The effect of room attenuation at mid-frequencies on clarity of orchestral music in concert halls

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

School of Electrical Engineering | Master's thesis

Authors

Date

2025-07-31

Department

Major/Subject

Acoustics and Audio Technology

Mcode

Degree programme

Master's Programme in Computer, Communication and Information Sciences

Language

en

Pages

59

Series

Abstract

Achieving optimal acoustics in concert halls has been a subject of much research. One important aspect affecting concert hall acoustics is clarity, which refers to the degree to which a listener can distinguish sounds in a musical performance. Previous research on clarity has mostly focused on overall reverberation characteristics, with limited attention to frequency-related effects. This thesis investigates how attenuation in the mid-frequency range affects the perceived clarity of orchestral music in concert halls. To achieve this objective, the material properties of acoustic models of two concert halls, the Musikverein in Vienna and the Fuuga Hall in Turku, are modified to introduce attenuation in the mid-frequency range. Each change in the models is then simulated with a loudspeaker orchestra in the Odeon software to produce music samples reflecting each material change in the model. The music samples are evaluated by conducting a listening test in a multichannel chamber to assess the effect of varying material properties within these samples on the perception of clarity. The results showed that mid-frequency attenuation improved perceived clarity, although it also reduced perceived bass strength. However, no clear preference emerged between the modifications. This could be due to differing listener preferences or the influence of other perceptual attributes on the evaluations. Nonetheless, this finding can also suggest that targeted mid-frequency attenuation can improve clarity without compromising overall musical enjoyment. Overall, this study underlines the potential of mid-frequency attenuation as an approach to add clarity in concert halls, though further research is needed to better understand the effect.

Konserttisalien optimaalisen akustiikan saavuttaminen on ollut monien tutkimusten kohteena. Yksi tärkeimmistä konserttisalin akustisiin ominaisuuksiin vaikuttavista tekijöistä on selkeys, joka tarkoittaa sitä, kuinka hyvin kuulija pystyy erottamaan yksittäiset äänet musiikkiesityksessä. Aiemmissa konserttisalien selkeyteeen liittyvissä tutkimuksissa on keskitytty pääasiassa jälkikaiunnan vaikutuksiin, kun taas taajuusalueiden vaikutuksia on tarkasteltu vain rajallisesti. Tässä diplomityössä tarkastellaan, miten keskitaajuusalueen vaimennus vaikuttaa orkesterimusiikin selkeyteen konserttisaleissa. Tavoitteen saavuttamiseksi muokataan kahden konserttisalin, Wienin Musikvereinin ja Turun Fuuga-salin, akustisten mallien materiaaliominaisuuksia siten, että keskitaajuusalueelle lisätään tai sieltä vähennetään vaimennusta. Jokaisesta muokatusta mallista tehdään akustinen simulointi Odeon-mallinnusohjelmistolla käyttäen kaiutinorkesteria. Simuloinnista saadut musiikkinäytteet täten heijastavat materiaalimuutosten vaikutuksia ääneen ja näitä arvioidaan kuuntelukokeella. Kuuntelukoe toteutetaan monikanavaisessa kuunteluhuoneessa, ja sen tavoitteena on selvittää, kuinka materiaalien ominaisuuksien muutokset vaikuttavat orkesterimusiikin koettuun selkeyteen. Tulokset osoittavat, että keskitaajuuksien vaimennus paransi kuultua selkeyttä, mutta samalla havaittiin kuullun basson voimakkuuden heikkenemistä. Muutosten välillä ei kuitenkaan noussut esiin selkeää suosikkia. Tämä voi johtua kuuntelijoiden erilaisista akustisista mieltymyksistä tai muiden akustisten parametrien vaikutuksesta arvioihin. Tästä huolimatta tämä havainto voi myös viitata siihen, että kohdennettu keskitaajuuksien vaimennus voi parantaa selkeyttä vaarantamatta musiikin kokonaisvaltaista nautittavuutta. Tutkimus osoittaa, että keskitaajuuksien vaimentaminen voisi olla potentiaalinen keino parantaa selkeyttä konserttisaleissa, mutta ilmiön syvempi ymmärrys edellyttäisi vielä lisätutkimusta.

Description

Supervisor

Lokki, Tapio

Thesis advisor

Meyer-Kahlen, Nils

Keywords

room acoustics, concert halls, clarity, mid-frequency attenuation, acoustic simulation, odeon

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-202508196511

Collections

[dipl] Sähkötekniikan korkeakoulu / ELEC