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Technische Universität München

The Auditory System

Dozent: Prof. Dr.-Ing. Bernhard U. Seeber
Assistent: Maryam Bajool, MSc.
Turnus: Wintersemester
Zielgruppe:

Kernbereichsmodul im Schwerpunkt Bio+Neuroengineering im Master EI,

Wahlmodul Master EI
ECTS: 5
Umfang: 2/2/0 (Vorlesung/Übung/Praktika)
Sprache: Englisch
Prüfung:

mündlich. Prüfungstermine und Einschreibung auf Moodle. Kandiaten zur Wiederholungsprüfung

im Sommersemester kontaktieren uns bitte rechtzeitig für individuelle Prüfungstermine.
Zeit & Ort: Vorlesung: Dienstag, 09:45 - 11:15 Uhr, Raum 3815
Übung: Dienstag, 11:30 - 13:00 Uhr, Raum 3815

Vorlesungsinhalt

Am Beispiel des Hörsystems vermittelt der Kurs ein tiefgehendes Verständnis menschlicher perzeptiver Mechanismen und der Grundlagen der Modellierung physiologischer und perzeptiver Prozesse für Studenten, die an Bio- und Neuroengineering interessiert sind. Basierend auf dem Verständnis der Mechnismen und Modelle lernen die Studenten, Lösungen für technische Anwendungen im Audiobereich (z.B. mp3, hearables) und zu Hörhilfen (z.B. Hörgeräte, Cochlea Implantate) zu finden.
Der Kurs deckt die folgenden Themengebiete ab:

  • Physiologie des auditorischen Systems: Außen- und Mittelohr, Cochlea, Hörnerv, Hirnstamm;
  • Mechanismen und Modelle des Außen- und Mittelohres; Außenohrübertragungsfunktionen;
  • Die Cochlea: Physiologie und Wahrnehmung, auditorische Filter-Modelle (DRNL, Meddis Innere Haarzelle);
  • Auditorische/psychoakustische Maskierung: Simultanverdeckung, Nachverdeckung;
  • Unterschiedsschwellen: Intensität, binaurale Merkmale;
  • Lautheit: spektrale Lautheitsmodelle;
  • Binaurales Hören: Binaurale Merkmale, Richtungshören, Physiologie und Modelle, binaurale Entmaskierung, Präzedenzeffekt;
  • Schwerhörigkeit: Arten von Schwerhörigkeit, Frequenzauflösung und auditorische Filter, Maskierung, Lautheit und Recruitment, zeitliche und spektrale Verarbeitung, Tonhöhenwahrnehmung, Modelle der Innenohrschwerhörigkeit;
  • Sprachverstehen: Einflussgrößen, Modelle (Speech Intelligibility Index), binaurales Sprachverstehen, Einfluss von Raumhall und Störschall auf das Sprachverstehen;
  • Auditorische Szenenanalyse;
  • Audio Anwendungen: Virtuelle Akustik, mp3;
  • Hörgeräte: Aufbau, Algorithmen;
  • Cochlea Implantate: Aufbau, Algorithmen, zeitliche und spektrale Auflösung, Modellierung der neuronalen Antwort, Sprachverstehen;

Vorlesungsvideos auf YouTube:

Übung

  • Methoden für Hörversuche und deren Auswertung
  • Grundlagen der statistischen Auswertung von Experimentalergebnissen
  • Ethische Randbedingungen für die klinische Forschung mit Menschen
  • Wörter- und Satztests für die Sprachaudiometrie
  • Modellierung der auditorischen Verarbeitung in Matlab (monaural, binaural)
  • Audio-Demonstrationen.

Prüfungen

Es finden mündliche Prüfungen statt. Termine werden mitgeteilt. Jeder Student ist selbst dafür verantwortlich sich zusätzlich ordnungsgemäß beim Prüfungsamt anzumelden.

Weiterführende Literatur

J. Blauert Spatial Hearing. MIT Press, Cambridge MA, 1996.
H. Fastl , E. Zwicker Psychoacoustics - Facts and Models. Springer-Verlag, 3rd Edition, 2007.
D.M. Green, J.A. Swets Signal Detection Theory and Psychophysics. Peninsula Publishing, Los Altos Hills, Calif., USA, 1988.
N.A. Macmillan, C.D. Creelman Detection Theory: A User's Guide. Psychology Press, 2nd Edition, New York, London, 2009.
B.C.J. Moore An Introduction to the Psychology of Hearing. Emerald Group Publishing, 6th Edition, London, 2012.
B.C.J. Moore Cochlear Hearing Loss: Physiological, Psychological and Technical Issues: John Wiley & Sons Ltd, Chichester, UK, 2007.
E. Terhardt Akustische Kommunikation. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg, 1998.
J.O. Pickles An Introduction to the Physiology of Hearing, Emerald publishing, Bingley, UK, 2008.
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