Sound quality of bone conduction headphones

Abstract

Bone conduction (BC) headphones are increasingly popular due to their ability to maintain situational awareness. Situational awareness provides use cases in sports, conversation and possibly in augmented reality scenarios. However, the sound quality of BC headphones has been underexplored. This thesis studies the sound quality of BC headphones, particularly focusing on their frequency response and possible measurement methods for assessing frequency response. Unlike conventional air-conduction headphones, BC devices rely on sound vibrations transmitted through the bones of the skull, requiring new methodologies for accurate evaluation. A listening test was conducted to assess the frequency response of BC headphones, revealing weaknesses in low-frequency reproduction and mid-frequency variations. These characteristics are influenced by the mechanical properties of the headphones and the physiological aspects of bone conduction. This thesis also examines the transparency and air-conducted sound of BC headphones. The study demonstrates the potential for improvement in BC headphone performance through optimized measurement techniques and digital signal processing. The results provide valuable insights into understanding and enhancing the auditory experience of BC technology users.

Luujohdekuulokkeet ovat yhä suositumpia, koska ne mahdollistavat tilannetietoisuuden käytettäessä. Tilannetietoisuus tarjoaa käyttötarkoituksia urheilussa, keskustelussa ja mahdollisesti lisätyn todellisuuden applikaatioissa. Luujohdekuulokkeiden äänenlaatua on kuitenkin tutkittu suhteellisen vähän. Tässä tutkielmassa tutkitaan luujohdekuulokkeiden äänenlaatua keskittyen erityisesti niiden taajuusvasteeseen ja sen mahdollisiin mittausmenetelmiin. Toisin kuin tavanomaiset kuulokkeet, luujohdekuulokkeet perustuvat kallon luiden kautta välittyvään äänivärähtelyyn, mikä edellyttää uusia menetelmiä tarkkaa arviointia varten. Luujohdekuulokkeiden taajuusvasteen arvioimiseksi suoritettiin kuuntelukoe, jossa paljastui heikkouksia matalien taajuuksien toistossa ja keskitaajuuksien vaihteluissa. Näihin ominaisuuksiin vaikuttavat kuulokkeiden mekaaniset ja luujohtumisen fysiologiset ominaisuudet. Tässä diplomityössä tutkitaan myös luujohdekuulokkeiden läpikuuluvuutta ja niistä tuottamaa ilmaääntä. Tulokset tarjoavat tietoa luujohdeteknologian käyttäjien kuulokokemuksen ymmärtämisen ja parantamisen edistämiseksi.