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.
Physical properties of fluids, wind characterization and anemometers, aerodynamic aspects of wind energy conversion, dimensional analysis, (pi-theorem), and wind turbine performance, design of wind turbines, electrical systems.
Nano-Optik ist eine rasant wachsendes Forschungsfeld mit fundamentaler Bedeutung für die Quanteninformation, optische Datenverarbeitung und Energiewandlung. Der Kurs soll einen Einblick in physikalische Grundlagen und aktuelle Forschungsfragen der Nano-Optik geben. Den Studierende werden vertiefte Einblick in die Optik von Nanostrukturen vermittelt. Ein besonderer Aspekt liegt dabei auf dem Übergang zwischen klassischer und quantenmechanischer Beschreibung der untersuchten physikalischen Phänomene. Die Studierenden erwerben Fähigkeiten zum selbständigen Umgang mit entsprechender Fachliteratur und erlangen Kompetenzen zur wissenschaftlichen Analyse physikalischer Sachverhalte und im wissenschaftlichen Schreiben.
Detailed knowledge of the theoretical concepts underlying listening tests and of modern designs of listening tests. Knowledge about human auditory perception, auditory sensations and their application in e.g. audio quality and digital signal processing.
Basics of auditory physiology and selcted functional models.
Methods for supra-threshold scaling of sounds.
Loudness, selected auditory sensations and timbre.
Spatial hearing and related auditory sensations.
Audio quality ratings and model approaches.
Ethics and data protection.
Seminar talks by students.
Literature:
Pulkki, V., Karjalainen, M. (2015) Communication acoustics : an introduction to speech, audio, and psychoacoustics. Wiley and Sons, ISBN 978-1-118-86654-2
Bech, S., Zacharov, N. (2006) Perceptual audio evaluation: theory, method and application. Wiley and Sons, ISBN 978-0-470-86923-9
Lawless, H.T. (2013) Quantitative sensory analysis. Wiley and Sons, ISBN 978-0-470-67346-1
Understanding the signal processing principles applied to
hearing devices (hearing aids and cochlear implants)
Contents:
- Amplification and compression
- Speech enhancement and noise reduction
- Signal processing in cochlear implants
- Computational auditory scene analysis
- Automatic classification of the acoustic environment
- Acoustic feedback management
This course introduces basic concepts of statistics and signal processing and applies them to real-world examples of bio-medical data. In the second part of the course, recorded datasets are noise-reduced, analyzed, and discussed in views of which statistical tests and analysis methods are appropriate for the underlying data. The course forms a bridge between theory and application and offers the students the means and tools to set up and analyze their future datasets in a meaningful manner.
content:
Normal distributions and significance testing, Monte-Carlo bootstrap techniques, Linear regression, Correlation, Signal-to-noise estimation, Principal component analysis, Confi-dence intervals, Dipole source analysis, Analysis of variance
Each technique is explained, tested and discussed in the exercises.
Die Studierenden erlangen grundlegende Kenntnisse im Gebiet des Strahlenschutzes. Sie erwerben Fähigkeiten der Bewertung von zivilisatorischen und natürlichen Strahlenexpositionen und deren Vergleich mit Anwendungen in der Medizin. Sie erweitern ihre Kompetenzen im Bereich der Präsentationstechnik durch die Betreuung von kleinen Praktikumsversuchen zum Strahlenschutz.
Inhalt:
Strahlenphysik, Grundlagen der Dosimetrie, Strahlenschutzgrundsätze, Strahlenschutzverordnung, Natürliche und zivilisatorische Strahlenbelastung, Praktikum im Bereich der Strahlenschutzmesstechnik
Die Vorlesung gibt eine Einführung in die Grundbegriffe der Differentialgeometrie. Neben den elementaren Begriffen wie Mannigfaltigkeiten, Faserbündel, Schnitte, Zusammenhänge, Differentialformen, werden auch weniger häufig thematisierte Begriffe wie Dichten, vektorwertige Differentialformen und und Jetbündel behandelt, die in der theoretischen Physik Anwendung finden, und ein Überblick über diese Anwendungen gegeben.
The course will explore physical models and computational approaches used for the simulations of macromolecular systems. A mixture of lectures and hands-on tutorials will serve to provide a roadmap for setting investigations of macro-molecular structure and dynamics at the atomic level of detail. The course is based on practical exercises with the biophysical programs NAMD and VMD. In particular, the case studies of various biological systems will be discussed. Relevant physical concepts, mathematical techniques, and computational methods will be introduced, including force fields and algorithms used in molecular modeling and molecular dynamics on parallel computers
The students will gain in-depth knowledge on the subjects’ speech and audio processing. The practical part of the course mediates insight about important properties of the methods treated in a self-study approach, while the application and transfer of theoretical concepts to practical applications is gained by implementing algorithms on a computer.
content:
After reviewing the basic principles of speech processing and statistical signal processing (adaptive filtering, estimation theory), this course covers techniques and underlying algorithms that are essential in many modern-day speech communication and audio processing systems (e.g. mobile phones, hearing aids, headphones): acoustic echo and feedback cancellation, noise reduction, dereverberation, microphone and loudspeaker array processing, active noise control. During the exercises a typical hands-free speech communication or audio processing system is implemented (in Matlab).
Grundlegendes Verständnis der physikalischen Grundlagen der Hochenergie-Strahlenphysik (im Energiebereich ab ca. 106 eV). Die Studierenden sollen die universellen Ansätze der physikalischen Beschreibung der Erzeugung, Beschleunigung, Wechselwirkung und Detektion hochenergetischer Strahlung disziplinübergreifend kennen lernen.
Inhalte:
Grundlagen der Hochenergie-Strahlenphysik, Strahlenarten in Umwelt, Kosmos und Medizin, Kosmische Strahlung, Grundlagen der Astroteilchenphysik, irdische und kosmische Beschleuniger, Wechselwirkung von Strahlung mit Materie, Detektionsmechanismen und Dosimetrie, Technische Realisierungen zur Beschleunigung und Detektion.
Together with the seminar ‘Medical Radiation Physics in Practice’, the content of the lecture deals with the BMU S II 4 - 1512/002-2020.001Guidelines module for the StrlSchV ‘Necessary expertise in radiation protection
for Medical Physics Experts (MPE)’
- Requirements for the acquisition -
knowledge to be covered.
The students know the definition of the Fourier-Transformation (FT) and learn about explicit examples. They know the properties and theorems of the FT, are able to apply these and describe physical processes both in time and frequency domain. They gain deep insights about physical processes analyzing the frequency domain and are able to utilize Fourier techniques solving physical problems, e.g. finding solutions of the time dependent Schrödinger equation. In addition, they learn about examples of the current english physical literature.
Content:
Motivation: Applications of the FT in physics. Examples for Fourier paires, properties of the FT: symmetries, important theorems, shifting, differentiation, convolution theorem, uncertainty relation. Examples concerning the convolution theorem: frequency comb, Hilbert transformation, autocorrelation function. Methods of the time/frequency analysis and Wigner distribution. FT in higher dimensions: tomography. Discrete FT, sampling theorem. Applications in quantum mechanics
Block lecture starting at the beginning of September. The related project must be finished at the beginning of December. Contact the lecturer Jim Napier <napier.w.jim@googlemail.com> for further details.
Zunächst wird das Bose-Hubbard-Dimer als ein einfaches Modellsystem für quantenmechanische Vielteilchensysteme vorgestellt. Die Drehimpulsdarstellung dieses Modells wird diskutiert und sein Spektrum für kleine und große Teilchenzahlen numerisch berechnet. Dann wird der in diesem Modell auftretende "self trapping-Übergang" analytisch und numerisch untersucht und die Güte der mean field-Approximation mit Hilfe exakter numerischer Rechnungen überprüft.
Im zweiten Teil der Veranstaltung wird das Modell um einen zeitperiodischen Antrieb erweitert, so dass die nichtlinearen mean field-Gleichungen chaotische Lösungen besitzen. Die Signaturen der Lösungen der linearen Schrödingergleichung, die dieses Verhalten bedingen, werden numerisch untersucht und mit Hilfe von Husimi-Darstellungen visualisiert.
The students acquire broad theoretical and experimental knowledge of optics together with the necessary physical background. In the laboratory they acquire practical skills during application of their knowledge from lecture.
The module prepares the students to work in the field of optical science and engineering in general, and yields the base for all further specialisations within the field of optics and laser technology.
Content:
Fundamental and advanced concepts of optics. Topics include: reflection and refraction, optical properties of matter, polarisation, dielectric function and complex index of refraction, evanescent waves, dispersion and absorption of light, Seidel’s abberations, Sellmeier’s equations, optical systems, wave optics, Fourier analysis, wave packets, chirp, interference, interferometry, spatial and temporal coherence, diffraction (Huygens, Fraunhofer, Fresnel), focussing and optical resolution, brilliance, Fourier optics, optics at short wavelengths (extreme UV and X-rays).
Die Studierenden erwerben einen Überblick über die aktuellen Fragestellungen auf dem Gebiet der Hörtechnik und Audiologie sowie eine Orientierung über mögliche Themen der eigenen Masterarbeit. Sie erlangen Fertigkeiten bei der Literaturrecherche, Aufarbeitung und Darstellung fremder wissenschaftlicher Ergebnisse. Sie erweitern ihre Kompetenzen hinsichtlich der Bewertung und Diskussion wissenschaftlicher Ergebnisse.
Inhalte:
Aktuelle Fragestellungen und Forschungsthemen der Hörtechnik und Audiologie unter anderem aus den aus den Bereichen: Audiologie, Medizinische Akustik, Audio-Signalverarbeitung, Elektroakustik, Medizinische Physik, Signalverarbeitung und Kommunikation
In der Vorlesung werden aktuelle wissenschaftliche Fragestellungen aus dem Gebiet der Hörtechnik und Audiologie vorgestellt und im Seminar die zugehörige aktuelle Literatur in Kleingruppen vertiefend bearbeitet. Die Studierenden sollen dabei sowohl einen allgemeinen Überblick über die aktuellen wissenschaftlichen Fragestellungen in der Hörtechnik und Audiologie gewinnen als auch einzelne dieser Fragestellungen vertiefen. Dies soll auch zur Orientierung über mögliche Themen der Masterarbeit dienen.
Die Veranstaltung wird als Blockveranstaltung am Ende des Semesters angeboten werden.
Complex systems such as bird flocks, the dynamics of the brain, or stock markets are typically characterized by a large number of individual components interacting with each other to produce complex collective behavior. This course is devoted to the analysis of data originating from such complex systems using statistical methods, e.g., state-of-the-art machine learning methods, as well as spatio-temporal data analysis. The goal of the course is to gain a deeper understanding of the mechanisms driving complex behavior using a practical data science approach. In addition, stochastic modelling (e.g., using random or synthetic fields, Langevin equations, master or Fokker-Planck equations) will be introduced to emulate complex behavior and reproduce statistical features from the preceding data analysis.
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
Zunächst wird das Bose-Hubbard-Dimer als ein einfaches Modellsystem für quantenmechanische Vielteilchensysteme vorgestellt. Die Drehimpulsdarstellung dieses Modells wird diskutiert und sein Spektrum für kleine und große Teilchenzahlen numerisch berechnet. Dann wird der in diesem Modell auftretende "self trapping-Übergang" analytisch und numerisch untersucht und die Güte der mean field-Approximation mit Hilfe exakter numerischer Rechnungen überprüft.
Im zweiten Teil der Veranstaltung wird das Modell um einen zeitperiodischen Antrieb erweitert, so dass die nichtlinearen mean field-Gleichungen chaotische Lösungen besitzen. Die Signaturen der Lösungen der linearen Schrödingergleichung, die dieses Verhalten bedingen, werden numerisch untersucht und mit Hilfe von Husimi-Darstellungen visualisiert.
Nano-Optik ist eine rasant wachsendes Forschungsfeld mit fundamentaler Bedeutung für die Quanteninformation, optische Datenverarbeitung und Energiewandlung. Der Kurs soll einen Einblick in physikalische Grundlagen und aktuelle Forschungsfragen der Nano-Optik geben. Den Studierende werden vertiefte Einblick in die Optik von Nanostrukturen vermittelt. Ein besonderer Aspekt liegt dabei auf dem Übergang zwischen klassischer und quantenmechanischer Beschreibung der untersuchten physikalischen Phänomene. Die Studierenden erwerben Fähigkeiten zum selbständigen Umgang mit entsprechender Fachliteratur und erlangen Kompetenzen zur wissenschaftlichen Analyse physikalischer Sachverhalte und im wissenschaftlichen Schreiben.
Block lecture starting at the beginning of September. The related project must be finished at the beginning of December. Contact the lecturer Jim Napier <napier.w.jim@googlemail.com> for further details.
Master Physik: Bitte Hinweise [hier]http://www.uni-oldenburg.de/physik/studium-lehre/physik-praktika/fortgeschrittenen-praktikum-fpr/fpr-master-phase-fpr-m/organisation-und-umfang/ beachten. Voraussetzung für die Teilnahme ist eine Anmeldung zu Beginn des dem Praktikum vorangehenden Semesters (Formular [hier]http://www.uni-oldenburg.de/physik/studium-lehre/physik-praktika/fortgeschrittenen-praktikum-fpr/fpr-master-phase-fpr-m/anmeldung-zum-fpr-m-im-sose/ ). Die Verteilung der Plätze findet am 1. Termin des Seminars zum FPR-M statt. Die erfolgreiche Teilnahme entspricht einem Versuch im Fortgeschrittenenpraktikum des Master-Studiengangs (drei Versuchstage). Der zusätzliche Aufwand in Höhe von 3 KP wird im Vertiefungsmodul I/II angerechnet.
Master Engineering Physics: This course can be taken as a 3KP-course for the specialisation Biomedical Physics and Acoustics.
This course is part of the Curriculum of the PhD programs "Auditory Science" and “Neurosensory Science and Systems".
Die Studierenden erwerben praktische und theoretische Kenntnisse über den aktuellen Stand der Forschung auf den Gebieten der Modellierung des Sprachverstehens bei Normal- und Schwerhörenden in ungünstigen Hörsituationen sowie der Entwicklung und Anwendung audiologischer und psycholinguistischer Untersuchungsmethoden. Sie erlangen Fertigkeiten zur Planung und zur selbstständigen Durchführung von wissenschaftlichen Studien zu dieser Thematik. Sie erweitern ihre Kompetenzen hinsichtlich der Darstellung und Diskussion eigener Ergebnisse auf Tagungen und in wissenschaftlichen Fachzeitschriften.
Inhalte:
Modellierung des Sprachverstehens bei Normal- und Schwerhörenden in komplexen akustischen Situationen, Einfluss linguistischer Parameter auf das Sprachverstehen, Psychoakustische Modelle, Automatische Spracherkennung, Entwicklung von (multilingualen) Sprachverständlichkeitstests, Zusammenhang audiologischer Messgrößen (Tonaudiogramm, BERA, TEOAE, Tympanometrie) mit dem Sprachverstehen, Berichte über Probleme und Fortschritte aktueller Forschungsarbeiten (Bachelor- und Masterarbeiten, Dissertationen)
Die Studierenden erhalten Einblick in die aktuellen Fragestellungen und Forschungsthemen im Bereich der Gravitation. Dabei lernen sie neue Untersuchungsmethoden und Forschungsergebnisse kennen und erweitern ihre Kompetenzen bezüglich der kritischen Diskussion der wissenschaftlichen Methoden und Ergebnisse.
The aim of this lecture is to give students a broad overview in the rich field of nonlinear optical phenomena. The students will learn how electromagnetic waves nonlinearly interact with matter and how – depending on the light intensity – light at new frequencies can be generated due to nonlinear effects. Basic nonlinear effects in all kinds of nonlinear media, e.g. gases, liquids or solids will be discussed. The students will acquire an understanding that nonlinear effects are ubiquitous in the laser community nowadays, both in science and in technology
Introduction into advanced experimental techniques to probe electronic, optical, chemical and magnetic properties of surfaces at the nanoscale
Introduction into measuring principles and the underlying physics, using topical data from the scientific literature
Presentation and discussion of state of the art experiments based on scanning probe methods, for example on
• conductance phenomena and charging effects in spatially confined systems
• optical properties of dielectric and metallic nanostructures (optical phonons, excitons, plasmons)
• electronic and luminescence behaviour of single molecules (density of states, frontier orbitals, luminescence and Raman response)
Aktuelle Forschungsarbeiten aus folgenden Gebieten der Signal- und Sprachverarbeitung: Ein- und mehrkanalige Sprachverbesserung, Sensornetzwerke, Sprachmodellierung, Sprachtechnologie, Signalverarbeitung für Hörgeräte und Multimedia.
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.
Zur Einführung werden Vorlesungen zu folgenden Themen gehalten:
Grundlagen der Licht-Materie Kopplung in Festkörpern
Grundlagen der Kavitäts-Optomechanik
Phononische Kristalle
Optomechanik von Polaritonen
Optomechanik von Nanostrukturen
Im Anschluss präsentieren die Studierenden in Vortragsform mit anschließender Diskussion Artikel aus der aktuellen Fachliteratur. Mögliche Themen umfassen unter anderem die Präparation nichtklassischer mechanischer Zustände, topologische Phononik, Kopplung von akustischen Oberflächenwellen an supraleitende Qubits und Optomechnik an Halbleiter-Quantenpunkten
Various remote-controlled and robotic telescopes are used in Oldenburg, Chile, Australia and Tenerife. Typical topics could be: tracking of small planets or near-Earth objects, exoplanet transits, photometry of variable stars, determination of sky brightness, red shift of cosmic objects, etc. In addition, students learn further techniques and questions of practical astronomy through active participation in a fortnightly meeting of the Astro-AG.
Das Seminar ist die Standardveranstaltung in der Forschung. Im Hauptstudium sollte man in der Lage sein, auf Grund der gehörten Vorlesungen sich eigenständig in eine Thematik aktueller Forschungsarbeiten einzuarbeiten, diese umfassend zu verstehen, verständlich zusammenzufassen und in einem Vortrag den anderen Seminarteilnehmern nahebringen zu können und sich einer Diskussion zu stellen. Ebenso soll das Formulieren von wissenschaftlichen Fragen zu einem neuen Thema erlernt werden.
Inhalte:
Inhalt des Seminars ist die Vermittlung von Grundlagen ultraschneller Lasertechniken und ihrer Anwendung in verschiedenen Gebieten der Femtosekundenspektroskopie: Nichtlineare Optik, spektrale Pulsformung, Charakterisierung ultrakurzer Laserpulse, Licht-Materie-Wechselwirkung, molekulare Wellenpakete, Steuerung chemischer Reaktionen, Laser-Mikroskopie, Materialbearbeitung, ultraschnelle Elektronenbeugung und Photoelektronenspektroskopie.
Aneignen vertiefter Kenntnisse auf dem Feld der Licht-Materie Wechselwirkung sowie der Kavitäts-Quantenelektrodynamik mit Quantenmaterialien.
Es werden Kenntnisse der grundlegenden, und der kontemporären Fachliteratur im Rahmen von gezielten Diskussionen von- und Arbeiten mit Wissenschaftsartikeln erarbeitet:
Vorträge vor der Gruppe, offene Diskussion aktueller Themen, Analyse wissenschaftlichen Arbeitens.
Hinweise zum Modul
Further information
Module Capacity: unrestricted
Method of assesment
M
Learning outcomes/competencies
Abhängig von der gewählten Spezialisierung o vertiefen die Studierenden ihre Kenntnisse in den Bereichen Theoretische Physik, Experimentalphysik, Angewandte Physik, physikalische Messtechnik, Numerische Methoden, und wahlweise im Bereich Umweltphysik des ICBM oder in einem Nebenfach, o erweitern die Studierenden ihre Fertigkeiten in den Bereichen Analyse und Modellierung physikalischer Probleme, Konzeption und Durchführung physikalischer Experimente, selbständige Vertiefung erworbenen Wissens, Recherche und Erarbeiten von Fachliteratur und Präsentation physikalischer Zusammenhänge, o erwerben bzw. vertiefen die Studierenden Kompetenzen auf den Gebieten des selbstständigen wissenschaftlichen Arbeitens, der wissenschaftlichen Analyse physikalischer Sachverhalte sowie der Anwendung und Vernetzung erlernter Erkenntnisse auf unterschiedlichen Gebieten.