Spatial Auditory Blurring and Applications to Multichannel Audio Coding
Résumé
This work concerns the telecommunications area, and more specifically the transmission of multichannel audio signals. Four psychoacoustic experiments were carried out in order to study the spatial resolution of the auditory system-also known as localization blur-in the presence of distracting sounds. As a result, localization blur increases when these distracters are present, bringing to light what we will refer to as the phenomenon of "spatial blurring". These experiments assess the effect of several variables on spatial blurring: the frequencies of both the sound source under consideration and the distracting sources, their level, their spatial position, and the number of distracting sources. Except for the spatial position of distracting sources, all of these variables have been shown to have an effect on spatial blurring. This thesis also deals with the modeling of this phenomenon, in order to predict auditory spatial resolution as a function of the sound scene characteristics (number of present sources, their frequency and their level). Finally, two multichannel audio coding schemes are proposed that take advantage of this model in order to reduce the information to be transmitted: one is based on a parametric representation (downmix + spatial parameters) of the multichannel signal and the other is based on the Higher-Order Ambisonics (HOA) representation. These schemes are both based on the original idea of dynamically adjusting the spatial accuracy of representation of the multichannel signal in a way that shapes the resulting spatial distortions within localization blur, such that they remain unnoticeable.
Ce travail se place en contexte de télécommunications, et concerne plus particulièrement la transmission de signaux audio multicanaux. Quatre expériences psychoacoustiques ont été menées de façon à étudier la résolution spatiale du système auditif - également appelée flou de localisation - en présence de sons distracteurs. Il en résulte que le flou de localisation augmente quand ces distracteurs sont présents, mettant en évidence ce que nous appellerons le phénomène de "floutage spatial" auditif. Ces expériences estiment l'effet de plusieurs variables sur le floutage spatial : la fréquence de la source sonore considérée ainsi que celles des sources distractrices, leur niveau sonore, leur position spatiale, et le nombre de sources distractrices. Exceptée la position des sources distractrices, toutes ces variables ont montré un effet significatif sur le floutage spatial. Cette thèse aborde également la modélisation de ce phénomène, de sorte que la résolution spatiale auditive puisse être prédite en fonction des caractéristiques de la scène sonore (nombre de sources présentes, leur fréquence, et leur niveau). Enfin, deux schémas de codage audio multicanaux exploitant ce modèle à des fins de réduction de l'information à transmettre sont proposés : l'un basé sur une représentation paramétrique (downmix + paramètres spatiaux) du signal multicanal, et l'autre sur la représentation Higher-Order Ambisonics (HOA). Ces schémas sont tous deux basés sur l'idée originale d'ajuster dynamiquement la précision de la représentation spatiale du signal multicanal de façon à maintenir les distorsions spatiales résultantes dans le flou de localisation, afin que celles-ci restent indétectables.
Loading...