Localizador en plano horizontal completo

Abstract

Un localizador de eventos sonoros simula el comportamiento del sistema auditivo humano con el fin de detectar la dirección de procedencia de un sonido. El sistema auditivo humano utiliza dos parámetros esenciales para determinar la localización de un evento sonoro: la diferencia de nivel interaural (ILD) y la diferencia de tiempo interaural (ITD). Sin embargo, existen ciertas limitaciones en el uso de los parámetros ILD e ITD: no permiten detectar movimientos verticales de la fuente ni pueden distinguir si el sonido proviene de delante o de detrás. Para resolver estas limitaciones es necesario estudiar la modificación de los niveles que llegan al oído en función de la frecuencia, debido a la respuesta del pabellón auditivo, torso y cabeza. El objetivo de este proyecto es desarrollar una aplicación en MATLAB que sea capaz de detectar la dirección de llegada de un sonido en el plano horizontal completo, 360°. Para ello se estudia el comportamiento del sistema auditivo humano, la función de transferencia relacionada con la cabeza y cómo se comporta en función de la ubicación del evento sonoro.
Para crear el algoritmo se utiliza el software MATLAB, debido a su utilidad a la hora de realizar tareas relacionadas con el procesamiento digital de la señal. A partir de una señal de entrada biaural se simula el comportamiento del sistema auditivo humano y se compara el resultado con una base de datos de medidas anteriormente realizadas. De esta forma, buscando la diferencia mínima, se estima la ubicación en el espacio de un evento sonoro. También se hace uso de la herramienta App Designer, del software MATLAB, con la que se dota al código de una interfaz interactiva y fácil de usar. Para comprobar el correcto funcionamiento de la aplicación, se ha creado un script que recorre todos los archivos de prueba situados en todo el rango del plano horizontal, determinando individualmente su dirección de llegada. De esta manera se comprueba si se ha detectado correctamente el ángulo y devuelve el error detectado.
Abstract:
Sound event localization simulates the process of the human auditory system to identify the source localization of a sound. The human auditory system uses two parameters to determine the location of a sound event: interaural level difference (ILD) and interaural time difference (ITD). However, ILD and ITD have some limitations: they can't detect vertical movements on the sound source and neither can differentiate if a sound arrives from the front or back of the listener. To solve these limitations it is needed to study the head related transfer function. The aim of this project is to develop an application with the software MATLAB that is able to detect a sound direction in the whole horizontal plane. In order to achieve this goal, it’s necessary to study the human auditory system, the head related transfer function and how it is related to the position of the sound source. To create this algorithm, MATLAB software is used, since it’s very useful for digital signal processing. The algorithm determines the position of the sound by comparing the binaural input sound to a previously measured database. In addition, App Designer is also used. It’s a tool integrated in MATLAB that provides the code with an interactive and user-friendly interface. A script is programmed to make sure the application works correctly. The script goes over all of the test files around the whole horizontal plane and locates the sound position of each file. The script proves the practically non-existent error on the application results.