HRTFs in human localization: measurement, spectral evaluation and practical use in virtual audio environment

HRTFs in der menschlichen Lokalisation: Messungen, spektrale Auswertung und praktische Anwendungen in virtueller akustischer Umgebung

  • Many recent works have focused on hearing modeling. In human localization play the outer ears and the shape of the human body a significant role. Little modifications of the acoustical environment near to the listeners’ head have significant effects on the transfer functions (HRTFs). This work analyses the transmission of the directional information and contributes to the suggestions of the physiological hypotheses based on the role of the HRTFs. Microphones are placed at the eardrums of a dummy-head, and accurate measurements will be performed. First, a good quality binaural playback system is tested using equalized headphones and HRTF filtering in order to find well-known errors and the localization blur. The second part introduces an accurate dummy-head measurement system with increased precision, signal-to-noise ratio and reproducibility. Finally, the HRTFs in the frequency domain and the effect of the acoustical environment near to the head will be evaluated (effects of the “everyday objects” near to the head). In the discussionMany recent works have focused on hearing modeling. In human localization play the outer ears and the shape of the human body a significant role. Little modifications of the acoustical environment near to the listeners’ head have significant effects on the transfer functions (HRTFs). This work analyses the transmission of the directional information and contributes to the suggestions of the physiological hypotheses based on the role of the HRTFs. Microphones are placed at the eardrums of a dummy-head, and accurate measurements will be performed. First, a good quality binaural playback system is tested using equalized headphones and HRTF filtering in order to find well-known errors and the localization blur. The second part introduces an accurate dummy-head measurement system with increased precision, signal-to-noise ratio and reproducibility. Finally, the HRTFs in the frequency domain and the effect of the acoustical environment near to the head will be evaluated (effects of the “everyday objects” near to the head). In the discussion section we try to specify the quality levels of existing binaural systems and the role of the HRTFs in virtual and non-virtual environments during the decoding of the acoustical information.show moreshow less
  • Heutzutage stehen die binaurale Technik und die Gehörmodelle wieder im Vordergrund. Die Ohrmuscheln, der Kopf und der Körper spielen bei der Lokalisation eine wichtige Rolle. Kleine Änderungen in der akustischen Umgebung in der Nähe des Kopfes haben einen signifikanten Einfluss auf die Übertragungsfunktionen (HRTFs). Diese Doktorarbeit trägt einiges zu den Hypothesen der Hörphysiologie bei. Wir konzentrieren uns auf die Übertragungsfunktionen und deren Feinstruktur. Mikrofone sind am Trommelfell eines Kunstkopfes fixiert und präzise Messungen werden durchgeführt. Vor der Messung werden ein binaurales Abspielsystem und die Anwendungsmöglichkeiten präsentiert. Der zweite Teil stellt eine Messeinrichtung für präzise, automatische Kunstkopfaufnahmen mit erhöhtem Signal-Rausch Abstand vor. Schließlich werden die gemessenen HRTFs und die Umgebungseffekte in der Nähe des Kopfes analysiert („Effekt der alltäglichen Objekte“). All das führt uns zu der Bestätigung des Einfluss von höheren Mechanismen im Gehirn. Aussagen der binauralen TechnikHeutzutage stehen die binaurale Technik und die Gehörmodelle wieder im Vordergrund. Die Ohrmuscheln, der Kopf und der Körper spielen bei der Lokalisation eine wichtige Rolle. Kleine Änderungen in der akustischen Umgebung in der Nähe des Kopfes haben einen signifikanten Einfluss auf die Übertragungsfunktionen (HRTFs). Diese Doktorarbeit trägt einiges zu den Hypothesen der Hörphysiologie bei. Wir konzentrieren uns auf die Übertragungsfunktionen und deren Feinstruktur. Mikrofone sind am Trommelfell eines Kunstkopfes fixiert und präzise Messungen werden durchgeführt. Vor der Messung werden ein binaurales Abspielsystem und die Anwendungsmöglichkeiten präsentiert. Der zweite Teil stellt eine Messeinrichtung für präzise, automatische Kunstkopfaufnahmen mit erhöhtem Signal-Rausch Abstand vor. Schließlich werden die gemessenen HRTFs und die Umgebungseffekte in der Nähe des Kopfes analysiert („Effekt der alltäglichen Objekte“). All das führt uns zu der Bestätigung des Einfluss von höheren Mechanismen im Gehirn. Aussagen der binauralen Technik stehen dabei im Mittelpunkt, denn nicht nur der Schalldruckpegel und die Ohrsignale am Trommelfell sind bei der Lokalisation von Bedeutung.show moreshow less

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Metadaten
Author: Wersényi, György
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-000000234
Referee / Advisor:Prof. Dr.-Ing. Fellbaum, Klaus-Rüdiger
Document Type:Doctoral thesis
Language:English
Year of Completion:2002
Date of final exam:2002/07/09
Release Date:2007/03/12
Tag:Acoustic; Dummy-head; HRTF; Headphone; Localisation
GND Keyword:Binaurales Hören; Raumakustik; Richtungshören; Signal-Rausch-Abstand; Tonstudiotechnik; Übertragungsfunktion
Institutes:Fakultät 1 MINT - Mathematik, Informatik, Physik, Elektro- und Informationstechnik / FG Kommunikationstechnik
Institution name at the time of publication:Fakultät für Maschinenbau, Elektrotechnik und Wirtschaftsingenieurwesen (eBTU) / LS Kommunikationstechnik