3D perceptual soundfield reconstruction via sound field extrapolation

Abstract

Algısal ses alanı oluşturma, iki kanallı kaydırma kurallarına dayanan uzamsal bir ses alanı kaydetme ve yeniden üretme yöntemidir. Algısal ses alanı oluşturma, yakın mikrofon dizileri kullanılarak yatay düzlemde dinleyiciye algısal olarak gerçeğe uygun ve kararlı bir dinleme deneyimi sunar. Bu tez, iki boyut için geçerli olan bu yöntemi 3. boyut için de gerçekleştirebilir hale getirmekte; kapalı mikrofon dizisi ölçümleri kullanarak herhangi bir ses alanını yeniden oluşturmayı mümkün kılmaktadır. Bu bağlamda, kapalı mikrofon dizisi ölçümlerini kullanarak küresel harmonik alanda yapılan ses alanı dış değerlendirmesi ile açık mikrofon dizisinden elde edilecek ses kayıtları tahmin edilmiş, diğer bir deyişle sanal olarak elde edilmiştir. İki farklı yükseklikte bulunan beşer adet hoparlör kullanılarak oluşturulan ses alanının aktif yeğinlik analizi yapılarak; tek frekanslı düzlemsel dalgaların yönlerinin, 2 boyutlu PSR için tasarlanmış olan yönsellik örüntüsünün doğrudan kullanılmasına rağmen yüksek doğrulukla oluşturulabildiği nümerik olarak gösterilmiştir. Gerçek ses kayıtları ile oluşturulan ses alanı ise binoral kayıtlara dönüştürülerek, çeşitli dinleyici tesleri yapılmış ve yüksek dereceli Ambisonics kayıtları ile karşılaştırılmıştır.

Perceptual sound field reconstruction (PSR) is a spatial audio recording and repro-duction method based on the application of stereophonic panning laws in microphone array design. PSR allows rendering a perceptually veridical and stable auditory per-spective in the horizontal plane of the listener, and involves recording using near-coincident microphone arrays. This thesis extends the two dimensional PSR concept to three dimensions and allows reconstructing an arbitrary sound field based on measurements with a rigid spherical microphone array. This work offers a method for em-ulating near coincident microphone recordings by using rigid spherical microphonearrays via sound field extrapolation carried out in the spherical harmonic domain.An active intensity-based analysis of the rendered sound field shows that the proposedapproach can render direction of monochromatic plane waves accurately even with astraightforward extension of PSR directivity patterns designed for the 2D case. Forthe real recordings, listening tests are conducted using binaural audio recordings of the reconstructed sound field and compared with higher order ambisonics recordings.