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Möglichkeiten zur Verbesserung des Richtungshörens unter Wasser

Kerstin Ullmann

Das optimal an Luft angepasste Gehör ermöglicht es den Menschen, Gefahrenquellen frühzeitig zu lokalisieren und diesen auszuweichen. Unter Wasser, auf Grund der veränderten akustischen Bedingungen, kann der Mensch die Richtung nicht bestimmen, was vor allem für Taucher ein erhöhtes Risiko darstellt. Untersucht wurden die Möglichkeiten der Modifikation von Unterwasserschallsignalen, so dass, basierend auf diesen modifizierten Signalen, dem Menschen eine Richtungsbestimmung ermöglicht wird.

Im ersten Teil erfolgt eine Analyse der dem Richtungshören zugrunde liegenden Prinzipien. Die wichtigste Quelle der akustischen Richtungsinformation stellen die binauralen Richtungsparameter dar, welche sich in interaurale Pegeldifferenzen und interaurale Zeitdifferenzen unterscheiden lassen. Diese Richtungsparameter geben jedoch nur Auskunft über den Seitenwinkel. Eine Vorne-Hinten-Unterscheidung und eine Lokalisation in der Vertikalebene erfolgt mittels der Auswertung monauraler spektraler Parameter.

Im zweiten Teil wird die technische Nachbildung der zuvor erwähnten Mechanismen diskutiert. Basierend auf einer Frequenzanalyse von Stereosignalen, kann die Richtungsinformation in horizontaler Ebene ermittelt werden. Durch entsprechende Manipulation des Frequenzganges erfolgt eine Umrechnung der Wasserschallsignale, als ob diese in Luft aufgenommen worden wären. Die Berücksichtigung der Head-Related Transfer Function erlaubt eine Nachbildung der akustischen Effekte des menschlichen Kopfes sowie des Außenohres und Rumpfes, wodurch eine Lokalisierung mittels Kopfhörern möglich wird.

Abbildung 1: Blockschaltbild der technischen Realisierung

Abbildung 1: Blockschaltbild der technischen Realisierung

Keywords: Akustik

27. August 2013