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Bachelor-Vortrag: Optimierung und Vergleich von Verfahren zur Übersprechkompensation im Frequenzbereich

Henrik Jansen
Donnerstag, 31. Oktober 2019
14:00 Uhr
Hörsaal 4G

Bei der Reproduktion von Binauralsignalen über zwei Lautsprecher muss das Prinzip der Übersprechkompensation angewendet werden, um das Binauralsignal gehörrichtig wiederzugeben. Das Prinzip beschreibt eine Vorfilterung des Binauralsignals, um den jeweiligen Kanal im Idealfall durch die Wiedergabe über den rechten bzw. linken Lautsprecher am rechten bzw. linken Ohr perfekt zu reproduzieren. Die Übersprechanteile vom linken bzw. rechten Lautsprecher zum rechten bzw. linken Ohr sollen dabei vollständig eliminiert werden. Traditionelle Verfahren zur Übersprechkompensation versuchen dies, unter zusätzlichen Randbedigungen, bestmöglich umzusetzen.

Das Ziel dieser Arbeit ist es, den traditionellen Ansatz unter Berücksichtigung der psychoakustischen Maskierung in Bezug auf die Übersprechanteile zu erweitern und den Einfluss dieser Erweiterung zu untersuchen. Die Idee ist, dass die Übersprechanteile durch die Filterung nicht mehr vollständig eliminiert, sondern nur noch unter die Simultanmaskierungsschwelle des am jeweiligen Ohr anliegenden Direktsignalanteils gebracht werden. Um dies zu realisieren, wird aufbauend auf einer mathematischen Modellierung des Übersprechkompensationssystems und einer Beschreibung der traditionellen Verfahren im Frequenzbereich, ein entsprechendes erweitertes Verfahren entwickelt. Den Kern dieses erweiterten Verfahrens bildet die Formulierung eines konvexen Optimierungsproblems zur Auslegung der Übersprechkompensationsfilter unter der obigen Bedingung.

Weiterhin wurde das erweiterte Verfahren in Bezug auf seine Parameter analysiert und mit den traditionellen Verfahren verglichen. Es wurde erkannt, dass die Berücksichtigung des Maskierungseffekts zur Verbesserung des Systems genutzt werden kann, diese Verbesserung jedoch nur für schlecht konditionierte Problemfälle oder eine hohe Begrenzung der Filterverstärkungen im Frequenzbereich signifikant ist. In Bezug auf die Echtzeitfähigkeit des erweiterten Verfahrens wurde festgestellt, dass dieses grundsätzlich für eine Echtzeitanwendung geeignet sein könnte, das traditionele Invertierungsverfahren im Frequenzbereich in dieser Hinsicht jedoch immer noch das effektivste Verfahren darstellt.

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