Verfahren zur Abstrahlungsanalyse mit Kugelmikrofonarrays

Diplomarbeit (4.387 KB pdf)

Im Rahmen dieser Diplomarbeit werden Verfahren zur Untersuchung der Abstrahlcharakteristik von realen Instrumenten entwickelt und getestet. Ziel ist die Extraktion von geometrischen Parametern der Schallabstrahlung von Instrumentalklängen. Diese Parameter sollen aus rund um das Instrument aufgenommene Abstrahlungsdaten gewonnen werden, und in Analyse/Resynthese-Verfahren eingesetzt werden.

Zunächst werden Lösungsstrategien für verschiedene Probleme entwickelt, die bei der Aufnahme mit umgebenden Kugelmikrofonanordnungen auftreten. Dazu gehören die korrekte (Rotations-) Ausrichtung der Analyse bei verdrehter Kugelmikrofonanordnung und vor allem der Versuch, ein einfaches Maß der Zentriertheit des akustischen Zentrums einer Schallquelle innerhalb der Mikrophonanordnung zu finden. Für eine Zerlegung der Messwerte in Kugelharmonische wird aufgrund der endlich vielen, im Winkel diskreten Mikrofonpositionen die Annahme einer räumlichen Bandbegrenzung getroffen. Das kann aber genau dann zu Problemen führen, wenn an sich räumlich bandbegrenzte akustische Strahler nicht perfekt im Zentrum sitzen. Durch die Minimierung einer Kostenfunktion wird das Zerlegungszentrum vor der Analyse verschoben, um diese Einschränkung weitgehend aufzulösen.

Weiters wird versucht, eine Rotationsverfolgung der Quellsignale mit Hilfe von Korrelationsmaßen zu realisieren. Hierbei werden zeitlich aufeinanderfolgende Abstrahlungsdaten relativ zueinander betrachtet. Ausgehend von der Annahme, dass sich die Instrumente nicht plötzlich um große Winkel drehen, kann die Untersuchung des Korrelationsmaßes auf eine Umgebung der aktuellen Position reduziert werden.

Abschließend soll ein Vorschlag gestellt werden, wie ein möglicher Parametersatz zum Aufbau eines Analyse/Resynthese Verfahrens aussehen könnte.