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TU Berlin

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Kompensationen von Frequenzgängen im Kontext der Binauraltechnik

Der ARD/ZDF-Förderpreis „Frauen und Medientechnologie" 2009
Lupe
  • Bearbeiter: Zora Schärer
  • Kontakt: zora.schaererATtu-berlin.de
  • Angemeldet am: Juni 2008
  • Eingereicht am: Oktober 2008
  • Betreuer: Alexander Lindau, MA


Diese Magisterarbeit, durchgeführt im Rahmen des Forschungsprofekts "Konzertsaal und mediale Rezeption", wurde mit dem  ARD/ZDF Förderpreis 2009 (1. Platz)  "Frauen + Medientechnologie" ausgezeichnet.

Themenstellung

Ein wesentlicher Aspekt authentischer oder zumindest plausibler Simulation von Raumakustik ist die Tansparenz, d.h die Nicht-Wahrnehmbarkeit des Simulators selbst. Beim direkten Vergleich akustischer Realität mit ihrer binauralen Simulation zeigt sich jedoch, daß vor allem Klangverfärbungen der binauralen Übertragungsstrecke ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal bilden.

Die verfälschende Einflüssen auf den Frequenzgang einer Übertragungsstrecke können unter Annnahme eines linearen und zeitinvarianten Systems durch inversen Filterung oder auch Entfaltung theoretisch restlos kompensiert werden. In der Binauraltechnik sind hierbei vor allem die Einflüsse von Lautsprecher und Messmikrofonen auf der Aufnahmeseite sowie von Kopfhörern auf der Wiedergabeseite zu nennen.

Für eine solche Kompensation existieren Verfahren, die sowohl im Zeit- als auch Frequenzbereich angesiedelt sein können. Die Verfahren unterscheiden sich in Effizienz, Paramterisierbarkeit, Universalität und im Entwurfsaufwand. Gesucht sind einfache, automatisierbare, robuste und vor allem perzeptiv unbedenkliche Kompensationsverfahren.

Die Evaluation der Leistungsfähigkeit verschiedener Kompensationsansätze soll bzgl. Hörbarkeit bzw. Effizienz anhand von ABX-Hörversuchen unter Nutzung der dynamischen Echtzeitauralisation erfolgen. Auch Praktikabilität und Berechnungsaufwand der implementierten Verfahren sollen dabei systematisch verglichen werden.

Exposé (PDF, 409,9 KB)


Zusammenfassung

Sieben Kompensationsverfahren wurden mit 28 Versuchsteilnehmern im Hörversuch evaluiert. Dabei wurden zwei verschieden Stimuli (Rosa Rauschen, akustische Gitarre) und zwei Kopfhörer angeboten. Die Kompensationsfilter wurden abwechselnd zur Entzerrung einer binauralen Simulation verwendet, welche direkt mit dem realen Schallfeld verglichen wurde.

Die angestrebte perzeptive Gleichheit von realem und simuliertem Schallfeld ließ sich mit keiner der implementierten Methoden erzielen. Die Veränderung der Kopfhörerfrequenzgänge schon bei leicht veränderter Aufsetzposition stellt hierbei das dominierende Problem dar.

Es zeigte sich, dass Verfahren, bei denen die Genauigkeit der Entzerrung im hochfrequenten Bereich mittels eines Hochpassregularisierungsfilters eingeschränkt wird, unter den gegebenen Umständen zur perzeptiv besten Kompensation binauraler Simulationen führen. Dies gilt gleichermaßen für den Filterentwurf im Zeit- und Frequenzbereich. Die wahrgenommene Entzerrungsgüte ist dabei vom eingesetzten Wiedergabekopfhörer abhängig. Zudem beeinflusst der dargebotene Audioinhalt die Bewertung der Kompensationsmethoden.


Magisterarbeit Teil 1v2
Magisterarbeit Teil 2v2 (PDF, 7,5 MB)

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