Entwicklung eines binauralen 3D-Sound-Positionierungs-Algorithmus durch Zuhilfenahme von Head-Related Transfer Functions

Abstract

Binaurale Algorithmen spielen auf dem wachsenden Markt der Augmented- und Virtual- Reality-Anwendungen eine zunehmend wichtige Rolle. Um diese Algorithmen besser einordnen zu können, wird in erster Instanz der auditive Kortex und das räumliche Hören untersucht und bewertet. Dazu wird sich in dieser Arbeit mit der Einführung in die binaurale Ortung und deren Abbildung als Head-Related Transfer Functions (HRTF) in der digitalen Domäne beschäftigt. Im weiteren Verlauf wird die Audiosignalverarbeitung in Computersystemen und der Einsatz von Filtern, insbesondere Finite-Impulse-Response- Filtern (FIR-Filter) betrachtet. Auf Basis der FIR-Filter wird nachgehend ein binauraler Algorithmus entwickelt, der die Komponenten des räumlichen Hörens simulieren und so einen dreidimensionalen virtuellen Raum abbilden kann.

Binaural algorithms are playing an increasingly important role in the growing market of augmented and virtual reality applications. In order to classify these algorithms, the auditory cortex and spatial hearing are being studied and evaluated. For this purpose, this thesis will focus on the introduction to binaural localization and its mapping as Head-Related Transfer Functions (HRTF) in the digital domain. Further on, audio signal processing in computer systems and the use of filters, especially finite impulse response filters (FIR filters) are considered. Based on the FIR filters, an binaural algorithm is subsequently developed, that can simulate the components of spatial hearing in a threedimensional virtual space.