Combining reproduction techniques for room auralizations

Kohnen, Michael; Masiero, Bruno Sanches; Vorländer, Michael

doi:HT030964803

Combining reproduction techniques for room auralizations

Kohnen, Michael^RWTH*

2024 & 2025

Verantwortlichkeitsangabevorgelegt von Master of Science Michael Kohnen

ImpressumAachen : RWTH Aachen University 2024

Umfang1 Online-Ressource : Illustrationen

ReiheAachener Beiträge zur Hörtechnik und Akustik

Dissertation, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, 2024

Veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University 2025

Genehmigende Fakultät
Fak06

Hauptberichter/Gutachter
Vorländer, Michael (Thesis advisor)^RWTH* ; Masiero, Bruno Sanches (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2024-11-05

Online
DOI: 10.18154/RWTH-2025-01606
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/1004758/files/1004758.pdf

Einrichtungen

Lehrstuhl für Technische Akustik (613510)

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
3D Audio (frei) ; Auralisierung (frei) ; auralization (frei) ; spatial audio (frei) ; virtual acoustics (frei) ; virtuelle Akustik (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 621.3

Kurzfassung
Die Erzeugung eines natürlichen und immersiven 3D-Klangs über Lautsprecher ist eine Herausforderung, da bestehende Methoden Schwierigkeiten haben, gleichzeitig wahrnehmungsbezogene Qualitäten wie Lokalisation, Klarheit und Natürlichkeit zu liefern. Diese Thesis stellt einen hybriden Ansatz vor, der Crosstalk Cancellation (CTC) für präzisen Direktschall, Vector-Base Amplitude Panning (VBAP) für klanglich unverfärbte frühe Reflexionen und Higher Order Ambisonics (HOA) für einen umhüllenden diffusen Nachhall kombiniert. Zusätzlich wird eine Methode zur Unterdrückung des Einflusses des Hörraums implementiert. Die Auswahl der Wiedergabetechniken erfolgt auf Basis von Hörversuchen unter Verwendung des Spatial Audio Quality Inventory sowie einer Untersuchung zur Lokalisationgenauigkeit, die die einzelnen Wiedergabemethoden innerhalb desselben Arrays vergleicht. Eine abschließende Evaluierung durch Hörtests bestätigt, dass dieses System die räumliche Wahrnehmung verbessert, die Lokalisationgenauigkeit erhöht und Nutzer in die virtuelle akustische Umgebung integriert, wodurch ein realistischeres Hörerlebnis erzeugt wird.

Achieving natural and immersive 3D sound through loudspeakers is challenging, as existing methods struggle to simultaneously deliver key perceptual qualities such as localization, clarity, and naturalness. This research introduces a hybrid approach that combines Crosstalk Cancellation (CTC) for precise direct sound, Vector-Base Amplitude Panning (VBAP) for uncolored early reflections, and Higher Order Ambisonics (HOA) for an enveloping diffuse decay. Additionally, a method to suppress the influence of the listening room is implemented. The selection of reproduction techniques is guided by listening experiments using the Spatial Audio Quality Inventory and a localization accuracy study comparing individual methods within the same array. Final evaluations through listening tests confirm that this system enhances spatial perception, improves localization accuracy, and seamlessly integrates users into virtual acoustic environments, creating a more lifelike auditory experience.

OpenAccess:
PDF
(additional files)