Αξιολόγηση υποκειμενικής προτίμησης σε ισοσταθμισμένα ακουστικά κεφαλής

Κάντε κλικ εδώ για να κατεβάσετε αυτό το έγγραφο

Παναγιώτης Ζάχος, Γιώργος Μοιράγιας, Αναστάσιος Μπέλεσης, Ιωάννης Μουρτζόπουλος

ΣΤΟΧΟΣ Στην παρούσα εργασία αξιολογούνται 443 ακουστικά κεφαλής (over-ear headphones) με βάση αντικειμενικά κριτήρια που αφορούν την απόκριση συχνότητάς και εξάγονται τα αντίστοιχα στατιστικά μέτρα. Επιπλέον, υλοποιείται ένα τεστ ακρόασης χρησιμοποιώντας 4 ζευγάρια ακουστικών με επιλεγμένες διαφορετικές μορφές απόκρισης συχνότητας, ώστε να διερευνηθεί το ενδεχόμενο να διαφέρουν οι προτιμήσεις των ακροατών όσον αφορά τις επιθυμητές αποκρίσεις των ακουστικών κεφαλής. Εισάγοντας την αξιολόγηση για την ιδανική «flat» απόκριση στο πείραμα αυτό, επεκτείνεται η ήδη υπάρχουσα βιβλιογραφία στο θέμα της προτίμησης των ακροατών. ΜΕΘΟΔΟΣ Στο πρώτο σκέλος της εργασίας ορίζονται οι αντικειμενικές μετρικές και εφαρμόζονται μεταξύ των πραγματικών καμπυλών αποκρίσεων συχνότητας των ακουστικών που μελετήθηκαν και καθορισμένων αποκρίσεων-στόχων. Οι αποκρίσεις-στόχοι είναι η καμπύλη Harman και η επίπεδη απόκριση (0dB στη συχνοτική ζώνη [20Hz-20KHz]). Υπολογίζονται οι σχετικές συχνότητες των τιμών των μετρικών στο πλήθος των ακουστικών της βάσης δεδομένων και παρατίθενται γραφικά. Στο δεύτερο σκέλος υλοποιείται ένα υποκειμενικό τεστ ακρόασης, στο οποίο οι ακροατές καλούνται να βαθμολογήσουν 5 αποσπάσματα μουσικής χρησιμοποιώντας 4 διαφορετικά ακουστικά κεφαλής όπου για κάθε ζευγάρι ακουστικών κεφαλής, τα αποσπάσματα είναι επεξεργασμένα με 3 τρόπους: i) Το αρχικό απόσπασμα χωρίς ισοστάθμιση, ii) ισοστάθμιση με στόχο τη Harman απόκριση, iii) ισοστάθμιση με στόχο επίπεδη (flat) απόκριση. Οι ισοσταθμίσεις εκτελέστηκαν προφιλτράροντας τα σήματα. Εφόσον κατά το τεστ ακρόασης ο χρήστης αξιολογήσει αποσπάσματα μεταξύ διαφορετικών ακουστικών, υλοποιήθηκε μια διαδικασία μετρήσεων, ώστε να εξασφαλιστεί πως το ίδιο απόσπασμα μεταξύ διαφορετικών ακουστικών, θα έχει την ίδια υποκειμενική ακουστότητα (loudness) παρά τα διαφορετικά χαρακτηριστικά μεταξύ των ακουστικών (π.χ. impedance, leakage). Αρχικά μετρήθηκαν οι πραγματικές κρουστικές αποκρίσεις των ακουστικών χρησιμοποιώντας ένα μετρητικό ανδρείκελο (HATS). Έπειτα από συνέλιξη με τα φίλτρα ισοστάθμισης και τα αποσπάσματα υπολογίστηκε η ένταση ακουστότητας σε LUFS για κάθε συνδυασμό και τελικά υπολογίστηκαν συντελεστές που φέρνουν όλους τους συνδυασμούς στην ίδια αντιληπτή ένταση στα -23 LUFS. ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ Κατά την αντικειμενική αξιολόγηση των ακουστικών κεφαλής από τη βάση δεδομένων βρέθηκε ότι η πλειονότητα παρουσιάζει σφάλμα (Ρίζα Μέσου Τετραγωνικού Σφάλματος) περίπου 4dB σε σχέση με τη Harman απόκριση, ενώ για την Flat απόκριση το αντίστοιχο σφάλμα είναι περίπου 6dB. Από τις τιμές αυτές φαίνεται πως ένα μεγάλο ποσοστό των ακουστικών που εξετάστηκαν σχεδιάστηκαν με βάση την Harman ή την Flat απόκριση, με την τάση στην βιομηχανία να τείνει περισσότερο στην Harman απόκριση. Στο κυρίως κείμενο παρατίθενται αναλυτικά όλες οι αντικειμενικές μετρικές των ακουστικών σε μορφή ιστογραμμάτων, καθώς και το αποτέλεσμα της διερεύνησης της συσχέτισης των μετρικών αυτών με την τιμή αγοράς των ακουστικών. Η στατιστική ανάλυση των αποτελεσμάτων του πειράματος ακροάσεων έδειξε ότι η επίδραση της ισοστάθμισης των ακουστικών είναι στατιστικά σημαντική. Συγκεκριμένα, από τις αξιολογήσεις των ακροατών προέκυψε η προτίμηση κατά φθίνουσα σειρά: Flat, Unequalized, Harman. Η Flat απόκριση αξιολογήθηκε κατά μέσο όρο 9% υψηλότερα από την Harman και 7% υψηλότερα από την Unequalized, ενώ δεν βρέθηκε στατιστικά σημαντική διαφορά μεταξύ των Unequalized και Harman αποκρίσεων. Όσον αφορά την επίδραση των ακουστικών στην προτίμηση των χρηστών, δεν βρέθηκαν στατιστικά σημαντικές διαφορές μεταξύ των 4 ακουστικών. Επίσης βρέθηκε στατιστικά σημαντική αλληλεπίδραση μεταξύ των ακουστικών και των ισοσταθμίσεων, επομένως φαίνεται ότι ο συνδυασμός ακουστικού και ισοστάθμισης επιδρά στην προτίμηση του ακροατή. Τα παραπάνω αποτελέσματα για τα συγκεκριμένα 4 ακουστικά που αξιολογήθηκαν δείχνουν πως υπάρχει μεγαλύτερη προτίμηση σε Flat ισοστάθμιση, όταν η ακρόαση γίνεται με ακουστικά υψηλής ποιότητας κατασκευής, παρά την τάση των κατασκευαστών να σχεδιάζουν τα ακουστικά με πρότυπο την γνωστή καμπύλη Harman.Από τα παραπάνω συνάγεται το συμπέρασμα ότι αφενός η προτίμηση των ακροατών απαιτεί περεταίρω διερεύνηση ώστε να βρεθεί η βέλτιστη απόκριση για ακουστικά κεφαλής, μελετώντας σημαντικά μεγαλύτερο αριθμό ακουστικών και ισοσταθμίσεων.