Soutenance de thèse de Simon FARGEOT

Ecole Doctorale
SCIENCES POUR L'INGENIEUR : Mécanique, Physique, Micro et Nanoélectronique
Spécialité
Sciences pour l'ingénieur : spécialité Acoustique
établissement
Aix-Marseille Université
Mots Clés
perception auditive spatiale,perception audio-visuelle,auralisation,acoustique des salles,réalité-virtuelle,
Keywords
spatial hearing,audio-visual perception,auralization,room acoustics,VR,
Titre de thèse
Etude de la Perception d'Environnements Acoustiques 3D
Study of the Perception of 3D Acoustic Environments
Date
Thursday 1 December 2022 à 14:00
Adresse
Campus CNRS Provence et Corse, 31 chemin Joseph Aiguier, 13009 Marseille
Amphithéâtre Pierre Desnuelle
Jury
Directeur de these Mme Mitsuko ARAMAKI PRISM - CNRS
Rapporteur M. Mathieu PAQUIER Université de Bretagne Occidentale
Rapporteur M. Olivier WARUSFEL IRCAM - STMS
CoDirecteur de these M. Richard KRONLAND-MARTINET PRISM - CRNS
Examinateur Mme Stefania SERAFIN Aalborg Universitet
Examinateur M. Bruno TORRESANI Aix-Marseille-Université

Résumé de la thèse

L’étude de la perception des environnements acoustiques est un champ de re- cherche largement exploré depuis le début du XXème siècle. Ces dernières décennies, l’essor de techniques et outils de captation et d’auralisation de champs acoustiques spatialisés, couplé au développement des technologies de réalité virtuelle permettent d’envisager de nouvelles problématiques relatives à l’immersion et à l’impression spatiale de ces environnements. Les travaux présentés dans cette thèse visent à pro- poser des nouveaux protocoles expérimentaux, basés sur ces outils et techniques, pour la caractérisation de la perception d’environnements acoustiques en conditions d’immersion 3D. La première expérience présentée dans cette thèse porte sur l’évaluation perceptive de la qualité spatiale de l’auralisation ambisonique d’acoustiques de salles mesurées, en comparant les performances de localisation de sources sonores en contexte d’auralisation avec celles observées en conditions réelles d’écoute. Cette expérience, basée sur une méthode de report des attributs spatiaux de sources en réalité virtuelle met en évidence des dégradations de la précision spatiale des sources sonores induites par l’auralisation, et révèle également une dépendance de ces attributs saptiaux aux différentes conditions acoustiques à l’étude. Dans un second temps, un travail de caractérisation multi-dimensionnelle (acoustique et perceptive) d’un corpus d’acoustiques mesurées dans une vingtaines d’édifices du patrimoine est présenté. La caractérisation acoustique, basée sur le calcul d’un ensemble de descripteurs acoustiques, permet de proposer une cartographie acoustique des édifices et une catégorisation des paramètres acoustiques en trois grands facteurs. De son côté, la caractérisation perceptive, fondée sur la méthodologie de la première expérience révèle que, dans un contexte d’auralisation HOA, la distance perçue et la précision spatiale des sources semblent affectées par des propriétés acoustiques des salles étudiées. La troisième expérience propose d’étudier l’adéquation audio-visuelle entre des environnements acoustiques et leurs représentations visuelles en contexte d’immersion multi-modale. Cette étude révèle que la cohérence audio-visuelle est principalement évaluée sur une relation simple entre le temps de réverbération de la salle et le volume représenté visuellement. Ces travaux ouvrent des perspectives concrètes autour de l’amélioration des techniques d’auralisation, la caractérisation perceptive des acoustiques du patrimoine et la synthèse d’espaces acoustiques en contexte d’immersion multi-sensorielle.

Thesis resume

Perception of acoustic environments is a research field that has been widely explored since the beginning of the 20th century. In recent decades, the development of techniques and tools for capture and auralization of 3D acoustic fields, coupled with the development of virtual reality technologies, has allowed us to consider new problems related to the immersion and spatial sensation of these environments. The work presented in this thesis aims to develop new experimental protocols based on such tools and techniques to characterize the perception of acoustic environments in immersive conditions. The first experiment presented in this thesis deals with perceptual evaluations of the spatial quality of ambisonic auralizations of measured room acoustics, based on comparisons between localization performances of sound sources in auralization contexts with those observed in real listening conditions. This experiment, based on a method in which spatial attributes of sources were reported in virtual reality, highlights typical spatial distortions of sound sources induced by the auralization process, and also reveals that these degradations are influenced by the different acoustic conditions under study. In a second chapter, a multi-dimensional characterization (acoustic and perceptual) of an acoustic corpus measured in twenty heritage buildings is presented. The acoustic characterization, based on the calculation of a set of acoustic parameters, allows to propose an acoustic map of the buildings and a categorization of the acoustic parameters in three main factors. The perceptual characterization, based on the methodology of the first experiment, reveals that, in a context of HOA auralization, the perceived distance and the spatial accuracy of sound sources seem to be affected by the acoustic properties of the studied rooms. The third experiment investigates the audio-visual adequacy between acoustic environments and their visual representations in a multi-modal immersive context. This study reveals that the audio-visual coherence of acoustic spaces is mainly evaluated on a simple relation between the reverberation time of the room and its visually represented volume. This work opens concrete prospects regarding the improvement of auralization techniques, the perceptual characterization of heritage acoustics and the synthesis of acoustic spaces in a multi-sensory immersive context.