TUD |
Institut für Akustik und Sprachkommunikation |
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LehreInhalt 3.-4. Semester Informationen zur Wertung im ECTS 3.-4. SemesterWintersemester (Systemtheorie I): Sommersemester (Systemtheorie II): Das Lehrgebiet Systemtheorie vermittelt die allgemeinen begrifflichen und methodischen Grundlagen zur Beschreibung (Darstellung, Modellierung) dynamischer Vorgänge in Natur und Technik. Der Student soll erkennen, dass physikalische und technische Systeme, insbesondere in der Elektrotechnik/Elektronik sowie der Automatisierungs- und Informationstechnik, von einem einheitlichen Standpunkt aus betrachtet und mathematisch beschrieben werden können. Ein Grundprinzip der Lehrveranstaltung besteht im Herausarbeiten wesentlicher Begriffe, mit deren Hilfe die weitgehend einheitliche mathematische Beschreibung der verschiedenen Systemklassen möglich wird. Hierzu zählen z.B. der Abbildungs- und der Zustandsbegriff. Die stoffliche Gliederung nach den Gesichtspunkten diskrete und kontinuierliche Zeit sowie diskrete und kontinuierliche Signalwerte führt auf eine überschaubare Klassifizierung in digitale Systeme, zeitdiskrete Systeme und zeitkontinuierliche Systeme, wobei innerhalb jeder dieser Klassen einerseits zwischen linearem und nichtlinearem und andererseits zwischen statischem und dynamischem Verhalten unterschieden wird.
Einführung in die Systemtheorie Wintersemester 2 Semesterwochenstunden Vorlesung Einführung in die Grundlagen der Systemtheorie für Studierende im Nebenfach.
5.-6. Semester(Stochastische Signale und Systeme) Wintersemester: Das Lehrgebiet Systemtheorie vermittelt die allgemeinen begrifflichen und methodischen Grundlagen zur Beschreibung (Darstellung, Modellierung) dynamischer Vorgänge in Natur und Technik. Der Student soll erkennen, dass physikalische und technische Systeme, insbesondere in der Elektrotechnik/Elektronik sowie der Automatisierungs- und Informationstechnik von einem einheitlichen Standpunkt aus betrachtet und mathematisch beschrieben werden können. Den Schwerpunkt des Lehrfaches Systemtheorie III bilden Methoden zur Untersuchung statischer und dynamischer Systeme unter der Einwirkung stochastischer Signale. Hierzu werden zunächst auf Grundlage der Wahrscheinlichkeitsrechnung der Begriff des zufälligen Prozesses eingeführt und Methoden für seine mathematische Beschreibung angegeben. Die Übertragung stochastischer Signale durch Systeme wird insbesondere für nichtlineare statische Systeme (Transformation der Dichtefunktion) und für lineare dynamische Systeme (Transformation des Leistungsdichtespektrums) herausgearbeitet.
Wintersemester: Aufbauend auf den Vorlesungen zur Systemtheorie im Grundstudium werden grundlegende Probleme der Analyse, Verarbeitung und Auswertung von Signalen mit besonderer Betonung digitaler Verfahren behandelt:
Damit soll der Hörer befähigt werden, moderne Systeme der Informationsübertragung und -verarbeitung zu beherrschen. Die Vorlesung schafft Voraussetzungen für signaltheoretische Spezialvorlesungen und wird von Vorlesungsexperimenten und Rechenübungen begleitet.
Sommersemester: Die Vorlesung setzt die Grundvorlesung "Signalverarbeitung" wie folgt fort: Kurzzeit-Spektralanalyse, Spezialverfahren der Signalanalyse (Cepstrum, LPC, Hilbert-Transformation usw.), Operationen in Merkmalräumen (Vektorquantisierung, Merkmaltransformationen). Die Vorlesung vertieft außerdem die Lehrveranstaltung "Systemtheorie III" durch die ausführliche Behandlung der Theorie der Optimalfilter (Wiener-Filterung) und ihrer zeitdiskreten Konsequenzen.
Technische Sprachkommunikation Sommersemester: Wintersemester: Die Lehrveranstaltung konzentriert sich auf die kommunikativen Aspekte gesprochener Sprache. Sie beschreibt den menschlichen Sprachproduktionsprozess sowie seine Modellierung durch (lineare) Modelle. Diese Grundlagen werden auf technische Aspekte wie Sprachcodierung und Sprachsynthese angewendet. Die Vorlesungen werden durch ein Laborpraktikum folgenden Inhalts ergänzt. Das Sprachsignal und seine Repräsentation, computergestützte Verarbeitung von Sprachsignalen, Merkmalgewinnung für die Spracherkennung, Theorie und Praxis der Mustererkennung, Sprachcodierung und -synthese.
Hauptseminar Systemtheorie - Sprachtechnologie - Kommunikationsakustik Wintersemester: Ziel des Hauptseminars ist die Beschäftigung mit systemtheoretischen, sprach-technologischen und kommunikationsakustischen Problemen. Themen das Hauptseminars sind zum einen überblickhafte Beiträge (z.B. "Prosodiemodelle") zum anderen sehr spezielle Probleme (z.B. "Minimalphasigkeit ? minimale Gruppenlaufzeit").Im Rahmen des Hauptseminars hält jeder Teilnehmer einen Vortrag und erwirbt somit Erfahrung im selbstständigen Bearbeiten eines Themas, im Vortragen sowie in der Disputation seines Beitrags.
7.-8. SemesterWintersemester: Die Lehrveranstaltung stellt die Grundlagen der akustischen Mustererkennung dar und behandelt einige wesentliche Algorithmen. Dazu zählen: Linearklassifikatoren, Supportvektormaschinen, Künstliche Neuronale Netze, Das vermittelte Wissen kann auf den Gebieten der Kommunikationstechnik, zerstörungsfreien Prüfung, Maschinendiagnose sowie der intelligenten Musik-, Bio- und Sprachsignalverarbeitung angewendet werden.
Wintersemester: Die Vorlesung vertieft die in der Lehrveranstaltung "Technische Sprachkommunikation" vermittelten Grundlagen zur Sprachsynthese. Im Vordergrund steht vor allem die technische Realisierung von Text-to-Speech-Sprachsynthesesystemen. Dabei werden sowohl Fragen der linguistisch-phonetischen Umsetzung (Umsetzung einer in schriftsprachlicher Form vorliegenden Eingangsinformation in eine sprechbare Zeichenfolge) als auch der phonetisch-akustischen Umsetzung (Generierung des synthetischen Sprachsignals und prosodische Manipulation) behandelt. Darüber hinaus umfaßt die Vorlesung den Problemkreis der Erstellung und Optimierung von Einheiteninventaren für Sprachsynthesesysteme und Aspekte multilingualer Systemkonzepte. Die Lehrveranstaltung vermittelt Kenntnisse, die vor allem im Bereich der Nachrichtentechnik, Telekommunikation und multilingualer Techniken Bedeutung besitzen, aber auch in anderen Fachgebieten von aktuellem Interesse sind.
Sommersemester: Um gesprochene Sprache zu verarbeiten, benötigt man nicht nur die signalnahen Algorithmen (Vorlesung "Akustische Mustererkennung"). Es ist außerdem erforderlich, Strukturen zu behandeln, die die höheren Stufen der Sprachverarbeitung kennzeichnen. Die Lehrveranstaltung umfasst hauptsächlich die Probleme der Syntax und Semantik gesprochener Sprache. Es wird gezeigt wie Wissen über die Sprache in deren automatische Verarbeitung eingebracht wird. Dadurch entsteht gleichzeitig eine Verbindung zu den Methoden der künstlichen Intelligenz.
Wintersemester: Die Lehrveranstaltung vermittelt Kenntnisse über die Verarbeitung von Audiosignalen und Implementierung entsprechender Algorithmen auf Digitalen Signalprozessoren (DSP). Nach Vermittlung von Grundlagen der Audiosignalverarbeitung und zur technischen Realisierung entsprechender Algorithmen werden ausgewählte Anwendungen auf der Basis der akustischen Mensch-Maschine-Schnittstelle behandelt. Nachfolgend werden praktische Fertigkeiten zur Implementierung entsprechender Algorithmen auf Digitalen Signalprozessoren vermittelt.
Wintersemester: Das Praktikum Akustik beinhaltet Experimente in beiden Arbeitsgruppen des Institutes. Die Praktikumskomplexe umfassen die Fachgebiete der Technischen Akustik, der Elektromechnischen Systeme und der Sprachkommunikation.
MasterStochastic Signals and Systems winter semester: The subject area "System Theory" includes general definitions and basic methodology that are required to describe dynamic processes in nature and engineering.
StudienarbeitIm 7. bzw. 8. Semester Anfertigung einer Studienarbeit (Bearbeitungszeit ca. 450 Arbeitsstunden, in etwa 3 Monaten) mit einer Aufgabenstellung aus der Arbeitsrichtung "Sprachkommunikation" des Instituts. Einzelheiten werden in einem Gespräch mit dem betreffenden Betreuer festgelegt. DiplomarbeitIm 10. Semester Anfertigung einer Diplomarbeit (Bearbeitungszeit 6 Monate) mit einer Aufgabenstellung aus der Arbeitsrichtung "Sprachkommunikation" des Instituts. Einzelheiten werden in einem Gespräch mit dem betreffenden Betreuer festgelegt. |
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