Neue Modelle und Ansätze für die robuste Entzerrung von Lautsprecher-Raum-Systemen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Alfred Mertins
• Fachliche Zuordnung: Akustik ; Bild- und Sprachverarbeitung, Computergraphik und Visualisierung, Human Computer Interaction, Ubiquitous und Wearable Computing
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2019
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 262418280

Durch die wachsende Präsenz vielfältiger Formen der audiovisuellen Kommunikation, beispielsweise durch komfortable, mehrkanalige Freisprecheinrichtungen oder die Schaffung virtueller akustischer Umgebungen für Multimedia-Anwendungen, ist die Optimierung von Lautsprecher-Raum-Systemen von großer praktischer Bedeutung. Das Ziel des vorgeschlagenen Forschungsvorhabens besteht darin, neue Ansätze zum Entwurf derartiger Systeme zu untersuchen und so weit auszuarbeiten, dass damit Raumgebiete in optimaler Weise entzerrt werden können. In den Vorarbeiten des Antragstellers wurde bereits erfolgreich gezeigt, wie durch Nachhall beeinträchtigte akustische Lautsprecher-Raum-Systeme effizient entzerrt werden können, indem die klassische inverse Filterung durch eine Formung der Gesamtimpulsantworten nach einer gegebenen Abklingkurve ersetzt wird. Hierdurch können störende Nachhallkomponenten im Idealfall (z. B. bei ausreichend langem Entzerrer) so weit reduziert werden, dass sie nicht mehr wahrnehmbar sind. Es sollen nun die vom Antragsteller entwickelten robusten Lösungen für die Raumentzerrung und Übersprechkompensation in halligen Umgebungen derart erweitert werden, dass damit auch größere Bewegungen des Zuhörers zugelassen werden können. Um dies zu erreichen, sollen neue Modelle für die zu beachtenden ortsabhängigen Impulsantwort-Abweichungen und neue Methoden für die Schätzung (Interpolation, Extrapolation) von Raumimpulsantworten im betrachteten Volumen erarbeitet und für die Entzerrung nutzbar gemacht werden. Dabei soll u. a. das Prinzip des Compressed Sensing zum Einsatz kommen. Ziel ist es dabei, mit möglichst wenigen Kontrollmessungen nahezu die gleiche Entzerrungsgüte und Robustheit wie bei einer vollständigen Ausmessung des Raumes zu erreichen. In Kombination mit einem optischen Trackingsystem, das die Kopfposition und Kopfausrichtung des Zuhörers erfasst, soll eine adaptive Nachführung der Raumentzerrung ermöglicht werden, die ihrerseits die Grundlage für die Präsentation dreidimensionaler Audioinhalte über Lautsprecher in halligen Umgebungen bildet. Die vorgeschlagene Methode birgt das Potenzial, die Limitierung existierender Übersprechkompensationssysteme auf ihre Verwendung in stark gedämpften Räumen zu überwinden. Die Grenzen und Möglichkeiten der vorgeschlagenen Vorgehensweise sollen im Projekt eingehend untersucht werden. Um die beim Filterentwurf existierenden Freiheitsgrade optimal zu nutzen, soll die Wahrnehmbarkeit von Artefakten eine wichtige Rolle beim Algorithmenentwurf spielen.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen