Bachelorarbeit - Details

Entwicklung eines Wiedergabesystems für interaktives binaurales Richtungshören

Betreuer:Sebastian Nagel

Themengebiet: Signalverarbeitung

Kategorie: Bachelorarbeit

Status: Abgeschlossene Arbeit

Schlagwörter: Signalverarbeitung, binaurale Telefonie, virtuelle Realität

Tools: C++, Matlab

Aufgabenstellung

Das binaurales Hören mit zwei Ohren ermöglicht es Menschen, Schallquellen im Raum zu orten, zu unterscheiden und gezielt aus Hintergrundgeräuschen herauszuhören. Darauf basiert beispielsweise die Fähigkeit, in einer Unterhaltung mehrerer Personen einen einzelnen Sprecher selektiv herauszuhören und gleichzeitig andere Sprecher und Störschall auszublenden.

Das Gehirn wertet dazu Unterschiede zwischen den Schallsignalen beider Ohren aus, die als binaural cues bezeichnet werden. Zur Ortung in der horizontalen Ebene dienen unter anderem Lautstärke-und Laufzeitunterschiede (Interaural Level Differences, ILDs und Interaural Time Differences, ITDs). Allein anhand dieser Merkmale kann ein Zuhörer jedoch nicht eindeutig unterschieden, ob sich eine Schallquelle vor oder hinter bzw. über oder unter ihm befindet. Bei der Wiedergabe binauraler Signale über Kopfhörer, beispielsweise in der virtuellen Realität, tritt daher häufig das Phänomen der Vorne-Hinten-Vertauschung auf.

In der Realität gibt es dieses Problem unter anderem deshalb nicht, weil unbewusste Kopfbewegungen die Vorne-Hinten-Unsicherheit auflösen. Für ein realistischeres Hörerlebnis in der virtuellen Realität müssen deswegen die binauralen Signale an die Kopfbewegungen angepasst werden.

Ziel der Abschlussarbeit ist es, ein System zu implementieren und zu evaluieren, das mittels eines Head-Trackers binaurale Signale erzeugt, die an Kopfbewegungen angepasst sind. Dazu soll zunächst eine Softwarekomponente implementiert werden, die die Daten des am Institut vorhandene Head-Trackers für das am Institut genutzte Framework zur Echtzeitsignalverarbeitung nutzbar macht. Anschließend kann in diesem Framework ein Algorithmus implementiert werden, mit dem virtuell im Raum platzierte Schallquellen passend zur gemessenen Kopfposition gerendert werden. Das System soll schließlich, beispielsweise mit Hörversuchen, evaluiert werden.

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