Masterarbeit - Details

Dynamische Entzerrung für ein bewegtes Mikrofon

Betreuer:Tobias Kabzinski, Stefan Kühl

Themengebiet: Signalverarbeitung, Systemidentifikation, 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. Diese verzerrt die Lautsprechersignale so, dass an den Ohren durch die Überlagerungseffekte nur die gewünschten Signale anliegen. Hierfür werden die vier Übertragungsfunktionen zwischen Lautsprechern und Ohren benötigt. Sie sollen dabei mit Mikrofonen nahe des Ohreingangs kontinuierlich geschätzt werden (Systemidentifikation), um eine dynamische Bewegung des Zuhörer zu erlauben, bei der die Übersprechkompensation ständig wirksam ist.

Im Rahmen dieser Arbeit soll untersucht werden, wie Bewegungsdaten zur Verbesserung der Schätzung der Übertragungsfunktion und somit der dynamischen Entzerrung beitragen können. Dazu sollen Modelle entwickelt werden, die sich in bestehende Systemidentifikationsverfahren mittels Kalman-Filter integrieren lassen.

Zunächst wird nur ein einzelnes Mikrofon betrachtet, an dessen Position die Übertragungsfunktion vollständig entzerrt werden soll. Dazu muss die gemessene Übertragungsfunktion invertiert werden. Bei Bewegung des Mikrofons im Raum ändert sich die Übertragungsfunktion zwischen festem Lautsprecher und Mikrofon. Das zuvor bestimmte Entzerrungsfilter entzerrt nicht mehr den aktuellen Frequenzgang. Daher muss die Übertragungsfunktion adaptiert werden - ebenso das Entzerrungsfilter. Um die Änderung der Übertragungsfunktion vorherzusagen wird das Mikrofon mit einem Bewegungssensor ausgestattet. Die Positions-/Bewegungsdaten sollen dazu genutzt werden, die Änderung der Übertragungsfunktion vorherzusagen. Dadurch soll die Schätzung der Übertragungsfunktion verbessert werden. Funktionieren die entwickelten Algorithmen für den reflektionsfreien Fall (nur Direktschall), kann untersucht werden, wie sich der Direktschallanteil innerhalb einer allgemeinen Raumimpulsantworten identifiziert lässt. Die Verfahren sollen sowohl in Simulationen als auch in akustischen Messungen evaluiert werden.

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

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