Sistema espacializador de sonido en tres dimensiones basado en la funcion de transferencia relacionada con la cabeza (hrtf)

SISTEMA ESPACIALIZADOR DE SONIDO EN TRES DIMENSIONES BASADO EN LA FUNCION DE TRANSFERENCIA RELACIONADA CON LA CABEZA (HRTF)


3D SOUND SPATIALIZER SYSTEM BASED ON HRTF


AUTOR
Vanessa Barrera Giraldo

Resumen:
El propósito de este trabajo es el desarrollo de un sistema espacializador de sonido en 3d basado en la función de transferencia relacionada con la cabeza (HRTF). Esta funciónrepresenta el filtrado creado por el cuerpo de las ondas sonoras que llegan al tímpano. Este filtrado es unico para cada persona, cada posición en el espacio y para cada oído. Teniendo un set de HRTFs y usando técnicas de procesamiento digital de señales es posible transformar una señal monofónica en señales binaurales que logren una sensación 3d.

Abstract:
The aim to this research is thedevelopment of a 3d sound spatializer system based on the head related transfer function (HRTF). This function represents the scattering made by the body for the sound waves that reache

s the eardrum and it is unique for each person, each point in the space and each ear. With a set of HRTFs and using digital signal processing techniques it is possible to transform a monophonic signal intobinaural signals to have a 3d sensation.

Palabras clave:
Percepción binaural, HRTF, procesamiento digital de señales, sonido 3d, localización sonora, fuente sonora virtual, audio espacial.

Key words:
Binaural perception, HRTF, signal processing, 3d sound, sound localization, virtual sound source, auditory displays, spatial audio.

Introducción:

La forma en la que el ser humano percibeconstantemente la información de los elementos que conforman su medio ambiente, es por medio de los sentidos (visión, audición, tacto, olor y gusto), los cuales se han desarrollados de manera diferente, debido a la interacción entre el hombre y su entorno; y las características fisiológicas las cuales varían de una persona a otra.

El sistema auditivo es uno de los sentidos que más información captaacerca de nuestro entorno y uno de los más desarrollados. Este utiliza ciertas pistas para reconocer la procedencia de un sonido (localización sonora espacial), estas pistas pueden ser función de la memoria, de la interpretación o asociación, pero las más dominantes son las diferencias de tiempo y nivel con que el sonido llega a un oído con respecto al otro. Estas diferencias son interpretadaspor nuestro cerebro, el cual nos indica la procedencia de un sonido en el plano horizontal.

Todos los cambios que sufre el sonido antes de llegar al tímpano, debido a la forma de la cabeza, pabellón auditivo, la sombra que produce la cabeza y reflexiones del hombro forman un filtro, una respuesta binaural en tiempo y frecuencia, que puede ser representada matemáticamente por la llamada funciónde transferencia relacionada con la cabeza (HRTF), única para cada persona y para cada punto en un espacio tridimensional.

Teniendo estas funciones para diferentes posiciones alrededor del oyente, pueden ser usadas para programar un sistema, que simule el proceso natural de filtrado, para que a cualquier entrada monofónica su salida fuese un sonido binaural con ubicación en tres dimensiones.Al espacializar un sonido en tres dimensiones es posible simular escenas auditivas que aumenten el sentido de inmersión del oyente, y la cantidad de información que es aceptada y procesada. Las escenas auditivas en tres dimensiones tienen aplicaciones tanto para el entretenimiento, entrenamiento, comunicaciones o como ayudas a personas con algún tipo de limitación visual.

Metodologia

Elenfoque que empleado en el desarrollo de este proyecto, es un enfoque empírico-analítico por su utilidad técnica, encaminado a analizar el proceso de localización de fuentes sonoras del sistema auditivo y realizar una síntesis de este proceso para lograr una espacialización sonora artificial.

Este proyecto está fundado en una base de datos de las respuestas al impulso relacionadas con la...