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[en] (orig)
Universität Ulm | 89069 Ulm | Germany Fakultät für
Ingenieurwissenschaften,
Informatik und
Psychologie
Institut für Datenbanken
und Informationssysteme
Konzeption und Realisierung
einer mobilen Anwendung
zur Bestimmung der Tinnitusfrequenz
am Beispiel von Android
Bachelorarbeit an der Universität Ulm
Vorgelegt von:
Annika Sophie Stampf
[email protected]
Gutachter:
Prof. Dr. Manfred Reichert
Betreuer:
Dr. Rüdiger Pryss
2018
Fassung 4. Juli 2018
c
2018 Annika Sophie Stampf
This work is licensed under the Creative Commons. Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0
License. To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/de/
or send a letter to Creative Commons, 543 Howard Street, 5th Floor, San Francisco, California,
94105, USA.
Satz: PDF-L
A
TEX2ε
Kurzfassung
Tinnitus ist eine weitverbreitete Hörstörung. Gegenwärtig beschäftigen sich eine Vielzahl
an Forschungsgruppen damit wirksame Therapien zu entwickeln. Eine der daraus
entstandenen Studien evaluiert die Wirkung einer Klangtherapie, die stark auf der
Musiktechnologie basiert. Um diese oder vergleichbare Therapieform anwenden zu
können, muss zuvor die Tinnitus-Frequenz des Patienten möglichst präzise bestimmt
werden können.
In der vorliegenden Arbeit wird die Konzeption und Realisierung einer mobilen Android
Applikation vorgestellt, die Patienten die Möglichkeit bietet eine solche Frequenzbestim-
mung selbständig durchzuführen. Zusätzlich wird ein auf mehreren Leveln basierendes
Hörtraining bereitgestellt, welches betroffene Personen in der Erkennung und Bewertung
differenzierter Tonhöhenunterschiede schult, um so eine möglichst präzise Bestimmung
zu ermöglichen.
Dafür werden zu Beginn einige Hintergrundinformationen geliefert und Anforderungen
an die Applikation identifiziert, auf deren Basis eine geeignete Architektur bestimmt wird.
Anschließend werden die Funktionalitäten der prototypischen Realisierung gezeigt und
ein Ausblick auf eventuelle Erweiterungen gegeben.
Der in diesem Rahmen entstandene Prototyp soll dabei helfen neue Erkenntnisse
darüber zu gewinnen, inwieweit eine eigenständige Messung der Patienten sinnvoll ist
und wie eingebaute Hörtraining-Einheiten diese verbessern können.
iii
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung 1
1.1 Problemstellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Zielsetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.3 Struktur der Arbeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2 Hintergrund 5
2.1 TrackYourTinnitus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.2 Methoden der Frequenzbestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.3 Musical Instrument Digital Interface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
3 Anforderungsanalyse 9
3.1 Funktionale Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1.1 Allgemeine Funktionale Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . 9
3.1.2 Funktionale Anforderungen an die Frequenzmessung . . . . . . . 10
3.1.3 Funktionale Anforderungen an das Hörtraining . . . . . . . . . . . 11
3.2 Nichtfunktionale Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
4 Architektur 15
4.1 Ablaufbeschreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
4.2 Architekturkonzept . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
4.3 Datenbankschema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4 Verwendete Bibliotheken . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4.1 pd-for-android . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
4.4.2 GraphView . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
4.4.3 SeekArc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
5 Ausgewählte Implementierungsdetails 27
5.1 Tongenerierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.1.1 Pure Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.1.2 Kommunikation mit Pure Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
v
Inhaltsverzeichnis
5.1.3 Tongenerierung nur mit verbundenen Kopfhörern . . . . . . . . . . 32
5.2 Bestimmung der MIDI Tastennummern im Training . . . . . . . . . . . . . 34
5.3 Hilfestellung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
6 Vorstellung der Anwendung 37
6.1 Allgemeines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.2 Erstmaliges Öffnen der Anwendung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.3 Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.4 Training und Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.4.1 Hörtraining . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.4.2 Frequenzmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6.5 Übersicht des Trainings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.6 Übersicht der Messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.7 Lautstärke Einstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
7 Anforderungsabgleich 51
7.1 Funktionale Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
7.1.1 Allgemeine Funktionale Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . 51
7.1.2 Funktionale Anforderungen an die Frequenzmessung . . . . . . . 52
7.1.3 Funktionale Anforderungen an das Hörtraining . . . . . . . . . . . 53
7.2 Nichtfunktionale Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
8 Fazit 57
8.1 Zusammenfassung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
8.2 Ausblick . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
vi
1
Einleitung
Tinnitus ist eine Hörstörung von der vermutlich 10-15% der erwachsenen Bevölkerung
betroffen ist. Gegenwärtig wird viel geforscht, um wirksame Therapien zu entwickeln.
Diese Therapien können im Grunde in zwei Klassen geteilt werden: Behandlungen, die
die Wahrnehmung des Tinnitus betreffen, also versuchen die Lautstärke zu senken und
welche, die mit Hilfe psychologischer Maßnahmen den Umgang mit der Hörstörung
erleichtern sollen [1].
Eine Therapie aus erstgenannter Kategorie ist zum Beispiel das Tailor-Made Notched
Music Training. Hierbei wird der Patient beliebiger Musik ausgesetzt, bei der die Energie
aus dem Frequenzbereich gefiltert wird, welcher die individuelle Tinnitusfrequenz umgibt
[2].
Eine Studie des europäischen Förderprojekts TINNET
1
evaluiert die Wirkung einer
solchen Klangtherapie [
5
]. Diese zeigte, dass die Lautstärke des Tinnitus der Patienten
nach einer Kurzzeitbehandlung temporär um durchschnittlich 7% verringert werden
konnte.
Um diese oder ähnliche Therapien anwenden zu können, muss zuvor jedoch die Tinni-
tusfrequenz des Patienten möglichst präzise bestimmt werden können.
1
Das europäische Förderprojekt TINNET ist eine COST Aktion [
3
] und arbeitet an dem Verständnis der
Heterogenität von Tinnitus zur Verbesserung und Entwicklung neuer Behandlungen [4].
1
1 Einleitung
1.1 Problemstellung
Eine solche Bestimmung der Tinnitusfrequenz wird üblicherweise in einer Klinik durch-
geführt. Sie ist zeitlich aufwendig, kostenintensiv und führt nicht selten zu falschen
Werten, da die meisten Patienten keinen musikalischen Hintergrund aufweisen und
in der Tonhöhenbestimmung nicht geübt sind. Außerdem kann sich die Frequenz des
Tinnitus im Laufe der Zeit ändern [
5
]. Das bedeutet, dass eine Bestimmung in regel-
mäßigen Abständen wiederholt werden muss, um einen bestmöglichen Therapieerfolg
gewährleisten zu können.
Mit Hilfe einer mobilen Anwendung kann diese Bestimmung vom Patienten selbst über-
nommen werden. Mit einem zusätzlichen Hörtraining könnte der Patient so sein Hören
schulen und Frequenzbestimmungen beliebig oft wiederholen. Damit erlangt der Patient
in der Tonhöhenbestimmung Routine, weshalb eine Bestimmung in der Klinik entweder
schneller und präziser durchgeführt werden kann oder im besten Fall unnötig wird.
Außerdem könnte der Patient nach regelmäßiger Verwendung der mobilen Applikation
in der Lage sein selbst einzuschätzen, wann eine erneute Frequnzbestimmung aufgrund
einer Änderung seines Tinnitus sinnvoll ist.
1.2 Zielsetzung
Ziel ist die Konzeption und prototypische Realisierung einer mobilen Android Anwen-
dung zur Bestimmung der Tinnitusfrequenz. Um eine präzise Bestimmung erreichen
zu können, soll außerdem ein Hörtraining implementiert werden, das dem Betroffenen
spielerisch hilft verschiedene Tonhöhen abschätzen und vergleichen zu können. Des
Weiteren soll die Lautstärke für verschiedene Frequenzintervalle, der im Hörtraining ver-
wendeten Töne, angepasst werden können, um die Anwendung durch einen eventuellen
Hörsturz nicht zu beeinträchtigen.
2
1.3 Struktur der Arbeit
1.3 Struktur der Arbeit
Diese Arbeit gliedert sich in acht thematische Bereiche, welche jeweils durch ein Kapitel
repräsentiert werden. Im nachfolgenden Kapitel werden Hintergrundinformationen zum
Thema geliefert. Dabei handelt es sich um eine Hinführung zur verwendeten Methode
der Frequenzbestimmung und eine Erläuterung des Musical Instrument Digital Interface.
In Kapitel 4 werden die Anforderungen an die Applikation beschrieben. Diese sind in funk-
tionale und nichtfunktionale Anforderungen geteilt, wobei die Erstgenannten zusätzlich
nach Hauptfunktionalitäten der Anwendung gegliedert sind. Nachfolgend wird anhand
der erarbeiteten Anforderungen eine geeignete Architektur bestimmt und erläutert. Dazu
werden die Prozesse der Anwendung modelliert, das Systemmodell erläutert und das
daraus resultierende Datenbankschema gezeigt. Zuletzt werden außerdem verwendete
Bibliotheken vorgestellt. In Kapitel 5 werden anschließend einige ausgewählte Code-
Abschnitte erklärt. Die Funktionalitäten des Prototyps werden in Kapitel 6 aus Sicht
des Benutzers und anhand von Bildschirmaufnahmen gezeigt. Schließlich werden in
Kapitel 7 die prototypische Realisierung mit den in Kapitel 3 erarbeiteten Anforderungen
abgeglichen. Als Abschluss wird eine Zusammenfassung der Arbeit und ein Ausblick auf
eventuelle Erweiterungen und Anpassungen gegeben.
3
2
Hintergrund
In diesem Kapitel werden einige Hintergrundinformationen geliefert, die die vorliegende
Arbeit in einen größeren Kontext bringen und verwendete Methoden und Werkzeuge
erläutern.
2.1 TrackYourTinnitus
Eine verwandte Arbeit ist die mobile Anwendung TrackYourTinnitus [
6
]. Diese wurde von
der Tinnitus Research Initiative (TRI) in Kooperation mit dem Institut für Datenbanken und
Informationssysteme der Universität Ulm (DBIS) entwickelt. Sie bietet Patienten speziell
entworfene Fragebögen zur Erfassung derer aktuellen Tinnitus Wahrnehmung. Sie dient
damit als eine Art Assistent, der die Betroffenen im Umgang mit dem Tinnitus unterstützt
[
7
]. Anhand von Analysen, der dadurch erlangten Daten, konnten im Rahmen dieses
Projektes außerdem einige neue Erkenntnisse über den Verlauf und die Abhängikeiten
innerhalb der Tinntus-Symptomatik gewonnen werden [
8
] [
9
] [
10
]. Dieses Wissen wird
wiederum für die Entwicklung neuer Therapien genutzt.
Die Applikation beinhaltet momentan noch keine Frequenzbestimmung, obgleich die
Kenntnis der präzisen Tinnitusfrequenz Voraussetzung für die Anwendung einiger erfolg-
versprechender Therapieformen ist.
Der im Rahmen dieser Arbeit zu realisierende Prototyp soll die Funktionalität der Track-
YourTinnitus Applikation in einer eigenständigen Anwendung um diese genannte Tinnitus-
Frequenzbestimmung erweitern.
5
2 Hintergrund
2.2 Methoden der Frequenzbestimmung
Es gibt verschiedene Möglichkeiten die Tinnitusfrequenz zu bestimmen. Dazu zählen
zum Beispiel die
Method of Adjustment
, die
Forced Choice Double Staircase
Methode
und das Likeliness Rating [11].
Einzelne Forschungsarbeiten wie die von Richard S. Tyler und David Conrad-Armes
aus dem Jahr 1983 [
12
] und eine noch unveröffentlichte Studie des europäischen
Förderprojekts TINNET vergleichen einige dieser Methoden, um eine bestmögliche
Frequenzbestimmung zu ermöglichen. Faktoren, die diese Vergleiche stark erschweren
und Resultate nicht zwingend verallgemeinerbar machen sind zum Beispiel die Um-
gebung (wird die Messung in einer Klinik oder Zuhause durchgeführt), der Grad der
Hilfestellung (erfolgt die Messung mit ärztlicher Unterstützung oder selbstständig) oder
der persönliche Hintergrund des Patienten (wird über musikalisches Vorwissen verfügt
oder nicht).
Da bei der Implementierung der Match Your Tinnitus Applikation eine Methode benötigt
wird, die selbstständig, schnell und ohne großes musikalisches Vorwissen verwendet
werden können soll, ohne die Präzision der Bestimmung zu beeinträchtigen, wird die
bereits genannte Method of Adjustment verwendet. Bei dieser Methode kann der Patient
die Tonhöhe des abgespielten Tones direkt über einen Drehknopf oder Ähnliches an
die wahrgenommene Frequenz des Tinnitus anpassen. Dabei gibt es die Möglichkeit
zwischen einer groben und feinen Regelung hin und her wechseln zu können. Diese
Methode ist in ihrer Verwendung sehr intuitiv und leicht verständlich, weil sie nach dem
Prinzip
What You See Is What You Get
arbeitet. Des Weiteren ist die Methode sehr
schnell, da sie nur aus einem Messdurchgang besteht. Nicht zu vernachlässigen ist
außerdem, dass hinter dieser Methode kein aufwendiger Algorithmus steht, was die
Implementierung stark vereinfacht.
6
2.3 Musical Instrument Digital Interface
2.3 Musical Instrument Digital Interface
Das Musical Instrument Digital Interface MIDI ("Digitale Schnittstelle für Musikinstrumen-
te") wurde 1983 als Standard eingeführt und ist für die Kommunikation elektronischer
Klangerzeuger zuständig. Für den Informationsaustausch der Tonhöhe zwischen der
Anwendung und Pure Data (siehe Abschnitt 5.1.1), wird die sogenannte MIDI Tasten-
nummer
n
verwendet [
13
]. Diese liegt zwischen 0 und 127 und wird durch folgende
Formel mit Hilfe der Frequenz fberechnet:
n=12 ∗log2f
440+ 69
Der Abstand zwischen zwei nebeneinanderliegenden Tastennummern beträgt einen
Halbton. 12 Tastennummern ergeben also eine Oktave. Diese kann auch als Intervall
zwischen zwei Tönen definiert werden, deren Frequenzen sich wie 2:1 verhalten [
14
].
Würde man für die Implementierung der Frequenzregler eine lineare Frequenzverteilung
verwenden, wäre die wahrgenommene Tonhöhenverteilung logarithmisch. Um dies zu
vermeiden werden die vorgestellten MIDI Tastennummern verwendet. Da die meisten
Benutzer mit dieser Notation nicht vertraut sind, werden die Tastennummern für die
Darstellung in Frequenzen, angegeben in Hertz, umgerechnet.
7
3
Anforderungsanalyse
Dieses Kapitel beschreibt die Anforderungen, die an die Android Anwendung Match Your
Tinnitus gestellt wurden. Dabei sind die Anforderungen in funktionale und nichtfunktionale
Anforderungen unterteilt.
3.1 Funktionale Anforderungen
In diesem Abschnitt werden die Funktionalen Anforderungen tabellarisch beschrieben.
Der Leistungsumfang der Anwendung richtet sich dabei nach diesen Anforderungen.
Für eine bessere Gliederung sind die geforderten Funktionen in mehrere Kategorien
unterteilt.
3.1.1 Allgemeine Funktionale Anforderungen
Alle funktionalen Anforderungen, die die allgemeine Benutzung betreffen und unabhängig
von der Frequenzmessung und des Hörtrainings sind, werden nachfolgend erläutert.
Nr. Titel und Beschreibung
1Nutzer müssen ihren Namen angeben, um die Anwendung das erste
Mal starten zu können
Um dem Nutzer individuellen Inhalt liefern zu können, muss dieser beim
erstmaligen Öffnen der Anwendung angeben wie er heißt.
9
3 Anforderungsanalyse
2Die Sprache wird automatisch und abhängig von den Geräteeinstellun-
gen angepasst werden
Abhängig von den Geräteeinstellungen soll der Inhalt der Anwendung entwe-
der auf deutsch oder auf englisch angezeigt werden.
3Töne werden nur dann ausgegeben, wenn Kopfhörer mit dem Gerät ver-
bunden sind
Töne sollen ausschließlich dann abgespielt werden, wenn Kopfhörer mit dem
Gerät verbunden sind. Werden diese entfernt während ein Ton gespielt wird,
soll dieser Ton gestoppt und der Nutzer darüber informiert werden.
Tabelle 3.1: Allgemeine funktionale Anforderungen
3.1.2 Funktionale Anforderungen an die Frequenzmessung
Im Folgenden werden die Anforderungen beschrieben, die die Frequenzmessung und
damit die Messung an sich und die Übersicht aller Messungen betreffen.
Nr. Titel und Beschreibung
4Der Ton wird bei der Messung abhängig von der Position an dem der
Nutzer seinen Tinnitus wahrnimmt ausgegeben
Der Nutzer muss wählen, ob er seinen Tinnitus ’links’, ’rechts’, ’links und
rechts’ oder ’im Kopf’ hört. Abhängig davon soll der Ton bei der Messung bei
der Auswahl von ’links’ oder ’rechts’ jeweils contralateral und bei den beiden
anderen Wahlmöglichkeiten rechts abgespielt werden.
5Die Startfrequenz bei der Messung wird abhängig davon gewählt, in wel-
chem Frequenzbereich der Nutzer seinen Tinnitus subjektiv wahrnimmt
Der Nutzer hat die Wahlmöglichkeiten ’tief’, ’mittel’, ’hoch’ und ’sehr hoch’.
Abhängig davon soll der Startwert bei der Messung auf 1000Hz, 2000Hz,
4000Hz oder 80000Hz gesetzt werden.
10
3.1 Funktionale Anforderungen
6Der Benutzer kann zwischen einer groben und einer feinen Frequenz-
bestimmung wählen
Dem Benutzer soll eine grobe und eine feine Frequenzbestimmung bereitge-
stellt werden, zwischen denen der Nutzer während der Messung frei wechseln
kann.
7Die Messung deckt die Frequenzen von 50Hz bis 20.000Hz ab
Tinnitusfrequenzen zwischen 50Hz und 20.000Hz sollen auf einen Halbton
genau gemessen werden können.
8Die Lautstärke und die Balance des gemessenen Tones kann an den
Tinnitus angepasst werden
Im Anschluss an die Messung soll der Nutzer die Balance und die Lautstärke
des gemessenen Tones an die seines Tinnitus anpassen können.
9Der Nutzer kann die Messung bewerten
Die Messung soll durch ein Rating vom Nutzer mit 0-5 Sternen bewertet
werden können.
10 Dem Nutzer wird eine Übersicht über alle Messungen geboten
Dem Nutzer soll auf einer von der Messung unabhängigen Seite eine Über-
sicht über alle Messungen angezeigt werden. Eine Messung soll dabei das
Datum und die Wertung der Messung, die gemessene Frequenz, Lautstärke
und Balance beinhalten.
11 Der Benutzer hat die Möglichkeit seine Messungen zu teilen
Die Messungen sollen vom Benutzer als PDF-Datei geteilt werden können.
Tabelle 3.2: Funktionale Anforderungen an die Frequenzmessung
3.1.3 Funktionale Anforderungen an das Hörtraining
Alle Anforderungen, die im Rahmen des Hörtrainings gestellt werden, darunter das
Hörtraining an sich, die Einstellungen der Tonausgaben und die Übersicht der Trainings-
resultate, sind im Nachfolgenden beschrieben.
11
3 Anforderungsanalyse
Nr. Titel und Beschreibung
12 Der Benutzer kann zwischen verschiedenen Levels wählen
Dem Nutzer werden verschiedene Level mit steigendem Schwierigkeitsniveau
angeboten, zwischen denen er wählen kann. Jedes Level kann dabei beliebig
oft wiederholt werden.
13 Neue Levels können freigeschaltet werden
Zu Beginn des Training soll nur ein Level spielbar sein. Schließt der Benutzer
ein Level erfolgreich ab, so soll ein neues Level freigeschaltet werden.
14 Das Training beinhaltet mehrere Aufgabentypen
Das Training soll mehrere unterschiedlichen Aufgabentypen beinhalten, die
das erfolgreiche Abschätzen und Vergleichen von Frequenzen auf jeweils
unterschiedliche Art ausbilden.
15 Die Reihenfolge der Aufgabentypen ist zufällig
Um dem Nutzer ein abwechslungsreiches Training zu bieten, sollen die Auf-
gabentypen in jedem Training neu und zufällig angeordnet werden.
16 Die Frequenzen der Töne im Hörtraining sind zufällig
Um das Hören des Benutzers möglichst umfangreich trainieren zu können und
das Training trotz beschränkter Anzahl an Aufgabentypen abwechslungsreich
gestalten zu können, soll in jeder Aufgabe die Frequenz eines beliebigen
Tones zufällig und die Frequenzen der anderen Töne in Abhängigkeit des
Schwierigkeitsgrades gewählt werden.
17 Dem Nutzer wird eine Übersicht über die Resultate seines Hörtrainings
geboten
Dem Nutzer soll auf einer vom Hörtraining unabhängigen Seite eine Übersicht
über die Resultate seines Hörtrainings angezeigt werden. Diese Übersicht
beinhaltet jeweils das Level, Datum und die erreichte Punktzahl des Trainings.
18 Der Benutzer hat die Möglichkeit die Resultate seines Trainings zu tei-
len
Die Resultate seines Trainings sollen vom Benutzer als PDF-Datei geteilt
werden können.
12
3.2 Nichtfunktionale Anforderungen
19 Die Lautstärke verschiedener Frequenzintervalle und die Balance der
Töne im Training sind anpassbar
Der Nutzer soll die Möglichkeit haben die Lautstärke einzelner Frequenzin-
tervalle und die Balance, der im Training abgespielten Töne, einstellen zu
können.
Tabelle 3.3: Funktionale Anforderungen an das Hörtraining
3.2 Nichtfunktionale Anforderungen
Nr. Titel und Beschreibung
1Technische Anforderungen
Die Anwendung soll ab Android 5.0 (API Level 21) lauffähig sein.
2Bedienbarkeit
Die Anwendung soll für den Benutzer intuitiv und verständlich sein.
3Erweiterbarkeit
Die Anwendung soll in der Anzahl der Level und der Aufgabentypen und in
dem Einbau neuer Funktionalitäten einfach erweiterbar sein.
4Aussehen
Die Anwendung soll auf Grund ihres klinischen Einsatzes ein schlichtes De-
sign aufweisen. Designelemente sollen vor allem zur besseren Bedienbarkeit
eingesetzt werden.
Tabelle 3.4: Nichtfunktionale Anforderungen
13
4
Architektur
In diesem Kapitel wird die Architektur der Match Your Tinnitus Anwendung vorgestellt.
Es enthält Prozessmodelle, das Klassendiagramm und das unterliegende Datenmodell.
4.1 Ablaufbeschreibung
Anhand der Anforderungsanalyse in Kapitel 3 wurden auf Basis der Spezifikationsspra-
che BPMN (Business Process Model and Notation) Prozessdiagramme erstellt, um den
Ablauf der Anwendung graphisch darstellen zu können. Diese erstellten Diagramme
werden im Folgenden näher erläutert.
In Abbildung 4.1 ist die Navigation innerhalb der Anwendung dargestellt. Öffnet der
Nutzer die Anwendung zum ersten Mal, soll eine Texteingabe erscheinen, die ihn
auffordert seinen Namen anzugeben. Im Anschluss daran wird dem Nutzer die Seite
zur Auswahl des Trainings und der Messung bereitgestellt. Über das Menü gelangt der
Benutzer zu den Übersichten und den Einstellungen.
Über die Seite
Training und Messung
lässt sich optional eine Messung oder das Training
starten. Dieser Vorgang lässt sich in Abbildung 6.6 erkennen.
In Abbildung 4.3 ist der Trainingsprozess dargestellt. Startet der Benutzer das Training
wird erneut die Levelauswahl dargestellt. Ein Level ist nur dann auswählbar, wenn
Kopfhörer mit dem Gerät verbunden sind. Während des Trainings wird die Lautstärke
eines gespielten Tones in Abhängigkeit der Frequenz aus der Datenbank geladen. Nach
dem Beenden eines Levels wird eine Levelübersicht angezeigt und das Trainingsresultat
in der Datenbank gespeichert. Von hier aus gelangt der Nutzer zurück zur Levelauswahl
15
4 Architektur
Name abfragen
Name noch nicht
angegeben
Name bereits
angegeben
Training und
Messung
Menü darstellen
Menü
auswählen
Einstellungen
Übersicht der
Messungen
Übersicht des
Trainings
Menü
auswählen
Menü
auswählen
Menü
auswählen
Abbildung 4.1: Navigation
Auswahl
Training
Auswahl
Messung
Training starten
Messung starten
Abbildung 4.2: Training und Messung
16
4.1 Ablaufbeschreibung
Levelauswahl
darstellen
Aufgabentyp Höher
Aufgabentyp Tiefer
Aufgabentyp Memory
Aufgabentyp Ordnen
Soll-
Anzahl
Aufgaben
erericht
Soll-Anzahl
des
Aufgabentyps
noch nicht
erericht
Soll-Anzahl
des
Aufgabentyps
noch nicht
erericht
Soll-
Anzahl
Aufgaben
noch
nicht
erericht
Keine
Kopfhörer
verbunden
min. 80
Punkte
erreicht:
nächstes
Level
Kopfhörer
verbunden
Levelübersicht
darstellen und
Training speichern
Level-
auswahl
weniger
als 80
Punkte
erreicht:
selbes
Level
zurück zur
Levelauswahl
Training fortsetzen
Abbildung 4.3: Training
oder abhängig von der erreichten Punktzahl erneut in das eben gespielte oder in das
nächste Level.
In Abbildung 4.4 ist der Messprozess dargestellt. Zu Beginn der Messung wird die Positi-
on und die Höhe des Tinnitus abgefragt. Wurden diese Werte vollständig angegeben,
wird eine Oberfläche für die Frequenzmessung bereitgestellt. Parallel dazu können
Lautstärke und Frequenz angepasst und der Ton abgespielt werden.
Wie in Abbildung 4.5 ersichtlich, kann ein Ton nur dann abgespielt werden, wenn
Kopfhörer mit dem Gerät verbunden sind. Ist dies nicht der Fall, wird ein Warnhinweis
angezeigt. Der Ton kann außerdem beliebig oft abgespielt und pausiert werden. Drückt
der Nutzer auf
weiter
, wird eine Oberfläche für die Lautstärke- und Balance-Anpassung
bereitgestellt. Diese Werte können parallel angepasst werden und auch hier kann der
Ton abgespielt werden. Wurden alle Anpassungen getroffen, kann der Nutzer wiederum
auf
weiter
klicken und es wird eine Übersicht über die Messung angezeigt. Diese kann
hier zusätzlich bewertet werden, bevor sie beendet und in der Datenbank gespeichert
werden kann.
17
4 Architektur
Ton abspielen
auswählen
Höhe und Position
des Tinnitus abfragen
Nutzer gibt
Werte ein Oberfläche für
Frequenzmessung
bereitstellen
Werte
unvollständig
Werte
vollständig
Messung speichern
Ton abspielenFrequenz anpassenLautstärke anpassen
Oberfläche für
Lautstärke- und
Balancemessung
bereitstellen
Balance anpassenLautstärke anpassen
weiter
weiter
Oberfläche für
Bewertung
bereitstellen
Bewertung anpassen
beenden und speichern
Lautstärke-
regler
ändern
Frequenz-
regler
ändern
Lautstärke-
regler
ändern
Frequenz-
regler
ändern
Ton abspielen
auswählen
Ton abspielen
Abbildung 4.4: Messung
18
4.1 Ablaufbeschreibung
Hinweis anzeigen
Keine
Kopfhörer
verbunden
Ton abspielen
Kopfhörer
verbunden
Ton pausieren
Ton pausieren
auswählen
Ton nicht
pausieren
Ton
abspielen
auswählen
Abbildung 4.5: Ton abspielen
Trainingsresultate
laden Trainingsresultate
darstellen
Daten
vorhanden
Alternativtext
darstellen
Keine
Daten
vorhanden
Trainingsresultate
teilen
Nutzer
wählt
Training
teilen
Abbildung 4.6: Übersicht Training
19
4 Architektur
Abbildung 4.6 erläutert die Darstellung der Trainingsresultate. Gelangt der Benutzer über
das Menü auf diese Seite, werden die Daten aus der Datenbank geladen und dargestellt.
Liegen bisher noch keine Trainingsdaten vor, wird dem Benutzer alternativ ein Hinweis
dargestellt. Wählt der Nutzer
Training teilen
, wird eine PDF-Datei mit den Daten erstellt,
welche dann zum Beispiel per E-Mail weitergeleitet werden kann.
Messdaten laden Messdaten darstellen
Daten
vorhanden
Alternativtext
darstellen
Hilfedialog darstellen
Keine
Daten
vorhanden
Messdaten teilen
Nutzer
wählt
Training
teilen
Hilfedialog
noch nicht
gezeigt
Hilfedialog
bereits
gezeigt
Abbildung 4.7: Übersicht Messungen
In Abbildung 4.7 erkennt man, dass der Prozessablauf bei der Übersicht der Messung
derselbe ist, wie der, der Übersicht des Trainings. Der einzige Unterschied besteht darin,
dass, sobald Daten vorhanden sind, ein Hilfsdialog bereitgestellt wird, der einmalig und
so lange angezeigt wird, bis ihn der Benutzer schließt.
Werte für Lautstärke
laden und darstellen
Lautstärke anpassen
Ton abspielen
Neue Werte
speichern
Abbildung 4.8: Einstellungen
20
4.2 Architekturkonzept
In Abbildung 4.8 ist der Einstellungsprozess dargestellt. Wird die Seite von dem Nutzer
geöffnet, werden die aktuellen Lautstärke-Werte aus der Datenbank geladen und ange-
zeigt. Diese können dann angepasst werden und gleichzeitig können die verschiedenen
Töne abgespielt werden. Klickt der Benutzer auf
speichern
werden die angepassten
Werte in der Datenbank gespeichert.
4.2 Architekturkonzept
Im Folgenden wird das Architekturkonzept der Applikation erläutert. Dadurch wird die
Hierarchie der Klassen, sowie die Verknüpfung der einzelnen Einheiten verdeutlicht. Das
Architekturkonzept dient außerdem als Grundlage für den späteren Datenbankentwurf.
Zur Darstellung wird das UML-Klassendiagramm verwendet.
Die Anwendung besteht aus Komponenten, welche das Datenmodell beinhalten (Model),
die Benutzerschnittstelle implementieren (View) und das Programm steuern (Controller).
Abbildung 4.9 beschreibt die Beziehungen der zu implementierenden Klassen. Wie
man sehen kann, erben alle Activities
1
von der
AppCompatActivity
[
16
]. Die
Main-
Activity
beinhaltet die Navigation, weshalb alle Seiten, die vom Menü aus erreichbar
sind, durch Fragments
2
realisiert sind. Alle anderen Funktionalitäten sind durch ei-
gene Activities implementiert. Die
LevelSelectionActivity
enhält außerdem ein
LevelSlideFragment
, um die Slidefunktion der Levelkarten realisieren zu können.
Für Dialoge wird eine Instanz von
DialogHelper
erzeugt. Diese Hilfsklasse erbt
von dem
DialogFragment
[
18
]. Das
TrainingOverviewFragment
erzeugt einen
ExpandableListAdapter
, der von der Klasse
BaseExpandableListAdapter
[
19
]
erbt, um die Trainingsresultate als dynamische Liste anzeigen zu können. Um den Fall ab-
fangen zu können, dass die Kopfhörer während einer Soundausgabe vom Gerät getrennt
werden, wird in den Activities
Measurement1Activity
und
Measurement2Activi-
ty
eine private Klasse
HeadsetTask
implementiert. Diese erbt von von der Klasse
1
Eine Activity ist der Einstiegspunkt für die Interaktion mit dem Benutzer. Sie stellt einen einzelnen
Bildschirm mit einer Benutzerschnittstelle dar [15].
2
Ein Fragment kann als modularer Abschnitt einer Activity gesehen werden. Es enthält eigene Ein-
gabeereignisse und kann während der Ausführung einer Activity hinzugefügt oder entfernt werden
[17].
21
4 Architektur
Abbildung 4.9: Klassendiagramm Allgemein
22
4.2 Architekturkonzept
AsyncTask
[
20
] und kontrolliert in einem parallel zum UI-Thread laufenden Prozess,
ob die Kopfhörer noch verbunden sind. Das Package
utils
beinhaltet außerdem die
Klasse
VolumeHelper
. Diese erweitert die Klasse
Application
[
21
] und wird beim
Start der Anwendung angelegt. Sie kontrolliert, ob die Gerätelautstärke während der
Benutzung geändert wurde und setzt diese auf den vorherigen Wert zurück, sobald die
Anwendung in den Hintergrund rückt. Tritt die Anwendung anschließend wieder in den
Vordergrund, stellt sie sicher, dass der Nutzer über die Lautstärke-Änderung informiert
wird.
models
Game
- level: int
- points: int
- numOfTasks: int
- numOfTasksToPlay: int
- numOHigher: int
- numOfDeeper: int
- numOfMemory: int
- numOfDragAndDrop: int
GameEvaluation
- id: long
- level: int
- points: int
- date: String
TinnitusMeasurement
- id: long
- date: String
- frequency: int
- volume: float
- balance: float
- rating: int
Sound
- midi: int
- volume: int
- balance: int
data
DbHelper DataSource
GenericFile
Provider SQLiteOpenHelper
Abbildung 4.10: Klassendiagramm Models und Data Packages
In Abbildung 4.10 sind hauptsächlich die Klassen dargestellt, die für das SQLite Da-
tenbanksystem benötigt werden. Instanzen, der sich in dem Package
models
befindli-
chen Klassen, können die Daten eines SQLite-Datensatzes aufnehmen. Mit Hilfe des
DbHelpers
, einer Subklasse des
SQLiteOpenHelper
[
22
], wird die Datenbank er-
stellt. Sie enthält wichtige Konstanten, die für die Arbeit mit der Datenbank benötigt
23
4 Architektur
werden. Die Verwaltung der Daten übernimmt die
DataSource
. Über eine Instanz die-
ser Klasse kann eine Verbindung zur Datenbank erstellt und getrennt werden. Außerdem
ist sie zuständig für das Auslesen, Hinzufügen, Ändern und Löschen von Datensätzen.
4.3 Datenbankschema
<table>
game_evaluation
<PK> game_id : integer
level : integer
points : integer
game_date : text
<table>
sound
<PK> midi : integer
volume : integer
balance : integer
<table>
measurement
<PK> measurement_id : integer
measurement_date : text
tinnitus_frequency: integer
tinnitus_volume : real
tinnitus_balance : real
rating : integer
Abbildung 4.11: Datenbankschema
Das Datenbankmodell in Abbildung 4.11 beschreibt die Relationen der lokalen SQLite-
Datenbank. Die Tabelle
measurement
speichert die Daten der Frequenzmessungen,
game_evaluation
beinhaltet die Trainingsresultate und
sound
enthält die Werte der
einzelnen Frequenz-Intervalle, welche in den Einstellungen geändert werden.
4.4 Verwendete Bibliotheken
Im Folgenden werden die Bibliotheken erläutert, die verwendet wurden.
4.4.1 pd-for-android
Die Pure Data Bibliothek pd-for-android [
23
] für Android wurde zur Soundgenerierung
genutzt. Näheres zur Verwendung kann dem Kapitel 5.1.1 entnommen werden. Die
Bibliothek ist veröffentlicht unter der 3-Clause BSD License [24].
24
4.4 Verwendete Bibliotheken
4.4.2 GraphView
Um die Übersicht der Frequenzmessung anschaulich darstellen zu können, wurde die
Bibliothek GraphView [
25
] verwendet. Durch diese können einfach Diagramme erstellt
und angepasst werden. Die Bibliothek steht unter der Apache v2 Lizenz [26].
4.4.3 SeekArc
Die Bibliothek SeekArc [
27
] wurde verwendet um runde SeekBars erstellen zu können,
wie sie bei der Frequenzmessung zum Einsatz kommen. Dabei haben sie annähernd die
selbe Funktionalität wie SeekBars. Die Bibliothek wurde von Neil Davies geschrieben
und veröffentlicht unter der MIT-Lizenz [28]. Das Copyright besitzt Triggertrap Ltd..
25
5
Ausgewählte Implementierungsdetails
Im Folgenden werden einige Implementierungsdetails aus der Match Your Tinnitus
Applikation vorgestellt. Dabei wird insbesondere auf die Tongenerierung mit Pure Data
und die Frequenzmessung als Hauptfunktionalität der Anwendung eingegangen. Bei
dem eingefügten Code handelt es sich um Codeausschnitte, welche alleinstehend nicht
unbedingt lauffähig sind.
5.1 Tongenerierung
Für die Tongenerierung der Match Your Tinnitus App wurde Pure Data [
29
] verwendet.
Im Nachfolgenden wird eine kurze Einführung zu Pure Data gegeben, um im Anschluss
die realisierte Pure Data Datei erläutern zu können.
5.1.1 Pure Data
Pure Data ist eine datenstromorientierte Programmiersprache und eine visuelle Open-
Source Entwicklungsumgebung zur Klangerzeugung in Echtzeit.
Eine Pure Data Datei wird Patch genannt.
Ein Patch besteht wiederum aus verschiedenen Elementen, dargestellt als Boxen, die
miteinander verbunden sind [29].
Abbildung 5.1: Pure Data Element
Ein Pure Data Element kann Eingänge
(siehe 1 in Abbild 5.1) und Ausgänge (sie-
he 2 in Abbild 5.1) besitzen.
27
5 Ausgewählte Implementierungsdetails
Über diese können die einzelnen Elemente verbunden und Signale oder Werte übertra-
gen werden.
Abbildung 5.2: Pure Data Elementtypen
Für die Erstellung des Patches wurden
drei verschiedene Elementtypen verwen-
det. Diese kann man in Abbildung 5.2
erkennen. Objekte sind gekennzeichnet
durch rechteckige Boxen, Nachrichten
durch Fahnen ähnelnden Boxen und Zah-
len durch rechteckige Boxen mit einer abgeschnittenen Ecke.
Zu erläuternde Objekte sind osc∼,dac∼und line∼.
Das Objekt
osc∼
(Oszillator) wandelt eine übergebene Frequenz in eine Kosinus-Welle
um [30].
Das Objekt
dac∼
(Digital Audio Converter) spricht die Soundkarte auf dem Gerät an,
es werden damit also die Töne erzeugt. Der linke Eingang ist verantwortlich für die
Ausgabe auf dem linken Kanal und umgekehrt ist der rechte Eingang verantwortlich für
die Ausgabe auf dem rechten Kanal.
Durch das Objekt
line∼
wird von dem momentanen Wert auf den ersten Wert der
eingehenden Nachricht gewechselt. Dies geschieht über ein bestimmtes Zeitintervall,
das durch den zweiten Wert der Nachricht festgelegt wird. Gewechselt bedeutet dabei,
dass zwischen zwei Werten linear interpoliert wird, sodass große Sprünge zwischen
Werten vermieden werden [31].
Pure Data Realisierung
Öffnet man das entworfene Pure Data Patch als graphische Repräsentation, erhält man
ein Fenster mit der in Abbildung 5.3 dargestellten Ansicht.
Die Objekte, die mit einem
r
beginnen, sind sogenannte Empfänger-Objekte. Sie erhal-
ten Nachrichten, die von den jeweiligen Android Activities gesendete werden (nähere
Informationen darüber in Kapitel 5.1.2). Zum besseren Verständnis wurde das entwor-
28
5.1 Tongenerierung
Abbildung 5.3: Pure Data Patch
fenen Patch durch zwei beispielhafte Nachrichten ergänzt (siehe links, oben), wie sie
auch durch Android Activities geschickt werden könnten.
Diese Empfänger-Objekte leiten die Werte der empfangenen Nachricht weiter.
Die empfangene MIDI Tastennummer wird dabei durch
mtof
zuerst in eine Frequenz
und dann durch den Oszillator in eine Kosinus Wellenform umgewandelt.
Bei einer linearen Skalierung der Lautstärkeregler würde das Wachstum der Lautstär-
ke als logarithmisch empfunden werden. Aus diesem Grund wird der empfangene
Lautstärke-Wert mit e potenziert, um so eine logarithmische Skalierung und damit ein
lineares Wachstum der Lautstärkeempfindung zu ermöglichen. Außerdem wird der Wert
mit 0.3 multipliziert, um das allgemeine Lautstärke-Niveau auf einen angemessenen
Wert zu verringern. Im Anschluss wird eine Interpolation in einem Zeitintervall von 200
ms durchgeführt.
Welche Werte
stop_tone
,
play_tone
und
stop_tone
empfangen ist nicht von Belangen,
da das Weiterleiten des Wertes einen sogenannten
bang
wirft. Dies führt dazu, dass die
29
5 Ausgewählte Implementierungsdetails
momentane relative Lautstärke mit 1 oder 0 interpoliert wird, sodass ein Ton entweder
innerhalb von 200 ms angeschaltet, oder nach 800 ms innerhalb von 300 ms ausge-
schaltet wird. Man kann damit einen Ton erzeugen, der solange spielt bis
play_ton
eine
Nachricht empfängt. Dies wird verwendet bei der Tinnitusfrequenzmessung und bei den
Einstellungen. Es kann jedoch auch ein auf 800 ms begrenzt spielender Ton erzeugt
werden, indem den Empfänger-Objekten
play_tone
und
stop_with_delay
gleichzeitig
eine Nachricht geschickt wird.
Die Kosinuswelle wird nun noch mit der relativen Lautstärke multipliziert und, abhängig
von der empfangenen Balance, auf den linken und rechten Kanal verteilt. Anschließenden
wird der Ton erzeugt.
5.1.2 Kommunikation mit Pure Data
Um Pure Data in Android nutzen zu können, muss die
pd-for-android
-Bibliothek zu den
Gradle Dependencies hinzugefügt werden, siehe Listing 5.1.
build.gradle
1dependencies {
2[...]
3implementation ’org.puredata.android:pd-core:1.0.2’
4}
Listing 5.1: Einbindung der pd-for-android Bibliothek in build.gradle
Um einen Ton spielen zu können, muss zunächst eine Verbindung zu Pure Data aufge-
baut und das Pure Data Patch geladen werden. Über textttPdBase können dann ganz
einfach Nachrichten verschickt werden, die dann vom Patch verarbeitet werden. Das
Listing 5.2 zeigt, wie dies genau implementiert ist.
1import org.puredata.android.io.AudioParameters;
2import org.puredata.android.io.PdAudio;
3import org.puredata.android.utils.PdUiDispatcher;
4import org.puredata.core.PdBase;
5import org.puredata.core.utils.IoUtils;
6
30
5.1 Tongenerierung
7public class TaskActivity extends AppCompatActivity{
8
9PdUiDispatcher pdUiDispatcher;
10
11 @Override
12 protected void onCreate(Bundle savedInstanceState) {
13 super.onCreate(savedInstanceState);
14 setContentView(R.layout.activity_task);
15
16 try {
17 initPD();
18 loadPDPatch();
19 }catch (IOException e) {
20 e.printStackTrace();
21 }
22
23 playTone(60);
24
25 }
26
27 // Initialise Pure Data
28 private void initPD() throws IOException {
29 int sampleRate = AudioParameters.suggestSampleRate();
30 PdAudio.initAudio(sampleRate, 0, 2, 8, true);
31 pdUiDispatcher = new PdUiDispatcher();
32 PdBase.setReceiver(pdUiDispatcher);
33 }
34
35 // Load Pure Data Patch
36 private void loadPDPatch() throws IOException {
37 File dir = getFilesDir();
38 IoUtils.extractZipResource(getResources()
39 .openRawResource(R.raw.pdpatch), dir, true);
40 File pdPatch = new File(dir, "pdpatch.pd");
41 PdBase.openPatch(pdPatch.getAbsolutePath());
42 }
43
44 private void playTone(int midiNumber) {
31
5 Ausgewählte Implementierungsdetails
45 // Get Volume and Balance from Database
46 volume = getVolumeFromDb(midiNumber);
47 balance = getBalanceFromDb();
48 // Send messages to the patch via PdBase
49 PdBase.sendFloat("midinumber", midiNumber);
50 PdBase.sendFloat("play_tone", 1);
51 PdBase.sendFloat("volume", volume);
52 PdBase.sendFloat("balance", balance);
53 PdBase.sendFloat("stop_with_delay", 1);
54 }
55 }
Listing 5.2: Kommunikation mit dem Pure Data Patch
5.1.3 Tongenerierung nur mit verbundenen Kopfhörern
Da der Nutzer nur dann Töne abspielen können soll, wenn das verwendete Android
Gerät mit Kopfhörern verbunden ist, muss in allen Activities, die Nachrichten an das
Pure Data Patch schicken, kontrolliert werden, ob diese Bedingung erfüllt ist. Dadurch
soll gewährleistet werden, dass das Hörtraining und die Frequenzmessung immer
unter gleichen Bedingungen stattfindet und die Balance Einstellungen auch tatsächlich
berücksichtigt werden.
Dabei ist es wichtig diese Bedingung nicht nur zu überprüfen, wenn eine solche Activity
geöffnet bzw. ein Ton abgespielt wird, sondern auch die ganze Zeit über während der
Ton spielt, da es offensichtlich jederzeit passieren kann, dass der Benutzer aktiv oder
aus Versehen die Kopfhörer vom Gerät trennt.
Dadurch ergibt sich mit Hilfe der HeadsetTask folgende Implementierung:
1private class HeadsetTask extends AsyncTask<String, Integer, String> {
2
3@Override
4protected void onPreExecute() {
5super.onPreExecute();
6// Create new AlertDialog
32
5.1 Tongenerierung
7AlertDialog alertDialog = new
AlertDialog.Builder(Measurement1Activity.this)
8.setMessage(R.string.headset_sound_error)
9.setPositiveButton(getString(R.string.ok),
10 new DialogInterface
11 .OnClickListener() {
12 public void onClick(
13 DialogInterface dialog, int id) {
14 // User clicked OK button
15 dialog.dismiss();
16 }
17 });
18 }
19
20 @Override
21 protected String doInBackground(String ...params) {
22 // While sound is playing check if headset is disconnected
23 while(soundIsPlaying){
24 if(!audioManager.isWiredHeadsetOn()){
25 headsetError = true;
26 return null;
27 }
28 }
29 headsetError = false;
30 return null;
31 }
32 protected void onPostExecute(String result) {
33 // Show AlertDialog and stop playing sound if a headsetError
has occured
34 if(headsetError) {
35 alertDialog.show();
36 stopSound();
37 playSwitch.setChecked(false);
38 }
39 }
40 }
Listing 5.3: Asychron laufendene HeadsetTask
33
5 Ausgewählte Implementierungsdetails
5.2 Bestimmung der MIDI Tastennummern im Training
Für die Aufgaben im Training soll pro Aufgabe eine Liste mit MIDI Nummern erzeugt
werden. Die Anzahl der Elemente ist abhängig von der Aufgabe und muss deshalb an
die Methode übergeben werden. Außerdem soll die Differenz zwischen den einzelnen
MIDI Nummern mit zunehmendem Level abnehmen. Wichtig ist des weiteren, dass
die Töne zufällig gemischt werden, um ein sinnvolles Training zu erstellen. So kann
jede Aufgabe beliebig oft wiederholt werden, ohne, dass sich eine sich wiederholende
Struktur ergibt.
Um später erkennen zu können, ob eine Aufgabe richtig gelöst wurde, muss zusätzlich zu
der Liste mit zufälligen MIDI Nummern eine Liste erstellt und zurückgegeben werden, die
die Indizes der MIDI Nummern in geordneter Reihenfolge enthält. Die Implementierung
dazu kann Listing 5.4 entnommen werden.
1private HashMap<String, List<Integer>> getRandomMidis(int number) {
2List<Integer> midis = new ArrayList<>();
3List<Integer> midisSequence = new ArrayList<>();
4HashMap<String, List<Integer>> midisWithSequence = new HashMap<>();
5List<Integer> helper = new ArrayList<>();
6int midiDifference;
7switch (game.getLevel()) {
8case 1:
9midiDifference = 5;
10 break;
11 case 2:
12 midiDifference = 4;
13 break;
14 case 3:
15 midiDifference = 3;
16 break;
17 case 4:
18 midiDifference = 2;
19 break;
20 default:
21 midiDifference = 1;
22 break;
34
5.3 Hilfestellung
23 }
24 // Get a random value between 55 and 120
25 int helperMidi = ThreadLocalRandom.current().nextInt(55, 120);
26 for (int i = 0; i < number; i++) {
27 midis.add(helperMidi + i *midiDifference);
28 helper.add(helperMidi + i *midiDifference);
29 }
30 }
31 // Shuffle the list to get a random sequence
32 Collections.shuffle(midis);
33 // Save sequence to the midiSequence list
34 for (int i = 0; i < number; i++) {
35 for (int j = 0; j < number; j++) {
36 if (Objects.equals(midis.get(i), helper.get(j))) {
37 midisSequence.add(j);
38 }
39 }
40 }
41 midisWithSequence.put("midis", midis);
42 midisWithSequence.put("sequence", midisSequence);
43 return frequenciesWithSequence;
44 }
Listing 5.4: Erzeugung zufälliger MIDI Tastennummern
5.3 Hilfestellung
Dem Benutzer soll bei der erstmaligen Benutzung der Messdaten-Übersicht eine Hilfe-
stellung anhand eines Dialogs geboten werden. Um sicherzustellen, dass diese auch
tatsächlich nur einmal angezeigt wird, wird ein Schlüssel in
SharedPreferences
[
32
]
gespeichert, sobald er angezeigt wurde. Dies ist wie folgt implementiert:
35
5 Ausgewählte Implementierungsdetails
1SharedPreferences sharedPreferences =
getActivity().getSharedPreferences(getString(R.string.preferences_key),
Context.MODE_PRIVATE);
2SharedPreferences.Editor editor = sharedPreferences.edit();
3editor.putString(getString(R.string.explanation_measurement_key), "true");
Listing 5.5: Speichern eines Schlüssels
Öffnet der Benutzer dann erneut die Übersicht, wird abgefragt, ob der Schlüssel bereits
existiert:
1private boolean explanationShowed() {
2// Get private SharedPreferences
3SharedPreferences sharedPreferences =
getActivity().getApplicationContext().getSharedPreferences(
4getString(R.string.preferences_key), Context.MODE_PRIVATE);
5// If no value is stored in explanation_measurement_key yet return
true, else return false
6sharedPreferences.getString(getString(
7R.string.explanation_measurement_key),null) != null;
8}
Listing 5.6: Methode zum Erkennen, ob bereits eine Hilfestellung gegeben wurde
Falls kein Schlüssel existiert, wird die Hilfestellung angezeigt, ansonsten nicht.
36
6
Vorstellung der Anwendung
In diesem Kapitel werden die Funktionalitäten der prototypischen Anwendung aus Sicht
des Benutzers und anhand von Bildschirmaufnahmen erläutert.
6.1 Allgemeines
Abbildung 6.1: Logo Ansicht
Wann immer der Benutzer die Anwendung neu öff-
net, erscheint ihm das
Match Your Tinnitus
Logo,
dargestellt in Abbildung 6.1, bevor er zur eigentli-
chen Anwendung weitergeleitet wird.
Abhängig von der Geräteeinstellung wird außer-
dem der Inhalt der Anwendung auf deutsch oder
auf englisch angezeigt.
Da der Nutzer während der Benutzung aufgefor-
dert wird die Lautstärke voll aufzudrehen, um eine
einheitliche und vergleichbare Nutzung zu ermög-
lichen, wird die Lautstärke, sobald die Anwendung
in den Hintergrund rückt, auf den vorherigen Wert
zurückgesetzt. Rückt die Anwendung im Anschluss
erneut in den Vordergrund, wird der Benutzer über
die Änderung informiert.
Des Weiteren ist die Ausgabe von Tönen und das Spielen eines Levels nur dann
gestattet, wenn Kopfhörer mit dem Gerät verbunden sind. Ist dies nicht der Fall, wird
37
6 Vorstellung der Anwendung
der Benutzer darauf hingewiesen. Werden die Kopfhörer beim Spielen eines Tones vom
Gerät getrennt, wird der Ton gestoppt und der Nutzer informiert.
6.2 Erstmaliges Öffnen der Anwendung
Abbildung 6.2: Begrüßung Abbildung 6.3: Angabe des Namens
Bei der erstmaligen Nutzung der Anwendung wird dem Benutzer eine Einführung an-
gezeigt, die die Funktionalitäten von
Match Your Tinnitus
erläutert. Diese kann man in
Abbildung 6.2 sehen. Klickt der Nutzer auf
weiter
wird er auf aufgefordert seinen Namen
einzugeben (siehe Abbildung 6.3). Wurde ein Name angegeben, kann der Nutzer auf
jetzt starten! drücken und wird daraufhin zur eigentlichen Anwendung weitergeleitet.
38
6.3 Navigation
6.3 Navigation
Abbildung 6.4: Hauptmenü Abbildung 6.5: Menü
Die Navigation innerhalb der Anwendung erfolgt über das Hauptmenü, siehe Abbildung
6.4. Dieses Hauptmenü kann durch einen Klick auf das Menüzeichen in der Toolbar
links oder durch eine Wischgeste nach rechts über den linken Bildschirmrand geöffnet
und durch ein Tippen in dem Bereich neben dem Menü oder wiederum durch eine
Wischgeste nach links geschlossen werden. Das Menü ist in die Kategorien
Home
,
Ihr
Profil und Einstellungen gegliedert. Dabei sind jeweils nur deren Unterpunkte klickbar.
Beim Öffnen der App befindet sich der Benutzer auf der Seite
Training und Messung
,
siehe Abschnitt 6.4. Durch einen Klick auf Übersicht Ihres Trainings gelangt der Nutzer
auf eine Übersichtsseite, auf der die Resultate seines Trainings aufgelistet sind. Diese ist
erläutert in Abschnitt 6.5. Über den Punkt
Übersicht Ihrer Messungen
wird der Benutzer
auf eine Seite mit einer graphischen und textuellen Darstellung seiner Messungen gelei-
tet, die in Abschnitt 6.6 beschrieben ist. Es gibt außerdem die Möglichkeit Einstellungen,
siehe Abschnitt 6.7, vorzunehmen. Diese sind über
Lautstärke Einstellungen
zugänglich.
39
6 Vorstellung der Anwendung
Zum Hauptmenü gibt es zudem ein weiteres Menü, das in Abbildung 6.5 dargestellt ist.
Dieses lässt sich durch einen Klick auf die drei Punkte rechts in der Toolbar öffnen. Über
dieses Menü kann man durch Klicken von Impressum zum Impressum gelangen.
6.4 Training und Messung
Abbildung 6.6: Training und Messung
Von der Seite Training und Messung, sie-
he Abbildung 6.6, hat der Nutzer die Mög-
lichkeit mit einem Klick auf die obere Kar-
te zum Hörtraining zu gelangen, siehe
Abschnitt 6.4.1, oder mit einem Klick auf
die untere Karte eine neue Frequenzmes-
sung, siehe Abschnitt 6.4.2, zu starten.
Dem Benutzer wird auf dieser Seite außer-
dem dargestellt welchen Anteil des Trai-
nings er bereits absolvierte und wann sei-
ne letzte Frequenzmessung stattfand.
6.4.1 Hörtraining
Trainingsaufbau
Zu Beginn des Trainings hat der Benutzer nur die Möglichkeit Level 1 zu spielen. Wurde
ein Level erfolgreich absolviert, wobei erfolgreich bedeutet, dass mindestens 80 Punkte
erzielt wurden, wird ein neues Level freigeschaltet.
Abbildung 6.7 zeigt, dass ein Level drei verschiedene Zustände haben kann:
1. Freigeschaltet und bereits absolviert. Dieses Level kann man wiederholen.
2. Freigeschaltet und noch nicht absolviert. Dieses Level kann man beginnen.
3.
Noch nicht freigeschaltet
. Dieses Level kann noch nicht gespielt werden. Versucht
der Nutzer ein solches Level durch Klick auf die Karte zu öffnen, bekommt er den
40
6.4 Training und Messung
Abbildung 6.7: Levelauswahl mit jeweiligem Trainingsstatus
Hinweis, dass das Level erst dann freigeschaltet wird, wenn er mindestens 80 Punkte im
vorherigen Level erzielen konnte.
Ein Level lässt sich durch einen Klick auf die jeweilige Levelkarte öffnen. Dies ist nur
dann möglich, wenn Kopfhörer im Gerät angeschlossen sind. Ist dies nicht der Fall wird
dem Benutzer ein Hinweis angezeigt.
Levelaufbau
Ein Level besteht aus einer pro Level festgelegten Anzahl an Aufgaben aus vier ver-
schiedenen Aufgabentypen. Alle Aufgabentypen kann man in Abbildung 6.8 erkennen.
Die Reihenfolge, in der dem Nutzer diese Aufgaben vorgelegt werden, ist dabei zufällig.
Der Benutzer hat zu Beginn 100 Punkte. Bei jedem gemachten Fehler werden davon
fünf Punkte abgezogen.
41
6 Vorstellung der Anwendung
Abbildung 6.8: Aufgabentypen, v.l.n.r Höher, Tiefer, Memory, Ordnen
Am Ende eines Levels wird dem Benutzer die erreichte Punktzahl angezeigt (siehe
Abbildung 6.9).
Abbildung 6.9: Level Übersicht
Außerdem wird der Benutzer darüber be-
nachrichtigt, wenn ein neues Level freige-
schaltet wurde. Ist dies der Fall oder ist
das nächste Level bereits freigeschaltet,
hat der Nutzer die Möglichkeit gleich mit
dem nächsten Level fortzufahren. Hat es
der Benutzer nicht geschafft mindestens
80 Punkte zu erreichen, gibt es die Mög-
lichkeit das Level zu wiederholen. Möchte
er das Training beenden oder ein ande-
res Level auswählen, kann er das Training
auch beenden und wird daraufhin zurück
zur Levelauswahl geleitet.
42
6.4 Training und Messung
Abbildung 6.10: Spielablauf Aufgabentyp Höher/Tiefer
Aufgabentypen Höher und Tiefer
Bei den Aufgabentypen Höher und Tiefer kann der Benutzer beide Buttons klicken
und hört daraufhin jeweils einen zeitlich begrenzten Ton. Wird ein Button geklickt,
gilt er gleichzeitig als ausgewählt und wird blau gefärbt. Drückt der Nutzer danach
den
überprüfen
-Button, bekommt er die Auflösung eingeblendet und der
weiter
-Button
erscheint. Diesen Spielverlauf kann man in Abbildung 6.10 erkennen. Will der Benutzer
die Aufgabe aufzulösen, bevor ein Button ausgewählt wurde, wird der Hinweis angezeigt,
dass erst ein Ton gewählt werden muss.
Aufgabentyp Memory
Ein weiterer Aufgabentyp ist das Ton-Memory. Hier muss der Benutzer Ton-Paare mit
derselben Frequenz finden. Da der Nutzer höchstens zehn Versuche benötigt, um alle
Paare finden zu können, hat er genauso viele Versuche. Für jedes weitere aufgedeckte
Paar werden ihm fünf Punkte abgezogen. Dem Benutzer wird angezeigt, ob er ein
43
6 Vorstellung der Anwendung
Abbildung 6.11: Spielablauf Aufgabentyp Ordnen
richtiges Paar gefunden hat, indem dieses grün gefärbt wird. Werden zwei Töne gewählt,
die nicht zusammenpassen, färben sich diese kurz rot, um dann wieder grau und damit
erneut auswählbar zu werden.
Aufgabentyp Ordnen
Bei dem Aufgabentyp Ordnen muss der Benutzer die Töne abhängig von ihrer Frequenz
in die richtige Reihenfolge bringen. Ein beispielhafter Verlauf ist in Abbildung 6.11
ersichtlich. Klickt der Benutzer auf einen Ton-Button wird der Ton für einen Moment
gespielt. Hält der Nutzer einen Ton gedrückt, so löst sich der Button vom Hintergrund
und kann verschoben werden. Wird der Button auf einem Feld losgelassen und er
befindet sich nicht auf der richtigen Position, bewegt sich der Button zurück zu seinem
Ausgangspunkt. Wurde der Button jedoch auf das richtige Feld bewegt, heftet er sich dort
an und färbt sich grün. Der Nutzer bekommt jeweils zusätzliches textuelles Feedback
angezeigt.
44
6.4 Training und Messung
6.4.2 Frequenzmessung
Abbildung 6.12: Information zur Messung Abbildung 6.13: Vorauswahl zur Messung
Die eigentliche Hauptfunktion der Anwendung ist die Frequenzmessung. Wählt der
Benutzer diese aus, wird ihm zuallererst eine Information über die Messung angezeigt
(Abbildung 6.12). Nach dieser muss die Lautstärke des Geräts voll aufgedreht und das
Gerät mit Kopfhörern verbunden haben.
Drückt der Nutzer auf
jetzt starten!
, wird er auf eine Seite weitergeleitet auf der er ange-
ben muss wo er seinen Tinnitus hört und wie hoch er die Frequenz seines Tinnitus sub-
jektiv einschätzt (Abbildung 6.13). Dabei gibt es für Ersteres die Auswahlmöglichkeiten
links
,
rechts
,
links + rechts
und
im Kopf
und für die Höhe des Tinnitus die Möglichkeiten
tief
,
mittel
,
hoch
und
sehr hoch
. Wurden nicht durch einen Klick auf den jeweiligen Button
für beide Kategorien eine Auswahl getroffen, wird der Nutzer aufgefordert dies nachzu-
holen. Ist dies nicht der Fall, kann der Nutzer fortfahren und gelangt zur eigentlichen
Messung.
Die Messung (Abbildung 6.14) ist in 3 Schritte geteilt:
Schritt 1: Der Nutzer spielt einen Ton ab. Dies wird durch Klick auf den An-/Ausschalter
45
6 Vorstellung der Anwendung
Abbildung 6.14: Frequenzbestimmung Abbildung 6.15:
Lautstärke- und Balancebe-
stimmung
ausgeführt. Durch den Schalter kann der Vergleichston jederzeit gestoppt und gestartet
werden, um beispielsweise den Tinnitus besser hören und vergleichen zu können.
Schritt 2: Der Nutzer dreht die Lautstärke auf einen für ihn angenehmen Wert. Die
Lautstärke kann zusätzlich jederzeit angepasst werden.
Schritt 3: Über den runden Regler kann der Benutzer nun die Frequenz des spielenden
Tons so anpassen, dass sie mit der Frequenz des Tinnitus übereinstimmt. Die Frequenz
lässt sich ändern, indem der blaue Kreis auf dem Regler gedrückt und gleichzeitig
verschoben wird. Sind die Abstände zwischen den einzelnen Frequenzen zu groß,
sodass die passende Frequenz nicht getroffen werden kann, hat der Benutzer zusätzlich
die Möglichkeit durch einen Klick auf den
fein
-Button neben dem Regler die Abstände
zwischen den einzelnen Frequenzen zu vergrößern. Im Fein-Modus kann der Ton, der
beim Klick auf den Button eingestellt war, jeweils um eine halbe Oktave nach oben bzw.
nach unten angepasst werden. Der Benutzer kann jederzeit zwischen den Modi Fein
und Grob wechseln.
46
6.4 Training und Messung
Ist der Benutzer zufrieden mit seiner Messung, gelangt er über den
weiter
-Button auf die
nächste Seite (Abbildung 6.15). Hier kann der Benutzer zusätzlich die relative Lautstärke
und Balance seines Tinnitus messen. Über den An-und Ausschalter kann der Ton,
dessen Frequenz auf der vorherigen Seite gemessen wurde, abgespielt werden. Die
Anpassung der Lautstärke und der Balance geschieht wiederum über einen Regler. Ist
der Benutzer mit diesen Anpassungen zufrieden kann er auch hier wieder über den
weiter-Button auf die nächste Seite gelangen.
Abbildung 6.16: Messung
Nun befindet sich der Nutzer auf der Über-
sichtsseite (Abbildung 6.16). Hier wird
die gemessene Frequenz dargestellt. Des
Weiteren kann die Messung dahingehend
bewertet werden, wie zufrieden die betref-
fende Person mit ihrer Messung ist. Die-
se Bewertung geht von 0 bis 5 und kann
durch einen Klick auf den n-ten Stern ge-
troffen werden. Bis zu diesem Zeitpunkt
kann der Benutzer die Messung durch
Drücken des
X
-Buttons oben links jeder-
zeit beenden. Versucht er dies, wird er
über einen Dialog darauf hingewiesen,
dass der Fortschritt beim Verlassen nicht
gespeichert wird und gefragt, ob er die
Messung wirklich abbrechen möchte. Ist
dies der Fall, wird er auf die Auswahlseite von Training und Messung zurück geleitet.
Möchte er die Messung jedoch nicht abbrechen, sondern speichern, kann er dies über
den Button
Messung speichern und beenden
bestätigen. Daraufhin wird die Messung
gespeichert und der Nutzer wird auf die Auswahlseite von Training und Messung geleitet.
47
6 Vorstellung der Anwendung
Abbildung 6.17: Übersicht des Trainings Abbildung 6.18: Übersicht der Messungen
6.5 Übersicht des Trainings
In Abbildung 6.17 kann man die Übersicht der Trainingsresultate erkennen. Klickt der
Benutzer auf eine Levelkarte, klappen sich die Resultate des Levels aus/ein. Der Be-
nutzer sieht daraufhin, wann er dieses Level absolviert hat und wie viele Punkte er
jeweils erreichen konnte. Außerdem kann der Nutzer die Resultate mit Freunden oder
seinem Arzt teilen, indem er auf
Training teilen
klickt. Diese Resultate können dann als
PDF-Datei verschickt werden.
6.6 Übersicht der Messungen
Öffnet der Benutzer diese Seite das erste Mal nachdem er eine Messung durchgeführt
hat, bekommt er einen Dialog angezeigt, der ihm textuell und durch ein zusätzliches Vi-
deo den Umgang mit dem Graphen erklärt. Anschließend werden ihm seine Messungen,
wie in Abbildung 6.18, dargestellt. Werden die Datenpunkte im Graphen angeklickt, so
48
6.7 Lautstärke Einstellungen
erhält der Benutzer weitere Informationen zu der Messung. Diese weiteren Informatio-
nen bestehen aus dem Datum und der Wertung der Messung, sowie der gemessenen
Frequenz, Lautstärke und Balance. Öffnet der Nutzer diese Seite, ist standardmäßig
die letzte Messung ausgewählt. Der Benutzer kann außerdem mit zwei Fingern in den
Graphen zoomen und mit einer Wischgeste nach rechts oder links scrollen.
6.7 Lautstärke Einstellungen
Abbildung 6.19: Lautstärke Einstellungen
In Abbildung 6.19 kann man die Einstellungsseite sehen. Der Benutzer hat hier die
Möglichkeit die Lautstärke für verschiedene Frequenzbereiche individuell anzupassen
und zu speichern. Diese Werte werden im Hörtraining berücksichtigt.
49
7
Anforderungsabgleich
In diesem Kapitel werden die einzelnen Punkte der Anforderungsanalyse aufgegriffen
und beurteilt inwieweit sie in der Anwendung umgesetzt werden konnten.
7.1 Funktionale Anforderungen
In diesem Abschnitt wird überprüft, ob die Anwendung alle Anforderungen bezüglich
ihrer Funktionalität dem Nutzer gegenüber erfüllt.
7.1.1 Allgemeine Funktionale Anforderungen
Alle funktionalen Anforderungen, die die allgemeine Benutzung betreffen und unabhängig
von der Frequenzmessung und des Hörtrainings sind, werden nachfolgend überprüft.
Nr. Titel und Beschreibung
1Nutzer müssen ihren Namen angeben, um die Anwendung das erste
mal starten zu können
Anforderung erfüllt.
Benutzer müssen ihren Namen beim erstmaligen Öffnen
angeben (siehe Abschnitt 6.1).
2Die Sprache wird automatisch und abhängig von den Geräteeinstellun-
gen angepasst
Anforderung erfüllt.
Abhängig von den Geräteeinstellungen wird der Inhalt
der Anwendung entweder auf deutsch oder auf englisch angezeigt (siehe
Abschnitt 6.1).
51
7 Anforderungsabgleich
3Töne werden nur dann ausgegeben, wenn Kopfhörer mit dem Gerät ver-
bunden sind
Anforderung erfüllt.
Töne werden ausschließlich dann abgespielt, wenn Kopf-
hörer mit dem Gerät verbunden sind. Werden diese entfernt während ein
Ton gespielt wird, wird dieser Ton gestoppt und der Nutzer darüber informiert
(siehe Abschnitt 6.1).
Tabelle 7.1: Abgleich allgemeiner funktionaler Anforderungen
7.1.2 Funktionale Anforderungen an die Frequenzmessung
Im Folgenden werden die Anforderungen abgeglichen, die die Frequenzmessung und
damit die Messung an sich und die Übersicht aller Messungen betreffen.
Nr. Titel und Beschreibung
4Der Ton wird bei der Messung, abhängig von der Position an dem der
Nutzer seinen Tinnitus wahrnimmt, ausgegeben
Anforderung erfüllt.
Der Nutzer muss wählen, ob er seinen Tinnitus ’links’,
’rechts’, ’links und rechts’ oder ’im Kopf’ hört. Abhängig davon wird der Ton bei
der Auswahl von ’links’ oder ’rechts’ jeweils contralateral und bei den beiden
anderen Wahlmöglichkeiten rechts abgespielt (siehe Abschnitt 6.4.2).
5Die Startfrequenz bei der Messung wird abhängig davon gewählt, in wel-
chem Frequenzbereich der Nutzer seinen Tinnitus subjektiv wahrnimmt
Anforderung erfüllt.
Der Nutzer hat die Wahlmöglichkeiten ’tief’, ’mittel’, ’hoch’
und ’sehr hoch’. Abhängig davon wird der Startwert bei der Messung auf
1.000Hz, 2.000Hz, 4.000Hz oder 8.000Hz gesetzt (siehe Abschnitt 6.4.2).
6Der Benutzer kann zwischen einer groben und einer feinen Frequenz-
bestimmung wählen
Anforderung erfüllt.
Dem Benutzer wird eine grobe und eine feine Frequenz-
bestimmung bereitgestellt, zwischen denen der Nutzer während der Messung
hin und her springen kann (siehe Abschnitt 6.4.2).
52
7.1 Funktionale Anforderungen
7Die Messung deckt die Frequenzen von 50Hz bis 20.000Hz ab
Anforderung erfüllt.
Tinnitusfrequenzen zwischen 50Hz und 20.000Hz können
auf einen Halbton genau gemessen werden (siehe Abschnitt 6.4.2).
8Die Lautstärke und die Balance des gemessenen Tones kann an den
Tinnitus angepasst werden
Anforderung erfüllt.
Im Anschluss an die Messung hat der Nutzer die Möglich-
keit die Balance und die Lautstärke des gemessenen Tones an die seines
Tinnitus anzupassen (siehe Abschnitt 6.4.2).
9Der Nutzer kann die Messung bewerten
Anforderung erfüllt.
Die Messung kann durch ein Rating vom Nutzer mit 0-5
Sternen bewertet werden (siehe Abschnitt 6.4.2).
10 Dem Nutzer wird eine Übersicht über alle Messungen geboten
Anforderung erfüllt.
Dem Nutzer werden auf der Seite
Übersicht Ihrer Mes-
sungen
alle Messungen angezeigt. Diese Anzeige geschieht über eine gra-
phische und eine textuelle Darstellung. Eine Messung beinhaltet dabei das
Datum und die Bewertung der Messung, sowie die gemessene Frequenz,
Lautstärke und Balance (siehe Abschnitt 6.6).
11 Der Benutzer hat die Möglichkeit seine Messungen zu teilen
Anforderung erfüllt.
Die Messungen können vom Benutzer als PDF-Datei
geteilt werden. Er kann dabei selbst entscheiden über welche Applikation die
Datei geteilt werden soll (siehe Abschnitt 6.6).
Tabelle 7.2: Abgleich funktionaler Anforderungen an die Frequenzmessung
7.1.3 Funktionale Anforderungen an das Hörtraining
Alle Anforderungen, die im Rahmen des Hörtrainings gestellt wurden, werden im Nach-
folgenden abgeglichen.
53
7 Anforderungsabgleich
Nr. Titel und Beschreibung
12 Der Benutzer kann zwischen verschiedenen Levels wählen
Anforderung erfüllt.
Dem Nutzer werden verschiedene Level mit steigendem
Schwierigkeitsniveau angeboten, zwischen denen er wählen kann. Jedes
Level kann dabei beliebig oft wiederholt werden (siehe Abschnitt 6.4.1).
13 Neue Levels können freigeschaltet werden
Anforderung erfüllt.
Zu Beginn des Trainings ist nur ein Level spielbar. Schließt
der Benutzer ein Level erfolgreich ab, so wird ein neues Level freigeschaltet
(siehe Abschnitt 6.4.1).
14 Das Training beinhaltet mehreren Aufgabentypen
Anforderung erfüllt.
Das Training beinhaltet mehrere unterschiedliche Aufga-
bentypen (siehe Abschnitt 6.4.1).
15 Die Reihenfolge der Aufgabentypen ist zufällig
Anforderung erfüllt.
Um dem Nutzer ein abwechslungsreiches Training zu
bieten, sind die Aufgabentypen in jedem Training neu und zufällig angeordnet
(siehe Abschnitt 6.4.1).
16 Die Frequenzen der Töne im Hörtraining sind zufällig
Anforderung erfüllt.
Die Frequenz eines Tones ist in jeder Aufgabe zufällig und
die Frequenzen der anderen Töne in Abhängigkeit des Schwierigkeitsgrades
gewählt (siehe Abschnitt 6.4.1 und Abschnitt 5.2).
17 Dem Nutzer wird eine Übersicht über die Resultate seines Hörtrainings
geboten
Anforderung erfüllt.
Dem Nutzer wird eine Übersicht über die Resultate seines
Hörtrainings angeboten. Diese Übersicht beinhaltet jeweils das Level, Datum
und die erreichte Punktzahl des Trainings (siehe Abschnitt 6.5).
18 Der Benutzer hat die Möglichkeit die Resultate seines Trainings zu tei-
len
Anforderung erfüllt.
Die Resultate seines Trainings können vom Benutzer als
PDF-Datei geteilt werden (siehe Abschnitt 6.5).
54
7.2 Nichtfunktionale Anforderungen
19 Die Lautstärke verschiedener Frequenzintervalle und die Balance der
Töne im Training sind anpassbar
Anforderung erfüllt.
Der Nutzer hat die Möglichkeit die Lautstärke einzelner
Frequenzintervalle und die Balance, der im Training abgespielten Töne, ein-
zustellen (siehe Abschnitt 6.7).
Tabelle 7.3: Abgleich funktionaler Anforderungen an das Hörtraining
7.2 Nichtfunktionale Anforderungen
Nr. Titel und Beschreibung
1Technische Anforderungen
Die Anwendung ist ab Android 5.0 (API Level 21) lauffähig.
2Bedienbarkeit
Die Anwendung ist in der Bedienung und der Sprache sehr simpel gehalten
und es wurde darauf geachtet, dass dem Benutzer immer nur eine geringe
Menge an Inhalt bereitgestellt wird.
3Erweiterbarkeit
Die Anzahl und der Aufbau der Level kann durch wenige Zeilen Code ange-
passt werden.
4Aussehen
Bei der Implementierung der Anwendung wurde sehr darauf geachtet, dass
Design Prinzipien eingehalten werden und dass Design Elemente vor allem
zur besseren Bedienbarkeit eingesetzt werden.
Tabelle 7.4: Abgleich nichtfunktionaler Anforderungen
55
8
Fazit
In diesem abschließenden Kapitel wird eine Zusammenfassung der Arbeit gegeben und
ein Ausblick auf mögliche Verbesserungen und Erweiterungen geschildert.
8.1 Zusammenfassung
Ziel dieser Arbeit war die Konzeption und prototypische Realisierung einer mobilen
Android Anwendung zur Bestimmung der Tinnitusfrequenz.
Dazu wurden zunächst einige für die Umsetzung relevante Hintergrundinformationen
gegeben und Anforderungen an die Anwendung definiert und beschrieben. Anhand
der erarbeiteten Anforderungen wurde im Anschluss darauf ein geeignetes Architektur-
konzept bestimmt. Des Weiteren wurden einige ausgewählte Implementierungsdetails
erläutert und die daraus resultierenden Funktionalitäten aus Sicht des Benutzers be-
schrieben, welche auch als eine Art Benutzerdokumentation fungieren können. Als
Abschluss wurde ein Anforderungsabgleich vorgenommen und so Soll- und Ist-Zustand
der Applikation verglichen.
8.2 Ausblick
Der Prototyp wurde auf verschiedenen Endgeräten getestet und könnte im nächsten
Schritt anhand von Nutzerstudien evaluiert werden.
57
8 Fazit
Mögliche Erweiterungen könnten in der Einheit des Hörtrainings vorgenommen werden.
So wären weitere ergänzende Aufgabentypen und eine Erhöhung der Level-Anzahl
vorstellbar.
Außerdem könnten dem Patienten in der Anwendung weitere Informationen zum Thema
Tinnitus dargestellt und seine Trainingsresultate und Frequenzbestimmungen in einen
erweiterten Kontext gebracht werden. Ein Beispiel dafür wäre zum Beispiel die Tinnitus-
frequenz des Patienten in Relation zur durchschnittlichen prozentualen Verteilung der
empfundenen Frequenz zu zeigen.
Eine weitere denkbare Änderung könnte sein, die vorliegende Arbeit in die bereits vor-
handene TrackYourTinnitus Applikation einzubinden. Im Rahmen dieser Verschmelzung
wäre eine Verknüpfung mit einem serverseitigem Backend, das über eine REST-API
definierte Operationen zulässt, möglich. Im Backend könnten damit Messungen der Pati-
enten hinterlegt und im nächsten Schritt verarbeitet werden. Dadurch könnten Aussagen
darüber getroffen werden, wie sich die gemessenen Tinnitusfrequenzen in Abhängig-
keit des Trainingsstandes ändern und, falls man zusätzlich die Dauer einer Messung
berechnet, wie sich diese dazu verhält. Veränderungen der Tinnitusfrequenz könnten
außerdem in einem Zusammenhang mit Gegebenheiten im persönlichen Umfeld des
Patienten betrachtet werden.
58
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61
Abbildungsverzeichnis
4.1 Navigation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.2 Training und Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
4.3 Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
4.4 Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
4.5 Ton abspielen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.6 Übersicht Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
4.7 Übersicht Messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.8 Einstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
4.9 Klassendiagramm Allgemein . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
4.10 Klassendiagramm Models und Data Packages . . . . . . . . . . . . . . . 23
4.11 Datenbankschema . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
5.1 Pure Data Element . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
5.2 Pure Data Elementtypen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
5.3 Pure Data Patch . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
6.1 Logo Ansicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
6.2 Begrüßung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.3 Angabe des Namens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
6.4 Hauptmenü . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.5 Menü . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
6.6 Training und Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
6.7 Levelauswahl mit jeweiligem Trainingsstatus . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
6.8 Aufgabentypen, v.l.n.r Höher, Tiefer, Memory, Ordnen . . . . . . . . . . . 42
6.9 Level Übersicht . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
6.10 Spielablauf Aufgabentyp Höher/Tiefer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
6.11 Spielablauf Aufgabentyp Ordnen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
6.12 Information zur Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
6.13 Vorauswahl zur Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
63
Abbildungsverzeichnis
6.14
Frequenzbestimmung
46
6.15 Lautstärke- und Balancebestimmung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
6.16 Messung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
6.17 Übersicht des Trainings . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.18 Übersicht der Messungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
6.19 Lautstärke Einstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
64
Tabellenverzeichnis
3.1 Allgemeine funktionale Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
3.2 Funktionale Anforderungen an die Frequenzmessung . . . . . . . . . . . 11
3.3 Funktionale Anforderungen an das Hörtraining . . . . . . . . . . . . . . . 13
3.4 Nichtfunktionale Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
7.1 Abgleich allgemeiner funktionaler Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . 52
7.2 Abgleich funktionaler Anforderungen an die Frequenzmessung . . . . . . 53
7.3 Abgleich funktionaler Anforderungen an das Hörtraining . . . . . . . . . . 55
7.4 Abgleich nichtfunktionaler Anforderungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
65
Name: Annika Sophie Stampf Matrikelnummer: 879146
Erklärung
Ich erkläre, dass ich die Arbeit selbstständig verfasst und keine anderen als die angege-
benen Quellen und Hilfsmittel verwendet habe.
Ulm, den .. .. .. .. .. .. ............. .. .. .. .. .. .. ............. .. .. .. .. .. .. ............. ..
Annika Sophie Stampf