Redes neurais artificiais aplicadas à modelagem de respostas impulsivas associadas à cabeça humana para gerar aurilização

• Ano de defesa: 2018
• Autor(a) principal: Taminato, Filipe Otsuka
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Instituto Politécnico; BR; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Modelagem Computacional
• Palavras-chave em Português: Acoustic virtual reality; Binaural room impulse responses; Auralization; Artificial neural network; Realidade virtual acústica; Respostas impulsivas bi-auriculares; Aurilização; Redes neurais artificiais; Percepção auditiva - Métodos de simulação; Acústica; Testes de emissão acústica; Realidade virtual na engenharia; CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/13714

Um dos objetivos do desenvolvimento e do aperfeiçoamento de técnicas em sistemas de geração de aurilização consiste em reduzir o custo computacional e garantir a qualidade da simulação acústica. Para obter a aurilização é necessário, além de um som anecoico, a determinação das respostas impulsivas biauriculares da sala (BRIRs), para um determinado par fonte-receptor. Nesse sentido, uma maneira de reduzir a complexidade de tais sistemas é diminuindo o custo computacional do cálculo da modificação espectral das respostas impulsivas associadas à cabeça (HRIRs). Para isso, neste trabalho, foram utilizadas as redes neurais do tipo RBF para substituir o método tradicional. Para cobrir todo o espaço auditivo de recepção, um conjunto de redes neurais artificiais foi adotada, sendo que cada rede atua em uma direção específica. Cada rede neural tem como entrada o espectro do raio sonoro em bandas de oitava e como saída a HRIR filtrada da direção correspondente. A estratégia do treinamento dessas redes neurais, a implementação das redes, do modelo e das observações são apresentadas. Através do método proposto obteve-se uma redução do custo computacional de aproximadamente de 70% em relação ao método tradicional, a qual representa uma importante redução na implementação dos sistemas de aurilização. Para verificar a eficiência da abordagem, foram realizadas diversas comparações entre as HRIRs filtradas utilizando as redes RBF e o método tradicional. A similaridade entre os resultados foi avaliada a partir do cômputo do coeficiente de correlação cruzada normalizada. Os resultados simulados demonstram a eficiência da técnica que utiliza as redes neurais, pois esses apresentam valores de correlações próximos de um. Foram observadas discrepâncias em apenas algumas componentes de fase das HRTFs, para algumas direções, no entanto, estes erros não são apreciáveis. São apresentados, também, alguns resultados da intercomparação internacional de simuladores de acústica de salas, denominado Round Robin on Auralization. Para o cálculo das BRIRs foram utilizados o simulador de acústica de salas RAIOS (Room Acoustics Integrated and Optimized Software) e as redes RBF. Os resultados simulados e medidos são comparados e discutidos.