Messtechnik & Analyse

Messtechniken und Analysemethoden in naturwissenschaftlichen Forschungsbereichen der systematischen Musikwissenschaft, der Musikalischen Akustik, Musikpsychologie, Musikphysiologie, Performing Science, …

 

Psychophysiologische Messinstrumente & Visualisierungstechniken

  • Hörtests MEL, IWK, MuWi
  • Fragebögen schriftliche Datenerhebung: Mittels freien, teilstandardisierten, standardisierten oder normierten Fragebogen werden empirische Daten erhoben und nach statistischen Kriterien ausgewertet. Eine häufige Methode der psychologischen Diagnostik. Einfache Gratis-Online Erhebungen oder teure Testbatterien bilden ein breites Spektrum. MEL, IWK, MuWi, MediaLab
  • Interview Persönliche Befragungen sollen in freier oder strukturierter Form möglichst vorurteilsfrei individuelle Informationen ermitteln. In der medizinischen Diagnostik das ausführliche Erstgespräch, die Anamnese. MEL, IWK
  • Videoaufnahmen, Visuelle Spieltechnik-Analysen MEL, IWK, MuWi
  • Blutdruckmesser Blutdruckmessgerät: Zur Messung des oberen (systolischen) und des unteren (diastolischen) arteriellen Druckes MEL
  • SpO2 Pulsoxymetrie: Zur nicht-invasiven Ermittlung der arteriellen Sauerstoffsättigung über die Messung der Lichtabsorption bzw. der Lichtremission
  • EKG Elektrokardiografie: Elektrokardiogramm, auch Herzspannungskurve, zur Diagnose vielfältige Aussagenzur Gesundheit des Herzens aber es erlaubt auch Beurteilung des sympathisch-parasympathischen Gleichgewichts da Sinusknoten mit dem Atemzentrum verbunden ist.
  • Motion Capture 3D Bewegungsuntersuchung: Tracking-Verfahren um jede Art von Bewegungen zu erfassen. Kommerziell einfach als Kinect, PlayStation Move oder der Wii-Fernbedienung. MEL, IWK, MuWi
  • fMRT Funktionelle Magnetresonanztomographie: Nichtinvasive Echtzeitmessung von elektrischer Hirnaktivität mittels Magnetresonanztomographie. (meist basierend auf der Blutoxygenierung)
  • EMG Elektromyografie: Messung der elektrischen Muskelaktivität, der Muskelspannung MEL
  • RESP Ausdehnungserfassung Ein- und Ausatmungen: Ermittlung von Atemmustern, d.h. Atemfrequenz und Amplitude zur Dokumentation von Brust-Bauch-Hochatmung MEL
  • U-Rohr-Manometer Druckmessgerät: Einfache Apparatur zur Messung des Atemdrucks
  • SCL Skin Conductance Level: Messung des Hautwiderstands (Kehrwert ist Hautleitwert), bestimmt durch die Aktivität der Schweißdrüsen, die durch das vegetative Nervensystem gesteuert und somit bewusst nicht beeinflussbar sind MEL, MuWi
  • SCR Skin Conductance Response: (auch psychogalvanische Hautreaktion; Galvanic skin response (GSR) oder Electrodermal response (EDR). Messung der elektrodermalen Aktivität, bzw. des kurzzeitigen Absinken des elektrischen Leitungswiderstandes der Haut, bewirkt durch die typische Erhöhung des Sympathikotonus bei emotional-affektiven Reaktionen MEL, MuWi
  • IR Thermocam Wärmebildkamera: Zur Ermittlung der Körpertemperatur. Muskelaktivierungen erhöht die Blutzufuhr und dadurch auch die lokale Hauttemperatur MEL
  • EMA Elektromagnetische Artikulographie: Zur Untersuchung der Mundmotorik beim Sprechen, Singen oder Musizieren
  • CROM Cervical Range of Motion Instrument. Instrument zur Vermessung des zervikalen Bewegungsumfang, d.h. der beweglichkeit des Halses MEL
  • EGG / ELG Elektroglottographie / Elektrolaryngographie: Zur Visualisierung der Aktivität der Stimmbändern bzw. des Kehlkopfs mittels Laryngograph (Kehlkopfspiegel). Zwei Elektroden auf der Höhe des Schildknorpels an den Hals angelegt erfassen ein Elektroglottogramm
  • EEG Elektroenzephalografie: Technik zur Aufzeichnung der elektrischen Aktivität des Gehirns
  • EOG Elektrookulografie bzw. Pupillometrie, Erfassung der okulomotorische Aktivität. Messung der Augenbewegungen bzw. der Veränderungen im Durchmesser der Pupille
  • HEG Hemo-Enzephalographie, auch Near Infrared (NIR): Mit Hilfe von Rot-/Infrarotlicht werden Rückschlüsse auf den Intensitätsgrad der Durchblutung bestimmte Areale des Gehirns ermittelt, insbesondere des Fronatllappens
  • HFV/HRV Herzfrequenzvariabilität: Die Herzfrequenz wird auch vom vegetativen Nervensystems beeinflusst und sie variiert auch im Ruhezustand. Eine höhere Anpassungsfähigkeit an Belastungen zeigt sich in einer größeren Variabilität der Herzfrequenz, also Schwankungen der RR-Intervalle im Elektrokardiogramm. MEL
  • Hormonsystem Das Endokrines System steuert Stoffwechselvorgänge und ist eng mit dem Nervensystem gekoppelt. Messungen (von z.B. Adrenalin, Noradrenalin, Kortisol, Östrogen, Testosteron, Insulin, .). erlauben Rückschlüsse auf Organfunktionen oder Stressoren.
  • Stimmfeldmessungen Anschlagmaschine für Klaviere: standardisiertes diagnostisches Instrument. Erfassung von Tonhöhe (F0)- und Lautstärke (SPL- Werte) der Sprech- und Singstimme (MEL)
  • CT Computertomographie: Durch Auswertung einer Vielzahl aufgenommenen Röntgenaufnahmen eines Objektes werden Schnittbilder erzeugt.
  • MRI Magnetic Resonance Imaging: Magnetresonanztomographie (MRT, MR) bzw. Kernspintomographie: bildgebendes Verfahren ohne belastende Röntgenstrahlung zur Darstellung von Struktur und Funktion der Gewebe und Organe im Körper
 

Physikalische Messgeräte & Visualisierungstechniken und Hilfsmittel

  • Audiorecording:Tonaufnahmen, Klanganalysen: Lautheitsmessungen, Klangfarbe, Dynamik, Nachhall, Abstrahlcharakteristik, FFT ; Spektralanalyse, F0 Analyse, Formantanalyse, RMS, Jitter, Shimmer IWK
  • REC Tonaufnahme: Aufzeichnung und Wiedergabe von Schall- Mikrophontechnik IWK, MuWi, MEL
  • SPL Schallpegelmesser: Bestimmung von Schalldruckpegeln in dB IWK, MuWi, MEL
  • Drucksensor EPiezoelektrischer Sensoren: zur Bestimmung von Druck, Beschleunigung, Spannung oder Kraft. IWK, MuWi, MEL
  • BIAS BlasInstrumentenAnalyseSystem: Ein Hardware- und Software-System zur Diagnose und Therapie. Mittels Impedanzmessungen werden akustische Parameter wie Intonation oder Dämpfungseigenschaften erfasst. IWK
  • VIAS Versatile-Instrument-Analyse-System: Software-System zum Messen und Beurteilen diverser akustischer Musikinstrumentenparameter in Kombination mit der Impuls Hammer Methode oder Shaker IWK
  • Dendrochronologie Jahrringforschung: Datierungsmethode der Kunstwissenschaft durch Vermessung und Auswertung der Jahresringe von Bäumen
  • ESP Electronic Speckle Pattern Laser-Interferometrie: interferometrische Messverfahren mittels zweier Laserlichtbündel zur Erfassung von Interferenzmuster. Insbesondere zur visuellen Modalanalyse IWK
  • Shaker Vibrationserzeugung: Anregung mit mechanische Schwingungen IWK, MEL
  • Reflexionsarmer Raum (umgangssprachlich schalltoter Raum) oder auch echofreier Raum: Minimierung der Schallreflexion an den Wänden und der Decke durch Verkleidung mit Absorbermaterial. Hauptsächlich für messtechnische Anwendungen und Musikinstrumentenakustik verwendet um störende Raumsignale zu vermeiden. IWK, MuWi
  • Hallraum sehr harte Begrenzungsflächen, zusätzliche Reflektoren (Diffusoren) erzeugen einen starken Nachhall mit langer Nachhallzeit. Er dient als Diffusfeld-Messraum für die Forschung u.a. zur Schallleistungsmessungen
  • Künstliche Bläser (Artificial Mouth) sind Schwingungserzeuger für Holzblattinstrumente (z.B. RIAM (Reed Instrument Artificial Mouth) oder für Blechblasinstrumente - IWK
  • Automatischer Drehtisch zur automatisierten Messung von Abstrahl-Richtcharakteristiken IWK
  • Stroboskop Lichtblitze in sehr regelmäßigen kurzen zeitlichen Abständen ermöglchen eine Pseudo-Zeitlupendarstellung von Schwingungen. Häufig zur Untersuchung von Stimmlippen IWK
  • High-Speed Cam Hochgeschwindigkeitskamera zur Untersuchung schneller Bewegungen oder Schwingungen. Ab 100 Bildern pro Sekunde (frames per second FPS), meist 1000 bis 10.000 FPS, oder gar 1.000.000 FPS erlauben extreme Zeitlupenaufnahmen IWK, MuWi
  • MIDI Musical Instrument Digital Interface: Ein Interfaceprotokol für Tone. Aufgezeichnet bzw. übertragen werden keine Audiodaten sondern nur Informationen zum Ton: Beginn, Ende, Tonhöhe, Intensität, Pitchbendung, Aftertouch, ..
  • CEUS Bösendorfer Computer-Flügel: elektronisches Aufnahme und Reproduktionssystem
  • Playola Anschlagmaschine für Klaviere: von QRS Music Technology. Elektromechanisches Aufnahme- und Wiedergabesystem
 

Software

 
 

Schallanalyse

  • Audiosoftware im Überblick
  • Audacitiy ist eine freie Software zur Aufnahme und Bearbeitung von Audioaufnahmen. Mit Optionen zur Mehrspuraufnahme, VST Plugins und einfacher Spektralanalysen.
  • STx, S_Tools Home dient der Analyse und Verarbeitung von akustischen Signalen und Sprache. Entwickelt von der Österreichischen Akademie der Wissenschaften - Institut für Schallforschung
  • Praat ist ein ein quelloffenes Programm für vielseitigeund modernen Analysemethoden insbesondere zur Untersuchung von Sprachsignalen.
  • OcenAudio Einfacher, schneller und sehr einfach zu bedienender Audio-Editor der viel Dateiformate unterstützt.
  • Sonic Visualizer Zur Visualisierung und Analyse von Audiodateien. Sehr umfangreiche Untersuchungsmethoden und Unterstützung durch zahlreiche Plugins.
  • Melodyne Zur Bearbeitung von Audioaufnahmen in musikalische Weise mit Noten. Einfluss auf Intonation, Phrasierung und Dynamik jeder Note.
  • Overtoneanalyzer zum Aufnehmen zur Visualisierung und Analyse von Klängen
  • Voce Vista bietet Detailanalysen und Vergleiche des Audio-Spektrogramms und des Stimmvolumens, basierend sowohl auf Stimmaufnahmen als auch auf Life-Sequenzen in der Trainingsarbeit
  • WaveSurfer Zur Visualisierung und Bearbeitung von Audiomaterial. Entwickelt am Centre for Speech Technology (CTT) an der KTH Stockholm. Relative FFT und Spectrogramm.
  • audioxplorer
  • TAP Transfer Analysis Package ist eine Sammlung von kleinen Programmen, die per Kommandozeile oder Scriptfile zusammengefügt werden, um komplexe Aufgaben der Klanganalyse oder Signalverarbeitung vollautomatisch durchzuführen
  • Tolvan Data Programmpakete zur Messung und Simulation von akustischen Systemen von Svante Granqvist (KTH Stockholm)
  • WavePad Zum Bearbeiten von Audiodateien, und mit Spektralanalyse (FFT), Sprachsynthese (Text-zu-Sprache), Stimmverzerrer
  • Adobe Audition
 

Datenanalyse und Modellierung

  • XLS Microsoft Excel: ist das am weitesten verbreitete Tabellenkalkulationsprogramm zur Erzeugung von Tabellen, Diagrammen und für Berechnungen. Anleitungen auch online
  • JASP - A Fresh Way to Do Statistics https://jasp-stats.org/
  • SPSS IBM SPSS Statistics: Ein modular aufgebautes Programmpaket zur statistischen Analyse von Daten der Firma SPSS, 2009 von IBM übernommen. Es beinhaltet eine eigene Skriptsprache. Online Video-Seminar
  • MATLAB ist eine kommerzielle Software von The MathWorks zur Lösung mathematischer Probleme und zur grafischen Darstellung. Häufig für numerische Simulationen sowie Datenerfassung, Datenanalyse und -auswertung eingesetzt. Zahlreiche ergänzende Toolboxes zur Audiosynthese und Analyse.
  • R: The r-project.org: R ist Teil des GNU-Projekts ist ein freie Programmiersprache für statistisches Rechnen und zur Erstellung statistischer Grafiken. Über Zusatzpakete sind zahlreiche weitere mathematische Berechnungen möglich. Website, Online Tutorial
  • Spyder ist eine freie Matlab Alternative zum objektorientiertes Programmieren mit Python und mit Erweiterungen wie numpy, scipy, Matplotlib)
  • Essentia (open-source C++ library for audio analysis and audio-based music information retrieval MIR). Auch mit Sonic Visualiser als Vamp-Plugin nutzbar

  • Plotly (JAVA-Script Library) zur Visualisierungen von Daten. Details MuWi

    Musical Gestures Toolbox (Ritmo)

    Open Wind Instrument Design toolbox (python open source library) for wind musical instruments.
     

     

 

Links zur Resourcensammlungen