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Hdr Année : 2010

Modelling and perception of virtual auditory spaces

Représentation et perception des espaces auditifs virtuels

Rozenn Nicol
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 939510

Résumé

A Virtual Auditory Space (VAS) is a virtual sound scene which is composed of several sound sources which only exist in the perceptive space of the listener. This space is created by technologies of sound spatialization (such as : stereophony, binaural technology, Wave Field Synthesis or Higher Order Ambisonics) which relies on models for representing the sound scene. Modelling is the first issue to be investigated : it concerns the steps of recording and rendering the spatial information. The concept of spatial audio format (as well as the related topics concerning format adaptation and spatial audio coding) is implicit. The opposite issue is the perception of the VAS, i.e. how the listener perceives the virtual sound sources. This document provides food for thought about all these issues. In addition to an overview of current knowledge, two questions are examined in details. The first question concerns spatialization technologies for multi loudspeaker array, focussing on Wave Field Synthesis (WFS) and Higher Order Ambisonics (HOA). It is shown how to derive feasable systems from the theoretical equations. A unified description allows one to point out the convergence between the two technologies and opens a comparative study. The second question deals with the adaptation of sound spatialization to individual (i.e. mono listener) and handheld devices, which implyies rendering over headphones. It is based on binaural technology which consists in reproducing the acoustic signals at the entrance of the listener's ear. This technology relies on the reproduction of the localization cues which result from the interaction of the acoustic wave with the listener's body and are therefore strongly individual. It is presented how to model these localization cues, considering the temporal information (i.e. Interaural Time Difference or ITD) and the spectral information (i.e. the Spectral Cues or SC), and how to customize them for one particular individual.
Un espace auditif virtuel (par référence à l'acronyme anglais VAS pour Virtual Auditory Space) est une scène sonore virtuelle constituée d'un ensemble de sources sonores qui n'existent que dans l'espace perceptif de l'auditeur. Cet espace est généré au moyen des technologies de spatialisation sonore (telles que : stéréophonie, technologie binaurale, Wave Field Synthesis ou Higher Order Ambisonics) qui reposent sur des modèles de représentation de la scène sonore. La modélisation est le premier aspect à étudier et concerne notamment les étapes de la captation et de la restitution de l'information spatiale. La notion de format audio spatialeé (et par la même les questions de conversion de format et de compression) est implicite. A l'autre extrémité se situe la perception de l'espace ainsi généré pour évaluer comment l'auditeur perçoit les sources sonores virtuelles. Ce mémoire ouvre une réflexion sur ces différentes problèmatiques. En complément d'un état des lieux des connaissances actuelles, deux questions sont traitées en détails. La première question porte sur les technologies de spatialisation multi haut-parleurs en se focalisant sur les technologies Wave Field Synthesis (WFS) et Higher Order Ambisonics (HOA). Il est montré quel(s) système(s) concret(s) peuvent être mis en oeuvre à partir des équations théoriques. Grâce à un formalisme unifié les convergences entre les deux technologies sont mises en évidence, pour ouvrir sur une évaluation comparée. La seconde question concerne l'application de la spatialisation sonore à des terminaux individuels (c'est à dire mono auditeur) et portables, impliquant de façon préférentielle un rendu sur casque. Il s'agit du domaine de la technologie binaurale qui consiste à reproduire les signaux acoustiques à l'entrée des conduits auditifs. Cette technologie repose principalement sur la reproduction des indices de localisation qui résultent de l'interaction des ondes acoustiques avec le corps de l'auditeur et sont par la même fortement individuels. Il est décrit comment modéliser ces indices (notamment les informations temporelles correspondant à l'Interaural Time Difference ou ITD et les informations spectrales associées aux Indices Spectraux ou IS) et comment individualiser cette modélisation.
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2010_HDR_RNicol.pdf (95.22 Mo) Télécharger le fichier

Dates et versions

tel-01066312 , version 1 (19-09-2014)

Identifiants

  • HAL Id : tel-01066312 , version 1

Citer

Rozenn Nicol. Représentation et perception des espaces auditifs virtuels. Acoustique [physics.class-ph]. Université du Maine, 2010. ⟨tel-01066312⟩
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