Algoritmo para binauralização bidimensional de sons para fones de ouvido

Abstract

Este trabalho tem por objetivo a aplicação de um algoritmo, utilizando a abordagem contemplada pelo modelo de Brown e Duda, que aplique técnicas de binauralização em sinais sonoros para fones de ouvido. Não foram adotadas técnicas para adicionar o sentido de elevação, desse modo o trabalho caracterizou-se apenas em um plano bidimensional. Foram utilizados dois indicadores para a síntese da técnica: ITD e ILD, indicadores de diferença de tempo e intensidade, respectivamente. Para aplicação da ILD, utilizou-se um filtro de primeira ordem, baseado em um modelo de espalhamento de Rayleigh e modelado para o fenômeno de sombra acústica que ocorre em altas frequências. Para o indicador ITD, utilizou o modelo de Woodworth, revisado e corrigido por Aaronson e Hartmann, que adiciona atraso ao sinal em função do ângulo incidente da onda emitida. Foram utilizadas técnicas de discretização no modelo para implementação de um filtro IIR. A implementação foi realizada com sucesso, visto que as curvas da resposta em frequência obtidas coincidem com o modelo de Brown e Duda. O modelo foi comparado à um catálogo de respostas impulsivas, obtidos através de análise experimental em um manequim do tipo KEMAR. Utilizando o catálogo percebe-se uma melhor distinção sonora, contudo, mais custoso computacionalmente.

This work aims at the application of an algorithm, using the approach contemplated by the Brown and Duda model, that applies binauralisation techniques in sound signals to headphones. None techniques were used to add the sense of elevation, so the work has application only in a two-dimensional plane. Two indicators were used for the synthesis of the technique: ITD and ILD, indicators of time difference and intensity, respectively. For the ILD application, a first order filter was used, based on a Rayleigh scattering model and modeled for the sound shadow phenomena that occur at high frequencies. For the ITD indicator, was used the Woodworth model, revised and corrected by Aaronson and Hartmann, which adds delay to the signal as a function of the incident angle of the emitted wave. Discretization techniques were used in the model to implement an IIR filter. Success was achieved in implementation, since the frequency response curves obtained coincide with the Brown and Duda model. The model was compared to a catalog of impulsive responses, obtained through an experimental analysis on a KEMAR dummy. Using the catalog is perceptible a better sound distinction, however, it is more computationally costly.