Psychoakustische Grundlagenuntersuchungen zur Wahrnehmung projizierter Schallquellen

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Ercan Altinsoy
• Fachliche Zuordnung: Akustik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 319923185

In modernen KFZ-, Multimedia- und Smart-Home-Anwendungen ist es notwendig, Schall (z.B. Warnoder Hinweissignale) gezielt aus bestimmten Richtungen wiedergeben zu können. In vielen Fällen ist jedoch eine Beschallung über verteilte Lautsprecher auf Grund der räumlichen Gegebenheiten oder des hohen technischen Aufwands nicht möglich. Ein Lösungsansatz ist die Projektion von Schall durch stark richtende Schallquellen auf reflektierende Flächen (z.B. Raumbegrenzungsflächen). Die wahrgenommene Richtung des Hörereignisses verschiebt sich dabei von der Richtung der realen Quelle auf die Richtung der projizierten Schallquelle. Eine flexible Möglichkeit zur Erzeugung gerichteten Schalls stellen Arrays aus Miniaturlautsprechern dar. Diese Lautsprecherarrays können vollständig in vorhandene Strukturen wie etwa Gehäuse von Elektrogeräten, Möbelstücke oder Wände integriert werden und sich damit unscheinbar in die Umgebungen einfügen. Allerdings weisen solche Arrays, bedingt durch Faktoren wie maximale Arrayausdehnung und Lautsprecherabstand, ein stark frequenzabhängiges Richtverhalten auf. Die genaue Struktur dieser Richtwirkung ist für die Wahrnehmung von projizierten Schallquellen ausschlaggebend. Wird der Schall nicht ausreichend fokussiert, gelangt ein zu starker Schallanteil direkt vom Array zum Nutzer. Dieser unterdrückt aufgrund des Präzedenzeffektes die Wahrnehmung des später eintreffenden projizierten Schalls und es entsteht ein Hörereignis in Richtung des Arrays. Erst bei starker Fokussierung ist der verbleibende direkte Schallanteil entsprechend gering. Seine Wahrnehmung kann durch den später eintreffenden projizierten Schall rückwärts verdeckt werden und es entsteht ein Hörereignis in Richtung der projizierten Schallquelle. Pilotstudien haben gezeigt, dass die Fokussierungsleistung dafür jedoch keineswegs über den gesamten Frequenzbereich gleichbleiben muss. Ziel des Forschungsvorhabens ist daher das Verständnis der Wahrnehmung projizierter Schallquellen durch psychoakustische Grundlagenuntersuchungen zur Vorverdeckung. Eine ganzheitliche Konzeption projizierender Wiedergabesysteme, die neben technischen Aspekten auch die Wahrnehmungseigenschaften des Nutzers berücksichtigt, eröffnet hier neue Dimensionen im Design und ermöglicht flexiblere und robustere Systeme mit einer höher wahrgenommenen Wiedergabequalität. Weiterhin kann der durch die komplexe Wiedergabesituation stark beanspruchte auditive Sinneskanal durch gezieltes Ansprechen des weniger ausgelasteten taktilen Sinneskanals entlastet werden, wodurch sich die Flexibilität bei der Schallquellenprojektion mit Lautsprecherarrays im Bereich tiefer Frequenzen erhöht. In Probandentests werden die beteiligten unimodalen und bimodalen Wahrnehmungsphänomene systematisch untersucht. Anhand eines wahrnehmungsbasiert optimierten Wiedergabesystems wird in einem weiteren Probandentest die erreichbare Verbesserung der wahrgenommenen Projektionsqualität durch den neuartigen Ansatz verifiziert.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen