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TU Berlin

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F.A.B.I.A.N. - Schnelle Messung binauraler Raumimpulsantworten



Projektbeschreibung

Der am Fachgebiet Audiokommunikation entwickelte Kunstkopf-Torso-Simulator F.A.B.I.A.N. (Fast and Automatic Binaural Impulse response AcquisitioN, [1], [2]) dient der Vermessung von sogenannten binauralen Raumübertragungsfunktionen (engl. binaural room impulse response, BRIR oder binaural room transfer function, BRTF). Diese BRIRs beschreiben die Übertragung des Schalls von einer Quelle in einem Raum zu den Ohren eines Hörers. Als Schallquellen kommen dabei meist Lautsprecher zur Anwendung, als Messsignale kann man z.B. Sinussweeps verwenden, wie man sie im obigen Video hören kann.

Filtert man beliebige, nachhallfrei aufgenommene Signale (z.B. einen Sprecher oder ein Musikstück) mit diesen BRIRs und hört sich das Ergebnis über Kopfhörer an, entsteht ein Höreindruck, als befände man sich in diesem Saal und höre dort den Sprecher bzw. die Musiker. Hat man zudem die BRIRs für verschiedene Kopforientierungen eines Hörers gemessen und führt die Filterung entsprechend der mit einem head-tracker verfolgten Kopfbewegungen des Hörers in Echtzeit nach (sog. dynamische Binauralsynthese [3]), erhöht sich der wahrgenommene Realismusgrad wesentlich.Virtuelle schallquellen verbleiben nun auch bei Kopfbewegungen an ihrem Ort und drehen sich nicht mehr - wie bei herkömmlicher Kopfhörerwiedergabe - mit den Bewegungen des Hörers mit. Aktuelle Forschungsergebnisse [4] haben gezeigt, daß eine solche Simulation so realistisch sein kann, daß Versuchspersonen sie - allein basierend auf ihrer Erfahrung - nicht mehr von realen Schallquellen unterscheiden können.

Der Messroboter FABIAN ermöglicht dazu die Rotation und Elevation eines künstlichen menschlichen Kopfes über dem Torso mittels eines servomotorischen Halsgelenks. Ein Drehteller ermöglicht weiterhin die Rotation des gesamten Torsos auf einem Drehteller und somit beliebige Orientierungen von Kopf und Schulter. Für Messungen in sitzender Haltung kann der Torso ohne Drehteller und Unterbau benutzt werden.

Das verwendete Halsgelenk erlaubt eine hochgenaue und schnelle Positionierung des Kopfes innerhalb physiologisch sinnvoller Grenzen (horizontale Auslenkungen im Bereich von +-90°, vertikale Auslenkungen von -45° bis +90°). Der Torso wurde auf Grundlage anthropometrischer Daten entworfen und repräsentiert den Median der deutschen Bevölkerung im Alter zwischen 18-65 Jahren, während der Kopf und auch die Außenohren auf individuallen Abgüssen beruhen.

Zur mechanischen Steuerung und für die akustischen Messungen kommt eine spezielle Matlab®-Applikation zum Einsatz.

Zusatzinformationen / Extras

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