Binaural resynthesis of acoustical environments

Diese Dissertation umfasst eine Sammlung von Veröffentlichungen, die der technischen und perzeptiven Optimierung der binauralen Resynthese akustischer Umgebungen gewidmet sind. Binaurale Resynthese beruht auf der Grundannahme, dass es möglich ist, den auditiven Eindruck einem beliebigen Schallfeld ausgesetzt zu sein, künstlich zu evozieren, wenn es gelingt, den entsprechenden Schalldruckverlauf an den Trommelfellen technisch zu rekonstruieren. Zu diesem Zweck werden nachhallfrei aufgenommene Audioinhalte mit gemessenen oder simulierten sog. binauralen Raumimpulsantworten mittels eines echtzeitfähigen schnellen Faltungsalgorithmus gefiltert, wobei diese Impulsantworten auch entsprechend den beobachteten Kopfbewegungen eines Hörers nachgeführt werden können (sog. dynamische Binauralsynthese). Bei begrenzter technischer Komplexität ermöglicht die binaurale Wiedergabetechnik damit eine potentiell realitätsgetreue (Re-)Synthese beliebiger Schallfelder. Bevor es jedoch gelingen kann, die dynamische Binauralsynthese als komfortables und verlässliches Forschungswerkzeug zu etablieren, sind vielfältige theoretische, instrumentelle und methodische Probleme zu lösen. Fortschritte in dieser Richtung zu erzielen, war das Hauptziel dieses Dissertationsvorhabens. Die Vorstellung der durchgeführten Studien erfolgt in drei thematischen Blöcken: Teil I der Dissertation behandelt Themen der binauralen Aufnahmetechnik, wie z.B. die Entwicklung des binauralen Messroboters FABIAN, oder die zur Darstellung natürlicher Kopfbewegungen oder für eine überzeugende Simulation ausgedehnter Schallquellen eben notwendige räumliche Auflösung. Teil II präsentiert verschiedene Ansätze zur Verbesserungen der binauralen Wiedergabetechnik, wie z.B. die Reduktion von Klangverfärbungen mittels neuentwickelter transauraler binauraler Kopfhörer und perzeptiv optimierter Verfahren für deren Frequenzgangskompensation. Zudem wurden Lokalisationsleistung, Überblendverhalten und Systemlatenz mittels eines Algorithmus‘ zur post hoc Individualisierung der interauralen Laufzeitdifferenz wesentlich verbessert, der Rechenaufwand der dynamischen Synthese durch eine vereinfachte Nachhalldarstellung reduziert und ein Verfahren zur Darstellung dynamischer binauraler Klangatmosphären optimiert. In Teil III werden verschiedene neuentwickelte Ansätze zur einerseits integrativen anderseits differenzierten perzeptiven Evaluation virtueller akustischer Umgebungen präsentiert und teilweise bereits auf die verbesserte Simulationstechnik angewendet.