Podrobno

Prostorsko upravljanje sočasnih zvočnih virov v namiznem okolju GNU/Linux
ID Lavrič, Jakob (Avtor), ID Jakus, Grega (Mentor) Več o mentorju... Povezava se odpre v novem oknu

.pdfPDF - Predstavitvena datoteka, prenos (5,80 MB)
MD5: 87C7A344A687CC53C8DC91BFC497F378

Izvleček
V diplomskem delu obravnavamo zasnovo, izdelavo in vrednotenje rešitve za upravljanje več sočasnih zvočnih virov v namiznem okolju GNU/Linux. Namenjena je vsakdanji rabi računalnika, pri kateri se pogosto hkrati predvajajo glasba, govor, videoklici in obvestila. Ko se ti zvočni viri predvajajo sočasno, jih uporabnik običajno ločuje predvsem z nastavljanjem glasnosti. Predlagani pristop dodatno omogoča, da uporabnik zvočne vire posameznih aplikacij razporedi na različne navidezne položaje okoli poslušalca. Za takšno prostorsko razporeditev je treba posamezne zvočne vire pred združitvijo v skupni izhod za slušalke ustrezno obdelati. Pri tem je bil uporabljen multimedijski strežnik PipeWire, ki omogoča usmerjanje zvočnih tokov skozi procesni graf. Prostorska obdelava je bila v ta graf umeščena kot obdelovalno vozlišče, ustvarjeno z modulom filter-chain. Za binauralno reprodukcijo so bili uporabljeni obstoječi filtri SOFA, ki vhodni signal obdelajo z impulznima odzivoma za levo in desno uho. Razvita krmilna aplikacija prek programskega vmesnika PipeWire usmerja aplikacijske zvočne tokove skozi obdelovalno vozlišče, uporabniški vmesnik pa omogoča razporejanje posameznih virov po navideznem prostoru. Impulzni odzivi so pridobljeni iz zbirke SOFA (angl. Spatially Oriented Format for Acoustics), standardiziranega zapisa meritev, ki opisujejo vpliv glave, trupa in uhljev na zvok iz različnih smeri. Vrednotenje rešitve je potekalo v dveh delih. Najprej smo s tehničnimi meritvami preverili stabilnost delovanja, procesorsko obremenitev in zakasnitev prostorske obdelave. Nato smo izvedli uporabniško študijo z dvema praktičnima scenarijema, v katerih so udeleženci poslušali sočasne zvočne vire in zapisovali posredovane informacije. V prvem scenariju sta bila prisotna dva govorna vira, v drugem pa je bil govornima viroma dodan še glasbeni vir. Oba scenarija so udeleženci izvedli v dveh načinih: z razporejanjem zvočnih virov po navideznem prostoru in brez prostorske obdelave. Rezultati so pokazali stabilno delovanje v testnem okolju, nizko procesorsko obremenitev in odsotnost zaznanih slišnih artefaktov. Udeleženci so v prostorskem načinu v obeh scenarijih pravilno razumeli in zapisali več informacij kot v načinu brez prostorske obdelave, razlike med načinoma pa so bile statistično značilne. Rezultati vprašalnika SUS (angl. System Usability Scale) so pokazali, da je bila povprečna ocena uporabnosti višja v prostorskem načinu, vendar razlika ni bila statistično značilna. Po drugi strani pa so rezultati kratke različice vprašalnika uporabniške izkušnje (angl. User Experience Questionnaire – Short Version, UEQ-S) pokazali statistično značilne razlike pri pragmatični, hedonični in skupni oceni uporabniške izkušnje.

Jezik:Slovenski jezik
Ključne besede:prostorski zvok, binauralna reprodukcija, PipeWire, SOFA, GNU/Linux
Vrsta gradiva:Diplomsko delo
Tipologija:2.11 - Diplomsko delo
Organizacija:FE - Fakulteta za elektrotehniko
Leto izida:2026
PID:20.500.12556/RUL-183573 Povezava se odpre v novem oknu
COBISS.SI-ID:282929155 Povezava se odpre v novem oknu
Datum objave v RUL:15.06.2026
Število ogledov:174
Število prenosov:142
Metapodatki:XML DC-XML DC-RDF
:
Kopiraj citat
Objavi na:Bookmark and Share

Sekundarni jezik

Jezik:Angleški jezik
Naslov:Spatial Management of Concurrent Audio Sources in a GNU/Linux Desktop Environment
Izvleček:
This thesis presents the design, implementation, and evaluation of a solution for managing multiple concurrent audio sources in the GNU/Linux desktop environment. It is intended for everyday computer use, where music, speech, video calls, and notifications are often played simultaneously. When these audio sources are active at the same time, users usually separate them mainly by adjusting their volume. The proposed approach additionally allows users to place the audio sources of individual applications at different virtual positions around the listener. For such a spatial arrangement, individual audio sources must be processed appropriately before they are mixed into a common headphone output. The PipeWire multimedia server was used for this purpose, as it enables audio streams to be routed through a processing graph. Spatial processing was integrated into this graph as a processing node created with the filter-chain module. For binaural reproduction, existing SOFA filters were used, which process the input signal with impulse responses for the left and right ear. The developed control application uses the PipeWire application programming interface to route application audio streams through the processing node, while the user interface allows individual sources to be arranged in virtual space. The impulse responses are obtained from a SOFA dataset (Spatially Oriented Format for Acoustics), a standardised format for measurements that describe the influence of the head, torso, and pinnae on sound from different directions. The solution was evaluated in two parts. First, technical measurements assessed operating stability, CPU load, and the spatial processing latency. A user study was then conducted with two practical scenarios in which participants listened to simultaneous audio sources and recorded the information they received. In the first scenario, two speech sources were present; in the second, an additional music source was added to the speech sources. Participants completed both scenarios in two modes: with the audio sources arranged in virtual space and without spatial processing. The results showed stable operation in the test environment, low CPU load, and no perceived audible artefacts. In the spatial mode, participants correctly understood and recorded more information in both scenarios than in the mode without spatial processing, and the differences between the modes were statistically significant. The System Usability Scale (SUS) results showed that the average usability score was higher in the spatial mode, although the difference was not statistically significant. In contrast, the short version of the User Experience Questionnaire (UEQ-S) showed statistically significant differences in the pragmatic, hedonic, and overall user experience scores.

Ključne besede:spatial audio, binaural rendering, PipeWire, SOFA, GNU/Linux

Podobna dela

Podobna dela v RUL:
Podobna dela v drugih slovenskih zbirkah:

Nazaj