Individuelle Binauralsynthese von virtuellen akustischen Szenen
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die virtuelle Realität hat in den letzten Jahren in vielen Bereichen ihren Einzug erhalten. Bei der technischen Entwicklung dieser, lag traditionell der Fokus auf der visuellen Komponente. Für eine überzeugende Darbietung ist jedoch auch die auditive Komponente von wesentlicher Bedeutung. Für die kopfhörerbasierte Erzeugung akustischer virtueller Realität stehen verschiedene Verfahren zur Verfügung. Bei der modellbasierten Binauralsynthese werden Außenohrübertragungsfunktionen (engl. Head-Related Transfer Functions, HRTFs) für die Auralisierung einzelner virtueller Quellen verwendet. Bei der datenbasierten Binauralsynthese werden Mikrofonarrays zusammen mit Verfahren der Audiosignalverarbeitung und HRTFs eingesetzt. Generische HRTFs von Kunstköpfen können bei beiden Ansätzen zu Problemen hinsichtlich Im-Kopf-Lokalisation, Vorne-Hinten-Vertauschungen und Klangverfärbungen führen. Es existieren zahlreiche Verfahren zur schnellen Messung individueller HRTFs sowie Algorithmen zur Individualisierung generischer HRTFs. Für Erstere fehlte es jedoch an einer systematischen Validierung der Messunsicherheiten aufgrund der Messapparatur und des Einflusses der Probandenbewegung. Das gleiche galt sinngemäß für die Validierung von Algorithmen zur Individualisierung generischer HRTFs. Die Auswirkungen von Messunsicherheiten und Approximationen in den Algorithmen der modell- und datenbasierten Binauralsynthese auf die Authentizität und Plausibilität akustischer Szenen waren zentraler Gegenstand dieses Projektes. Eine wesentliche Fragestellung war hierbei, in welchem Maße eine Verbesserung einer dargebotenen virtuellen akustischen Szene mit Hilfe von individualisierten bzw. individuell gemessenen HRTFs im Vergleich zu generischen HRTFs erreicht werden kann. Für die Evaluierung kamen neben instrumentellen Maßen empirische Studien in der Form von Hörexperimenten zum Einsatz.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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“Investigating Uncertainties in Fast HRTF Measurements,” in Proceedings 23rd ICA, Aachen, Germany, 2019, p. 5211
S. Doma, H. Braren & J. Fels
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“On the detection quality of early room reflection directions using compressive sensing on rigid spherical microphone array data”. In: Proc. 23rd Intl Congress of Acoustics, Aachen. 2019, S. 2676–2683.
F. Schultz & S. Spors
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“Effect of subject misalignment during HRTF measurements on spatial acoustic resonances,” in Fortschritte der Akustik – 46. DAGA, Hannover, 2020
S. Doma & J. Fels
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“Analysis of spatial cue distortion in HRTFs using a simplified head model,” in Fortschritte der Akustik – 47. DAGA, Wien, 2021
S. Doma & J. Fels
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“Examining the influence of controlled HRTF-variation on various distance metrics,” in Fortschritte der Akustik – 47. DAGA, Wien, 2021
C. A. Ermert, S. Doma & J. Fels
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Hybrid multi-harmonic model for the prediction of interaural time differences in individual behind-the-ear hearing-aid-related transfer functions. Acta Acustica, 6, 34.
Pausch, Florian; Doma, Shaima’a. & Fels, Janina
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Interrelation Analysis of Distance Metrics for Head-Related Transfer Functions,” in Fortschritte der Akustik – 48. DAGA, Stuttgart, 2022 (Poster)
S. Doma, N. Brozova & J. Fels
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“A Closer Look On Linearly and Quadratically Constrained Least-Squares Binaural Decoder Performance Using Individualised HRTFs”. In: Proc. 48th DAGA, Stuttgart, 2022, S. 1413–1415.
F. Schultz, S. Doma, J. Fels & S. Spors
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A Magnitude-Based Parametric Model Predicting the Audibility of HRTF Variation. Journal of the Audio Engineering Society, 71(4), 155-172.
Doma, Shaimaa; Ermert, Cosima A. & Fels, Janina
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Examining the interrelation behavior of distance metrics for head-related transfer function evaluation: a case study. Acta Acustica, 7, 34.
Doma, Shaima’a.; Brožová, Natálie & Fels, Janina
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HRTF Individualised Mag-LS and COMPASS Ambisonics-To-Binaural Rendering: Overall Perceived Quality for Pre-Conditioned Listeners,” in Audio Eng. Soc. Convention 154, Espoo, Helsinki, Finnland, Mai 2023 (open-access)
F. Schultz, S. Doma, S. Spors & J. Fels
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“Examining the minimum detectable bi-lateral variation of generic Head-Related Transfer Functions,” Audio Eng. Soc. Convention 154, Espoo, Helsinki, Finnland, Mai 2023 (open-access)
S. Doma & J. Fels
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“HRTF Individualised Mag-LS and COMPASS Ambisonics-To-Binaural Rendering: Overall Perceived Quality for Pre-Conditioned Listeners”. In: Proc. of 154th Audio Eng. Soc. Conv., Espoo, 2023.
F. Schultz, S. Doma, S. Spors & J. Fels
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“On the monaural contribution to HRTF discrimination,” in Fortschritte der Akustik – 49. DAGA, Hamburg, 2023.
S. Doma, C. A. Ermert & J. Fels
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“Towards a data-driven plane wave decomposition from multichannel room impulse responses”. In: Proc. 49th DAGA, Hamburg, 2023, S. 1671–1674.
D. Schindler, F. Schultz & S. Spors
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HRTF Individualised Ambisonics-To-Binaural Rendering Using Mag-LS and Compass: A Perceptual Evaluation of Overall Quality. Proceedings of the 10th Convention of the European Acoustics Association Forum Acusticum 2023, 2713-2716. European Acoustics Association.
Schultz, F.; Doma, S.; Spors, S. & Fels, J.
