Audio signal processing methods for the enhancement of music perception in Cochlear implant listeners

  • For listeners with cochlear implants (CI), the perception of pitch and timbre, and therefore also of music, is often unsatisfactory due to physiological and technological constraints. In this thesis, a number of approaches to enhance their music perception are proposed and examined. According to the preferences of CI listeners, they emphasize essential musical elements such as the main melody and rhythm over the accompaniment and reduce overtones. These methods are based on spectral dimensionality reduction, melody identification, and music source separation and process the music signals prior to the actual sound coding of the implant. The individual methods are first analyzed in detail and evaluated both instrumentally and subjectively by normal hearing (NH) and CI listeners. Subsequently, four particular algorithmic preprocessing methods are comparatively evaluated.
  • Für Hörer mit Cochlea-Implantat (CI) ist die Wahrnehmung von Tonhöhe und Klangfarbe und damit auch von Musik aufgrund physiologischer und technologischer Einschränkungen häufig unbefriedigend. In dieser Arbeit werden verschiedene Ansätze zur Verbesserung ihrer Musikwahrnehmung vorgeschlagen und untersucht. Entsprechend der Vorlieben von CI-Hörern bewirken sie eine Betonung wesentlicher musikalischer Elemente wie der Hauptmelodie und des Rhythmus gegenüber der Begleitung sowie eine Reduzierung der Obertöne. Die Verfahren basieren auf spektraler Dimensionalitätsreduktion, Melodieidentifikation und Musikquellentrennung und verarbeiten die Musiksignale vor der eigentlichen Klangcodierung des Implantats. Die einzelnen Methoden werden zunächst detailliert analysiert und sowohl instrumentell als auch subjektiv von Normalhörenden (NH) und CI-Hörern bewertet. Anschließend erfolgt eine vergleichende Bewertung von vier speziellen algorithmische Vorverarbeitungsmethoden.

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Metadaten
Author:Johannes GauerORCiDGND
URN:urn:nbn:de:hbz:294-125214
DOI:https://doi.org/10.13154/294-12521
Referee:Rainer MartinORCiDGND, Waldo Nogueira VazquezGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2024/04/17
Date of first Publication:2024/04/17
Publishing Institution:Ruhr-Universität Bochum, Universitätsbibliothek
Granting Institution:Ruhr-Universität Bochum, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Date of final exam:2023/09/11
Creating Corporation:Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Tag:Audiometrie; Hörverlust; Musiksignal
GND-Keyword:Cochlear-Implantat; Signalverarbeitung; Musikwahrnehmung; Maschinelles Lernen; Neuronales Netz
Institutes/Facilities:Institut für Kommunikationsakustik
Dewey Decimal Classification:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Elektrotechnik, Elektronik
faculties:Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik
Licence (German):License LogoKeine Creative Commons Lizenz - es gelten der Veröffentlichungsvertrag und das deutsche Urheberrecht