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Zur Beschreibung des Verhaltens der Schallausbreitung in Räumen nutzt man die experimentelle und immer mehr die rechnerische Simulation. Doch trotz der fortschreitenden Entwicklung der Rechnersysteme stellt die Simulation auf Grundlage numerischer Verfahren nach wie vor ein Problem dar. Vor allem für große Räume mit komplexer Geometrie und in Hinblick auf ein breitbandiges Ergebnis sind die Berechnungen bisher nicht in angemessener Zeit durchzuführen. Für diesen Fall bedient man sich weiterhin der geometrischen Raumakustik und ihrer Verfahren. Unter der Annahme, dass sich die Wellenausbreitung gleichfalls durch Strahlen annähern lässt, konnten schnellere und flexiblere Simulationsverfahren entwickelt werden. Diese teilweise rein probalistischen Verfahren unterliegen jedoch einer wesentlichen Einschränkung. Die Beugung in der Nähe und um Kanten herum kann damit nicht berechnet werden. Zur Lösung des Problems wurden zahlreiche Methoden entwickelt, die entsprechend ihres Modellansatzes den Beugungseffekt durch geometrische Verfahren annähern bzw. exakt berechnen können. Zwei dieser Entwicklungen werden in dieser Arbeit vorgestellt. Die erste Methode, benannt nach ihren Entwicklern Biot, Tolstoy und Medwin und später durch Svensson erweitert, ist die BTM-Methode zur Berechnung der Impulsantwort einer Kante. Die zweite Methode basiert auf dem Huygens-Fresnelschen Prinzip und berechnet den gebeugten, noch zu erwartenden Betrag der Schallenergie am Empfänger. Trotz besserer Algorithmen sind die damit berechneten Ergebnisse mit Vorsicht zu betrachten. Nicht zuletzt unterliegt die Simulation den Einschränkungen des zugrunde liegenden Modellansatzes. Die Qualität der Ergebnisse steht zudem im direkten Zusammenhang mit dem Vorwissen des Anwenders und dessen Kenntnis über den Funktionsumfang des Simulationsprogrammes. Entsprechende Untersuchungswerkzeuge und Methoden müssen also zur Überprüfung der Umsetzung auf der einen Seite und zur Qualitätsbeurteilung durch den Anwender auf der anderen Seite eingesetzt werden. Diese Arbeit stellt dabei verschiedene Methoden und Herangehensweisen dar, wie eine Vergleichsmessung durchzuführen ist und in wie weit welche Berechnungsschritte und Ergebnisse visuell aufbereitet dargestellt werden sollten.

Die Aufgabe des im virtuellen Studio der Technischen Universität Ilmenau eingesetzten Trackingsystems ist die exakte Erfassung interner und externer Kameraparameter. Für die Bestimmung der Orientierung erfolgt die Analyse des Kamerabildes. Da mit diesem komplexen Algorithmus Verzögerungen im Bereich mehrerer Frames einhergehen, soll in dieser Bachelorarbeit der alternative Einsatz eines Inertialsensors evaluiert werden. Dabei steht die Frage nach Genauigkeit und Echtzeitfähigkeit des Systems im Vordergrund. Ausgehend von den Anforderungen lassen sich Ziele und Vorgehensweisen für Integration und Vermessung des Sensors ableiten. Die Einbettung des Systems setzt sich aus der Entwicklung eines spezifischen Programmcodes, der Montage und der Kalibrierung des Sensors zusammen. Für die Vermessung des Systems werden im Rahmen dieser Arbeit drei entwickelte Messungskonzepte vorgestellt, durchgeführt und diskutiert. Sie dienen der Bewertung von Genauigkeit und Praxistauglichkeit des Sensors. Die Echtzeitfähigkeit des Systems wird separat betrachtet. In der Zusammenfassung der Arbeit erfolgt eine Einschätzung der Eignung des Sensors für den Einsatz im virtuellen Studio zur Bestimmung der Kameraorientierung. Zudem dient ein Ausblick als Ansatzpunkt für weitere Forschungsfragen.

Die Transferpfadanalyse (TPA) ist ein Verfahren, das in der Fahrzeugakustik eingesetzt wird, um zu analysieren, über welche Schnittstellen die meiste Energie in die Karosserie eingeleitet wird. Dazu ist es notwendig, die wirkenden Kräfte an diesen Punkten zu ermitteln. Dies kann über direkte und indirekte Verfahren erfolgen. Eine indirekte Methode, die in dieser Arbeit zur Anwendung kommt, ist das inverse Matrixverfahren. Dazu wird eine Inertanzmatrix invertiert und mit gemessenen Beschleunigungen aus einer Betriebsmessung multipliziert. Durch die Matrixinvertierung ist das System potentiell fehleranfällig gegenüber kleinen Messungenauigkeiten, wie zum Beispiel Rauschen der Sensoren. Daher werden in den nachfolgenden Versuchen zwei Parameter untersucht und deren Einfluss auf die Qualität der synthetisierten Beschleunigungen geprüft. Es zeigt sich, dass sowohl die Bedämpfung des Systems, als auch die Überbestimmung der Inertanzmatrix als gewählte Parameter verbesserte Prognosen der Zielgrößen ermöglichen. In einer weiteren Messreihe wird die TPA im Fahrzeug angewandt. An zwei Mikrofonpositionen im Fahrzeuginnenraum werden Schalldrücke prognostiziert. Das untersuchte Geräusch ist das Verzahnungsgeräusch eines PKW-Getriebes für Heck-Antrieb. Zusätzlich zu den Messungen wird in MATLAB ein Softwaretool entwickelt, das die gewonnen Messdaten analysiert und die notwendigen Berechnungen zur TPA durchführt.

Informationen über die dreidimensionale Szenengeometrie eines Raumes können in vielen Bereichen der Informationstechnik und besonders im Bereich von Computer Vision der Grundbaustein für komplexe Systeme sein, die zur Lösung eines speziellen Problems ein- gesetzt werden. Die Gewinnung von Informationen über die Struktur einer Szene ist ein komplexes und gut untersuchtes Themengebiet. Es gibt eine Vielzahl an Möglichkeiten, die gewünschten Informationen zu erhalten. Eine Variante ist die Stereobildanalyse und die Tiefenberechnung mit Hilfe der Disparitätsanalyse. Inwieweit es möglich ist, aus zweidimensionalen Stereobildern die Tiefenstruktur einer Szene mit Hilfe der Disparität zu berechnen, zeigt die vorliegende Diplomarbeit auf. In der Arbeit werden die Grundlagen der Stereobildanalyse betrachtet und es wird die Dis- paritätsanalyse mit Hilfe des Block Matchings erforscht. Aufgezeigt wird, dass das Block Matching Verfahren ein sehr leistungsstarkes Werkzeug ist, um der anspruchsvollen Aufga- be der Korrespondenzanalyse entgegen zu treten. Ein weiterer Schwerpunkt der Untersu- chungen liegt in der Optimierung von Disparitätskarten. Neben theoretischen Reflexionen wird praktisch ein Algorithmus entwickelt, der auf dem Block Matching Verfahren basiert und verschiedene Korrelationsmetriken realisiert. Zur Anwendung kommen die SAD- und NCC-Metrik sowie nicht-parametrische Transformationen in Form von Rank und Census. Als ein Optimierungsverfahren wird die Verwendung adaptiver Fenster implementiert. Im Rahmen der praktischen Entwicklung des Algorithmus in C++ und der anschließenden Evaluation hat sich herausgestellt, dass die Verwendung adaptiver Fenster zur Dispari- tätsanalyse die besten Ergebnisse liefert. Im Endergebnis wird gezeigt, dass der entwickel- te Algorithmus gute Disparitäts- und Tiefenkarten gewinnen kann. Als Anwendungsfall wird das Segmentieren von Videomaterial beim Keying betrachtet. Es stellte sich heraus, dass die Qualität der gewonnenen Tiefenkarten für diesen Anwendungsfall nicht ausreicht. Dennoch können die gewonnenen Tiefenkarten für eine Vielzahl anderer Anwendungsfälle, wie z. B. der Hinderniserkennung oder der Steuerung autonomer Roboter, genutzt werden.

Die Raumakustik hat das Ziel, für jeden Raum eine angemessene akustische Umgebung zu schaffen. Es existieren verschiedene Herangehensweisen, mit deren Hilfe Parameter für eine akustische Beschreibung eines Raumes berechnet werden können. Zu den wichtigsten Parametern zählt die Nachhallzeit. Sie ist als die Abklingdauer nach dem Abschalten eines akustischen Signals in einem Raum definiert. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit einer raumakustischen Analyse von Sporthallen. Während der raumakustischen Projektierung treten häufig kleine Abweichungen der Nachhallzeit zwischen Prognose und Endzustand auf. Bei Sporthallen ist jedoch die erwartete Nachhallzeit immer deutlich kürzer als die gemessene Nachhallzeit. Es wird vermutet, dass Sporthallen durch ihre Bauform Schallenergie besser speichern können, als durch die Prognose angesetzt wird. Aus diesem Grund wurden verschiede raumakustische Messungen durchgeführt. Durch diese Messungen sollte ein Nachweise über die Existenz eines Nachhallreservoirs geführt werden. Des Weiteren wurden Ansätze für die Anpassung der statistischen Berechnungen nach Fitzroy an die typische Bauform einer Sporthalle untersucht. Hierbei wurden die Verhältnisse zwischen Länge, Breite und Höhe als Ausgangspunkt für die Verbesserung genutzt. Die Messungen ergaben, dass Unterschiede in Längs- bzw. in Querrichtung auftreten. Jedoch sind diese nur minimal und für einen Beweis nicht hinreichend eindeutig. Die Anpassung der Berechnung nach Fitzroy zeigt eine Verbesserung und ist durch weitere Objekte zu validieren.