Comparación de algoritmos para la rotación del campo sonoro

Taking into consideration that the human auditory system can perceive the sound in three dimensions, the location of a sound source, and its rotation in space, it is sought to establish a method, which, through signal processing and reproduction with headphones, emulates this effect on the auditor....

Full description

Autores:: Hernández González, Daniel José

Tipo de recurso:

Fecha de publicación:: 2017

Institución:: Universidad de San Buenaventura

Repositorio:: Repositorio USB

Idioma:: spa

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description	Taking into consideration that the human auditory system can perceive the sound in three dimensions, the location of a sound source, and its rotation in space, it is sought to establish a method, which, through signal processing and reproduction with headphones, emulates this effect on the auditor. It’s set a comparison of three different processing methods for rotation of the sound field in unit sphere. It is proposed to analyze these methods in an objective metric, exposing its advantages and limitations. This is done by the numerical calculation of an error given by each of the methods considered. The methods to compare are the following: Head Related Transfer Function (HRTF), Spherical Harmonic expansion and Vector Base Amplitude Panning (VBAP). In order to determine which of these methods provides a greater fidelity and, therefore, quality in the spatial audio processing. In addition, it is analized their practicality and computational efficiency, in which the last two methods become less practical, since these are initially intended for reproduction in loudspeakers arrays. For headphones reproduction, they depend on the first method. Finally, a model is proposed that improves the limitations.
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The methods to compare are the following: Head Related Transfer Function (HRTF), Spherical Harmonic expansion and Vector Base Amplitude Panning (VBAP). In order to determine which of these methods provides a greater fidelity and, therefore, quality in the spatial audio processing. In addition, it is analized their practicality and computational efficiency, in which the last two methods become less practical, since these are initially intended for reproduction in loudspeakers arrays. For headphones reproduction, they depend on the first method. Finally, a model is proposed that improves the limitations.Teniendo en cuenta que, el sistema auditivo humano puede percibir de manera tridimensional la ubicación de una fuente sonora, al igual que su rotación en el espacio, se busca establecer un método, que por medio de procesamiento de señales y reproducción con audífonos, emule dicho efecto en el auditor. Se plantea una comparación de tres diferentes métodos de procesamiento para rotación del campo sonoro, en el tema de audio espacial. Se propone analizar estos métodos de manera objetiva, exponiendo sus ventajas y limitaciones, se calcula numéricamente el error arrojado por cada uno de los métodos en el software “Matlab” mediante procesamiento espacial de señales. Los métodos a comparar son los siguientes: Head related transfer function (HRTF), Spherical harmonics expansion y vector based amplitud panning (VBAP). Con el fin de determinar cuál de estos métodos otorga una mayor fidelidad y por ende, calidad en el procesamiento de audio espacial, además de analizar su practicidad y eficiencia computacional, donde se hace claridad que los últimos dos métodos se hacen menos prácticos, ya que estos están inicialmente planteados para la reproducción con arreglos multi-fuente, por lo cual, para su reproducción por medio de audífonos, dependerán del primer método. Por último se plantea un modelo que optimiza las limitaciones encontradaspdf89 páginasRecurso en lineaapplication/pdfD. Hernández, “Comparación de algoritmos para la rotación del campo sonoro”, Trabajo de grado Ingeniería de Sonido, Universidad de San Buenaventura Medellín, Facultad de Ingenierías, 2017.http://hdl.handle.net/10819/5736spaIngenieriasIngeniería de SonidoMedellínAtribución-NoComercial-SinDerivadas 2.5 ColombiaPor medio de este formato manifiesto mi voluntad de AUTORIZAR a la Universidad de San Buenaventura, Sede Bogotá, Seccionales Medellín, Cali y Cartagena, la difusión en texto completo de manera gratuita y por tiempo indefinido en la Biblioteca Digital Universidad de San Buenaventura, el documento académico-investigativo objeto de la presente autorización, con fines estrictamente educativos, científicos y culturales, en los términos establecidos en la Ley 23 de 1982, Ley 44 de 1993, Decisión Andina 351 de 1993, Decreto 460 de 1995 y demás normas generales sobre derechos de autor. Como autor manifiesto que el presente documento académico-investigativo es original y se realiza sin violar o usurpar derechos de autor de terceros, por lo tanto, la obra es de mi exclusiva autora y poseo la titularidad sobre la misma. La Universidad de San Buenaventura no será responsable de ninguna utilización indebida del documento por parte de terceros y será exclusivamente mi responsabilidad atender personalmente cualquier reclamación que pueda presentarse a la Universidad. Autorizo a la Biblioteca Digital de la Universidad de San Buenaventura convertir el documento al formato que el repositorio lo requiera (impreso, digital, electrónico o cualquier otro conocido o por conocer) o con fines de preservación digital. Esta autorización no implica renuncia a la facultad que tengo de publicar posteriormente la obra, en forma total o parcial, por lo cual podrá, dando aviso por escrito con no menos de un mes de antelación, solicitar que el documento deje de estar disponible para el público en la Biblioteca Digital de la Universidad de San Buenaventura, así mismo, cuando se requiera por razones legales y/o reglas del editor de una revista.http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/2.5/co/http://purl.org/coar/access_right/c_abf2[1] R. Escllón, Conferencia Inmersive audio, Medellín: AES, 2016.[2] M. Henrriquez y Á. Londoño, Evaluación de Auralizaciones Creadas Mediante Métodos Numéricos Basados en Acústica Geométrica y Reproducidas en el Sistema de Reproducción Binaural Opsodis (Trabajo de grado), Medellín: Universidad de San Buenaventura, Facultad de ingenierias, 2014.[3] Y. M. Romero, Sonido Binaural Evolución Histórica y Nuevas Perspectivas con los Paisajes Sonoros (Tesis de maestria), Porto: Faculdad de ingenieria de la Universidad de Porto, 2011.[4] C. Eberle, «Dolby Atmos and Auro 3D: The Technology and The Reality Highlights,» Secrets of Home Theater and High Fidelity, 23 Febrero 2015. [En línea]. Available: http://hometheaterhifi.com/technical/technical-reviews/dolby-atmos-and-auro-3d-thetechnology-and-the-reality/. [Último acceso: 2 Febrero 2017].[5] M. Vorländer, Fundamentals of Acoustics, Modelling, Simulation, Algorithms and Acoustic Virtual Reality, Berlin: Springer, 2008.[6] P. B. Botella, Procesador de Sonido y Estudio de Métodos para la Generación de Audio3D en Tiempo Real(Tesis de Maestria), Ganida: Escuela Politecnica Superiror de Gandia, 2012.[7] L. Armenta Florez, Diseño y Construccion de una Cabez Binaural (Trabajo de grado), Mexico D.F.: Escuel Superiro de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, 2011.[8] S. G. Goodridge, Multimedia Sensor Fusion for Intelligent Camera Control and HumanComputer Interaction (Tesis de doctorado), Raleigh, NC: North Carolina State University , 1997.[9] Y. Chisaki y T. Usagawa, «Frequency Domain Binaural Model Based on Interaural Phase,» Acoust. Sci. & Tech., vol. 24, nº 4, pp. 172-178, 2003.[10] C. Zhou, R. Hu, W. Tu, X. Wang3 y L. Gao, «Binaural Moving Sound Source Localization by Joint Estimation of ITD and ILD,» Audio Engineering Society, vol. 130, nº 8330, pp. 1-6, 2011.[11] J. Cano, Implementación del Seguimiento del Movimiento de la Cabeza de un Individuo, en un Sistema de Reproducción Binaural (Trabajo de grado), Medellín: Facultad de ingenierías Universidad de San Buenaventura , 2013.[12] J. Torres, Aplicación de Técnica de Grabación y Mezcla Binaural para Audio Comercial y/o Publicitario (Trabajo de grado), Bogotá: Facultad de Artes Pontificia Universidad Javeriana, 2009.[13] G. 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Pulkki, Virtual Sound Source Positioning Using Vector Base Amplitude Panning, finlnd: Helsinki University of Technology Laboratory of Acoustics and Audio Signal Processing, 1997.[19] F. Hollerweger, An Introduction to Higher Order Ambisonic, 2008.[20] D. Murillo, Interactive auralization based on hybrid simulation methods and plane wave expansion (Tesis de doctorado), Southampton: Universidad de Southampton, Facultada de ingeniería y el instituto ambiental de investigación en sonido y vibración, 2016.[21] «SOFA Files,» [En línea]. Available: http://www.sofaconventions.org/mediawiki/index.php/Files. [Último acceso: 2017 mayo 10].[22] S. Berge y N. 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Comparación de algoritmos para la rotación del campo sonoro

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