phy733 - Compulsory Optional Subject Hearing Research

Institute of Physics		6 KP
Module components	Semester courses Summer semester 2024	Examination
Lecture	5.04.4012 - Informationsverarbeitung und Kommunikation / Information Processing and Communication Priv.-Doz. Dr. Jörn Anemüller Thursday: 10:00 - 12:00, weekly (from 04/04/24) Course topics: - Information processing in the brain, neurons, receptive fields - Simple classification models, the perceptron, linear discriminant analysis, regression approach to classification - Generative approaches, k-nearest neighbour classification, Bayes equation - Model selection and cross-validation - Logistic regression, binary cross-entropy loss function, gradient descent - Gradient descent optimization and regularization, multi-layer perceptron and error backpropagation - Convolutional networks, deep neural networks, receptive fields in deep netoworks - Reinforcement learning - Sequence modeling, speech recognition, markov chains, hidden markov model (HMMs) - Transformer deep networks, large language models (LLMs), from HMMs to LLMs - Information theory, measuring information, entropy - Information theory continued, entropy bound for coding, compression The course language is English or German, with English used by default and German used in case of only German native language speakers taking the course. 5.04.4027 - Sprachverarbeitung Prof. Dr. Bernd Meyer Tuesday: 12:00 - 14:00, weekly (from 02/04/24) In dieser Vorlesung werden Inhalte der menschlichen und maschinellen Sprachverarbeitung behandelt. Das Themenspektrum reicht dabei von technischen Lösungen zur Erkennung oder Kompression von Sprachsignalen bis zu neurophysiologischen Themen, z.B. die kortikale Repräsentation von Sprache. Unter anderem werden folgende Fragen untersucht: - Wie funktioniert die menschliche Spracherzeugung? - Welche Methoden sind zur automatischen Sprachverarbeitung wichtig? - Wie kann man effektiv Sprachsignale darstellen (z.B. zur effektiven Übermittlung nötig)? - Was wissen über Sprachwahrnehmung beim Menschen, insbesondere mit Hinblick auf Neurophysiologie? Es handelt sich um eine integrierte Veranstaltung, in der sich Vorlesungs- und Übungselemente abwechseln. Teilnehmer sollen optimalerweise einen Rechner dabei haben, um das Erlernte nachzuvollziehen, Algorithmen selbst anzuwenden und teilweise selbst zu implementieren. 5.04.4589 - Angewandte Psychophysik II: Anwendungen im Sound Design / Applied Psychophysics II: Applications in sound design Prof. Dr. Steven van de Par Stephan Töpken Mittwoch: 16:00 - 18:00, wöchentlich (from 03/04/24) Psychoakustische Bewertungs- und Analysemethoden für Untersuchungen der Geräuschqualität und für Sound Design. Messmethoden und Skalen. Überschwellige Empfindungsgrößen wie Tonhaltigkeit, Rauigkeit und Lautheit inklusive Modellierung. geräuschbewertungen und Lästigkeit. Kontextvariablen, Berechnungsmethoden und Subjektivurteile. 5.04.711 - Akustik Dr. Stephan Ewert, Dipl.-Phys. Prof. Dr. Dr. Birger Kollmeier Prof. Dr. Steven van de Par Tuesday: 16:00 - 18:00, weekly (from 02/04/24) Friday: 08:00 - 10:00, weekly (from 05/04/24) Schwingungen und Wellen, physikalische Grundlagen der Akustik, Erzeugung und Ausbreitung von Schall, Messung und Bewertung von Schall, Verarbeitung und Analyse akustischer Signale, Akustik von Stimme und Sprache, Sprachpathologie, Schalldämmung und –dämpfung, Raum- und Bauakustik, Elektroakustik, Stoßwellen, Photoakustischer Effekt; ausgesuchte Kapitel der Akustik, der Vibrationen und des Ultraschalls.
Seminar	5.04.4201 - Oberseminar Kommunikationsakustik Prof. Dr. Bernd Meyer Thursday: 16:00 - 18:00, weekly (from 04/04/24) 5.04.4208 - Oberseminar Signal- und Sprachverarbeitung Prof. Dr. Simon Doclo Monday: 10:00 - 12:00, weekly (from 08/04/24) Aktuelle Forschungsarbeiten aus folgenden Gebieten der Signal- und Sprachverarbeitung: Ein- und mehrkanalige Sprachverbesserung, Sensornetzwerke, Sprachmodellierung, Sprachtechnologie, Signalverarbeitung für Hörgeräte und Multimedia. 5.04.4210 - Oberseminar Akustik Stephan Töpken Siegfried Gündert Prof. Dr. Steven van de Par Thursday: 14:00 - 16:00, weekly (from 04/04/24) 5.04.4224 - Oberseminar Medizinische Physik Prof. Dr. Dr. Birger Kollmeier Dr. Stefan Uppenkamp, Dipl.-Phys. Thomas Brand Dr. Stephan Ewert, Dipl.-Phys. Tuesday: 10:00 - 12:00, weekly (from 02/04/24) Aktuelle Forschungsarbeiten aus folgenden Gebieten der medizinischen Physik; Signalverarbeitung und Akustik: Audiologie, Neurosensorik (EEG,MEG, fMRI, OAE,…), Psychoakustik, Sprachakustik, Sprachtechnologie, Signalverarbeitung für Hörgeräte und Multimedia 5.04.4229 - Oberseminar Physiologie und Modellierung auditorischer Wahrnehmung Prof. Dr. Mathias Dietz Tuesday: 08:00 - 10:00, weekly (from 02/04/24) Vorstellung und Diskussion eigener Forschungspläne, sowie eigener Forschungsergebnisse. Vorstellung und Diskussion fremder publizierter Forschungsarbeiten. Schwerpunktthemen sind binaurales Hören, Cochlea Implantate, subkortikale neuronale Verarbeitung, modellbasierte Diagnostik von Hörstörungen, Signalentdeckungstheorie, Psychophysik 5.04.4697 - Oberseminar Virtuelle Akustik und auditorische Wahrnehmung Dr. Stephan Ewert, Dipl.-Phys. Thursday: 16:00 - 18:00, weekly (from 04/04/24)
Exercises	5.04.4012 Ü1 - Übung zu Informationsverarbeitung und Kommunikation / Information Processing and Communication Priv.-Doz. Dr. Jörn Anemüller Eike Jannik Nustede, M. Sc. Tuesday: 16:00 - 18:00, weekly (from 09/04/24) Die Studierenden erlernen, wie statistische Eigenschaften von Signalen zur Lösung von Problemen der Angewandten Physik, insbesondere der Klassifikation, parametrischen Modellierung und Übertragung von Signalen genutzt werden können. Theoretische Lernziele beinhalten damit eine Wiederholung und Festigung statistischer Grundlagen und eine Verständnis von deren Nutzung für Algorithmen unterschiedlicher Zielsetzung und Komplexität. Im praktischen Teil werden Eigenschaften der behandelten Methoden selbständig erarbeitet sowie Algorithmen auf dem Rechner implementiert und auf reale Daten angewendet, so daß der Umgang mit theoretischen Konzepten und ihre praktische Umsetzung erlernt werden. Inhalte: Grundfragen der Informationsverarbeitung (Klassifikation, Regression, Clustering), Lösungsmethoden basierend auf Dichteschätzung und diskriminativen Ansätzen (z.B. Bayes Schätzung, k-nearest neighbour, Hauptkomponentenanalyse, support-vector-machines, Hidden-Markov- Modelle), Grundlagen der Informationstheorie, Methoden der analogen und digitalen Nachrichtenübertragung, Prinzipien der Kanalcodierung und Kompression
Hinweise zum Modul
Prerequisites Bachelor in Physik, Technik und Medizin oder entsprechend Module examination M Skills to be acquired in this module Die Studierenden kennen die Forschungsmethoden und -gegenstände des Exzellenzcluster Hearing4all im physikalischen und Ingenieurwissenschaftlichen Bereich und können sie anwenden.