Neuvermessung von Head-Related-Transfer-Functions (HRTF)

Masterarbeit aus dem Jahr 2008 im Fachbereich Physik - Akustik, Note: 1,0, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg (Institut für Physik), Veranstaltung: Hörtechnik und Audiologie, Sprache: Deutsch, Abstract: Das menschliche Hörvermögen bestimmt zu weiten Teilen die Wahrnehmung der eigenen Umwelt, ermöglicht die Kommunikation und dient unter anderem als Alarmierungs- und Lokalisationssystem. Im Gegensatz zum Sehsinn ist das auditorische System in der Lage, im dreidimensionalen Raum wahrzunehmen und zu lokalisieren. Die Lokalisationsleistung liegt in der Auswertung monauraler und binauraler spektrotemporaler Eigenschaften der Schallsignale. John William Strutt auch als Lord Rayleigh bekannt, entwickelte 1907 die Duplex-Theorie (Strutt, 1907), in der erstmalig die interauralen Schallsignaldifferenzen betrachtet wurden. Stevens und Newman (1936) erweiterten die Duplextheorie bezüglich der Gesetze der Beugung und Reflexion und somit der Gültigkeit der Duplextheorie in Abhängigkeit von der Frequenz. Um sowohl diese monauralen als auch die binauralen zur Lokalisation beitragenden Schallsignalinformationen zu evaluieren, werden seit einigen Jahrzehnten die Außenohrübertragungsfunktionen, auch als Head-Related-Transfer-Functions bezeichnet, gemessen. Das anfängliche Ziel lag in der Erkenntnis der an der räumlichen Abbildung beteiligten anatomischen Merkmale. Mit Einzug der Digitaltechnik ist der Anwendungsbereich jedoch weit darüber hinaus gewachsen. Die Abhängigkeit der Ohrsignale vom Schallquellenort wird als Kodierung räumlicher Informationen aufgefaßt, was wiederum bedeutet, dass bei Kenntnis der Ohrsignale diese zur Dekodierung der räumlichen Information genutzt werden können (Theile, 1980). So werden z.B. durch Filterung mit der individuellen, winkel- und frequenzabhängigen HRTF raumgetreue Abbildungen von akustischen Richtungen simuliert, was sowohl in der Unterhaltungsindustrie und der Telekommunikationsindustrie für Telekonferenz- und Telepräsenzsysteme aber auch zur Erzeugung virtueller akustischer Situationen und im Multimediabereich eingesetzt wird. Ein weiterer Bereich stellt die binaurale Aufnahme- und Wiedergabetechnik dar, zu der seit den frühen 1980er Jahren die Verwendung von Kunstköpfen, welche aus zwei nachgebildeten äusseren Ohren in denen sich jeweils ein Mikrofon befindet und dem sich dazwischen befindlichen künstlichen Kopf besteht. [...]

Inhalt

1. Einleitung 2. Theorie zum Räumlichen Hören 2.1 Grundlagen und Begriffsklärung 2.2.Monaurale Lokalisationsparameter 2.3 Binaurale Lokalisationsparameter 3. Theorie zur Messung und Berechnung von Übertragungsfunktionen 3.1 Systemtheoretische Grundlagen 3.2 Messstimuli 3.3 Validitäts- und Präzisionsbetrachtung von HRTF-Messungen 4. HRTF-Messsystem 4.1 Bestehendes System 4.2 Optimierung des bestehenden Systems 4.3 Implementierung 4.4 Validierung des Systems 5. Untersuchung zum Einfluss der Gehörgangseingangsimpedanz 5.1 Beschreibung der untersuchten Eingangsimpedanzen unter dem Aspekt der Mikrofonplatzierung und Veränderung des Außenohres 5.2 Experiment 1: Richtcharakteristik 5.2.1 Methodik 5.2.2 Ergebnisse 5.3 Experiment 2: HRTF 5.3.1 Methodik 5.3.2 Ergebnisse 6. HRTF-Messungen und Berechnung der Lokalisationsparameter 6.1 Methodik 6.1.1 Probanden 6.1.2 Versuchsdurchführung 6.2 Ergebnisse und Diskussion 6.2.1 HRTFs 6.2.2 Interaurale Zeitdifferenzen - ITDs 6.2.3 Interaurale Pegeldifferenzen - ILDs 7. Zusammenfassung und Diskussion Symbole und Abkürzungen Literaturverzeichnis Verwendete Geräte, Materialien und Software Datenblätter Richtdiagramme MatLab-files