Klangsynthese und akustische Erkennung rechteckiger Platten
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Abstract:
Im Alltag ist es oft möglich, physikalische Objekte anhand des Klangs, der durch Tasten, Klopfen oder Kratzen hervorgerufen wird, zu unterscheiden. Die Wahrnehmbarkeit von Objekteigenschaften wie Material, Form, Größe durch dieses akustische Feedback wurde bereits eingehend untersucht. Ziel im durchführten Projekt war es deshalb, ein Verfahren zu entwickeln, um - ähnlich dem menschlichen Gehör - aus dem Klang einer Platte auf dessen physikalische Eigenschaften rückzuschließen. Dazu wurde im ersten Teil der Arbeit ein physikalisches Modell implementiert, welches das Schwingungs- und Abstrahlverhalten von Biegewellen in rechteckigen Platten mittels Modalsynthese simuliert. Die Beschreibung des Abklingverhaltens einzelner Moden erfolgt dabei unter der Berücksichtigung der inhärenten thermo- und viskoelastischen Dämpfung, sowie der Wechselwirkung zwischen der Platte und der umgebenden Luft. Im zweiten Teil wurden Tonaufnahmen von angeschlagenen Platten analysiert. Die Eigenfrequenzen der angeregten Platten wurden mittels Pitch-Tracking extrahiert, um in weiterer Folge die Modellparameter zu ermitteln. Auf Basis dieser Informationen erfolgte eine Schätzung der Materialeigenschaften sowie der geometrischen Abmessungen der Platten.