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Gestione di database eterogenei di HRTF per il rendering in tempo reale di audio 3D

Informazioni tesi

  Autore: Gianluca Boscolo Bariga
  Tipo: Laurea liv.I
  Anno: 2012-13
  Università: Università degli Studi di Padova
  Facoltà: Ingegneria
  Corso: Ingegneria dell'informazione
  Relatore: Federico Avanzini
  Lingua: Italiano
  Num. pagine: 62

La creazione e gestione di nuovi modelli per rendere disponibile agli utenti un’esperienza di audio tridimensionale immersivo e coinvolgente è una sfida ambiziosa da affrontare ma quanto mai stimolante. Il recente aumento d’interesse verso gli scenari di realtà aumentata richiede particolare attenzione per offrire, accanto ad una visione 3D ad alta risoluzione, un audio quanto più prossimo alla vita reale.
Questo lavoro di tesi si apre con l’analisi delle caratteristiche principali dell’apparato uditivo dell’uomo, introducendo poi le principali nozioni di psicoacustica, audio virtualizzato e dei parametri necessari per costruire un modello di rendering audio che abbia le caratteristiche fondamentali. Tale sensazione d’immersione in un ambiente virtuale può essere ottenuta grazie ad una particolare tecnica denominata audio binaurale. Questa tecnica tiene conto delle varie trasformazioni che modificano l’onda sonora nel tragitto da sorgente a timpano del soggetto ascoltatore ad opera di spalle, torso e padiglione auricolare. Tutti questi fattori contribuiscono a formare la risposta impulsiva HRIR Head Related Impulse Response e la sua trasformata di Fourier HRTF, Head Related Transfer Function, esposte nel capitolo 2.
Ottenere le risposte individualizzate, fortemente dipendenti dal soggetto in ascolto, richiede apparati di acquisizione molto costosi. Nel tempo sono stati costituiti dei database di HRTF, tre di questi utilizzati in questo lavoro e descritti nelle loro caratteristiche più importanti:
* CIPIC;
* LISTEN;
* MARL.
Le operazioni di elaborazione del segnale sono state effettuate con un software specializzato in audio processing, Pure Data (capitolo 3), e con l’ausilio di un motore audio binaurale, cw-binaural (capitolo 4).
Il capitolo 5 espone come questi due strumenti abbiano portato alla creazione di una patch che, facendo uso di HRTF di tre diversi database, si propone di fungere da ausilio per esperimenti di audio spazializzato con un controllo della posizione della sorgente sonora desiderata.

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13 CAPITOLO 1: Suono nello spazio 1. Introduzione In questo primo capitolo vengono fornite le basi necessarie per la comprensione degli argomenti trattati in questo lavoro, a partire da una descrizione dell’apparato uditivo umano per poi descrivere la tecnica di virtualizzazione dell’audio e procedere con l’esposizione dei maggiori parametri di cui fa uso. 1.1 Apparato uditivo Tra i cinque sensi con i quali l’uomo si rapporta con il mondo esterno, quello di interesse per lo studio e lo sviluppo di questo lavoro è l’udito. Esso permette di udire i suoni, ovvero un insieme di onde sonore liberate nell’aria da una sorgente. L’organo fondamentale per la percezione del suono è l’orecchio: esso agisce da trasduttore nel trasformare l’energia acustica prima in energia meccanica e, successivamente, in energia elettrica inviata, tramite le terminazioni nervose, al cervello per l’elaborazione. L’orecchio può essere suddiviso in tre parti. La pinna, ovvero il padiglione auricolare, offre una vasta superficie al fronte sonoro e permette di raccoglierne un’ampia porzione; il suono viene riflesso dal padiglione auricolare e concentrato verso il condotto uditivo; essa è fondamentale per la localizzazione del suono nello spazio, apportando importanti informazioni circa l’elevazione della sorgente sonora. Il condotto uditivo termina sull’orecchio medio: esso è composto dal timpano, che vibra in accordo con il suono che raggiunge l’orecchio. Al timpano sono collegati i tre ossicini più piccoli del corpo umano: martello, incudine e staffa. Il martello è collegato con il timpano, posto alla fine del condotto uditivo.

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Parole chiave

3d
database
hrtf
pure data
marl
audio 3d
cipic
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