Eksternalizacja w binauralnej ambisonicznej auralizacji źródeł kierunkowych

Mróz, B.; Kostek, B.

doi:10.32016/1.60.15

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Eksternalizacja w binauralnej ambisonicznej auralizacji źródeł kierunkowych

Autorzy

Mróz B. , Kostek B.

Treść / Zawartość

Pełne teksty:

Pobierz

Identyfikatory

DOI

10.32016/1.60.15

Warianty tytułu

Eksternalization in binaural ambisonic auralization of directional sources

Konferencja

XXVIII cykl seminarów zorganizowanych przez PTETiS Oddział w Gdańsku ZASTOSOWANIE KOMPUTERÓW W NAUCE I TECHNICE 2018 (XXVIII; 2018; Gdańsk, Polska)

Języki publikacji

Abstrakty

W artykule przedstawiono najważniejsze składniki procesu skutecznego renderowania trójwymiarowego obrazu dźwiękowego za pomocą słuchawek. W tym celu badany jest stopień oddziaływania poszczególnych czynników wpływających na eksternalizację dźwięku: śledzenie położenia głowy (ang. head tracking), indywidualne funkcje przenoszenia głowy (HRTF – Head Related Transfer Function, odnoszące się do matematycznej funkcji propagacji dźwięku wokół głowy), model pomieszczenia, jak również tzw. efekt zgodności pomieszczenia oraz indywidualne wyrównywanie charakterystyki przenoszenia słuchawek. Uzyskane wyniki wskazują, że śledzenie głowy, a także indywidualne funkcje przenoszenia głowy mają kluczowe znaczenie dla wiernej reprodukcji dźwięku. Z przeprowadzonych badań wynika również, że efekt zgodności pomieszczenia i wyrównywanie charakterystyki przenoszenia słuchawek są znaczącymi elementami procesu auralizacji.

The article presents the most important components of the process of effectively rendering a three-dimensional sound image using headphones. To this end, the impact of a set of factors affecting sound externalisation is examined: head tracking, individual head transfer functions (HRTF – Head Related Transfer Function, related to the mathematical function of sound propagation around the head), room model, as well as a so-called room divergence effect and individual headphone alignment. Furthermore, the directivity aspect of the sound source is discussed as a convenient way to control Direct-toReverberant ratio and thus provides a robust control of the auditory distance. The results obtained indicate that the tracking of the head position as well as the individual functions of the head transfer are crucial for faithful sound reproduction. The conducted research also shows that the effect of room compliance and headphone alignment prove to be significant factors throughout the auralisation process.

Słowa kluczowe

ambisonia eksternalizacja technologia binauralna ruralizacja

ambisonics externalisation binaural technology auralization

Wydawca

Wydział Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

Czasopismo

Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

Rocznik

2018

Tom

Nr 60

Strony

75--80

Opis fizyczny

Bibliogr. 39 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Mróz B.

bartlomiej.mroz@pg.edu.pl

Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki, Laboratorium Akustyki Fonicznej tel.: +48 58 347 16 36

autor

Kostek B.

bokostek@audioakustyka.org

Politechnika Gdańska, Wydział Elektroniki, Telekomunikacji i Informatyki, Laboratorium Akustyki Fonicznej tel.: +48 58 347 27 17

Bibliografia

1. Hartmann W. M., Wittenberg A.: On the externalization of sound images, The Journal of the Acoustical Society of America, 99, 6, 1996, 3768-3688.
2. Oberem J., Masiero B., Fels J.: Experiments on the Authenticity and Plausibility of Binaural Reproduction via Headphones employing different recording methods, Applied Acoustics, 114, 2016, 71-78.
3. Brimijoin W. O., Boyd A. W., Akeroyd M. A.: The contribution of head movement to the externalization and internalization of sounds, PLoS ONE, 8, 12, 2013, 1-12.
4. Lee H., Crawford-Emery R.: The subjective effect of BRIR length perceived headphone sound externalisation and tonal colouration, 136th Audio Eng. Soc. Convention, Paper no. 9044, Berlin, Niemcy, 2014.
5. Werner S., Klein F., Mayenfels T., Brandenburg K.: A summary on acoustic room divergence and its effect on externalization of auditory events, 2016 Eighth International Conference on Quality of Multimedia Experience (QoMEX), 2016, 1-6.
6. Werner S., Götz G., Klein F.: Influence of Head Tracking on the Externalization of Auditory Events at Divergence between Synthesized and Listening Room Using a Binaural Headphone System, 142nd Audio Eng. Soc. Convention, Paper no. 9690, Berlin, Niemcy, 2017.
7. Ben-Hur Z., Brinkmann F., Sheaffer J., Weinzierl S., Rafaely B.: Spectral equalization in binaural signals represented by order-truncated spherical harmonics, The Journal of the Acoustical Society of America, 141, 6, 2017, 4087-4096.
8. Griesinger D.: Accurate Timbre and Frontal Localization without Head Tracking through Individual Eardrum Equalization of Headphones, 141st Audio Eng. Soc. Convention, Paper no. 9620, Los Angeles, USA, 2016.
9. Begault D. R., Wenzel E. M.: Headphone Localization of Speech, Human Factors, 35, 2, 1993, 361-376.
10. Völk F.: Externalization in data-based binaural synthesis, DAGA 2009, 35th Annual Conference on Acoustics, 2009.
11. Spors S., Ahrens J.: A comparison of wave field synthesis and higher-order Ambisonics with respect to physical properties and spatial sampling, 125th Audio Eng. Soc. Convention, Paper no. 7556, San Francisco, USA, 2008.
12. Mróz B.: Externalisation and Distance in Ambisonic Rendering on Headphones, Master thesis – Graz University of Technology and Gdańsk University of Technology, 2017.
13. Pomberger H., Sontacchi A., Frank M., Gmeiner T., Lucchi M.: Improved localization in the median plane with cue-preserving headphones, DAGA 2018, 44th Annual Conference on Acoustics, 2018, 948-951.
14. Erbes V., Schultz F., Lindau A., Weinzierl S.: An extraaural headphone system for optimized binaural reproduction, DAGA 2012, 38th Annual Conference on Acoustics, 2012.
15. Mattes S., Nelson P. A., Fazi F. M., Capp M.: Towards a human perceptual model for 3D sound localization, 28th Conference on Reproduced Sound: Auralisation: Designing With Sound, 2012.
16. Colman, A. M.: A Dictionary of Psychology, Oxford University Press, 3rd edition, 2014.
17. Kim S. M., Choi W.: On the externalization of virtual sound images in headphone reproduction: A Wiener filter approach, The Journal of the Acoustical Society of America, 117, 6, 2005, 3657-3665.
18. Katz B. F., Stitt P., Simon L., Hendrickx E., Andreopoulou A.: Contributions of head-related transfer function choice and head tracking to virtual loudspeaker binaural rendering, The Journal of the Acoustical Society of America, 141, 5, 2017, 3511-3512.
19. Mróz B.: Examination of the Factors Influencing Binaural Rendering on Headphones with the Use of Directivity Patterns, 144th Audio Eng. Soc. Convention, Paper no. 9953, Mediolan, Włochy, 2018.
20. Völk F., Heinemann F., Fastl H.: Externalization in binaural synthesis: effects of recording environment and measurement procedure, Acoustics '08, 2008, 6419-6424.
21. Møller H.: Fundamentals of binaural technology, Applied Acoustics, 36, 3, 1992, 171-218.
22. Majdak P., Masiero B., Fels J.: Sound localization in individualized and non-individualized crosstalk cancellation systems, The Journal of the Acoustical Society of America, 133, 4, 2013, 2055-2068.
23. Bernschütz B., Vázquez G. A., Pörschmann C., Arend J.: Binaural Reproduction of Plane Waves With Reduced Modal Order, Acta Acustica united with Acustica, 100, 2014, 972-983.
24. Ben-Hur Z., Brinkmann F., Sheaffer J., Weinzierl S., Rafaely B.: Spectral equalization in binaural signals represented by order-truncated spherical harmonics, The Journal of the Acoustical Society of America, 141, 6, 2017, 4087-4096.
25. Møller H., Jensen C., Hammershøi D., Sorensen M.: Design Criteria for Headphones, Journal of the Audio Engineering Society, 43, 4, 1995, 218-232.
26. Boren B., Roginska A.: The Effects of Headphones on Listener HRTF Preference, 131st Audio Eng. Soc. Convention, Paper no. 8537, Nowy Jork, USA, 2011.
27. Masiero B., Fels J.: Perceptually Robust Headphone Equalization for Binaural Reproduction, 130th Audio Eng. Soc. Convention, Paper no. 8388, Londyn, Wielka Brytania, 2011.
28. Boren B. B., Geronazzo M., Majdak P., Choueiri E.: PHOnA: A Public Dataset of Measured Headphone Transfer Functions, 137th Audio Engineering Convention, 2014.
29. http://recherche.ircam.fr/equipes/salles/listen/ (wyświetlono: 19 IX 2018).
30. Algazi V. R., Duda R. O., Thompson D. M., Avendano C.: The CIPIC HRTF database, Proceedings of the 2001 IEEE Workshop on the Applications of Signal Processing to Audio and Acoustics (Cat. No.01TH8575), 2001, 99-102.
31. Gupta N., Barreto A., Joshi M., Agudelo J. C.: HRTF database at FIU DSP Lab, 2010 IEEE International Conference on Acoustics, Speech and Signal Processing, 2010, 169-172.
32. Gardner B., Martin K.: HRTF Measurements of a KEMAR Dummy-Head Microphone, MIT Media Lab Perceptual Computing - Technical Report #280, 1994.
33. Hendrickx E., Stitt P., Messonnier J. C., Lyzwa J. M., Katz B., de Boishéraud C.: Influence of head tracking on the externalization of speech stimuli for nonindividualized binaural synthesis, The Journal of the Acoustical Society of America, 141, 3, 2017, s. 2011- 2023.
34. Laitinen M. V., Politis A., Huhtakallio I., Pulkki V.: Controlling the perceived distance of an auditory object by manipulation of loudspeaker directivity, The Journal of the Acoustical Society of America, 137, 6, 2015, 462-468.
35. Wendt F., Zotter F., Frank M., Höldrich R.: Auditory Distance Control Using a Variable-Directivity Loudspeaker, Applied Sciences, 7, 7, 2017.
36. Brandner M., Frank M., Rudrich D.: DirPat – Database and Viewer of 2D/3D Directivity Patterns of Sound Sources and Receivers, 144th Audio Eng. Soc. Convention, eBrief no. 425, Mediolan, Włochy, 2018.
37. Mróz B.: Experiment on externalization in binaural directional-source auralization, DAGA 2018, 44th Annual Conference on Acoustics, 2018, 336-338.
38. Lindau A., Kosanke L., Weinzierl S.: Perceptual evaluation of physical predictors of the mixing time in binaural room impulse responses, 128th Audio Eng. Soc. Convention, Paper no. 8089, Londyn, Wielka Brytania, 2010.
39. Romanov M., Berghold P., Frank M., Rudrich D., Zaunschirm M., Zotter F.: Implementation and evaluation of a low-cost headtracker for binaural synthesis, 142nd Audio Eng. Soc. Convention, Paper no. 9689, Berlin, Niemcy, 2017.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-f78acfdd-ab60-4bfc-95ed-98b357c507d0