This master’s thesis deals with matters of interior acoustics. Within the scope of the thesis, a design alteration proposal in terms of enhancing sound quality and reverberation time of an existing multi-purpose cultural hall situated in town of Karvina was carried out. First design draft was made using manual calculation process and processed afterwards using specialized software (Odeon Room Acoustics Program). Within the thesis’s specialization study, a design of forced ventilation combined with heat recovery and new roof support structure using wooden truss girders was made. A design proposal dealing with building structure alterations and minor changes in operational facility layout was also made. New flat roofs layer assembly and exterior walls insulation was designed. Taking all proposed changes into consideration, new fire safety design documentation was made. Final outcome is therefore overall reconstruction of the given building object in pursuit of enhancing operational facility layout, overall interior and exterior esthetics and building physics parameters of the object.

Under mina tidiga år som gitarrist i utveckling, figurerade otalet myter och berättelser på musikaffärer, i konsertlokaler och bland gitarristvänner. Detta var myter om gitarrutrustning, hur man fick samma gitarrljud som på favoritskivorna, vissa gitarrmodellers bästa årgångar osv. Nu, äldre, möjligen klokare, och strävande efter att bli en mer upplyst musikproducent, har ett utforskande av dessa myter förändrats från att vara ett till synes omöjligt uppdrag, till ett realistiskt projekt. Den här undersökningen har fokuserat på uppfattningen av elgitarrförstärkarna i min ägo och tagit avstamp i mitt eget musikskapande, detta med utgångspunkt både från lyssnar- och användarperspektiv. Förstärkarmodellerna skiljer sig åt konstruktionsmässigt och slagkraften de haft i populärkulturen. Två intervjuer, två blindtester och en personlig utvärdering gjordes för att utforska gitarrförstärkarnas sound, spelbarhet och gensvar. Resultaten pekade i slutändan på att vi väljer förstärkare annorlunda då vi utgår från fördomar, tidigare erfarenhet och visuellt intryck än vad vi gör när vi enbart lyssnar på deras ljud. En antydan till variation mellan förstärkarnas påverkan på gitarristers spelkänsla verkar också kunna existera men på grund av de komplexa parametrarna involverade i en sådan analys är det svårt att fastställa några tydliga tendenser. Det som dock kan reflekteras över är att vi troligen lyssnar på, och spelar genom gitarrförstärkare med mer än våra öron och ögon, samt att en förstärkares taktila egenskaper, design och kulturella signifikans troligtvis är av större värde än vi kanske uppfattar enbart genom ljudande material. / During my early years as a developing guitarist, numerous myths and stories circulated in music stores, concert venues, and among guitarist friends. These myths revolved around guitar equipment, how to achieve the same guitar sound as on favourite records, the best years for certain guitar models, and so on. Now, older and possibly wiser, striving to become a more enlightened music producer, my exploration of these myths has shifted from being a seemingly impossible mission to a realistic project. This investigation has focused on the perception of the electric guitar amplifiers in my possession, based on my own music creation, taking into account both listener and user perspectives. The amplifier models differ in their construction and the impact they have had on popular culture. Two interviews, two blind tests, and a personal evaluation were conducted to explore the sound, playability, and response of the guitar amplifiers. Ultimately, the results indicated that we choose amplifiers differently when we rely on biases, past experiences, and visual impressions than when we solely listen to their sound. There also seems to be a hint of variation in how amplifiers affect guitarists' feeling of ease when playing, but due to the complex parameters involved in such an analysis, it is difficult to establish clear tendencies. However, what can be reflected upon is that we likely listen to and play through guitar amplifiers with more than just our ears and eyes, and that the tactile properties, design, and cultural significance of an amplifier are probably of greater value than we may perceive through purely sonic qualities.

The main focus of this thesis is to analyse signals (signal-dependent analysis) and room responses (system-dependent analysis) from a statistical point of view, attempt to determine the underlying statistical relationships between the reverberant signals and the room responses and propose relevant statistical models. Based on such a statistical framework, this thesis aims to propose novel methodologies for the extraction of room acoustical information and parameters from reverberant signals. Schroeder's theory is experimentally evaluated for various Room Transfer Functions (RTFs) measured in many source/receiver positions in various enclosures and several related aspects are discussed. Using a statistical approach, the effects of reverberant energy on the histograms and statistical measures are discussed and models describing the relationship of statistical measures between the reverberant signal and the RTFs are extracted. Then, the statistical properties of Binaural Room Transfer Functions (BRTFs) and binaural cues are examined. The well-known property of the spectral standard deviation of the magnitude of RTFs, that is its convergence to 5.6 dB for diffuse fields, is examined for the case of BRTFs, using a similar approach and a generic model for the relationship of the spectral standard deviation of RTFs and BRTFs. This thesis is also concerned with the distance estimation problem from a perceptual and computational point of view. Two novel methods for the estimation of the source/receiver distance using speech signals are proposed. The first method is able to detect the distance between the speaker and the microphone in a room environment using single-channel signals. The distance-dependent variation of several temporal and spectral statistical features of single-channel signals is studied and a novel sound source distance detector, based on these features is developed. The second method estimates distance from binaural speech signals (two-channel signals). This method does not require a priori knowledge of the room impulse response, the reverberation time or any other acoustical parameter and relies on a set of novel features extracted from the reverberant binaural signals. For this method, a novel distance estimation feature is introduced exploiting the standard deviation of the difference of the magnitude spectra of the left and right binaural signals (termed here as Binaural Spectral Magnitude Difference Standard Deviation (BSMD STD)). Moreover, an extended and novel set of additional features based on the statistical properties of binaural cues (ILDs, ITDs, ICs) is extracted from an auditory front-end which models the peripheral processing of the human auditory system. Both methods rely on novel distance-dependent features, related to statistical parameters of speech signals. Finally, a novel method for the estimation of the direct-to-reverberant-ratio (DRR) from dual-channel microphone recordings without having knowledge of the source signal is presented. / Η παρούσα διατριβή ασχολείται με τη μελέτη και ανάλυση των στατιστικών χαρακτηριστικών ηχητικών σημάτων και των ακουστικών αποκρίσεων χώρου, έχοντας ως πρωταρχικό σκοπό να προτείνει σχέσεις που περιγράφουν τη συσχέτιση των στατιστικών χαρακτηριστικών των σημάτων με αντήχηση με τις ακουστικές αποκρίσεις χώρων. Βάσει ενός τέτοιου θεωρητικού πλαισίου, η διατριβή αυτή αποσκοπεί στο να προτείνει νέες μεθοδολογίες για την εξαγωγή πληροφορίας που σχετίζεται με τα ακουστικά χαρακτηριστικά των χώρων, κάνοντας χρήση ηχογραφημένων ηχητικών σημάτων (π.χ. σήματα ομιλίας) στους εκάστοτε κλειστούς χώρους. Το θεωρητικό υπόβαθρο αυτής της διατριβής βασίζεται σε υπάρχοντα θεωρητικά μοντέλα για το ηχητικό πεδίο μέσα σε ένα κλειστό χώρο, όπως, για παράδειγμα, το στατιστικό μοντέλο του Schroeder. Το μοντέλο του Schroeder επιβεβαιώνεται πειραματικά για ακουστικές αποκρίσεις που έχουν μετρηθεί σε διάφορες θέσεις, μέσα σε κλειστούς χώρους, οι οποίοι διαφέρουν στα ακουστικά χαρακτηριστικά τους. Βάσει στατιστικής ανάλυσης, εξάγονται στατιστικά μοντέλα, τα οποία περιγράφουν την επίδραση της αντήχησης στα ηχητικά σήματα, όταν αυτά αναπαραχθούν μέσα σε ένα κλειστό χώρο. Στη συνέχεια, λαμβάνοντας υπόψη αντιληπτικά μοντέλα ακοής, τα οποία προϋποθέτουν την ύπαρξη δυο ηχητικών σημάτων (δυο αυτιά, αμφιωτική ακοή) σε αυτή τη διατριβή, μελετώνται κάποιες παράμετροι οι οποίες εξάγονται από αμφιωτικές ακουστικές αποκρίσεις χώρου. Η ιδιότητα της φασματικής τυπικής απόκλισης συναρτήσεων μεταφοράς χώρων να συγκλίνει στην τιμή των 5.6~dB για διάχυτα ηχητικά πεδία, επεκτείνεται στην περίπτωση των αμφιωτικών αποκρίσεων χώρου και προτείνεται ένα γενικευμένο μοντέλο που συσχετίζει τη φασματική τυπική απόκλιση μονοφωνικών και αμφιωτικών συναρτήσεων μεταφοράς χώρου. Η διατριβή αυτή, επίσης, ασχολείται με το πρόβλημα της εκτίμησης της απόστασης μεταξύ πηγής και δέκτη. Προτείνονται δυο νέες μέθοδοι για την εκτίμηση της απόστασης μεταξύ πηγής και δέκτη, κάνοντας χρήση ηχητικών σημάτων ομιλίας. Η προτεινόμενη μέθοδος βασίζεται σε μια σειρά από στατιστικές παραμέτρους των οποίων οι τιμές μεταβάλλονται είτε στο πεδίο του χρόνου είτε στο πεδίο της συχνότητας. Η δεύτερη προτεινόμενη μέθοδος αφορά, επίσης, στην εκτίμηση της απόστασης πηγής/δέκτη, αλλά από αμφιωτικά σήματα. Η μέθοδος αυτή δεν προαπαιτεί γνώση της ακουστικής απόκρισης του χώρου, του χρόνου αντήχησης ή άλλης ακουστικής παραμέτρου και βασίζεται σε μια σειρά από νέες παραμέτρους, οι οποίες μπορούν να υπολογισθούν από τα αμφιωτικά σήματα με αντήχηση. Οι παράμετροι συνδυάζονται με δυο διαφορετικές τεχνικές αναγνώρισης προτύπων των οποίων τα μειονεκτήματα και πλεονεκτήματα συζητώνται. Στα πλαίσια αυτής της μεθόδου, προτείνεται μια νέα παράμετρος, η οποία βασίζεται στη διαφορά της φασματικής τυπικής απόκλισης του αριστερού και του δεξιού αμφιωτικού ηχητικού σήματος, η οποία αποδεικνύεται ότι σχετίζεται με τα στατιστικά της αντίστοιχης μονοφωνικής ακουστικής απόκρισης. Τέλος, προτείνεται μια σειρά από παραμέτρους οι οποίες βασίζονται στα στατιστικά χαρακτηριστικά αμφιωτικών παραμέτρων και σχετίζονται με το αντιληπτικό μοντέλο της ανθρώπινης ακοής. Τέλος, προτείνεται μια νέα μέθοδος για την εκτίμηση της στάθμης λόγου κατευθείαν προς ανακλώμενου ήχου από στερεοφωνικά σήματα.

This diploma thesis deals with adjusting the reverberation time of enclosed spaces. It is divided into two thematic areas. The first thematic area deals with active systems that adjust the reverberation time, with a stronger focus on usage of reverberators to simulate secondary spaces. The second thematic area is the implementation of reverberators and their fundamental building blocks in Matlab.

The main aim of the thesis is to design a new building of the mixed-use building in Brno. The building consists of two parts. One part consists of shops. The second part consists of offices and conference space. It is a building that has three floors above ground and one underground. In the basement there are a facilities and a garage. Shops are designed on the ground floor. There are offices on the second floor. Conference rooms are on the third floor. The building has a flat roof. The vertical load-bearing structures are designed from Porotherm ceramic blocks. In the core of the building, the vertical load bearing structures are designed as monolithic reinforced concrete walls. Columns are used in the building for the possibility of open space. The masonry of the basement consists of white bathtub. The floors are designed as folded from the Spiroll system. Internal non-load-bearing walls are designed from gypsum board with double cladding. The second part of the work deals with forced ventilation, cooling and central heating. In the third part of the project I deal with acoustics. The project was carried out in the Auotocad program. All constructions comply with valid standards and regulations.

The first part of this diploma thesis is to design an energy-efficient hotel with restaurant and car parking. The second part is also to create an assessment of the energy performance of the building and usage of energy from renewable sources. Hotel is designed with the idea of „smart buildings“ which means, that all the technological background is controlled by the main computer, which also harvests data to achieve a minimum energy use and financial demand and maximum comfort and safety at the same time by controlling the connected technology. By placing on a sloped terrain in the center of Brno, the basement floor can be used as car parking. The roof of this building is flat, green, with modifications for placing solar panels, whose design is part of this work. The third part of this diploma thesis is the spatial acoustics of the conference room on the first ground floor.