Auralisatie van bewegende bronnen: toepassing op pass-by en fly-over real-time geluidssynthese

De gevolgen van verkeerslawaai op de gezondheid van mensen die in stedelijke gebieden wonen is een belangrijk probleem.
Er worden initiatieven genomen om verkeerslawaai te verminderen door het opleggen van maximum geluidsniveaus voor nieuwe voertuigen met verbrandingsmotoren en minimum geluidsniveaus te verplichten voor elektrische voertuigen.
Behalve het naleven van grenswaarden voor geluidsniveaus vereist een toenemende behoefte aan geluidskwaliteitseisen nieuwe meet- en simulatiemethoden om geluidstrillingen en hardheid in de vroege stadia van het voertuigontwerp te beoordelen.
Geluidssynthese maakt de audio-ervaring van virtueel gegenereerde geluiden mogelijk, en hun auditieve weergave biedt een gecontroleerde omgeving om correlaties tussen geluiden en hun effect op individuen vast te stellen.

In deze dissertatie worden methoden voorgesteld, gebaseerd op metingen, voor de geluidssynthese van bewegende bronnen zoals passeer- en overvlieggeluid.
Dit vereist de karakterisering van complexe bronnen en propagatiepaden.
Experimentele methoden op basis van microfoonarrays worden voorgesteld, bijvoorbeeld voor het ontleden van complexe bronnen in termen van equivalente akoestische monopolen, en voor het meten van discrete tijd- of hoekafhankelijke transmissiepaden tussen een bewegende bron en een statische ontvanger.
Verder wordt een experimentele methode voorgesteld om hoekafhankelijke geluidsabsorptie van poreuze bodems te karakteriseren en wordt een duidelijke verbetering bereikt ten opzichte van de klassieke twee-microfoonmethode.
Bovendien worden op fysica gebaseerde filterelementen, zoals geluidsreflectie en geluidsoverdrachtsverlies, opgenomen in de methodologie voor geluidssynthese.

In dit werk worden drie methodes onderzocht om bewegende bronnen voor te stellen: namelijk een analytisch model van de geluidspropagatie, een digitale filterbenadering en een sferische harmonische benadering.
Het analytisch model, samen met modellen voor geluidsreflectie op poreuze bodems en geluidstransmissie door panelen, maakt de geluidssynthese van bewegende bronnen in willekeurige scenario's mogelijk.
In de digitale filterbenadering worden de transferpaden gemodelleerd als Z-domein transferfuncties waarvan de coëfficiënten experimenteel worden gemeten, en vervolgens geïnterpoleerd worden om het effect van de bewegende bron te bereiken.
Bij de sferische harmonische benadering wordt het geluidsveld ontleed in een sferische harmonische basisfunctie die de dynamische weergave van zowel de bron als de luisteraar mogelijk maakt en een onderdomelende ruimtelijke audio-ervaring mogelijk maakt. 
Een centraal punt in dit werk is het bereiken van real-time geluidsweergave zonder het genereren van hoorbare artefacten en met behoud van nauwkeurige bronbijdragen en geluidsdrukniveaus.

Drie toepassingsvoorbeelden van de voorgestelde geluidssynthesetechnieken worden getoond, waarbij grondvoertuigen en een drone aan bod komen. 
Ten slotte worden de twee op metingen gebaseerde geluidssynthesemethoden objectief en subjectief vergeleken, en wordt aangetoond dat beide technieken in staat zijn een bewegende bron nauwkeurig en efficiënt te synthetiseren.