Publikationsdatenbank der Fraunhofer-Gesellschaft (Fraunhofer-Gesellschaft)

Perceptual coding of audio signals is increasingly used in the transmission and storage of high-quality digital audio, and there is a strong demand for an acceptable objective method to measure the quality of such signals. A new measurement method is described that combines ideas from several earlier methods. The method should meet the requirements of the user community, and it has been recommended by ITU Radiocommunication study groups.

1. Introduction 2. Formalizing nonmonotonic reasoning 3. Nonmonotonic theorem proving 4. Inheritance systems 5. Nonmonotonic rule based systems 6. What has been achieved?

This book provides a comprehensive overview of the important topic of standards, which remains a vastly under-researched field of empirical inquiry. It presents a variety of interesting empirical analyses which reveal the driving forces and the economic impacts of standardization both in the manufacturing and the service sector. The author begins by providing a detailed outline of the various types of standards and their possible economic impacts. Before providing empirical validation of the theoretical arguments, he discusses the influence of standards within the regulatory system. Among the other actors in the standardization process, the author focuses in particular on the role of the firm, which acts as the main impetus for the development and implementation of new standards. He also examines the fundamental link between technical change and standardization, to assess whether this relationship is a virtuous or vicious cycle. In this context, the impact of intellectual property rights within standardization is also highlighted. Another significant aspect is the consequences of standards for trade and their role in fostering or inhibiting international trade flows. Finally, the author investigates the effect on macroeconomic growth where, especially in the new economy, formal standards are a crucial source of codified and publicly available knowledge. The analysis is based on extensive microeconomic, sectoral and macroeconomic data, which allows the author to compare the various economic impacts of standards and derive important policy conclusions. This book is a comprehensive and scholarly treatment of the economics of standards which will undoubtedly inspire further research in the field. It will be required reading for industrial economists, R&D managers and policymakers involved with innovation and trade policy.

Certificates play an important role in education and in professional development in companies. Individual learning records become essential for people’s professional careers. It is therefore important that these records are stored in long-term available and tamper-proof ledgers. A blockchain records transactions in a verifiable and permanent way, therefore it is very suitable to store fingerprints of certificates or other educational items. Blockchain reveals forgery of certificates and it supports learning histories. In this paper, we present the Blockchain for Education platform as a practical solution for issuing, validating and sharing of certificates. At first, we describe the conceptual system overview and then we present in detail the platform implementation including management of certification authorities and certificates, smart contracts as well as services for certifiers, learners and third parties such as employers. Finally, we describe use cases and first evaluation results that we gathered from end user tests with certifiers and conclude with a discussion.

In the course of music recording sessions, the same vocal or instrumental passages are usually performed several times. However, only the best takes are chosen and further processed. Especially for lead vocals and solo instruments, the quantity of recorded material can be overwhelming, which makes the selection process time-consuming. Our goal is to automate and objectify this procedure in order to assist music producers for a faster decision making. The task of automatic best take detection is constrained to monophonic lines of electric guitar and singing voice in popular music. Assuming realistic scenarios during recording sessions, the proposed system requires only a synchronized click track and a backing track with accompanying instruments to be available for analysis.

Elektromotoren besitzen heute ein breites Anwendungsfeld. Vor allem im Automobilbereich werden immer mehr Funktionen durch elektrische Motoren übernommen. Aber auch in industriellen Anwendungen sowie im Haushalt spielen elektrische Maschinen eine immer wichtigere Rolle. Durch die damit verbundene Nähe zum Menschen werden zunehmend leise Motoren gefordert, so dass mit akustisch optimierten Elektromotoren ein Wettbewerbsvorteil erzielt werden kann. Eine maßgebende Quelle für die Geräusche von Elektromotoren sind Schwingungen der Gehäusestruktur, die durch die Magnetkr¨ afte verursacht werden [1]. Diese Kräfte erzeugen auch das Drehmoment des Motors und lassen sich daher nicht verhindern. Allerdings können die Magnetkräfte so beeinflusst werden, dass die Schwingungsanregung und damit auch die Schallabstrahlung verringert werden. Diese Beeinflussung der Magnetkräfte erfolgt meist durch ein entsprechendes MotorDesign unter Berücksichtigung geometrischer Parameter [2]. Ein weiterer Ansatz ist hingegen die direkte Beeinflussung der Magnetkräfte über die in den Spulen fließenden Ströme [3]. Am Fachgebiet Systemzuverlässigkeit und Maschinenakustik SzM der TU Darmstadt wird dazu ein numerisches Modell eines geregelten Permanentmagnet-Synchronmotors (PMSM) entwickelt, mit dem Parameterstudien durchgeführt werden. In Abhängigkeit von der Drehzahl wird gezeigt, welchen Einfluss verschiedene Pulsweitenmodulationsverfahren (PWM Verfahren) auf die abgestrahlte Schallleistung haben.

Die akustische Verbesserung von Maschinen und Produkten, d.h. die Reduktion ihrer Schallabstrahlung, ist allgegenwärtiges Thema in der Produkt(weiter)entwicklung. Forschungsziel am Fachgebiet Systemzuverlässigkeit und Maschinenakustik SzM der TU Darmstadt ist es, die Produktentwicklung zu vereinfachen, indem neue Design-Regeln entwickelt werden, anhand derer auch Akustik-Laien Strukturen akustisch gut auslegen können. Die Körperschallausbreitung in einer Struktur ist verantwortlich dafür, dass Strukturen überhaupt Schall abstrahlen. Daher ist ein Eingriff in die Körperschallausbreitung über strukturelle Änderungen ein direkter Ansatz, um das Strukturverhalten so zu beeinflussen, dass das genannte Ziel erreicht wird. Die Strukturintensität (STI) ist die Größe, die Aufschluss über die Körperschallausbreitung in einer Struktur gibt. Sie ist somit eine vielversprechende Analysegröße. Untersuchungen [1] haben zudem gezeigt, dass Bereiche, in denen viel Energie fließt, auch mehr Schall abstrahlen. Dies bestärkt die Relevanz der Untersuchungen für Design-Regeln zur akustischen Strukturoptimierung anhand der STI.

Wolftöne sind unerwünschte, modulierte Töne, die bei Streichinstrumenten auftreten können, insbesondere bei Violoncelli. Ihre Minderung ist seit jeher eine Herausforderung für den Geigenbau auf der ganzen Welt. Einige mechanische Ansätze zur passiven Minderung von Wolftönen sind bereits auf dem Markt etabliert und werden von Musikern und Instrumentenbauern genutzt, um das Problem einzudämmen. Diese konventionellen Ansätze basieren meist auf den physikalischen Prinzipien eines passiven Tilgers oder einfacher Dämpfungsbeläge. Prinzipiell sind diese Ansätze zwar geeignet, um Wolftöne zu mindern, jedoch können sie den gesamten Klang des Musikinstruments beeinflussen, auch wenn der Wolfton nicht in Erscheinung tritt. Ein weiterer Nachteil besteht in der Empfindlichkeit gegenüber veränderlichen Umgebungsbedingungen, insbesondere der Luftfeuchtigkeit und der Raumtemperatur. Das entwickelte aktive System zur Minderung des Wolftons, basierend auf dem Prinzip der bedarfsgerechten Geschwindigkeitsrückführung, kann den Wolfton ohne die Nachteile konventioneller Ansätze mindern.

Wolftöne sind unerwünschte modulierte Töne, die bei Streichinstrumenten auftreten können, insbesondere bei Violoncelli. Da Wolftöne vorrangig bei hochwertigen und damit aufwändig handgefertigten Celli auftreten, weckt die Minderung der Wolftöne bei Musikern wie auch Wissenschaftlern großes Interesse. Durch vorangegangene Untersuchungen an einem Versuchscello konnte bereits ein erster Wolfton identifiziert und charakterisiert werden. Ein System zur aktiven Minderung dieses ersten Wolftons konnte entwickelt und experimentell validiert werden (siehe DAGA 2015 in Nürnberg [1] und CIM 14 in Berlin [2]). Aktuelle Untersuchungen zeigen, dass an Celli auch ein zweiter Wolfton entstehen kann, der durch den charakteristischen Aufbau des Musikinstruments bei einer höheren Frequenz als der des ersten Wolftons auftritt. Die Vorgänge bei der Entstehung des zweiten Wolftons werden strukturdynamisch dargelegt. Es wird eine Möglichkeit präsentiert, wie auch der zweite Wolfton, analog zum bereits entwickelten System zur aktiven Minderung des ersten Wolftons, aktiv gemindert werden kann. Weiterhin wird gezeigt, dass ein Wolfton bei einem Cello auch ohne die Streichanregung durch einen Bogen, lediglich durch ein Anzupfen der Saite, erzeugt werden kann. Dies zeigt, dass die Streichanregung durch den Bogen nicht die eigentliche Ursache des Wolftons ist, sondern den Wolfton lediglich anfacht.

Geräusche mit tonalem Charakter werden vom Menschen als besonders lästig empfunden. Anders als Geräusche mit rauschartigem Charakter können sie vom Gehirn nur schlecht ausgeblendet werden. Konventionelle Verzahnungen von Stirnradgetrieben erzeugen durch die streng gleichmäßige Anordnung der Zähne entlang des Umfangs überwiegend die lästigen tonalen Geräuschanteile, welche als besonders störend empfunden werden. Bei dem hier vorgestellten Ansatz der inäquidistanten Verzahnung wird der Grundsatz einer gleichmäßigen (äquidistanten) Anordnung der Zähne entlang des Umgangs aufgehoben. Durch eine flexible Anordnung der Zähne kann das durch den Zahneingriff entstehende Geräusch gezielt so verändert werden, dass der tonale Geräuschcharakter verringert wird und so die Lästigkeit des Zahneingriffsgeräusches abnimmt. Es wird dargestellt, wie eine inäquidistante Verzahnung konstruktiv umgesetzt werden kann und welche Herausforderungen sich dabei ergeben. Erste experimentelle akustische Untersuchungen an einem Verspannungsprüfstand zeigen, dass bei einer Stirnradpaarung mit inäquidistanter Verzahnung neben der Lästigkeit auch die Lautheit und sogar der Summenschalldruckpegel des Zahneingriffsgeräusches verringert werden können.

Der Begriff „Energy-Harvesting“ (auf Deutsch „Energieernte“) beschreibt die Umwandlung von Energie aus unterschiedlichen Umgebungsquellen (z.B. optische, thermische oder mechanische Quellen) in elektrische Energie [1,2]. Somit können typischerweise drahtlose Sensornetze versorgt werden, die sich auf Maschinen oder Fahrzeugen an schwer erreichbaren Stellen befinden. Die Erzeugung von elektrischer Versorgung aus der Umgebung erspart einem das regelmäßige Austauschen oder die Aufladung eines Batteriesystems. Methoden für schwingungsbasiertes Energy-Harvesting lassen sich in drei Hauptkategorien einteilen, nämlich elektrostatische, elektromagnetische und piezoelektrische Methoden. Piezoelektret- und Elektret-Energy-Harvester gehören zu den piezoelektrischen bzw. elektrostatischen Methoden [1].

Aufgrund der wachsenden Lärmsensibilisierung der Bevölkerung und gestiegener Kundenansprüche gewinnt die Akustik von Getrieben zunehmend an Bedeutung. Sie werden nicht nur in industriellen Umgebungen eingesetzt, sondern auch in unmittelbarer Nähe der bisweilen kritischen Verbraucher, z. B. für elektrische Fensterheber oder Sitzverstellungen in Fahrzeugen. Für die Beurteilung von technischen Geräuschen ist nicht nur der objektiv messbare Schalldruckpegel relevant, sondern auch die subjektiv empfundene Lästigkeit des Geräusches. Speziell die Lästigkeit von Getriebegeräuschen ist bislang jedoch wenig erforscht, weshalb hierzu grundlegende Untersuchungen erforderlich sind.