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1 LIMSI - Laboratoire d-Informatique pour la Mécanique et les Sciences de l-Ingénieur

Abstract : This manuscript presents an augmented reality system based on 3D sound and sonification whose aim is to provide navigation assistance for visually impaired users. The design of this system has been addressed in three ways. First, 3D sound generation via binaural synthesis has limitations due to the problem of the need for HRTF individualisation. A new method based on brain plasticity is established to adapt individuals to HRTFs using an audio-kinaesthetic platform, reversing the standard paradigm. This method has shown the potential for a rapid adaptation of the auditory system to virtual auditory cues without the use of vision. Second, spatial data sonification is investigated in the context of a system for locating and grasping objects in the peripersonnel space. Sound localization performance was examined by comparing real and virtual sound sources. On the basis of the results, a distance sonification method is developed with the aim of improving user performance. Rather than employing sonification by sound synthesis, the proposed sonification method varies parameters of an audio effect that is applied to a base sound. This method allows the user to select and change the base sound without requiring additional learning. Finally, we present the concept of a new method of sonification designed to answer end-user needs in terms of aesthetics and sonification customization. -Morphocons- are short audio units whose aim is the construction of a sound vocabulary based on the temporal evolution of sound. An identification test highlights the efficiency of morphocons for conveying the same information with various types of sounds.

Résumé : Dans cette thèse, nous proposons la mise en place d-un système de réalité augmentée fondé sur le son 3D et la sonification, ayant pour objectif de fournir les informations nécessaires aux non- voyants pour un déplacement fiable et sûr. La conception de ce système a été abordée selon trois axes. L-utilisation de la synthèse binaurale pour générer des sons 3D est limitée par le problème de l-individualisation des HRTF. Une méthode a été mise en place pour adapter les individus aux HRTF en utilisant la plasticité du cerveau. Évaluée avec une expérience de localisation, cette méthode a permis de montrer les possibilités d-acquisition rapide d-une carte audio-spatiale virtuelle sans utiliser la vision. La sonification de données spatiales a été étudiée dans le cadre d-un système permettant la préhension d-objet dans l-espace péripersonnel. Les capacités de localisation de sources sonores réelles et virtuelles ont été étudiées avec un test de localisation. Une technique de sonification de la distance a été développée. Consistant à relier le paramètre à sonifier aux paramètres d-un effet audio, cette technique peut être appliquée à tout type de son sans nécessiter d-apprentissage supplémentaire. Une stratégie de sonification permettant de prendre en compte les préférences des utilisateurs a été mise en place. Les - morphocons - sont des icônes sonores définis par des motifs de paramètres acoustiques. Cette méthode permet la construction d-un vocabulaire sonore indépendant du son utilisé. Un test de catégorisation a montré que les sujets sont capables de reconnaître des icônes sonores sur la base d-une description morphologique indépendamment du type de son utilisé.

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Keywords : augmented reality 3D sound navigation aid spatial perception auditory plasticity

Mots-clés : réalité augmentée son 3D sonification aide à la navigation perception spatiale plasticité auditive





Autor: Gaëtan Parseihian -

Fuente: https://hal.archives-ouvertes.fr/



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