phy733 - Compulsory Optional Subject Hearing Research

Institute of Physics

6 KP

module responsibility

Birger Kollmeier

Prüfungsberechtigt

Thomas Brand
Mathias Dietz
Stephan Ewert
Volker Hohmann
Birger Kollmeier
Bernd Meyer
Steven van de Par
Stefan Uppenkamp

Module components

Semester courses Summer semester 2025

Examination

Lecture

5.04.4012 - Informationsverarbeitung und Kommunikation / Information Processing and Communication
- PD Dr. Jörn Anemüller
Thursday: 10:00 - 12:00, weekly (from 10/04/25)
Dates on Tuesday, 19.08.2025 09:00 - 18:00, Friday, 10.10.2025 09:00 - 16:00
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.
5.04.4589 - Angewandte Psychophysik II: Anwendungen im Sound Design / Applied Psychophysics II: Applications in sound design
- Prof. Dr. Steven van de Par
- Stephan Töpken
Wednesday: 16:00 - 18:00, weekly (from 09/04/25), Location: W02 0-067
Dates on Monday, 21.07.2025 11:00 - 12:00, Location: W01 0-012
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
- Prof. Dr. Dr. Birger Kollmeier
- Prof. Dr. Steven van de Par
Tuesday: 16:00 - 18:00, weekly (from 15/04/25), Location: W03 2-240
Friday: 08:00 - 10:00, weekly (from 11/04/25), Location: W03 2-240
Dates on Tuesday, 08.04.2025, Tuesday, 13.05.2025 14:00 - 16:00, Wednesday, 28.05.2025, Wednesday, 04.06.2025, Wednesday, 11.06.2025, W ...(more), Location: W02 1-148, W02 1-128, W03 2-240 (+1 more)
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 10/04/25)
5.04.4208 - Oberseminar Signal- und Sprachverarbeitung
- Prof. Dr. Simon Doclo
Monday: 10:00 - 12:00, weekly (from 07/04/25)
Dates on Friday, 20.06.2025 10:00 - 12:00
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 10/04/25)
5.04.4224 - Oberseminar Medizinische Physik
- Prof. Dr. Dr. Birger Kollmeier
- Prof. Dr. Stefan Uppenkamp, Dipl.-Phys.
- Thomas Brand
- Dr. Stephan Ewert
- Dr. rer. nat. Anna Warzybok-Oetjen
Tuesday: 10:00 - 12:00, weekly (from 08/04/25)

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 08/04/25), Location: W16A 010
Dates on Thursday, 12.06.2025 08:00 - 10:00, Location: W16A 003
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
5.04.4230 - Oberseminar „Journal Club“ Speech Technology and Hearing Aids
- Prof. Dr. Gerald Enzner
Thursday: 12:00 - 14:00, weekly (from 10/04/25)

The participants are actually making a distance from their daily own research thread and implementation towards a wider perspective. They pursue other topics of colleagues and related scientists, which seem to be outside the personal scope or interest, and will yet contribute useful commentary and suggestions. To this, we shall seek literature and pursue intrinsically-motivated study in neighboring and overarching fields of research and education. The results of the study will be grouped systematically and presented in the seminar accordingly. The participants cooperatively work on consensus regarding the scientific merit of publications in terms fundamental relevance or potential utility for own scientific generalization. The themes of the seminar comprise the whole bandwidth of scientific literature on signal processing, machine learning and acoustics with applications in speech technology and hearing aids, for instance, single- and multichannel noise reduction, acoustic sensor networks, digital speech communication, binaural transmission and perception. The graduate participants prove the enhanced perspective obtained by the seminar by enhanced motivation and practice for proposal writing. The undergraduate participants can deliver an oral examination or contribute a formal presentation on a given topic.
5.04.4697 - Oberseminar Virtuelle Akustik und auditorische Wahrnehmung
- Dr. Stephan Ewert
Thursday: 16:00 - 18:00, weekly (from 10/04/25)

Exercises

5.04.4012 Ü1 - Übung zu Informationsverarbeitung und Kommunikation / Information Processing and Communication
- PD Dr. Jörn Anemüller
- Eike Jannik Nustede, M. Sc.
Tuesday: 12:00 - 14:00, weekly (from 15/04/25)

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.

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