H. Wierstorf - Talk at DAGA 2011

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1. Binaurale Modellierung der Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder Hagen Wierstorf, Sascha Spors, Alexander Raake Deutsche Telekom Laboratories Quality and Usability Lab Technische Universität Berlin 24. März 2011
2. Wellenfeldsynthese Synthese von (fast) beliebigen Schallfeldern einfache Berechnung der Ansteuerung für Quellenmodelle des Schallfeldes Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 1 / 14 0 1 2 3 −2 −1 0 1 2 y / m x / m −1 0 1
3. Wellenfeldsynthese Räumliche Abtastung 0 1 2 3 −2 −1 0 1 2 y / m x / m −1 0 1 Räumliche Abtastung führt zum Aliasing oberhalb von fal Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 2 / 14
4. Wellenfeldsynthese Räumliche Abtastung 0 1 2 3 −2 −1 0 1 2 y / m x / m dB −35 −30 −25 −20 −15 −10 −5 0 5 Wahrnehmung wird stark durch erste Wellenfront bestimmt Wiederholungen fügen künstlichen Raum und Klangverfärbung hinzu Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 2 / 14
5. Fokussierte Quellen Virtuelle Quelle zwischen Zuhörer und Lautsprecherarray Quelle und Senke gleichzeitig Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 3 / 14 0 1 2 3 −2 −1 0 1 2 y / m x / m −1 0 1
6. Fokussierte Quellen Räumliche Abtastung 0 1 2 3 −2 −1 0 1 2 y / m x / m dB −35 −30 −25 −20 −15 −10 −5 0 5 Wiederholungen treffen beim Zuhörer vor der eigentlichen Wellenfront ein Einfluss auf die Wahrnehmung? Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 4 / 14
7. Fokussierte Quellen Räumliche Abtastung 0 1 2 3 −2 −1 0 1 2 y / m x / m dB −35 −30 −25 −20 −15 −10 −5 0 5 Eine Wiederholung per Lautsprecher ⇒ weniger Wiederholungen bei kleineren Arrays Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 4 / 14
8. Fokussierte Quellen Räumliche Abtastung 0 1 2 3 −2 −1 0 1 2 y / m x / m dB −35 −30 −25 −20 −15 −10 −5 0 5 Eine Wiederholung per Lautsprecher ⇒ weniger Wiederholungen bei kleineren Arrays Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 4 / 14
9. Fokussierte Quellen Wahrnehmung Wie sieht die Wahrnehmung fokussierter Quellen aus? welche Rolle spielt der Präzedenzeffekt? was passiert mit der wahrgenommenen Richtung? sind die Wiederholungen als Artefakte hörbar? Hypothesen keine hörbaren Wiederholungs-Artefakte für kurze Arrays für seitliche Positionen des Zuhörers bestimmt der äußere Lautsprecher die wahrgenommene Richtung Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 5 / 14
10. Versuch Durchführung Länge des Lautsprecher Arrays: 10 m, 4 m, 1.8 m, 0.75 m, 0.3 m, einzelner Lautsprecher bei Quellenposition als Referenz virtuelle Lautsprecher Arrays erzeugt mit dynamischer binauraler Resynthese mit Hilfe des SSR 6 Versuchspersonen Bewertung der Attributpaare wenig Artefakte vs. viele Artefakte, links vs. rechts Kastangnetten und Sprache als Audiomaterial SSR und Beispielstimuli sind auf unserem Blog zu finden: http://audio.qu.tu-berlin.de Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 6 / 14
11. Versuch Versuchsaufbau Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 7 / 14
12. Ergebnisse Artefakte wenige viele ref 0.3 0.75 1.8 4 10 Artefakte L / m Ergebnisse bestätigen Hypothese Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 8 / 14
13. Ergebnisse Position links rechts ref 0.3 0.75 1.8 4 0.3 0.75 1.8 10 Position L / m R = 1 m R = 4 m Ergebnisse widersprechen Hypothese Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 9 / 14
14. Fokussierte Quellen Beugung 0 1 2 3 −2 −1 0 1 2 y / m x / m −1 0 1 Beugung hängt von der Frequenz ab Beugung ändert binaurale Eigenschaften wie die ILD Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 10 / 14
15. Fokussierte Quellen Beugung 0 1 2 3 −2 −1 0 1 2 y / m x / m −1 0 1 Beugung hängt von der Frequenz ab Beugung ändert binaurale Eigenschaften wie die ILD Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 10 / 14
16. Fokussierte Quellen Beugung 0 1 2 3 −2 −1 0 1 2 y / m x / m −1 0 1 Beugung hängt von der Frequenz ab Beugung ändert binaurale Eigenschaften wie die ILD Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 10 / 14
17. Fokussierte Quellen Beugung 0 1 2 3 −2 −1 0 1 2 y / m x / m −1 0 1 Beugung hängt von der Frequenz ab Beugung ändert binaurale Eigenschaften wie die ILD Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 10 / 14
18. Binaurale Modellierung Überprüfung der falschen binauralen Eigenschaften durch Beugung Modellierung mit einem binauralem Modell nach Lindemann (1986a) gleiche Parameter des Modells wie Lindemann Modell ist Teil der Auditory Modelling Toolbox: http://amtoolbox.sourceforge.net/ Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 11 / 14
19. Binaurale Modellierung Ergebnisse links rechts ref 0.3 0.75 1.8 4 0.3 0.75 1.8 10 Position L / m R = 1 m R = 4 m Model Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 12 / 14
20. Zusammenfassung die artefaktfreie Synthese von fokussierte Quellen mit WFS nur schwer realisierbar Wiederholungen der Wellenfront sind deutlich kritischer für fokussierte Quellen als für Punktquellen Beugung führt zu falscher Lokalisation bei kurzen Arrays Modellierung des Einflusses des Präzedenzeffektes schwierige Aufgabe Weitere Aufgaben: Modellierung der Klangverfärbung Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 13 / 14
21. Vielen Dank! Fragen? Video + Audio Dateien: http://audio.qu.tu-berlin.de/ Wierstorf, Spors, Raake Wahrnehmung mit Wellenfeldsynthese generierter Schallfelder 24.03.11 14 / 14