In dieser Arbeit wurden Modelle für das kognitive Sprachverstehen basierend auf unterschiedlichen Methoden zur Analyse einer auditorischen fMRT Studie evaluiert. Ziel der Studie war die Unterscheidung neuronaler Korrelate von Sprachverstehen und der Wahrnehmung eines sprachähnlichen Signals mit den physikalischen Eigenschaften von Sprache ohne einen semantischen Inhalt. Die Ergebnisse basieren auf einer neuen Methode zur Bewertung von "Searchlight Classification" Ergebnissen. Mit multivariater Mustererkennung konnten spezifische lokale Aktivierungsmuster in Bereichen des Temporal-, Frontal- und Parietalkortex sowie im Gyrus cinguli identifiziert werden. Die Ergebnisse einer Konnektivitätsanalyse lassen für die Verarbeitung sinnvoller und sinnfreier Sprache auf unterschiedliche Netzwerke zwischen Strukturen des linken Frontal-Kortex, des bilateralen Temporalkortex, sowie des temporo-parietalen Übergangs und des lymbischen Systems schließen.
In this thesis spoken language comprehension models are evaluated based on different analysis methods for an auditory fMRI study. It aimed to distinguish between neural correlates of spoken language comprehension and the perception of speech-like signals, holding the acoustic properties of speech but without any meaningful content. The results are based on a novel approach for the evaluation of searchlight classification results. With multivariate pattern analyses, specific local brain activation patterns for spoken language comprehension could be identified in structures of the temporal, frontal, and parietal cortex as well as the cingulate cortex. A further network analysis based on the model of psycho-physiological interactions has shown a network between frontal- and parietal lobe areas and the cingulate cortex for the processing of valid speech and a network between temporo-parietal structures and the cingulate cortex for the processing of invalid speech.
In dieser Arbeit wird der Einfluss struktureller Variationen von CIGS-Solarzellen auf deren Temperaturkoeffizienten, ihre Stabilität und ihre Schwachlichtleistung untersucht. Die für diese Studie durchgeführten Schichtmodifikationen umfassen verschiedene Puffer, Fensterschichten und Rückkontaktschichten sowie verschiedene doppelt abgestufte Absorber mit veränderter in der Dicke und der Natrium-Nachbehandlung. Es konnte gezeigt werden, dass die Absorberschicht von allen modifizierten Schichten der Struktur den größten Einfluss auf die Temperaturabhängigkeit der Ausgangsleistung aufweist. Es zeigte sich, dass die Elementzusammensetzung des Puffers und des Absorbers eine wichtige Rolle bei der Elementinterdiffusion spielt und somit zur Bildung von amphoteren Defekten führt, die licht- und temperaturempfindlich sind. Untersuchungen zum Einfluss verschiedener Solarzellenstrukturen auf die Verschiebung der dominanten Rekombination bei unterschiedlichen Lichtintensitäten wurden ebenfalls durchgeführt.
In this work, the impact of structural variations of CIGS solar cells on their temperature coefficients, their stability, and their low light performance is studied. The layer modifications implemented for this study include different buffer, window layers and back contacts materials, and different double graded absorbers with change in their thickness and sodium post deposition treatment. It was demonstrated that the absorber layer exhibits the largest influence on the temperature dependence of the power output amongst all modified layers of the structure. The buffer and the absorber elemental composition showed to play an important role in the elemental interdiffusion and hence led to the creation of amphoteric defects that are light and temperature sensitive. Studies on the impact of different solar cell structures on the shift of the dominant recombination region at different light intensities were also performed.
Diese Dissertation untersucht Algorithmen zum Schätzen der Tonhöhe menschlicher Sprache. Es existieren viele solcher Algorithmen, die auch in Rauschen präzise arbeiten. Die Tonhöhe ist allerdings eine menschliche Empfindung, und steht Algorithmen nicht zur Verfügung. Die Bewertung ihrer Genauigkeit ist daher schwer, und immer abhängig von der Verwendeten Wahrheit. Diese Dissertation stellt einen neuen Tonhöhen-Schätzungs-Algorithmus vor, der besonders robust gegen Rauschen ist, zeigt eine neue Tonhöhen-Wahrheit die besser passt als bestehende Wahrheiten, und endet mit einer Vergleichsstudie bestehender Algorithmen von noch nie dagewesenem Umfang. Diese Studie zeigt überraschend große versteckte Biase in bestehenden Sprach-Datenbanken und Auswertungsmethoden auf. Es gibt daher keinen besten Algorithmus, sondern die Wahl des Algorithmusses sollte unbedingt spezifisch auf die zu erwartenden Signale abgestimmt sein.
This dissertation investigates algorithms for estimating pitch in the human voice. Many such algorithms exist, and claim to be accurate even in high levels of noise. Pitch, however, is a human percept that strictly speaking only exists in the human brain, and is not directly available for testing algorithms. Evaluating algorithm accuracy is therefore difficult, and highly dependent on the choice of truth used for comparison. This dissertation introduces a new pitch estimation algorithm for the human voice that is accurate and robust to noise, proposes a new pitch ground truth that is a better fit for the task than previous truths, and evaluates existing pitch estimation algorithms in a comparison study of unprecedented scope. The results of this comparison reveal a surprising amount of hidden bias in existing speech corpora, as well as evaluation methods. Thus, the choice of algorithm should be highly dependent on the expected signals, with no one clear best choice for all applications.
Inwiefern Studierende im Fachpraktikum Physik ihre Sensibilität bzgl. sprachlicher Kommunikation weiterentwickeln und wie sie mit sprachlichen Mitteln Ziel- und Prozessklarheit in ihrem Unterricht herstellen, wird in dieser empirischen Studie untersucht. Zum Einsatz kommen Fragebögen für 16 Studierenden als auch Interviews, Lerntagebücher sowie begleitende audiogestützte Beobachtungen im Unterricht mit acht der Studierenden. Im Begleitseminar zum Praktikum sollen sich die Studierenden ein Planungsmodell aneignen, das die Sicht- und Tiefenstruktur explizit voneinander unterscheidet, um sie dann in systematischer Weise aufeinander beziehen zu können. Die Daten erlauben, die Einschätzungen der Studierenden und ihrer Kompetenzentwicklung in der komplexen Situation des Praktikums zu modellieren: Inwieweit gelingt es ihnen, kommunikative Impulse in ihren Planungen zu formulieren, diese mit der fachlichen Struktur des Unterrichts zu verknüpfen und ihre Planung im Unterricht umzusetzen.
In the present study, it is examined to what extent students develop a language sensitivity to their own use of communication and aim at transparency of lesson aims, processes, and functions of their teaching structure. The research framework is the practical training in the Master of Education Physics. In the traineeship seminar, the students should acquire a planning model that explicitly differentiates the visual and deep structure of the lesson to be able to relate them to each other in a systematic way. In the present work, the question of how to conceive this concept of lesson planning and how to exemplify it, how it is used by the students, and how it is considered in planning activities is examined. The processes of eight participating students are assessed by means of qualitative questionnaires and close-meshed interviews, learning diaries, and accompanying audio-based observation. The data allow to differentiate the assessments of the students and their competence development.