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Simplifying Cancellation of Cross-Talk for Playback of Head-Related Recordings in a Two-Speaker System

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Head-related recordings can be reproduced with a very high degree of fidelity through a two-loudspeaker system using an appropriate device for crosstalk cancellation. The purpose of our work was to investigate to what extent such a system could be simplified without loss of fidelity.

The head-related transfer function (HRTF) was determined using the “blocked ear canal” measurement procedure. In proceeding thus, it was possible to improve the correlation between the transfer functions of various test persons. The improvement obtained was so great that, following additional moving thirdoctave averaging of magnitude spectra and numerous auditory tests, we were able to determine a representative “typical” ear. This “typical” ear was introduced into our cross-talk cancellation model. Such a high degree of directional and timbre fidelity was achieved that where the recording and playback person were not identical (unknown to the listener) less than half of the test persons preferred their “own” ear to the “typical” ear during auditory tests.

Further auditory tests were carried out in a nonanechoic environment. Cross-talk cancellation was actually only effective up to a certain point, depending on the reverberation time and the loudspeaker distance. However, as long as certain basic conditions were respected, the directional and timbre fidelity of the head-related recordings remained of a high quality.

Zusammenfassung

Kopfbezogene Aufnahmen lassen sich über ein Zwei- Lautsprechersystem mit Hilfe eines geeigneten Übersprechkompensators sehr naturtreu wiedergeben. Gegenstand dieser Arbeit ist die Untersuchung, inwieweit sich in einem solchen System Vereinfachungen realisieren lassen, ohne die hohe Naturtreue nachteilig zu beeinflussen.

Zur Ermittlung der Außenohrübertragungseigenschaften wurde dazu die Meßmethode mit “verstopftem Ohrkanal” angewandt. Dabei konnte die Korrelation der Übertragungsfunktionen verschiedener Personen so weit erhöht werden, daß nach zusätzlicher gleitender Terzmittelung der Betragsspektren und zahlreichen Hörversuchen ein “typisches” Ohr, stellvertretend für viele andere, ermittelt werden konnte. Durch das Einsetzen dieses “typischen” Ohres in das Übersprechkompensationsmodell konnte bei Nichtidentität von Aufnahme- und Wiedergabeperson (ohne Kenntnis der Abhörohren!) eine so hohe Richtungs- und Klangfarbentreue erreicht werden, daß nur weniger als die Hälfte der Testpersonen im Hörversuch das “eigene” Ohr dem ermittelten “typischen” Ohr vorzogen.

Desweiteren wurden Hörversuche in nicht nachhallfreier Umgebung durchgeführt. Abhängig von der Nachhallzeit und der Lautsprecherdistanz war zwar die Übersprechkompensation nur eingeschränkt wirksam, jedoch konnte unter Beibehaltung bestimmter Minimalbedingungen eine immer noch hohe Richtungs- und Klangfarbentreue der kopfbezogenen Aufnahmen festgestellt werden.

Sommaire

Les enregistrements effectués à l'aide d'une tête peuvent être restitués s par deux haut-parleurs avec un très haut degré de fidélité si l'on utilise un système approprié de suppression de la diaphonie. Le but de notre travail était d'observer jusqu' à quel point un tel système pouvait être simplifié sans perte de fidélité.

Nous avons déterminé les fonctions de transfert du champ libre aux oreilles par la méthode du «conduit auditif bloqué». Cela a permis d'améliorer la corrélation entre les fonctions de transfert de plusieurs sujets. Une telle amélioration a permis, en répétant les mesures et en effectuant des moyennes mobiles par tiers d'octave du spectre d'amplitude, de définir une oreille représentative type. Nous avons introduit cette oreille type dans notre modèle de suppression de diaphonie. La fidélité de la reproduction pour la direction et le timbre était alors telle que, dans les cas où le sujet ayant servi aux enregistrements était différent de l'auditeur (qui ne le savait pas), moins de la moitié des personnes testées ont préféré leur propre oreille à l'oreille type.

D'autres tests auditifs ont été conduits en environnement non anéchoïque. La suppression de diaphonie n' était alors effective que jusqu' à un certain point, variable avec la durée de réverbération et l' éloignement des haut-parleurs. Toutefois, tant que l'on respectait certaines conditions fondamentales, la fidélité de restitution de la direction et du timbre à partir d'enregistrements effectués à l'aide de la tête restait de haute qualité.
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Document Type: Research Article

Publication date: November 1, 1993

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  • Acta Acustica united with Acustica, published together with the European Acoustics Association (EAA), is an international, peer-reviewed journal on acoustics. It publishes original articles on all subjects in the field of acoustics, such as general linear acoustics, nonlinear acoustics, macrosonics, flow acoustics, atmospheric sound, underwater sound, ultrasonics, physical acoustics, structural acoustics, noise control, active control, environmental noise, building acoustics, room acoustics, acoustic materials, acoustic signal processing, computational and numerical acoustics, hearing, audiology and psychoacoustics, speech, musical acoustics, electroacoustics, auditory quality of systems. It reports on original scientific research in acoustics and on engineering applications. The journal considers scientific papers, technical and applied papers, book reviews, short communications, doctoral thesis abstracts, etc. In irregular intervals also special issues and review articles are published.
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