Bachelor Theses - Details

Binaural Recording with Compensation of Head Movements

Betreuer:  Sebastian Nagel

Themengebiet: Signalverarbeitung, Binaural Audio, Virtuelle Realität

Kategorie: Bachelorarbeit (BA) oder Masterarbeit(MA)

Status: offen

Tools: MATLAB

Aufgabenstellung:

Ein binaurales Aufnahmesystem zeichnet in einer akustischen Szene Signale auf, die einem Zuhörer bei Wiedergabe über Kopfhörer einen realistischen räumlichen Eindruck vermitteln. Das Prinzip basiert darauf, Mikrofone an einem Kopf in der Nähe der Ohren zu platzieren. Bisher werden für binaurale Aufnahmen meist fest aufgestellte Kunstköpfe oder Kugelmikrofone verwendet. Jedoch verfügen heutige Kopfhörer mit aktiver Störgeräuschunterdrückung (sog. Hearables) ebenfalls über geeignet platzierte Mikrofone. Werden diese Mikrofone zur binauralen Signalaufzeichnung genutzt, kann der Nutzer mit seinem Kopfhörer räumliche Aufzeichnungen nicht nur wiedergeben, sondern auch selbst anfertigen.

Bewegt jedoch der Träger der Mikrofone während der Aufnahme seinen Kopf, wirkt sich das bei der Wiedergabe auf die wahrgenommenen Positionen der Schallquellen aus. In der tatsächlichen Szene unbewegte Schallquellen scheinen sich in der wiedergegebenen Szene zu bewegen, was deren Plausibilität beeinträchtigen kann.

Im Rahmen der Arbeit soll ein Verfahren weiterentwickelt und evaluiert werden, das den Einfluss von Kopfbewegungen eines Mikrofonträgers in den aufgenommenen Signalen kompensiert. Als Basis dient das am Institut entwickelte Binaural Cue Adaptation (BCA)-Verfahren. Dieses Verfahren schätzt die Richtungen der Schallquellen in den aufgezeichneten Signalen und filtert das Signal anschließend so, dass die Richtungen im Ausgangssignal modifiziert werden. Im Rahmen der Arbeit soll die Modifikation derart erfolgen, dass die durch Kopfbewegungen des Mikrofonträgers im Signal entstandenen Bewegungen der Schallquellen entfernt werden. Die Kopfbewegungen können mit einem Headtracker gemessen werden.

Eine erste Evaluation des Verfahrens soll anhand einer Simulation geeigneter Testszenarien erfolgen. Im Anschluss soll eine messtechnische Evaluation im IKS|lab durchgeführt werden. Je nach Umfang der Arbeit (Bachelor- oder Masterarbeit) soll im Versuchsaufbau ein beweglich montierter Kunstkopf oder menschliche Probanden eingesetzt werden.

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