Masterarbeit - Details

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Akustisches Head-Tracking in Übersprechkompensationssystemen

Betreuer: Tobias Kabzinski

Themengebiet: Signalverarbeitung, Binaural Audio, Modellierung

Kategorie: Masterarbeit (MA)

Status: Offene Arbeit

Tools: Matlab

Aufgabenstellung

Bei der Wiedergabe von Binauralaufnahmen über Kopfhörer gelangt das Binauralsignal für das linke bzw. rechte Ohr direkt und ausschließlich an das linke bzw. rechte Ohr. Bei Wiedergabe über Lautsprecher hingegen gelangt auch Schall vom rechten Lautsprecher zum linken Ohr und umgekehrt. Daher wird in diesem Fall eine Übersprechkompensation (Crosstalk Cancellation, CTC) benötigt, um dem linken und rechten Ohr ausschließlich das für das jeweilige Ohr bestimmte Binauralsignal zuzuführen. Die vier zugehörigen Übertragungsfunktionen (HLL(z), HLR(z), HRL(z), HRR(z)) hängen von der Position und Orientierung des Zuhörers ab. Da die Übertragungsfunktionen zur Berechnung der Übersprechkompensationsfilter benötigt werden, können die Übertragungsfunktionen entweder anhand von Informationen über die momentane Kopforientierung ausgewählt werden oder (zukünftig) mit ohrnahen Mikrofonen geschätzt werden.

In dieser Arbeit sollen Verfahren implementiert und weiterentwickelt werden, bei denen die Orientierung des Zuhörers anhand der Ohrsignale geschätzt wird. Die Information über die momentane Kopforientierung ist sowohl nützlich um die zum Drehwinkel des Kopfes gehörige HRTF (Head-Related Transfer Function) auszuwählen als auch um (zukünftig) eine bessere Schätzung der Pfade zu ermöglichen.

Ausgehend von zwei bestehenden Verfahren, die auf einem Kugelkopfmodel basieren, sollen diese Verfahren zunächst implementiert werden. Es soll untersucht werden, wie sich die Modelle bei tatsächlich gemessenen HRTFs verhalten bzw. inwiefern die Modelle für diesen Anwendungsfall angepasst werden müssen. Für die bestehenden Verfahren werden statistische Methoden (Partikelfilter) und nichtlineare Zustandsmodelle benutzt. Es wird davon ausgegangen, dass die Modellierung der Kopfbewegung und die Modellierung der interauralen Laufzeitdifferenz (engl. interaural time difference, ITD) eine zentrale Rolle spielen. Die Verfahren sollen in Simulationen und akustischen Messungen evaluiert werden.

Bei Interesse werden nähere Einzelheiten gerne in einem persönlichen Gespräch erläutert.

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