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Simulation and Measurement of directional RIRs with high Spatial Resolution

Status
In work
Type
Master Thesis
Announcement date
06 Oct 2020
Student
Stefan Ziesemer
Mentors
Research Areas

Kurzfassung:

Viele raumakustische Untersuchungen basieren auf der Messung von Raumimpulsantworten (RIRs) mit omnidirektionalen Messmikrofonen und relativ geringer Messpunktdichte. Weiterhin wird bei diesen Untersuchungen oft ein diffuses Schallfeld mit einer isotropen Schallenergieverteilung angenommen. Um jedoch eine detailiertere Untersuchungen des Schallfeldes vornehmen zu können ist eine spatial hochaufgelöste und direktionale Vermessung des Schallfeldes erforderlich. Natürlich besteht zu diesem Zweck auch die Möglichkeit das Schallfeld in einem Raum mit entsprechender Software zu simulieren. Allerdings sind die Ergebnisse einer solchen Simulation oft mit Vorsicht zu interpretieren. Bei dieser Masterarbeit soll eine direktionale Schallfeldanalyse mit hoher Messpunktdichte durchgeführt werden. Hierbei soll sowohl die Simulations-Software CATT-Acoustic verwendet werden als auch Messungen mit First-Order Ambisonics Mikrofon-Arrays durchgeführt werden. Die Ergebnisse von Simulation und Messung sollen anhand raumakustischer Maße analysiert und verglichen werden.

Aufgaben:

  • Literaturrecherche:
    • räumlich hochaufgelöste Schallfeldanalyse [1]
    • direktionale RIR-Analyse [2]
  • Simulation virtueller direktionaler RIRs in CATT-Acoustic (FIReverb Suite - PureVerb)
  • Messkampagne:
    • räumlich hochaufgelöste RIR-Messung
    • Verwendung von First-Order Ambisonics Mikrofon-Arrays
  • Analyse und Vergleich der simulierten und gemessenen RIRs

Voraussetzungen:

  • Motivation und Zuverlässigkeit
  • gute Kenntnisse in der Akustik und der digitalen Audiosignalverarbeitung
  • Erfahrung mit der Simulations-Software CATT-Acoustic
  • gute Programmierkenntnisse (MATLAB/Python)

Abstract:

Many room acoustical investigations are based on spatially sparse sampled measurements with omnidirectional microphones and under the assumption of a diffuse sound field with isotropic sound energy distribution. However, high resolution sound fields analysis, in terms of spatial resolution as well as directionality, is required for a more detailed investigation of acoustic measures of an auditory area. Of course, for this purpose also an acoustic simulation software can be used but results of such a simulation have to be scrutinized. In this master/diploma thesis a directional sound field analysis with high spatial resolution should be performed by the use of CATT-Acoustic simulation software and measurements with first-order Ambisonics microphone arrays. Results of simulation and measurement should be evaluated with suitable room acoustical metrics.

Tasks:

  • literatur research regarding:
    • sound field analysis with high spatial resolution [1]
    • directional RIR analysis [2]
  • Simulation of virtual directional RIRs in CATT-Acoustics (FIReverb Suite - PureVerb)
  • Measurement campaign:
    • high spatial resolution RIRs
    • with first-order Ambisonics microphone arrays
  • Analysis, evaluation and comparison \ of the simulated and measured RIRs

Your Profile:

  • motivation and reliability are a prerequisite
  • good knowledge in acoustics and signal processing
  • experience with CATT-Acoustic simulation software
  • good knowledge in programming (MATLAB/Python)

References:

[1] I.B. Witew and M. Vorländer, “Wave field analysis in concert halls using large scale arrays,” in Proceedings of the Institute of Acoustics, vol. 40, no. 3, 2018. [2] S. Tervo, J. Pätynen, and A. Kuusinen, “Spatial decomposition method for room impulse responses,” Journal of the Audio Engineering Society, vol. 61, no. 1/2, pp. 17-28, Jan. 2013.