Auditorische Szenenanalyse

 

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  Meßlautsprecheraufbau in einem refelxionsarmen Raum Urheberrecht: FPA

"Ich kann Dich so schlecht verstehen! Es ist so laut hier“ - eine typische Aussage eines Menschen in einem vollbesetzten Restaurant, während einer Veranstaltung, oder in vielen weiteren Alltagssituationen. Die hier notwendige Fähigkeit, aus verschiedenen Nutz- und Störsignalen eine einzige Quelle herauszuhören, geht auf das binaurale Hören (das zweiohrige Hören) zurück. Grundlagenexperimente zum binauralen Hören wurden jedoch bisher im Labor meistens mit sehr einfachen Mitteln durchgeführt.

In diesem Forschungsgebiet untersuchen wir zum Beispiel, wie sich die Raumakustik auf die auditive Aufmerksamkeit auswirkt. Wir untersuchen anhand von computergenerierten akustischen Szenen die Auswirkung von Schallreflexionen auf die Wahrnehmung.

Anhand von Hörversuchen werden die Verarbeitungsmechanismen bei normalhörenden und hörgeschädigten Personen (Kinder, Erwachsene, Altersschwerhörige, Hörgeräteträge, Cochlea Implants) untersucht.

Auditive Wahrnehmung von Schallreflexionen und Lokalisation von dynamischen Szenen

Zur Orientierung des Menschen in einer Umgebung ist neben dem Sehen auch die akustische Information hilfreich. Zur akustischen Orientierung in komplexen Umgebungen nutzt der Mensch die frühen Reflexionen von Grenzflächen (Wänden, Decken, Böden, große Objekte) und deren Bezug zur Schallquelle.

Wir untersuchen mit Hilfe von Hörversuchen die auditive Wahrnehmung von komplexen akustischen Szenen mit normalhörenden, hörgestörten und blinden Probanden. Diese Szenen können Freifeldszenen, große Räume oder Außenszenen (z.B. Orientierung in der Stadt) sein.

Experimente zur Aufmerksamkeit in dynamisch akustisch komplexen Szenen

Mit Hilfe der Akustischen Virtuellen Realität und der Binauraltechnik untersuchen wir in virtuellen akustischen Szenen gezielt die Auswirkung einzelner Parameter (Raumakustik, Schallreflexionen, etc.) zum Beispiel auf die selektive auditive Aufmerksamkeit.

 

Räumliche Wiedergabe von virtuellen akustischen Umgebungen

Kugelförmige Lautsprecherarrays erlauben es virtuelle akustische Umgebungen mit simulierter Raumakustik unter Verwendung von verschiedenen räumlichen Wiedergabemethoden auf plausible oder authentische Weise wiederzugeben. Das im reflexionsarmen Raum des Instituts installierte Lautsprecherarray besteht aus 68 Koaxiallautsprechern, welche eine Kugelkappe mit einem Radius von 1,35 m flächengleich abtasten. Eine netzwerkbasierte Audioübertragung und rauscharme Verstärker ermöglichen niedrige Wiedergabelatenzen und ein hohes Signal-Rausch-Verhältnis. Um Herstellungstoleranzen zu minimieren und die Lautsprecherübertragungsfunktionen anzugleichen, werden individuell gestaltete Filter mit endlicher Impulsantwort und 512 Koeffizienten pro Kanal eingesetzt. Zeitverzögerungen und entsprechende Pegelanpassungen tragen weiter dazu bei radiale Positionierungsfehler zu minimieren. Für eine Schallfeldsynthese im Zentrum des Arrays eignen sich Methoden wie vektorbasiertes Amplituden-Panning oder Ambisonics höherer Ordnung. Durch die kombinierte Verwendung von akustischer Übersprechkompensation und einem optischen System zur Bewegungsnachführung können auch Binauralsignale über die Lautsprecher dynamisch wiedergegeben werden. Damit stellt das Array ein flexibles Werkzeug für akustische Messungen und objektive wie auch perzeptive Evaluierungen dar.

Weitere Details zur Implementierung und Evaluierung entnehmen Sie bitte der folgenden Veröffentlichung:

Pausch F, Behler G & Fels J. 2020. SCaLAr – A surrounding spherical cap loudspeaker array for flexible generation and evaluation of virtual acoustic environments. Acta Acust., 4(5):19, 2020