Construction of a Real-time High-precision Sound Field Auralization Platform

实时高精度声场可听平台的构建

基本信息

  • 批准号:
    22K12123
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 2.75万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    2022-04-01 至 2025-03-31
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

This research investigates a real-time high precision sound field auralization platform through algorithm/architecture and software/hardware co-designs. During the first fiscal year, sound field in a room was accurately analyzed using numerical method. More details and research results are shown as follows.(1)wave-based algorithm to simulate room impulse response. The finite difference time domain (FDTD) method was focused on, and its schemes with different approximations in spatial and time domains were derived and analyzed. Their performances were compared, including hardware resource consumption, grid mesh dimensions, memory requirement, computing speed, and so on. An FPGA-based sound field renderer with the 2nd FDTD scheme was developed to simulate room impulse response, and it outperformed the software simulations carried out on a desktop machine with an Intel Xeon Gold 6212U 24-core processor even though it ran at about 350 MHz.(2)binaural rendering. Head related transformation functions were simulated to analyze the sound field around listener’s head, and their implementations using FPGA were investigated.(3)spatial decomposition of sound geometry. The spatial decomposition methods were studied to discretize a complex sound geometry.
本研究通过算法/体系结构和软/硬件协同设计,研究了一种实时高精度声场可听化平台。在第一个会计年度,用数值方法对房间内的声场进行了精确的分析。具体内容和研究成果如下:(1)基于波的房间脉冲响应模拟算法。重点研究了时域有限差分方法,推导并分析了其在空间域和时间域的不同近似格式。从硬件资源消耗、网格尺寸、内存需求、计算速度等方面对它们的性能进行了比较。开发了一种基于现场可编程门阵列的第二种FDTD方案的声场渲染器,用于模拟房间脉冲响应,在运行速度约为350 MHz的情况下,其性能优于在采用Intel Xeon Gold 6212U 24核处理器的台式机上进行的软件模拟。模拟了与头部相关的变换函数来分析听者头部周围的声场,并研究了其在现场可编程门阵列上的实现。(3)声音几何的空间分解。研究了空间分解方法对复杂声音几何形状的离散化问题。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Yiyu's Laboratory
艺宇实验室
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
High-Performance Sound Field Auralization
高性能声场可听度
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yiyu Tan;Xin Lu;Guanghui Liu;Peng Chen;and Yusuke Tanimura
  • 通讯作者:
    and Yusuke Tanimura
Cedars-Sinai Medical Center(米国)
雪松西奈医疗中心(美国)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
An FPGA-based Sound Field Renderer for High-Precision Sound Field Auralization
基于 FPGA 的高精度声场可听化声场渲染器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Yiyu Tan;Xin Lu;Guanghui Liu;Peng Chen,Truong Thao Nguyen;and Yusuke Tanimura
  • 通讯作者:
    and Yusuke Tanimura
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    2015
  • 资助金额:
    $ 2.75万
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
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