A Study on Sound Level Calibration for Listening Tests Performed with Headphones in Architectural Acoustics
Ezgi Türk Gürkan, Zerhan Yüksel CanDepartment Of Architecture, Yıldız Technical University Faculty Of Architecture, İstanbul, TurkeySubjective evaluations are frequently used in design, renovation or improvement stages in architectural acoustics. Listening tests are one of the frequently used methods in subjective acoustic evaluations. These studies are generally carried out in existing halls or the auralizations digitally created in computer modellings. Listening tests can be conducted via speakers or headphones. Considering the relationship between the sound level and intelligibility, it is expected that the sound level of the recording transmitted may affect the evaluations. It is seen that the necessary importance is not given to the issue of “giving sound energy to the listener at the level obtained in the simulations” in the listening tests. The aim of this study is to reveal the method that will eliminate the deficiency of sound level calibration in listening tests performed with headphones. It is aimed that the study sets an example for listening tests performed with headphones, so to be able to get accurate evaluations via subjective evaluation tests. For sound level calibration, the sound pressure level transmitted to the listener must be equal to the sound pressure level measured or calculated in the computer models. This also applies to presentations employing both speakers and headphones. Within the scope of the study, a hall is modelled and a listening record was created over the acoustic simulations on this model. The sound pressure level, which is the target value to be measured at the headphone output, is calculated for the listener point through the simulation. Sound level measurements are performed using a head & torso simulator in order to provide sound energy output equal to the sound pressure level calculated in the computer. Thus, the level settings of the system, which are determined to be used in listening tests, can be fixed. Head & torso simulators can simulate the human hearing character and are used for accurate measurements. Using methods without simulator, such as placing a microphone between headphones or placing headphones on the headsets can affect the measurement accuracy. The sound level calibration study for a prepared hall model is shared. In this context, acoustic modelling of the hall is prepared and objective room acoustics parameters, including sound pressure level, are calculated for a specified audience point. Since the real listening conditions in the hall will be conveyed to the subjects, auralizations are carried out using raw speech signals (recorded in an anechoic room) to the simulation. Listening recordings to be used in listening tests are obtained through these auralizations. As a stable signal is required for level calibration, it is not a correct approach to use speech signals in sound level calibration stage. Therefore, white noise is used in this stage. Listening recordings prepared with white noise signal are transmitted through headphones and level measurements are made using a head & torso simulator. The sound level setting of the system is adjusted and fixed until the measured sound level is equal to the target level. Although the details are not included in the study, calibration studies are repeated for different models. The sound pressure level at the headphone output is measured using the head & torso simulator. It is ensured that the sound pressure level obtained in the measurement and calculation in the modelling corresponds to each other. With this method, the target sound pressure level can be read at the headphone output. This will ensure that subjective evaluations are compiled in accordance with the actual acoustic situation and accurate subjective evaluations to be collected. In repeated calibration studies for different hall models, it is observed that the sound level setting determined for one specific model is not suitable for other models. This reveals the necessity of the study. The sound level calculated in the modelling is transferred to the subjects correctly. Sound level control, which is generally not considered in listening tests performed within the scope of subjective evaluations in architectural acoustics, is important for accurate evaluations. It is important to give the correct sound pressure level to the subjects in order to get accurate evaluations in architectural acoustics. The present study emphasizes the importance of sound level calibration in listening tests. As the necessary importance is not given to the calibration stage, the study will contribute to the elimination of this deficiency in subjective evaluations.
Keywords: Architectural acoustics, headphone presentation; listening test; sound level; sound level calibration.Mimari Akustikte Kulaklıkla Yapılan Dinleme Testleri İçin Ses Düzeyi Kalibrasyonu Üzerine Bir Çalışma
Ezgi Türk Gürkan, Zerhan Yüksel CanYıldız Teknik Üniversitesi Mimarlık Fakültesi, Mimarlık Bölümü, İstanbulMekânların öznel akustik değerlendirmelerinde dinleme testleri sıklıkla başvurulan yöntemlerden biridir. Deneklere uygulanan dinleme testleriyle elde edilen akustik değerlendirmeler tasarım, yenileme ya da iyileştirme çalışmalarında akustik tasarımcıya veri sağlar. Dinleme testleri genellikle mekânda alınan kayıtlar ya da bilgisayar ortamında oluşturulan modelleme işitselleştirmeleri üzerinden gerçekleştirilmektedir. Dinleme testlerinde, dinletilmek istenen ortam koşullarının deneklere doğru bir şekilde iletilmesi, yapılacak değerlendirmelerin sağlıklı olması açısından gereklidir. Doğru aktarım için aranan özellikler, uygun modelleme, işitselleştirme sunum yöntemine ilişkin doğru ayarlar ve kullanılan ekipmanın teknik özelliklerinin testleri etkilememesidir. Çalışma kapsamında kayıtların sunum yöntemleri ve sunumları etkileyebilecek parametreler incelenmiştir. Aktarılan ses düzeyinin özellikle anlaşılabilirlikle olan ilişkisi düşünüldüğünde, dinletilen kaydın ses düzeyinin dinleyici tercihlerini etkilemesi öngörülmektedir. Dinleme testlerinde “dinleyiciye simülasyonlarda elde edilen düzeyde ses enerjisi verilmesi” konusuna gereken önemin verilmediği görülmektedir. Bu çalışmanın amacı bu eksikliği giderecek yöntemin ortaya konulmasıdır. Bir örnek çalışma üzerinden, kulaklıkla yapılan dinleme testlerinde düzey kalibrasyonunun doğru bir şekilde yapılabilmesine yönelik yöntemin paylaşılması amaçlanmıştır. Sunulan örnek çalışmada, tasarlanan bir salona ait akustik simülasyona ait hesaplamalar kullanılmıştır. Dinleme testlerinde kullanılmak üzere kurulan sistem konfigürasyonuna ait kulaklık çıkışında, hesaplanan ses düzeyinde ses enerjisi çıkışını sağlamak için “head and torso” (baş ve göğüs) simülatörü kullanılarak ses düzeyi ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Böylelikle, modellemede sunumda kullanılmak üzere belirlenen, sisteme ait düzey ayarları sabitlenebilmiştir. Yapılan bu düzey kalibrasyonuyla, dinleme testlerinde akustik simülasyon koşullarının bire bir dinleyiciye aktarılması sağlanacaktır. Çalışmanın, kulaklık sunumuyla gerçekleştirilen dinleme testleri için örnek yaratarak doğru koşulların sunulması ve buna bağlı olarak doğru değerlendirmelerin alınmasıyla katkı sağlaması beklenmektedir.
Anahtar Kelimeler: Dinleme testi, kulaklık sunumu; mimari akustik; ses düzey kalibrasyonu; ses düzeyi.Manuscript Language: Turkish
