Andreas Franck Livres

Arbitrary sample rate conversion (ASRC) is used in many fields of digital signal processing to alter the sampling rate of discrete-time signals by arbitrary, potentially time-varying ratios. This thesis investigates efficient algorithms for ASRC and proposes several improvements. First, closed-form descriptions for the modified Farrow structure and Lagrange interpolators are derived that are directly applicable to algorithm design and analysis. Second, efficient implementation structures for ASRC algorithms are investigated. Third, this thesis considers coefficient design methods that are optimal for a selectable error norm and optional design constraints. Finally, the performance of different algorithms is compared for several performance metrics. This enables the selection of ASRC algorithms that meet the requirements of an application with minimal complexity. Wave field synthesis (WFS), a high-quality spatial sound reproduction technique, is the main application considered in this work. For WFS, sophisticated ASRC algorithms improve the quality of moving sound sources. However, the improvements proposed in this thesis are not limited to WFS, but applicable to general-purpose ASRC problems.

In der hier vorgestellten Dissertation werden Finite-Elemente-Methoden, effiziente Lösungsverfahren und Anwendungswerkzeuge für die Akustiksimulation entwickelt, um akustische Fragestellungen wellentheoretisch korrekt berechnen zu können. Mit einer Implementierung der FEM für Luftschall- und Körperschallfelder sowie einem Kopplungsmodell für die Einkopplung von Schall in Strukturen und die Schallabstrahlung schwingender Oberflächen wird die Berechnung des Einflusses nicht-lokal reagierender Wände und des Schalldurchgangs durch Wandkonstruktionen ermöglicht. Darauf aufbauend wird eine Reihe angepasster Simulationswerkzeuge entwickelt, wie etwa eine neue Methode zur Berechnung der Fernfeld-Schallabstrahlung über ein erweitertes Postprocessing der FEM-Lösungen, die effiziente Nutzung akustischer Ersatzimpedanzmodelle für komplexe Wandstrukturen und die mit elektromechanischen Netzwerkmodellen gekoppelte Simulation. Anhand von praktischen Anwendungsbeispielen wird die Nutzung der entwickelten Methoden für Problemstellungen der Raum- und Bauakustik untersucht. Die Simulation der niederfrequenten Raumakustik eines Tonstudios, verglichen mit raumakustischen Messungen, demonstriert dabei eindrucksvoll die Anwendbarkeit auch in sehr kritischen raumakustischen Umgebungen.