Väitös akustiikan ja äänenkäsittelytekniikan alalta, M.Sc. Pedro Llado

Väitöskirjan nimi: Auditory-model-based assessment of the effect of head-worn devices on sound localisation

Väittelijä: Pedro Llado
Vastaväittäjä: Dr. W. Owen Brimijoin, Reality Labs Research (Meta), Redmond, WA, USA
Kustos: Prof. Ville Pulkki, Aalto-yliopiston sähkötekniikan korkeakoulu, informaatio- ja tietoliikennetekniikan laitos

Useat päässä pidettävät laitteet, kuten kuulokkeet, kuulosuojaimet, sekä päässä pidettävät näytöt tai kypärät (head-worn devices, HWD) muuttavat ääntä sen saapuessa korvakäytävään, mikä voi heikentää kuuntelijan kykyä paikantaa äänilähteitä. Nämä heikentymät voivat aiheuttaa turvallisuusriskejä, haitata tilan havaitsemista ja vaikuttaa äänenlaatuun lisätyn todellisuuden sovelluksissa. Perinteiset menetelmät arvioida HWD:iden aiheuttamaa paikannuksen virhettä perustuvat kuuntelukokeisiin, jotka ovat aikaa vieviä ja vaativat monimutkaisia koejärjestelyjä. Tämän vuoksi haetaan vaihtoehtoisia lähestymistapoja erityisesti HWD:iden kehityksessä. 

Tämä väitöskirja tutkii akustisten mittausten ja kuuloaistin laskennallisten mallien hyödyntämisen mahdollisuuksia HWD:iden aiheuttaman paikannuksen heikkenemisen estimoinnissa. Tarkastelemme olemassa olevien staattisten paikannusmallien kykyä ennustaa kuuntelukoetuloksia HWD:itä käytettäessä. Nämä mallit osoittavat lupaavaa tarkkuutta, vaikka niitä on alun perin testattu vain avoimien korvien tapauksissa. Lisäksi ehdotamme kahta laskennallista mallia suuntakuulolle, jotka on suunniteltu arvioimaan paikannuksen heikkenemistä HWD:itä käytettäessä. Ensimmäinen malli yhdistää yksinkertaisen mallin kuulon perifeerisestä prosessoinnista yksinkertaisen neuraaliverkon kanssa, joka arvioi havaittua paikannusta taajuusriippuvien binauraalisten vihjeiden perusteella. Toinen malli laajentaa olemassa olevaa staattista Bayesilaiseen päättelyyn perustuvaa paikannusmallia sisältämään vapaaehtoiset pään kääntelyt äänellä autetussa visuaalisessa etsintätehtävässä. Tässä työssä validoimme nämä mallit kokeellisilla tiedoilla ja teemme laskennalliset mallit julkisesti saataviksi. 

Tämä työ parantaa HWD:iden laadun automaattisia arviointityökaluja hyödyntämällä edistysaskeleita äänen paikannustutkimuksessa. Näiden mallien suorituskyky on vahva kuulijalle uusissa kuunteluolosuhteissa, korostaen kuulotutkimuksen tulosten integroinnin tärkeyttä arviointimenetelmiin. Tämä motivoi jatkamaan perustutkimusta äänen paikannuksessa ja kehittämään kuuloaistimalleja, jotka sisältävät tällaisia löydöksiä, kokonaisvaltaisena tavoitteena parantaa tilaäänituotteiden laatua.

Linkki väitöskirjan sähköiseen esittelykappaleeseen (esillä 10 päivää ennen väitöstä): https://aaltodoc.aalto.fi/doc_public/eonly/riiputus/

Avainsanat: äänen lokalisointi, kuulomallinnus, päässä pidettävä laite, tilakuuleminen.

Yhteystiedot:

Sähkötekniikan korkeakoulun väitöskirjat: https://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/53