Abschlussarbeit

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Acoustic boundary value problems and their application to partial spherical microphone arrays

AutorInnen Pomberger, H.
Jahr 2017
Art der Arbeit Dissertation
Themenfeld Spatial Audio
Schlagwörter Aufnahme- und Wiedergabetechnik, Signalverarbeitung, Ambisonics
Abstract In dieser Dissertation wird ein allgemeines Konzept für Mikrofonarrays entwickelt, die auf einer Teilkugelfäche angeordnet und durch schallharte Berandungen im Winkel abgeschlossen sind. Solche Teilkugel-Mikrofonarrays erfassen nur Schallquellen aus dem von den Berandungen eingeschlossenen Winkelbereich. Sie sind daher besonders geeignet für Anwendungen, in welchen nur Quellen aus diesen Richtungen von Interesse sind. Die theoretische Grundlage für Teilkugel-Mikrofonarrays ist die Lösung der Helmholtz-Gleichung in Kugelkoordinaten mit Randbedingungen in Azimut und Zenitwinkel. Die winkelabhängigen Lösungsanteile ergeben einen vollständigen Satz von orthonormalen Funktionen auf der Teilkugelfläche und ermöglichen eine modale Zerlegung des Schallfeldes im eingeschränkten Winkelbereich, ähnlich der Schallfeldzerlegung in Kugelfächenfunktionen bei konventionellen Kugelmikrofonarrays. Durch die geringere Anzahl von Basisfunktionen auf der Teilkugelfläche ist mit weniger Mikrofonen eine ähnliche räumliche Auflösung erreichbar, wie bei Kugelmikrofonarrays über alle Richtungen. Die Herausforderungen, die sich bei der praktischen Umsetzung von Teilkugel-Mikrofonarrays ergeben, werden in dieser Arbeit ausführlich diskutiert. Anhand der akustischen Vermessung eines Prototyparrays wird die Richtchwirkung von modalem Beamforming untersucht. Für die einfache Wiedergabe von Schallszenen auf umgebenden Lautspre- cheranordnungen mit Standardverfahren wird einen Ansatz gezeigt, mit dem die modale Repräsentation eines Teilkugelmikrofons in Kugelflächen- funktionen konvertiert werden kann. Die Eigenschaften dieser Konversion werden anhand von perzeptiv motivierten Fehlermaßen evaluiert.
URL http://phaidra.kug.ac.at/o:62038
BetreuerInnen Höldrich, R.