Konzeption und Implementierung einer Hardware-Einheit zur Frequenz-Analyse von Audio-Signalen zwecks Echtzeit-Visualisierung

Das Fachgebiet "Architekturen und Systeme“ des Instituts für Mikroelektronische Systeme (IMS) lehrt in verschiedenen Veranstaltungen Grundlagen zum Entwurf applikationsspezi-fischer Hardware-Architekturen. Hierbei werden im Labor "FPGA-Entwurfstechnik“ praxis-relevante Fertigkeiten zur Verwendung von Hardware-Beschreibungssprachen vermittelt. In dieser Veranstaltung entwickeln Studierende ein Audio-Effektgerät, das ein Audio-Signal in Echtzeit verarbeiten kann. Darüber hinaus wird den Studierenden eine Online-Plattform zum Austausch eigener Hardware-Module zur Verfügung gestellt.Die Anwendung von Effekten, wie zum Beispiel Filter, beeinflussen charakteristische Ei-genschaften von Audio-Signalen. Diese lassen sich zum Einen subjektiv per Höreindruck feststellen und überprüfen. Eine weitere Analysemöglichkeit besteht in der Bestimmung und Echtzeit-Visualisierung des Frequenz-Spektrums. Dies ermöglicht eine genauere Untersuchung von Audio-Effekten.Zur visuellen Untersuchung von Audio-Signalen soll daher ein zur Frequenz-Analyse geeigneter Algorithmus als Hardware-Einheit realisiert werden. Hierbei ist vor allem zu untersuchen, welches Verfahren unter den gegebenen Randbedingungen geeignet ist eine Echtzeit-Analyse zu ermöglichen.