Auffinden von "Ursignalen" aus Aufnahmen umgebender kugelförmiger Mikrofonanordnungen

Projektarbeit

Am IEM gibt es eine kugelförmige Mikrofonanordnung um die richtungsabhängige Schallabstrahlung von Instrumenten aufzunehmen. Es handelt sich dabei um 64 Mikrofone, die auf einer Kugeloberfläche angeordnet sind. Durch die gleichmäßige Anordung ist es möglich die Schallabstrahlung für einen umfassenden Satz von Richtung zu bestimmen, und daraus auch Signale für beliebige Punkte dazwischen durch Interpolation zu bestimmen. Durch die 64 benötigten Mono-Kanäle fallen jedoch recht große Datenmengen an. Die Idee der Projekt-Arbeit ist nun, die Information der 64 Signale in nur einem Signal zusammenzufassen, um die 64 Mikrofon-Signale mit Hilfe von einfachen Filtern wieder aus dem Einzelsignal zu gewinnen. Da sich die Zusammenfassung zu einem einzelnen "Ursignal" als eine schwierige Aufgabe erweist, die einigen Aufwand und den Entwurf geeigneter Algorithmen erfordert, konzentriert sich diese Arbeit auf diese Sache. Die Zusammenfassung der 64 Signale erfolgt über die frequenzselektive Mittelung der Kurzzeit-Signalenergie, wobei jedoch die Phaseninformation verworfen wird. Um eine gültige und geeignete Phase zu generieren, werden mehrere Methoden untersucht, die auch die vorhandenen Phaseninformationen mit einbeziehen. Die Phasenschätzung durch den Griffin and Lim Algorithmus, welcher die vorhandenen Phaseninformationen nicht benutzt, führt zu den besten Ergebnissen. Der Klang des gewonnenen Signals hängt jedoch stark vom gewählten Mittelungsverfahren ab, wenn statt der Signalenergien spektrale Beträge anderer Exponenten zusammengefasst werden.