Please use this identifier to cite or link to this item: http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1021
Main Title: Auditive Localization
Subtitle: Head movements, an additional cue in localization
Translated Title: Auditive Lokalisation
Author(s): Mackensen, Philip
Advisor(s): Theile, Günther
Granting Institution: Technische Universität Berlin, Fakultät I - Geisteswissenschaften
Type: Doctoral Thesis
Language: English
Language Code: en
Abstract: Das Gehör wertet bei der Lokalisation eine Vielzahl von Lokalisationsmerkmalen aus. Um den Prozess des Lokalisierens und somit auch die Funktionsweise des Gehörs verstehen zu können, erfordert es einerseits die Kenntnis der verschiedenen Lokalisationsmerkmale, als auch das Bewußtsein, dass deren Gesamtheit relevant ist - insbesondere dynamische Lokalisationsmerkmale (Kopfbewegungen). Diese Arbeit ist in vier Abschnitte untergliedert: der Klassifizierung der Lokalisationsmerkmale, dessen Validierung zusammen mit einer Betrachtung der Gesamtheit aller Lokalisationsmerkmale, unseren Hörversuchen am Institut für Rundfunktechnik, und einer neuen Auralisationsmethode als Anwendung der gefundenen Ergebnisse. Der erste Abschnitt stellt ein neues Klassifikationsschema vor, das die Lokalisationsmerkmale gruppiert. Dabei unterteilt die Klassifizierung die Lokalisationsmerkmale in drei Hauptgruppen: einer Gruppe Schallquellen spezifischer Merkmale, einer Merkmalsgruppe, die sich auf die Umgebung bezieht, in der sich Schallquelle und Hörer befinden, und schließlich alle Merkmale, die individuell von Hörer zu Hörer verschieden sind. Im zweiten Abschnitt dieser Arbeit wird anhand verschiedener Beispiele von Lokalisationsversuchen aus der Literatur aufgezeigt, dass dieses Klassifikationsschema damit verträglich ist und somit als verifiziert erachtet werden kann. Darüberhinaus wird erörtert, wie bedeutend es ist, die Gesamtheit aller Lokalisationsmerkmale zu betrachten. So möglich, werden paarweise Versuche angeführt, deren Ergebnisse jedoch differieren: Während bei einem Versuch der Einfluss eines Lokalisationsmerkmals betrachtet wurde, wurde er beim anderen Versuch nicht untersucht. Insbesondere werden die Versuche hervorgehoben, die ein wichtiges, aber oft nicht beachtetes Lokalisationsmerkmal untersuchen: Kopfbewegungen (dynamische Lokalisationsmerkmale). Die überaus wichtige Bedeutung von Kopfbewegungen auf die Lokalisation wird im dritten Abschnitt behandelt. Dazu wurden Lokalisationsversuche durchgeführt, die insbesondere die exakte Reproduktion von dynamischen Lokalisationsmerkmalen zum Thema hatten. Zum ersten Mal wurde ein Kunstkopfsystem verwendet, das mittels eines Head-Tracker nachgeführt wurde, und eine bis dahin nicht erreichte Genauigkeit und Übertragungstreue aufwies, so dass sämtliche Lokalisationsfehler zumindest nicht auf Systemungenauigkeiten zurückgeführt werden konnten. Diese Versuche wurden am IRT, dem Institut für Rundfunktechnik in München, durchgeführt. Sie haben maßgeblich zur Entwicklung einer neuen Auralisationsmethode für die Nachbildung von realen (Ab-)Hörräumen beigetragen. Im vierten und letzten Abschnitt wird diese neue, daten-basierte Auralisationsmethode, das sogenannte Binaural Room Scanning (BRS) beschrieben. Die Hörversuche am IRT waren eingebettet innerhalb eines Forschungsprojektes in Kooperation mit Studer Professional AG, Zürich, Schweiz, und beeinflussten die Entwicklung dieser Methode. Zum ersten Mal hat eine Auralisationsmethode sowohl Kopfbewegungen berücksichtigt, als auch der Gesamtheit aller Lokalisationsmerkmale Rechnung getragen. Die grundlegenden Ideen und Technologien hinter dem BRS-Verfahren werden vorgestellt, sowie zukünftige Versuche und Anwendungen dieser Auralisationstechnologie diskutiert.
During the localization process, the hearing system simultaneously evaluates a multitude of cues. Investigating the process of localization, and thus trying to understand the hearing system, not only requires a knowledge of these different cues, but also an understanding of the relevance of all localization cues - especially with respect to dynamic (head movement) cues. This work is divided into four chapters: the classification of cues, a validation of the cue classification together with an examination of the entirety of cues, our experiments regarding the importance of head movements and an new auralization method as an application of the results. The first chapter presents a new classification scheme for localization cues. With this scheme we will describe and categorize various possible localization cues. This classification divides the localization cues into three main groups: a set of cues typical of the sound source itself, a group of cues relating to the environment where both sound source and listener are located in and, thirdly, cues originating from the listener's head, his body or his movement. In the second chapter of this work, we demonstrate that various examples of localization experiments found in the literature are compatible with our cue classification. This can be regarded as verification of our categorization scheme. Furthermore, we discuss the importance of taking all localization cues into consideration. Wherever possible, we describe ''pairs of experiments'' with differing results or conclusions: One experiment takes the influence of a certain cue into consideration whereas the other experiment disregards this cue. In particular, we focus on experiments considering dynamic cues due to head movements an important but yet often disregarded cue. The strong impact of head movements on localization is discussed in the third chapter. We performed localization experiments which focus on the exact reproduction of dynamic localization cues. For the first time, a head-tracked dummy-head system of such a high fidelity was used so that no localization failures could have been attributed to the system's inaccuracy. These experiments were carried out at IRT, the Institut für Rundfunktechnik in Munich, Germany, and contributed to the development of a new auralization method for the replication of a real listening room. In the fourth chapter, we describe this new, data-based auralization method, the so-called Binaural Room Scanning (BRS). Our localization experiments at IRT contributed to the development of this method within the framework of a research project in cooperation with Studer Professional AG, Zurich, Switzerland. For the first time, an auralization method accounts for both head movements and the entirety of auditory localization cues. We portray the fundamental idea and technology behind the BRS method, and discuss future experiments and applications of this auralization technology.
URI: urn:nbn:de:kobv:83-opus-9215
http://depositonce.tu-berlin.de/handle/11303/1318
http://dx.doi.org/10.14279/depositonce-1021
Exam Date: 26-Jan-2004
Issue Date: 12-Feb-2004
Date Available: 12-Feb-2004
DDC Class: 620 Ingenieurwissenschaften und zugeordnete Tätigkeiten
Subject(s): Akustisch
Lokalisation
Kopfbewegungen
Lokalisationsmerkmal
BRS
Acoustics
localization
Cue
head movements
BRS
Usage rights: Terms of German Copyright Law
Appears in Collections:Fakultät 1 Geistes- und Bildungswissenschaften » Publications

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