Audio Equalization Based on Personal Hearing Data

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Sähkötekniikan korkeakoulu | Master's thesis
Date
2020-12-15
Department
Major/Subject
Acoustics and Audio Technology
Mcode
ELEC3030
Degree programme
CCIS - Master’s Programme in Computer, Communication and Information Sciences (TS2013)
Language
en
Pages
56+9
Series
Abstract
Headphones are usually designed for the average hearing, but individual's hearing can differ greatly from that, making some headphones unfit for some people. This can be resolved by filtering the signal to fit the individual's personal hearing. The proposed method and application are able to filter the signal in real-time with minimal computational cost. The hearing data can be imported easily from different hearing measurements and the equalized designer tailors an equalizer according to the given data. The equalizer's center frequencies are set to equal to the measurement frequencies of the given hearing data and the target response data points. That way the equalizers resolution is easy to control and there are no extra filters slowing the computation. The equalizer's output is processed with a limiter to avoid audio clipping. The threshold of the limiter is tailored for each equalizer. The application made with Matlab's App Designed has basic audio controls and it can be used to demonstrate the functionality of the method. The equalizer achieves the wanted accuracy and efficiency. The filtering errors are less than human hearing resolution when target gains are from typical hearing data. The utilization factor of the method is really low so it can be used even in a low-end device. The programmed Matlab application also achieves a low enough utilization factor even with the slow audio streaming functions build in the Matlab.

Kuulokkeiden taajuusvaste on suunniteltu yleensä normaalille kuulolle, mutta yksilön kuulokäyrä voi poiketa siitä paljonkin, minkä johdosta kaikki kuulokkeet eivät sovi kaikille. Tämä pystytään ratkaisemaan ekvalisoimalla audiosignaali yksilön kuulokäyrään sopivaksi. Esitetty menetelmä ja applikaatio pystyvät ekvalisoimaan signaalin reaaliajassa käyttäen vain vähän laskennallisia resursseja. Menetelmässä kuulomittauksen tulokset syötetään applikaation ja ekvalisaattori räätälöidään annettujen tietojen mukaisesti. Ekvalisaattorin keskitaajuudet ovat samoja kuin kuulomittauksen ja tavoitevasteen mittauspisteet. Tämä helpottaa ekvalisaattorin tarkkuuden suunnittelua, eikä ylimääräisiä suodattimia tarvita. Ekvalisoidun signaalin säröytyminen ehkäistään rajoittimella. Rajoittimen kynnysarvo räätälöidään jokaiselle ekvalisaattorille sopivaksi. Matlabin App Designer -ominaisuudella ohjelmoitu applikaatio sisältää perinteisen äänentoiston säädöt ja sitä voidaan käyttää demonstroimaan menetelmän toimintaa. Ekvalisaattori saavuttaa tavoitellun tarkkuuden ja tehokkuuden. Suodattimien aiheuttama virhe magnitudiin on pienempi kuin ihmisen kuulon resoluutio, kun käytetään kuulomittauksesta saatuja tuloksia ekvalisaattorin suunnittelussa. Menetelmän käyttöastekerroin on niin alhainen, että sitä voi käyttää jopa low-end laitteessa. Toteutettu Matlab applikaatio saavuttaa myös tarpeeksi alhaisen käyttöastekertoimen Matlabin hitaasta audiosuoratoistosta huolimatta.
Description
Supervisor
Välimäki, Vesa
Thesis advisor
Liski, Juho
Pakarinen, Jyri
Keywords
audio system, acoustic signal processing, equalizers, Matlab
Other note
Citation