Masterarbeit »konzeption Eines Datensatzgenerators

Die Fraunhofer-Gesellschaft betreibt in Deutschland derzeit 76 Institute und Forschungseinrichtungen und ist die weltweit führende Organisation für anwendungsorientierte Forschung. Rund 30 000 Mitarbeitende erarbeiten das jährliche Forschungsvolumen von 2,9 Milliarden Euro.

Das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT ist Teil der Fraunhofer-Gesellschaft. Das Institut mit Hauptsitz in Ilmenau ist international anerkannt für seine Expertise in den Bereichen angewandte Elektroakustik und Audiotechnik, KI-basierte Signalanalyse und maschinelles Lernen sowie Datenschutz und -sicherheit.

Am Hauptsitz, auf dem Campus der Technischen Universität Ilmenau, arbeiten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler an der robusten KI-basierten Erkennung und Klassifizierung von Audio
- und Videodaten. Diese kommen unter anderem zur Überwachung industrieller Fertigungsprozesse, aber auch beim Verkehrsmonitoring oder im Medienkontext zum Einsatz, beispielsweise wenn es um die Identifizierung von Audiomanipulationen geht. Ein wichtiger Aspekt ist dabei die vertrauenswürdige und datenschutzkonforme Verarbeitung der Daten. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Entwicklung von Algorithmen für die Bereiche Virtuelle Produktentwicklung, intelligente Aktor-Sensor-Systeme und Automotive Audio.
Aktuell sind rund 70 Mitarbeitende am Fraunhofer IDMT in Ilmenau beschäftigt.

Die Gruppe »Virtual Acoustics“ arbeitet an neuen Technologien für das Virtual Engineering, um das akustische Verhalten virtueller Produkte hörbar zu machen und gezielt zu beeinflussen sowie an der Entwicklung von 3D-Audiotechnologien für den Bereich Automotive.

**Was Du bei uns tust**

Drohnen stellen einen Megatrend dar und werden in Zukunft einen noch größeren Stellenwert im Markt einnehmen. Schon heute werden Drohnen für unterschiedlichste Aufgaben eingesetzt und bedienen sich dafür einer Reihe von Sensoren, u. a. für Wärmebilder und Videoaufnahmen. Die Verwendung akustischer Sensoren ist im Moment noch sehr selten. Diese bergen jedoch das Potential, vor allem in Kombination mit zugeschnittener Audiosignalverarbeitung und KI-Technologien, bisherige Anwendungen maßgeblich zu verbessern und neuartige Einsatzszenarien zu schaffen. Zur Entwicklung dieser KI-basierten Algorithmen sind geeignete Datensätze erforderlich. Abhängig von den gewünschten Signalquellen ist die Datenerhebung mit einigen Hürden verbunden, wodurch die Quantität nutzbarer Audiodaten bislang gering ist. Ein Beispiel hierfür sind akustische Aufnahmen von Waldbrandgeräuschen zur Entwicklung eines Detektionssystems.

Ausgehend von einer Literaturrecherche sollen in dieser Masterarbeit drei verschiedene Ansätze zur Generierung von Datensätzen für schwierige Anwendungsszenarien vergleichend untersucht werden. Bei der Auswahl dieser Verfahren sollen sowohl Methoden der Data Augmentation als auch der akustischen Synthese berücksichtigt werden. In diesem Zusammenhang sollen die besonderen Herausforderungen bei der Verwendung von synthetisierten Audiodaten im Vergleich zu realen Mikrofonaufnahmen betrachtet werden. Beispiele hierfür sind die Einflüsse des verwendeten Aufnahmesystems, die akustischen Eigenschaften der Schallquelle oder Umgebungsgeräusche. Anschließend sollen Datensätze für ein geeignetes Anwendungsbeispiel generiert und hiermit eine KI-basierte Algorithmik trainiert werden. Auf Basis dessen sollen die Auswirkungen des realisierten Datensatzgenerators auf die Detektionsleistung mit Hilfe geeigneter Metriken vergleichend bewertet werden. Darüber hinaus soll die Frage diskutiert werden, ob und wie die realisierten Verfahren der synthetischen Datensatzgenerierung an weitere Anwendungsszenarien angepasst werden kann.

Als Ergebnis wird die schriftliche Dokumentation aller Teilaufgaben in Form einer wissenschaftlichen Arbeit verlangt.

verantwortlicher Hochschullehrer:
Prof. Dr.Ing. Dr. rer. nat. h.c. mult. Karlheinz Brandenburg

Die Bearbeitung der Masterarbeit erfolgt am Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie IDMT in Ilmenau.

**Was Du mitbringst**

**Voraussetzungen**:Kenntnisse in Audiosignalverarbeitung, Machine-Learning sowie MATLAB/Python

**Was Du erwarten kannst**
- spannende marktnahe Themen mit komplexen Fragestellungen, für welche am Markt noch keine Lösungen existieren - Du kannst dabei sein, die Zukunft aktiv mitzugestalten
- Herausforderungen auf hohem Niveau - on top bieten wir Dir sehr gute Möglichkeiten der beruflichen und fachlichen Weiterbildung
- Raum, auch eigene Ideen umzusetzen, wie z. B. im Rahmen unseres vierteljährlichen, themenoffenen Ideenwettbewerbs
- eine hervorragende technische Infrastruktur
- renommierte Partner und Kunden, mit denen Du im engen Austausch die Technologien von morgen entwickelst
- eine sehr gute Vereinbarkeit von Familie und Beruf durch flexible Arbeitszeitmodelle, Mit-Kind-Büro, Möglichkeit der digitalen Kinderbetreuung bei Betreuungsengpässen sowie die Möglichkeit des mob