Méthodes numériques pour la spatialisation sonore, de la simulation à la synthèse binaurale

Numerical methods for spatial sound, from simulation to binaural synthesis

• Auteur / Autrice : Matthieu Aussal
• Direction : François Alouges
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Mathématiques appliquées
• Date : Soutenance en 2014
• Etablissement(s) : Palaiseau, Ecole polytechnique

Mots clés

Mots clés contrôlés

Simulation par ordinateur

Mots clés libres

Décomposition par modèle morphologique

Méthodes multipolaires rapide

Synthèse binaurale

Décomposition Creuse en Sinus Cardinal

Elements Finis de Frontières

Résumé

Les recherches effectuées lors de ce doctorat furent initiées par un besoin industriel identifié par la société Digital Media Solutions, à savoir la réalisation d'un outil de spatialisation sonore au casque destiné aux non-voyants. Malgré les nombreux dispositifs déjà existants, les techniques de son 3D sur casque butent, depuis leur apparition, sur un obstacle majeur, qui empêche la réalisation de produits de haute qualité. En effet, pour rendre l'illusion d'un espace sonore perceptible, il est nécessaire d'individualiser l'écoute pour chaque auditeur. Des mesures en laboratoire offrent des résultats convaincants, mais le processus n'est pas encore applicable au grand public. La modélisation mathématique de cette expérience permet d'envisager de remplacer la mesure par une simulation numérique. Cette thèse propose à la fois un moteur de calcul numérique efficace et adapté au problème posé, ainsi qu'un moteur de rendu audio 3D pour valider cette approche

Research conducted during this PhD were initiated by an industrial need identified by Digital Media Solutions, namely the creation of a tool for spatial sound rendering on headphones for blind people. Despite the many existing devices, technical 3D sound on headphones face since their appearance the major obstacle that prevents the achievement of high quality products. Indeed, to make the illusion of a perceptible sound space, it is necessary to individualize listening to each listener. Measurements in the laboratory provide with convincing results, but the process is not yet applicable to the public. Mathematical modeling of this experiment allows to consider replacing the measure by a numerical simulation. This thesis proposes both an efficient calculation engine adapted to the problem, and a 3D audio rendering engine in order to validate the approach.