M. Sc. Christian Schneiderwind

Wissenschaftliche Mitarbeiter und Doktorand

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Erstellt: Sat, 03 Dec 2022 23:17:15 +0100 in 0.0283 sec

Gupta, Rishabh; He, Jianjun; Ranjan, Rishabh; Gan, Woon Seng; Klein, Florian; Schneiderwind, Christian; Neidhardt, Annika; Brandenburg, Karlheinz; Välimäki, Vesa
Augmented/mixed reality audio for hearables: sensing, control, and rendering. - In: IEEE signal processing magazine, ISSN 1558-0792, Bd. 39 (2022), 3, S. 63-89

Augmented or mixed reality (AR/MR) is emerging as one of the key technologies in the future of computing. Audio cues are critical for maintaining a high degree of realism, social connection, and spatial awareness for various AR/MR applications, such as education and training, gaming, remote work, and virtual social gatherings to transport the user to an alternate world called the metaverse. Motivated by a wide variety of AR/MR listening experiences delivered over hearables, this article systematically reviews the integration of fundamental and advanced signal processing techniques for AR/MR audio to equip researchers and engineers in the signal processing community for the next wave of AR/MR.

Neidhardt, Annika; Schneiderwind, Christian; Klein, Florian
Perceptual matching of room acoustics for auditory augmented reality in small rooms - literature review and theoretical framework. - In: Trends in hearing, ISSN 2331-2165, Bd. 26 (2022), S. 1-22

For the realization of auditory augmented reality (AAR), it is important that the room acoustical properties of the virtual elements are perceived in agreement with the acoustics of the actual environment. This perceptual matching of room acoustics is the subject reviewed in this paper. Realizations of AAR that fulfill the listeners? expectations were achieved based on pre-characterization of the room acoustics, for example, by measuring acoustic impulse responses or creating detailed room models for acoustic simulations. For future applications, the goal is to realize an online adaptation in (close to) real-time. Perfect physical matching is hard to achieve with these practical constraints. For this reason, an understanding of the essential psychoacoustic cues is of interest and will help to explore options for simplifications. This paper reviews a broad selection of previous studies and derives a theoretical framework to examine possibilities for psychoacoustical optimization of room acoustical matching.

Schneiderwind, Christian; Neidhardt, Annika; Meyer, Dominik
Comparing the effect of different open headphone models on the perception of a real sound source. - In: 150th Audio Engineering Society Convention 2021, (2021), S. 389-398

Werner, Stephan; Klein, Florian; Neidhardt, Annika; Sloma, Ulrike; Schneiderwind, Christian; Brandenburg, Karlheinz
Creation of auditory augmented reality using a position-dynamic binaural synthesis system - technical components, psychoacoustic needs, and perceptual evaluation. - In: Applied Sciences, ISSN 2076-3417, Bd. 11 (2021), 3, 1150, insges. 20 S.

For a spatial audio reproduction in the context of augmented reality, a position-dynamic binaural synthesis system can be used to synthesize the ear signals for a moving listener. The goal is the fusion of the auditory perception of the virtual audio objects with the real listening environment. Such a system has several components, each of which help to enable a plausible auditory simulation. For each possible position of the listener in the room, a set of binaural room impulse responses (BRIRs) congruent with the expected auditory environment is required to avoid room divergence effects. Adequate and efficient approaches are methods to synthesize new BRIRs using very few measurements of the listening room. The required spatial resolution of the BRIR positions can be estimated by spatial auditory perception thresholds. Retrieving and processing the tracking data of the listener’s head-pose and position as well as convolving BRIRs with an audio signal needs to be done in real-time. This contribution presents work done by the authors including several technical components of such a system in detail. It shows how the single components are affected by psychoacoustics. Furthermore, the paper also discusses the perceptive effect by means of listening tests demonstrating the appropriateness of the approaches.

Neidhardt, Annika; Schneiderwind, Christian
Physical and perceptual differences of selected approaches to realize an echolocation scenario in room acoustical auralizations. - In: Proceedings of the International Symposium on Room Acoustics, (2019), S. 237

Schneiderwind, Christian; Neidhardt, Annika
Perceptual differences of position dependent room acoustics in a small conference room. - In: Proceedings of the International Symposium on Room Acoustics, (2019), S. 499-506

Brandenburg, Karlheinz; Fiedler, Bernhard; Fischer, Georg; Klein, Florian; Neidhardt, Annika; Schneiderwind, Christian; Sloma, Ulrike; Stirnat, Claudia; Werner, Stephan
Perceptual aspects in spatial audio processing. - In: Proceedings of the 23rd International Congress on Acoustics, (2019), S. 3354-3360

Spatial audio processing includes recording, modification and rendering of multichannel audio. In all these fields there is the choice of either a physical representation or of perceptual approaches trying to achieve a target perceived audio quality. Classical microphone techniques on one hand and wave field synthesis, higher order ambisonics or certain methods of binaural rendering for headphone reproduction on the other hand target a good physical representation of sound. As it is known today, especially in the case of sound reproduction a faithful physical recreation of the sound wave forms ("correct signal at the ear drums") is neither necessary nor does it allow a fully authentic or even plausible reproduction of sound. 20 years ago, MPEG-4 standardized different modes for perception based versus physics based reproduction (called "Perceptual approach to modify natural source" and "Acoustic properties for physical based audio rendering"). In spatial rendering today, more and more the perceptual approach is used in state of the art systems. We give some examples of such rendering. The same distinction of physics based versus psychoacoustics (including cognitive effects) based rendering is used today for room simulation or artificial reverb systems. Perceptual aspects are at the heart of audio signal processing today.

Schneiderwind, Christian;
Analyse von Raumakustik in kleinen Räumen mit Hilfe von Eigenmike-Aufnahmen. - Ilmenau. - 90 Seiten
Technische Universität Ilmenau, Masterarbeit 2018

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Gebiet der positionsabhängigen Raumakustik in kleinen Räumen. In diesem Rahmen wurden verschiedene Positionen innerhalb eines Konferenzraums der Technischen Universität Ilmenau auf physikalische und wahrnehmungsbezogene Unterschiede untersucht. Die Schallfeldaufzeichnung an den einzelnen Positionen erfolgte dabei mit einem sphärischen Kugelarray. Es folgte eine Untersuchung eines zweiten Beschallungsszenarios mit einer Drehung des Lautsprechers bei den Messanordnungen um 180 Grad. Aus den Messdaten ergab sich sowohl ein Vergleich der Werte der raumakustischen Parameter Direct-to-Reverberant Ratio, Early Decay Time und Initial Time Delay Gap, als auch der spektralen Zusammensetzungen. Plane Wave Decompositions erlaubten außerdem eine räumliche und zeitliche Betrachtung des Bereichs der frühen Reflexionen. Ein Hörtest diente dazu, die verschiedenen Positionen auf wahrnehmbare Klangunterschiede zu untersuchen. Dabei mussten Probanden in Paarvergleichen die Richtungslokalisation, Distanzwahrnehmung, Halligkeit, Quellbreite und Klangfarbenunterschiede bewerten. Die Auralisationen für den Hörtest basierten auf bereits vorhandenen Datensätzen von binauralen Raumimpulsantworten, die an den gleichen Positionen mit einem Kunstkopf gemessen wurden. Es konnte festgestellt werden, dass zwischen den einzelnen Positionen Klangunterschiede auftreten, die zudem stark von der Ausrichtung der Schallquelle abhängen. Das Beschallungsszenario mit gedrehtem Lautsprecher wies hierbei häufiger signifikante Unterschiede auf als die frontale Beschallung. Die wahrgenommenen Klangunterschiede konnten nur teilweise mit gemessenen physikalischen Parametern erklärt werden.

Schneiderwind, Christian;
Die Wahrnehmung der Abweichung früher Reflexionen eines virtuellen auditiven Raumes von der realen Umgebung. - 55 S. : Ilmenau, Techn. Univ., Bachelor-Arbeit, 2015

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Einfluss früher Reflexionen auf die Wahrnehmung von binauralem Audiomaterial. Es soll untersucht werden, inwiefern sich eine Abweichung von dem natürlichen Reflexionsmuster auf die empfundene Externalität auswirkt. In diesem Zusammenhang wurden Messungen von binauralen Raumimpulsantworten in einem Seminarraum der TU Ilmenau durchgeführt. Durch unterschiedliche Anordnung von Kunstkopf und Lautsprechern wurde Einfluss auf die Ausprägung der frühen Reflexionen in den Impulsantworten genommen. In einem anschließenden Hörtest wurden die Probanden angewiesen, die virtuelle Schallquelle der Hörbeispiele im Raum zu lokalisieren. Dabei zeigte sich, dass Hörbeispiele, bei denen das Reflexionsmuster nicht mit dem Original übereinstimmt dazu tendieren, weniger extern empfunden zu werden. Signifikante Unterschiede konnten jedoch nicht festgestellt werden. Es scheint, dass der Mensch eine gewisse Toleranz gegenüber einer Abweichung im Reflexionsmuster besitzt, wenn es darum geht, ob ein Hörbeispiel extern wahrgenommen oder "im Kopf" lokalisiert wird.