerk und den Hochauftriebssystemen werden ebenfalls analysiert. Weitere Untersuchungen widmen sich lärmarmen Landeverfahren für die Lufthansa Boeing MD11-F, für die Bewertungs- und Umsetzungskonzepte entwickelt werden. Darüber hinaus soll die Quelle eines vom Fahrwerk herrührenden Tons identifiziert und eine lärmarme Modifikation erarbeitet werden.

Uhl, F.

• Akustisch wirksame Unterbodenverkleidungen: Außen- und Innengeräusch [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  F. Uhl and K. Pfaffelhuber
[A]

Unterbodenverkleidungen und Geräuschkapseln mit straßenseitigem Schallabsorptionsvermögen zeigen eine erhebliche akustische Wirksamkeit, insbesondere beim Außengeräusch im Stand. Gesteigert werden kann diese Wirksamkeit noch durch Verschließen der Abgasanlage mit temperaturbeständigen Kapselmaterialien. Im Vergleich zu konventionellen Unterbodensystemen werden Untersuchungen zum Standaußengeräusch und zum Innengeräusch bei Verwendung derartiger Maßnahmen gezeigt.

• Neue Möglichkeiten der akustischen Gestaltung von PKW-Klimakanälen [DAGA 2008 (Dresden)]
  K. Pfaffelhuber and F. Uhl
[A]

Das Ausströmgeräusch von Klimaanlagen steht in der Rangfolge der störenden Fahrzeug-Nebenaggregatgeräusche mit an oberster Stelle. Dies insbesondere in Phasen des Defrostens im Winter und des Herunterkühlens im Hochsommer. Zusätzliches Anbringen von Absorbern im Kanal scheitert im Wesentlichen an den nicht vorhandenen Bauräumen und Querschnitten. Klimakanäle aus klassischen Absorbermaterialien besitzen nicht die nötigen Eigenschaften bzgl. Toleranz und Stabilität. Es wird ein neuartiger Materialansatz eines selbsttragenden, eigensteifen Absorbers vorgestellt, der bei Beibehaltung der bisherigen konstruktiven Eigenschaften klassischer Klimakanäle erhebliche akustische Verbesserungen erlaubt.

Uhlemann, M.

• Spektrale Lautheitssummation von pulsierenden Geräuschen [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J.L. Verhey and M. Uhlemann
[A]

Breitbandige Signale haben gegenüber gleich lauten schmalbandigen Signalen im Allgemeinen einen niedrigeren physikalischen Pegel. Neuere Messungen zeigen, dass dieser als spektrale Lautheitssummation bezeichnete Effekt bei kurzen Schallimpulsen (10 ms) größer als bei langen Signalen (1000 ms) ist. In diesem Beitrag wird untersucht, ob eine erhöhte spektrale Lautheitssummation auch bei Folgen von 10ms langen Rauschpulsen zu finden ist. Hierzu werden Pegel für Testsignale mit Bandbreiten von 200 bis 6400 Hz bestimmt, die als gleich laut wie ein Referenzsignal mit einer Bandbreite von 400 Hz und einem Pegel von 70 dB empfunden wurden. Referenz und Testsignal hatten immer die gleiche zeitliche Struktur, d.h. die gleiche Pulswiederholrate. Es wurden Pulsraten von 3 bis 100 Hz untersucht. Es zeigt sich, dass die spektrale Lautheitssummation bei Pulsfolgen mit Pulsraten von bis zu 50 Hz der für einen 10ms Einzelpuls entspricht. Die Daten werden im Rahmen eines dynamischen Lautheitsmodells diskutiert.

Uhlendorf, V.

• Kontrastmittel der nächsten Generation: Spezialisierte Bläschen für spezifische Anwendungen
  V. Uhlendorf, P. Hauff, M. Reinhardt and M. Mäurer
[A]

Ultraschall-Kontrastmittel (USKM) der ersten Generationen waren meist als Echoverstärker für den Blutkreislauf konzipiert. Bei einzelnen dieser USKM wurden später 'spezifische' Eigenschaften entdeckt, wie z.B. bei Levovist der Late-Phase-Effekt in der Leber, der zur Tumordifferenzierung verwendet wird. USKM der Folge-Generation wurden teils gezielt so entwickelt, dass eine unspezifische Aufnahme umhüllter Mikroblasen durch RES-Zellen in normalem Lebergewebe erfolgt und die Abgrenzung dieser Bereiche von Tumorgewebe ohne RES-Zellen ermöglicht. Die Nutzung spezifisch gebundener Mikroblasen basiert auf dem schon früh gefundenen Phänomen der Zerstörung von USKM-Blasen durch einen genügend starken diagnostischen Ultraschallpuls. Eine mögliche Anwendung ist die gezielte Freisetzung verkapselter Wirkstoffe aus beladenen USKM-Bläschen, die sogar unter Sichtkontrolle im Ultraschallbild erfolgen kann. Der Nachweis selbst einzelner Mikroblasen mittels Ultraschall gelingt insbesondere im Farbdopplermodus oder mit der Weiterentwicklung zur 'Sono-Szintigrafie'. Die hohe Empfindlichkeit dieser Methoden erlaubt es, die Blasenhülle mit spezifischen Markern zu versehen, die an ausgewählte Target-Moleküle binden und einzelne Blasen dort verankern, bis sie bei ihrer akustischen Zerstörung lokalisiert werden. Allerdings muss das zu erkennende Zielmolekül auf der Oberfläche der Blutgefässe liegen, da nur extrem kleine Blasen (oder Blasenvorstufen) die Blutgefässe verlassen könnten. Erste Demonstrationen dieser Technik gelangen mit Entzündungsmodellen (p-Selektin, anti-ICAM1-Antikörper), bei der Darstellung der Angiogenese (alphav-Integrin) und von Lymphknoten (MECA-79) im Tiermodell. Wenn eine Abrasterung des Untersuchungsgebiets (Gewebe) möglich ist, erlaubt die Sono-Szintigrafie durch Lokalisierung zerstörter Mikroblasen eine räumliche Auflösung bis etwa 10 Mikrometer, also weit unterhalb der Wellenlänge.

Uhlrich, G.

• Praktische Aspekte von Mehrmikrofonanordnungen als Frontend für Spracherkenner [DAGA 2003 (Aachen)]
  G. Uhlrich, D. Schuchardt and H. Baesekow
[A]

Praktische Aspekte von Mehrmikrofonanordnungen als Frontend für Spracherkenner Ausgehend von der Zielstellung einer verbesserten Robustheit von Spracherkennern für Gerätesteuerungen in Büro- und Wohnräumen werden die Anforderungen erläutert. Eine Auswahl möglicher Anordnungen wird unter dem Aspekt ihrer praktischen Leistungsfähigkeit in normal halligen Räumen diskutiert. Über praktische Aspekte zur Gestaltung von Mikrofonarrays und zur Realisierung entsprechender Versuchsanordnungen im Rahmen von Untersuchungen im EU-Forschungsprojekt INSPIRE wird berichtet. Eine Softwarelösung zur effizienten Erzeugung von räumlich verteilten Geräuschszenarien wird vorgestellt.

Ultsch, A.

• Temporal audio features for timbre and genre discrimination [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  A. Ultsch and F. Mörchen
[A]

In the MusicMiner project we developed a system for organizing large collections of music with databionic mining techniques. Low level audio features are extracted from the raw audio data on short time windows during which the sound is assumed to be stationary. The resulting down sampled time series are aggregated to form a high level feature vector describing the music. We introduced the systematic use of temporal statistics for aggregation. From the huge set of features a small subset was selected to model timbre distance according to a carefully designed ground truth dataset. The feature vectors are used to discover emergent structures in collections of music by visualization with Emergent Self-Organizing Maps. The MusicMiner is freely available and offers intuitive browsing of large music collections based on the paradigm of geographic maps. In addition to timbre discrimination, the features can also be used for genre classification, or other musical description given enough ground truth data to model the perceptual notion of similarity with distances of feature vectors. We report on the latest results of utilizing the MusicMiner features for timbre and genre discrimination on several large datasets in comparison to previously proposed features.

Ummenhofer, P.

• Automatische Klassifizierung der Motorisierung von vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  H. Rainer, F. Graf, D. Ludwig, P. Ummenhofer and J. Köstinger
[A]

Im vorliegenden Projekt wurden die Grundlagen für ein System zur automatischen Klassifikation der Motorisierung von vorbeifahrenden Kraftfahrzeugen erarbeitet. Durch die Kenntnis der Motorisierung kann in Verbindung mit einer entsprechenden Datenbank auf die vom Kraftfahrzeug emittierten Schadstoffe geschlossen werden. Die Klassifikation erfolgt dabei über die Auswertung des Vorbeifahrtsgeräusches, das neben Strömungs- und Reifenabrollgeräuschen sehr stark vom Motorgeräusch dominiert wird. Das abgestrahlte Motorgeräusch kann als Informationsquelle angesehen werden, dessen Charakteristik einerseits vom verwendeten Kraftstoff und andererseits von der Anzahl der Zylinder und weiteren motorspezifischen Parametern geprägt wird. Dadurch erhält man für jeden Motor-Typ einen so genannten ''Fingerprint'', der in Folge mit Hilfe einer Datenbank ausgewertet werden kann. Der von den Kraftfahrzeugen abgestrahlte Schall wird dabei mit speziellen Messmikrofonen detektiert, die auf bereits bestehenden Überkopfbrücken montiert werden können. Die so erfassten Schallsignale werden einer weiterführenden Analyse unterzogen, um in einem hierarchisch aufgebauten Klassifikationssystem den genauen Motortyp zu identifizieren.

Unterberger, W.

• Development of a New Low Vibration Track System for the Vienna Underground [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  P. Berger, D. Pichler and W. Unterberger
[A]

The Vienna Metro Corporation ''Wiener Linien'' uses a vibration and ground-borne noise attenuating ballast-less track system for its tunnel lines. This system, known as ''Wiener Oberbau'' - ''Viennese superstructure'' - was developed in the 1970s. Its ability to reduce vibrations and ground-borne noise has served the Viennese metro well during this period, with only minimal complaints by residents.

However, some disadvantages caused the Wiener Linien to consider the development of a new track system: problems were encountered with the durability of the mineralised-wool mats used as an elastic layer between rail slab and foundation beam, the light-weight sleepers were found to be prone to material fatigue and the open drainage ditch had to be covered to prevent a safety hazard to firemen and escaping passengers in case of emergency. Therefore the Wiener Linien established a working group of experts to develop a new ballast-less track system. This system was to be based on the fundamental principles and noise and vibration mitigating features of the ''Wiener Oberbau'' but had to avoid its shortcomings.

Following a pre-selection procedure, the work focused on two ballast-less track types. For these two systems, a 300 m long test track was constructed.

To determine the system best suited for the Vienna metro the testing and evaluation programme consisted of an evaluation of the construction process, tests with extensive measurements of deformations, contact pressures, vibrations and noise (minimum standard was the noise and vibration attenuating capacity of the ''Wiener Oberbau'') and a comparison of the life-cycle costs.

Uppenkamp, S.

• Asymmetrie in der Wahrnehmung von kurzen Chirpsignalen [DAGA 2000 (Oldenburg)]
  S. Fobel, S. Uppenkamp, R.D. Patterson and B. Kollmeier
[A]

Frühe akustisch evozierte Potentiale (FAEP) werden üblicherweise durch breitbandige Clicks ausgelöst, sind aber aufgrund der dispersiven Eigenschaften der Cochlea von Antworten auf den hochfrequenten Teil des Stimulus dominiert. Chirpsignale mit ansteigender Momentanfrequenz (Aufwärts-Chirps), die so berechnet sind, daß sie exakt die räumliche Dispersion auf der Basilarmembran ausgleichen, führen zu einer höheren Synchronizität auch bei tiefen Frequenzen und damit zu einer Erhöhung der Welle V der FAEP (Dau et al, 1998, 21st ARO midwinter research meeting, abstract No. 130). Zeitinvertierte Chirpsignale (abfallende Momentanfrequenz, Abwärts-Chirps) führen dementsprechend zu sehr geringer Synchronizität und verminderten FAEP. Diese Ergebnisse lassen zunächst erwarten, daß Aufwärts-Chirps zeitlich kompakter ('wie ein Click') klingen als Abwärts-Chirps. Paarvergleichsexperimente zeigen aber, daß der Abwärts-Chirp als click-ähnlicher wahrgenommen wird bzw. bei grossem Reizpegel sogar kompakter als der Click beurteilt wird. Simulationen im Auditory Image Modell (Patterson et al., J. Acoust. Soc. Am., 1995; 98: 1890-1894), bestehend aus einem eindimensionalen, nichtlinearen Basilarmembran-Modell, einem Modell der Transduktion der inneren Haarzellen, und zeitlicher Integration legen nahe, daß die Feinstruktur in einzelnen Frequenzkanälen für die Wahrnehmung eine grössere Rolle spielt als die Phasenunterschiede entlang der Basilarmembran. Um diese Aussage zu prüfen wurden in weiteren Experimenten Mithörschwellen und Mithörschwellen-Periodenmuster für Aufwärts- und Abwärts-Chirps gemessen.

• Synthetische Vokale als Summe von modulierten Sinustönen [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  S. Uppenkamp, A. Kothari, J. Bailes and R.D. Patterson
[A]

Ziel der Arbeiten ist, mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) durch den Kontrast der Aktivierung durch Vokale und durch geeignete, physikalisch ähnliche Kontrollstimuli (Nicht-Vokale) den Ort einer sprachlautspezifischen Verarbeitung im menschlichen Gehirn zu finden. Die Vokale wurden als Summe von vier Sinusschwingungen bei den ersten vier Formantfrequenzen synthetisiert. Mit unmodulierten Sinustönen ergeben sich dabei keine sprachähnlichen Signale. Mit einer sich periodisch wiederholenden, exponentiell abklingenden Einhüllenden (''damped sinusoid'') werden die Signale jedoch eindeutig als Vokale identifiziert, wenn die Periode der Einhüllenden im Bereich von etwa 80-250Hz liegt, und damit also einer realistischen Tonhöhe für menschliche Stimmen entspricht. Durch eine Randomisierung der Parameter (1) Einhüllenden-Onset und (2) Trägerfrequenzen über die Zeit wurden mit diesem Ansatz verwandte Signale gleicher Energie synthetisiert, die überhaupt nicht mehr wie Vokale klingen. Zur Evaluierung der Signale wurden psychoakustische Diskriminations- und Vokal-Identifikationsexperimente durchgeführt. Mit Hilfe eines Paarvergleichsexperimentes wurden dann insgesamt 18 unterschiedliche, aber eng verwandte Schallbedingungen auf einer relativen Skala der Sprachähnlichkeit angeordnet. Die psychoakustischen Ergebnisse zeigen für die synthetischen Vokale eine zuverlässige Vokalidentifikation und eine brauchbare Sprach-Qualität. Erste Ergebnisse in einem fMRT Experiment bestätigen auch für die so synthetisierten Sprachlaute eine zur linken Hemisphäre hin lateralisierte Aktivierung, posterior zum primären auditorischen Kortex.

• Searching for phonological processing in the human brain using functional MR imaging [CFA/DAGA 2004 (Strasbourg)]
  S. Uppenkamp, R.D. Patterson, I. Johnsrude and D. Norris
[A]

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) allows the visualization of neuronal processes in the brain with a spatial resolution of several millimetres and a temporal resolution of a few seconds. The combination of anatomical and functional images from the same listeners is a unique tool to directly relate physiological processes to anatomical structures in the brain regions of interest. The main problem with fMRI in the auditory modality is the distinction between controlled acoustical stimuli and unwanted noise, that is produced by the MRI scanner during data acquisition. One way to solve this problem is ''sparse temporal sampling'', that is, acoustical stimuli and scanner noise are separated in time, as suggested by Hall et al. (Human Brain Mapping, vol. 7, pp. 213-223, 1999). During this study, functional MRI in a sparse imaging paradigm was used to search for phonological processing in the human brain. Using a set of synthetic English vowels and a set of spectrally matched contrast stimuli that sound nothing like speech (Uppenkamp et al., DAGA 2001, pp. 106-107), we identified a region in the auditory system, where speech sounds are first distinguished from nonlinguistic sounds. When contrasted with silence, all of the sound conditions show remarkably similar activation patterns, centred around Heschl's gyrus bilaterally, with the most prominent peak towards the lateral end of HG. The first processing stage that distinguished the speech sounds from the non-speech sounds was in the superior temporal sulcus (STS) lateral and inferior to auditory cortex.

• Funktional MR imaging of the processing of pitch changes in human listeners [DAGA 2005 (München)]
  S. Uppenkamp and A. Rupp
[A]

Funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) erlaubt die Untersuchung neuronaler Prozesse im Gehirn mit einer Zeitauflösung von wenigen Sekunden bei gleichzeitig hoher räumlicher Auflösung. In einer früheren Studie (Patterson, Uppenkamp, Johnsrude & Griffiths, 2002, Neuron 36, 767-776) konnte mit fMRT eine Hierarchie der zeitgebunden Tonhöhenverarbeitung im Kortex des Menschen nachgewiesen werden. Bei diotischer Stimuluspräsentation zeigte sich für fast alle Versuchspersonen eine bilaterale, tonhöhenspezifische Aktivierung außerhalb des primären Hörkortex im lateralen Bereich des Gyrus temporalis transversus (Heschl). Eine spezifische Aktivierung bei der Präsentation von Melodien findet sich bei vielen Versuchspersonen außerhalb des Heschl Gyrus in angrenzenden kortikalen Assoziationsfeldern, und zwar in vielen Fällen auch bei diotischer Stimulation mit Präferenz in einer Hemisphäre. In der gegenwärtigen Studie wurde bei monauraler Stimuluspräsentation der Einfluß des Darbietungsohres auf die gemessenen Aktivierungskarten untersucht. Für einfache Kontraste zwischen Schall und Ruhe zeigte sich wie erwartet eine deutliche Kreuzung der Hörbahnen von linker und rechter Hemisphäre. Im Gegensatz dazu zeigte sich für die melodiespezifische Aktivierung eine weitgehende Unabhängigkeit vom Eingangsohr für den Stimulus. Diese Ergebnisse werden als weiterer Hinweis auf die hierarchische Organisation der zeitgebundenen Tonhöhenwahrnehmung gedeutet. Die Regionen, die spezifisch bei Änderungen der Tonhöhe aktiviert werden, spiegeln offenbar übergeordnete Verarbeitungsprozesse wider, die über die rein sensorische Kodierung der Stimulusmerkmale hinausgehen.

• Neuromagnetic Representation of Short Melodies in the Auditory Cortex [DAGA 2005 (München)]
  A. Rupp and S. Uppenkamp
[A]

Magnetoenzephalographische Registrierungen (MEG) erlauben in Verbindung mit der räumlich-zeitlichen Quellenanalyse die gezielte Untersuchung der Pitch-Onset-Response (POR), einer späten negativen Antwort im Hörkortex, die beim Einsetzen zeitlicher Regularität eines Reizes auftritt. Aufbauend auf die fMRT-Studie von Uppenkamp (s. Zusammenfassung im gleichen Band) wurde in der vorliegenden Untersuchung der Frage nachgegangen, inwieweit das Auftreten einer Melodie im Vergleich zu einer fixen Abfolge von Tönen eine spezifische Aktivierung auslöst. Darüber hinaus wurde durch die Verwendung von monauralen und diotischen Stimulationen ermittelt, ob sich dabei die im fMRT beobachtete dominante Aktivierung einer Hemisphäre neurophysiologisch replizieren läßt. Die Analyse der Quellenwellenformen zeigte, dass jeder Ton einer Sequenz eine stabile POR auslöst, die bei kurzen Melodien ab dem zweiten Ton gegenüber festen Tonabfolgen eine signifikant stärkere Aktivierung aufwies. Die Quellenlokalisation der melodiespezifischen POR deutet auf einen Generator im Heschl'schen Gyrus hin. Der Vergleich der monauralen und diotischen Stimulation ergab, dass bei monauraler Vorgabe erwartungsgemäß auf der kontralateralen Seite eine stärkere POR ausgelöst wird. Darüber hinaus zeigte sich aber auch, dass in der Regel eine intraindividuell stabile hemisphärische Dominanz der Antwort bei den Probanden vorlag. Die vorliegende MEG-Untersuchung bestätigt somit die durch das fMRT erzielten Effekte und stützt die Vermutung, dass Melodien auf einer anderen Stufe verarbeitet werden als Tonsequenzen mit einer festen Tonhöhe. Darüber hinaus zeigt die Analyse, dass durch die Verbindung beider Methoden eine valide Angabe über den Ort und die genaue zeitliche Aktivierung der durch Melodien ausgelösten POR gewonnen werden kann.

• Optimierung der Meßparameter für die funktionelle Magnetresonanztomographie des auditorischen Systems [DAGA 2006 (Braunschweig)]
  S. Uppenkamp, K. Batsalaruban, E. Bopda and G. Hoiting
[A]

Das Hauptproblem für die Untersuchung des auditorischen Systems mit der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT) ist der Lärm, den der MR Tomograph bei der Datenaufnahme produziert. Je nach verwendeter Bildgebungssequenz können Schalldruckpegel am Kopf der Versuchsperson zwischen 90 und 110 dB SPL entstehen. Ein Versuchsparadigma, mit dem der negative Einfluß auf die gemessenen Aktivierungskarten weitgehend minimiert wird, ist das sogenannte ''sparse temporal sampling'' (Hall et al., Human Brain Mapping, vol. 7, pp. 213-223, 1999). Dieses Paradigma erhöht jedoch die erforderliche Meßzeit, so daß umfangreiche Experimente mit verschiedenen Stimulusbedingungen nur schwer realisierbar sind, da die Probanden in einem Durchgang nicht für mehr als eine Stunde untersucht werden können. In dieser Studie wurde der Einfluß der beiden MRT-Meßparamter TR (time of repeat = Datenrate, mit der eine Sequenz von Schichtbildern aufgenommen wird, 6-10 sec) und TE (time of echo, 39-77 ms) auf die gemessenen Aktivierungskarten im auditorischen System untersucht. Eine zu starke Verkürzung von TR verschlechtert das Verhältnis von Stimuluspräsentation zu Scannerlärm, so daß die gesuchte Aktivierung möglicherweise nicht mehr meßbar ist. Die Verkürzung von TE erlaubt zwar eine schnellere Datenaufnahme für jede einzelne Schichtaufnahme, hat jedoch einen großen Einfluß sowohl auf den Pegel des Störgeräusches als auch auf den Bildkontrast zwischen den unterschiedlich aktivierten Regionen des Gehirns.

• Räumliche Trennung der Repräsentation von Pegel und Signal-Rauschverhältnis im auditorischen Kortex [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Uppenkamp and S.M.A. Ernst
[A]

Maskierungsexperimente sind seit langer Zeit ein wichtiges Werkzeug der Psychoakustik, um sowohl periphere als auch zentrale Verarbeitungsmechanismen im Gehör zu untersuchen. Bislang ist jedoch noch nicht endgültig verstanden, wie die wesentlichen physikalischen Signalparameter Pegel, zeitliche Struktur und Spektrum in die Wahrnehmungsgrößen Lautstärke bzw. Hörbarkeit eines Testsignals transformiert werden. In der hier vorgestellten Studie wurde funktionelle Magnetresonanztomographie (fMRT) verwendet, um die Repräsentation von Pegeländerungen und Änderungen des Signal-Rauschverhältnisses (S/N) im auditorischen Kortex zu untersuchen. Hierzu wurden kurze Melodien aus fünf Sinustönen (zwischen 440 und 587 Hz) bei maskierendem Rauschen für S/N von -18 dB bis +24 dB in 6 dB Schritten präsentiert. Für kleine S/N (-18, -12, -6 dB) ist der gesamte (durch das Rauschen bestimmte) Pegel näherungsweise konstant. Die ''Hörbarkeit'' des Tones nimmt mit dem S/N zu. Für ein S/N von 0 dB und darüber ist der Ton immer gut hörbar, und die wahrgenommene Änderung ist in erster Linie eine Änderung der gesamten Lautstärke, jetzt bestimmt durch den Pegel des Tones. Diese qualitative Trennung der Wahrnehmung von S/N- und Lautstärkeänderungen ist mit fMRT auf Ebene des Kortex nachweisbar. Die Regionen, deren Aktivierung spezifisch an Änderungen des Gesamtpegels gekoppelt ist (hauptsächlich in Planum temporale) und die Regionen, in denen die Aktivierung mit dem Signal-Rauschverhältnis variiert (hauptsächlich am lateralen Ende von Gyrus temporalis transversus) zeigen nur eine sehr geringe Überschneidung. Die Ergebnisse können als ein Hinweis auf unterschiedliche Kodierungsmechanismen für die generelle Lautstärke und die Hörbarkeit von periodischen Signalen gedeutet werden.

• Einfluss der Irregularität der Pegelschwankungen auf die Mithörschwelle von Sinustönen in Rauschen [DAGA 2008 (Dresden)]
  S.M.A. Ernst, S. Uppenkamp and J.L. Verhey
[A]

Psychoakustische Messungen zeigen, dass Maskierer, denen eine Pegelschwankung aufgeprägt wurde, eine niedrigere Verdeckungsleistung aufweisen als unmodulierte Maskierer. Diese Reduktion der Verdeckungsleistung, d.h. die Differenz der Mithörschwellen aus Experimenten mit modulierten und unmodulierten Maskierern wird üblicherweise als ''Comodulation Masking Release'' (CMR) bezeichnet. Der Vergleich von Versuchsergebnissen aus der Literatur mit verschiedenen Modulatoren legt nahe, dass die Größe des CMR eine starke Abhängigkeit vom Grad der Regularität des Maskierers aufweist: Je irregulärer ein modulierter Maskierer ist, desto kleiner ist der CMR-Effekt. Dieser Schluss ist in der Hinsicht problematisch, da sehr verschiede Modulatoren - z.B. rechteckförmig und Tiefpassrauschen - miteinander verglichen wurden, die sich neben der Regularität auch bezüglich anderer Stimulusparameter, wie z.B. des Anteils der Momentanamplituden nahe Null, unterscheiden. In diesem Beitrag wird der Einfluss von Modulationsstatistik und Bandbreite rechteckförmig amplitudenmodulierter Maskierer auf die Mithörschwellen und somit auf den CMR experimentell untersucht. Hierzu wird sowohl bei schmalbandigen als auch bei breitbandigen Maskierern die Mithörschwelle bei modulierten Maskierern mit einer mittleren Modulationsfrequenz von 40 Hz für verschiedene Grade der Irregularität gemessen. Die Ergebnisse werden mit Vorhersagen eines Modells verglichen, das die Pegelschwankungen mit einer Modulationsfilterbank analysiert, um zu klären, inwieweit die Ergebnisse bereits durch Änderungen im Modulationsspektrum erklärt werden können.

• Melodiediskrimination für Kammfilterrauschen: zeitliche oder spektrale Kodierung? [DAGA 2008 (Dresden)]
  H. Wierstorf and S. Uppenkamp
[A]

Die Wahrnehmbarkeit der Tonhöhe eines harmonischen Tonkomplexes bei der Grundfrequenz hängt von der unteren Grenzfrequenz und der Grundfrequenz selbst ab. Bei einem breitbandigen Tonkomplex, der den Grundton enthält, beträgt die untere Grenze für die Wahrnehmbarkeit von ungefähr 33Hz. Liegt die Frequenz des Grundtons darunter, kann er nicht mehr als Tonhöhe wahrgenommen werden. Wird der Tonkomplex hochpassgefiltert, so dass der Grundton und immer mehr Harmonische nicht mehr enthalten sind, verschiebt sich diese Grenze zu höheren Frequenzen. Im vorliegenden Experiment wurde mit einem Melodietest diese untere Grenze für Kammfilterrauschen (iterated rippled noise, IRN) bestimmt. Hierzu wurde bandpassgefiltertes Kammfilterrauschen mit unterschiedlicher Tonhöhe in dazu passend bandstopgefiltertes Rauschen eingefügt und daraus kurze Melodien mit jeweils vier Tönen erzeugt. In einem Zwei-Intervall 4AFC-Paradigma haben die Versuchspersonen bestimmt, welcher von vier Tönen sich während der zweiten Darbietung der Melodie geändert hatte (vgl. Pressnitzer et al., JASA 109, pp. 2074-2084, 2001). Es zeigt sich, dass die untere Frequenzgrenze des Kammfilterrauschens im Übergangsbereich für aufgelöste und unaufgelöste Harmonische eines entsprechenden harmonischen Tonkomplexes liegt. Dieses Ergebnis war unerwartet, da in der Literatur häufig davon ausgegangen wird, dass Kammfilterrauschen rein zeitlich verarbeitet wird und die einzelnen Harmonischen spektral durch das auditorische System nicht aufgelöst werden können.

• Untersuchung der Tonotopie im auditorischen Kortex mit funktioneller Magnetresonanztomographie [DAGA 2008 (Dresden)]
  D. Wendt and S. Uppenkamp
[A]

Die Tonotopie bzw. ''Periodotopie'' bezeichnet die Zuordnung von Frequenzen bzw. Modulationsfrequenzen zu bestimmten Orten innerhalb der einzelnen Stufen der Hörbahn. In verschiedenen Studien zur Untersuchung tonotoper Karten im auditorischen Kortex des Menschen mit funktioneller Magnetresonanztomographie wurde eine tonotope Organisation nachgewiesen. Die Ergebnisse in der Literatur sind allerdings hinsichtlich Größe und Richtung des Frequenzgradienten nicht eindeutig. In dieser Studie wurden Aktivierungskarten des auditorischen Kortex im Hinblick auf Tonotopie und Periodotopie analysiert. Als Stimuli wurden neben reinen Sinustönen auch amplitudenmodulierte Töne mit periodisch wiederholter, exponentiell abklingender Einhüllender (damped sinusoids, Patterson, 1994, JASA 96, 1409-1418) dargeboten. Diesen Stimuli kann gleichzeitig eine spektrale und zeitlich kodierte Tonhöhe zugeordnet werden. So können zeitliche und spektrale Merkmale unabhängig voneinander variiert werden. Für die reinen Töne wie auch für den Träger der modulierten Töne wurden Frequenzen von 250Hz, 1kHz oder 4kHz verwendet. Die Modulationsfrequenz variiert zwischen 125Hz, 50Hz und 20Hz. Die Stimuli wurden als kurze Melodien dargeboten. Die Ergebnisse zeigen einen tonotopen Gradienten von hohen zu tiefen Frequenzen entlang des Gyrus temporalis transversus, von posterior-medial in antero-lateraler Richtung. Bei der Periodotopie deutet sich ebenfalls ein Gradient an, mit einer Verschiebung des Aktivierungsschwerpunktes in lateraler Richtung für niedrigere Modulationsfrequenzen. Hier sind die interindividuellen Unterschiede jedoch vergleichsweise groß.

• Repräsentation von psychoakustischer Maskierung bei modulierten und unmodulierten Störgeräuschen im auditorischen Kortex [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Uppenkamp, S.M.A. Ernst and J.L. Verhey
[A]

In einem Beitrag zur DAGA 2007 (Uppenkamp und Ernst, Fortschritte der Akustik - DAGA 2007, S. 569-570) wurde mit funktioneller Magnetresonanztomographie (fMRT) gezeigt, daß globale Pegeländerungen und Änderungen des Signal-Rauschverhältnisses bei konstantem Gesamtpege für einen Testton in maskierendem Rauschen im auditorischen Kortex in räumlich getrennten Regionen repräsentiert sind. Dieser bisherige Hinweis auf unterschiedliche Kodierungsmechanismen für die generelle Lautstärke und für die Hörbarkeit von periodischen Signalen wurde in der nun vorgestellten Studie im Detail weiter untersucht. Als Maskierer wurde neben unmoduliertem Rauschen auch irregulär rechteckförmig amplitudenmoduliertes Rauschen mit einer mittleren Modulationsfrequenz von 40 Hz verwendet. Aus der Psychoakustik ist für vergleichbare Signale bekannt, daß die Mithörschwelle eines Tones für einen solchen komodulierten Rauschmaskierer um bis zu 20 dB besser ist als für unmodulierte Maskierer (comodulation masking reslease, CMR). Der Vergleich der gemessenen Aktivierungskarten für modulierte und unmodulierte Störgeräusche zeigt, daß das die Aktivierung in den Arealen, in denen die Hörbarkeit des Testtones repräsentiert ist, bei gleichem Signal-Rauschverhältnis für modulierte Störgeräusche stärker ist. Dieses Ergebnis wird als physiologisches Korrelat des psychoakustischen CMR-Effektes im Kortex interpretiert.

Urban, W.

• Ultraschallreinigung von getauchten Membranen zur Aufbereitung von Trinkwasser aus Oberflächenwasser [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  S. Lauterborn, W. Urban and M. Wagner
[A]

Mikro- und Ultrafiltrationsanlagen haben in jüngerer Zeit einen exponentiellen Anstieg zu verzeichnen. Diese Technik bietet bei geringen erforderlichen transmembranen Druckdifferenzen eine sehr hohe Sicherheit bezüglich der Elimination von partikulären Inhaltsstoffen und pathogenen Keimen. Weiterhin sind zahlreiche Membranmaterialien mit unterschiedlichsten Eigenschaften, sowie daraus resultierenden unterschiedlichen Modultypen verfügbar, die damit genau auf den Anwendungsfall abgestimmt werden können. Eine grundsätzliche Problematik stellen aber Fouling und Scaling auf Membranoberflächen dar, die die Leistungsfähigkeit der Membranen in kurzer Zeit vermindern können. Da hier meist ein erheblicher Einsatz von Chemikalien notwendig wird, wurde eine zweistraßige Versuchsanlage mit getauchten Membranen und einer Leistung von 400l/h und Straße entwickelt, bei der auf Chemikalien verzichtet wurde. Stattdessen werden die Membranmodule, die reales Oberflächenwasser aus dem Rhein filtrieren, mit Wasser und Luftüberströmung rückgespült und eines zusätzlich mit Ultraschall behandelt. Wie der Ultraschall auf die Membran wirkt, welche Reinigungsleistung erzielt werden kann und ob er die Trennleistung der Membran beeinflusst, soll dargestellt werden. Dazu wird über eine Online-Trübungsmessung und Partikelzählung sowie über eine Messung chemisch-mikrobiologischer Parameter eine Qualitätskontrolle des Permeates vorgenommen. Vorversuche hatten bereits ergeben, daß die polymeren Membranmaterialien bei bestimmten Frequenzen nicht zerstört werden, aber dennoch abgereinigt werden können.

• Energieoptimierte, ultraschallunterstützte Membranreinigung bei der Ultrafiltration von Oberflächenwasser [DAGA 2008 (Dresden)]
  S. Lauterborn and W. Urban
[A]

Bereits auf der Daga 2007 in Stuttgart konnte anhand von Ergebnissen einer Versuchsanlage zur Trinkwasseraufbereitung aus Oberflächenwasser mit getauchten Polymer-Membranen gezeigt werden, daß es möglich ist, ohne den Einsatz von Reinigungschemikalien durch kombinierte ultraschall-/luftunterstützte Rückspülung (USL-Verfahren) eine wesentlich höhere Filtrationsleistung zu erzielen. Bei dieser Art der Anwendung mit vorgereinigtem Wasser der Rheinwasseraufbereitungsanlage Biebesheim und 130 kHz wurde die Membran nicht zerstört und eine gleichbleibend gute Permeatqualität erzielt. Dies wurde durch online-Tübungsmessung, online-Partikelzählung und chemisch-mikrobiologische Analysen nachgewiesen. Nach Abschluß der Versuche wurde mit den mit 130 kHz und 35 kHz beschallten Membranen zusätzlich ein Druckhaltetest durchgeführt, der die Dichtigkeit der Membranen bestätigte. Weitere Versuche haben ergeben, daß die Ultraschall (US-)Frequenz entscheidend für das Ergebnis ist, wie auch die US-Leistung, aber mit wesentlich verkürzter Beschallungsdauer die gleiche Filtrationsleistung erzielt werden kann, also eine Einsparung von Energie möglich ist. Dies entscheidet letztendlich über die technische Realisierung und einen wirtschaftlichen Einsatz in membranen Wasseraufbereitungsanlagen. Weiterhin werden folgende Fragestellungen untersucht: 1) Ist es möglich, schon verschmutzte Membranen wieder so zu reinigen, daß sie dieselbe Filtrationsleistung wie von Beginn an US-behandelte Membranen erreichen? 2) Wie verhält sich das System bei der Anwendung von Ultraschall am Beginn der Membrannutzung und bei der direkten Beaufschlagung mit unvorgereinigtem Rheinwasser.

Urgela, S.

• Specific Characteristics of Maple Wood as Material Used for Musical Instruments [DAGA 2001 (Hamburg-Harburg)]
  E. Rajcan and S. Urgela
[A]

Maple wood has been used as a standard material for manufacturing of musical instruments for many centuries. It has been used for manufacturing of backs, necks, ribs and bridges of the bowed string instruments and for the manufacturing of different components for other musical instruments as well. Permanent interest in maple wood is quite understandable because of its extraordinary aesthetic properties. The experimental measurements of the chosen maple wood sample sets have shown some tendencies in physical and acoustical characteristics which might be of interest both for manufacturers of musical instruments and wood science specialists.

Utzmann, J.

• Domain Decompositions for Aeroacoustic Simulations in Complex Domains [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  J. Utzmann and C.-D. Munz
[A]

A domain decomposition method for direct aeroacoustic simulations is proposed. The idea is to use a non-overlapping domain decomposition method where the equations, methods, grids and time steps are adapted to meet the local requirements. High-order methods such as the ADER finite volume (ADER-FV) schemes, the ADER discontinuous Galerkin (ADER-DG) methods and finite difference (e.g. Taylor-DRP) methods are used on both structured and unstructured grids, ensuring excellent wave propagation capabilities. In the domains, the Navier-Stokes equations, as well as the Euler Equations and the Linearized Euler Equations (LEE) are solved. Two or more different domains are coupled at their common boundary over the data in the ghostelements. The data are exchanged by interpolating the values from the neighbor-grid onto either the Gauss integration points of the ghost cells (FV and DG methods) or onto the ghostpoints (FD methods) themselves. For DG schemes, the data can be mapped on the cell's degrees of freedom very easily. The interpolation may be high-order (2- or 3-dimensional Lagrange interpolation). Domains with completely different time steps are allowed in order to use the largest time step possible in each domain. In this regard, the so-called Cauchy-Kovalevskaja (CK) procedure takes a key position. The versatility and feasibility of the approach is examined for several benchmark examples.

Uygun, Abidin

• Vergleichsmessung im Impedanzmessrohr [DAGA 2007 (Stuttgart)]
  P. Krämer, H. Krummheuer, R. Bungenberg, C. Völker and A. Uygun
[A]

Vergleichsmessung der Schallabsorption im Impedanzmessrohr

Uygun, Abidin

• Zur Wirkung von aktiven und passiven raumakustischen Maßnahmen auf die Geräuschwahrnehmung und Lebensqualität von Schülern: Ergebnisse aus einer prospektiven Längsschnittstudie [DAGA 2003 (Aachen)]
  M. Meis, A. Uygun, C. Janott, C. Hemmer-Schanze, C. Hilge, J. Kahlert and A. Schick
[A]

Im Rahmen einer prospektiven Längsschnittstudie wurden in zwei Münchner Schulen bei sechs Klassenräumen (mittlere Nachhallzeit, vorher=0.86-1.11 sec.) drei unterschiedliche raumakustische Interventionsmaßnahmen (Mittlere Nachhallzeiten, nachher [Differenz] =0.32-0.57 durch die Akustikdecken, Bedingungen 1 und 3) durchgeführt: 1. Einbau von schallabsorbierenden Materialien, 2. Installation eines Soundfield-Systems und 3. die Kombination von beiden Maßnahmen. Es wurden insgesamt 124 Kinder (59 Mädchen) mittels psychometrisch geprüfter Inventare zur Umweltqualität und Akustik, zum Wohlbefinden und zur schulischen Leistungsfähigkeit befragt. Nach den raumakustischen Interventionen konnten signifikante Verbesserungen in allen drei feldexperimentellen Bedingungen besonders dann nachgewiesen werden, wenn die Fragen sich direkt auf die akustischen Veränderungen bezogen. Mögliche bildungspolitische Konsequenzen werden diskutiert.

• Die Auswirkung unterschiedlicher Decken- und Wandkonzepte auf die Klassenraumakustik [DAGA 2008 (Dresden)]
  A. Uygun and R. Wack
[A]

Die Überarbeitung der DIN 18041 hat erfreulicherweise auch bei Nichtakustikern zu einer Sensibilisierung im Themengebiet ''Raumakustik'' geführt. Eine spezielle Aufmerksamkeit erfährt insbesondere die ''Klassenraumakustik''. Obwohl durch die DIN 18041 für Klassenräume ganz klare Soll-Nachhallzeitanforderungen Tsoll [s] festgelegt werden, lässt sich bei der alltäglichen Abwicklung solcher Aufgabenstellungen immer wieder ein sehr pauschaler Lösungsansatz beobachten. Bei der Pauschalmethode wird nach dem Motto: ''Mehr bringt mehr!'' oder ''Je höher die Absorption, desto besser!'' verfahren. Diese Vorgehensweise ist aus akustischer aber auch wirtschaftlicher Sicht äußerst bedenklich. Damit die planenden Architekten, Behörden und Fachplaner ihre Lösungskonzepte auf der Basis von objektiven Fakten entwickeln können, wurden durch das Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP) eine objektivierende Praxisstudie durchgeführt. Diese Praxisuntersuchung sollte beleuchten, wie sich unterschiedliche Decken- und Wandkonzepte hinsichtlich Nachhallzeit, Deutlichkeit und Sprachverständlichkeit auswirken. Im Rahmen dieser Studie wurde eine Vielzahl von Lösungsvarianten messtechnisch überprüft. Neben unterschiedlich stark wirksamen Akustikdeckenkonzepten wurden auch Klassenraumkonzepte mit einem Rückwandabsorber getestet. Die Untersuchung hat aber auch bekannte Deckenkonzepte, mit 2/3 absorbierend und 1/3 reflektierend, analysiert. Des weiteren wurden im Deckenbereich streifenförmige und schachbrettartige Lösungskonzepte betrachtet. Aus den Untersuchungen konnte eine Vielzahl von Erkenntnissen gewonnen werden, die für akustische Laien und für fachlich versierte Personen gleichermaßen interessant sein dürften.