EXAMENSARBETE
Analog kompression vs digital emulering
Kan oerfarna lyssnare höra skillnaden?
Jhon Paul Solarte
Filosofie kandidatexamen Ljudteknik
Luleå tekniska universitet
Institutionen för konst, kommunikation och lärande
1
Analog kompression
vs
Digital emulering
Kan oerfarna lyssnare höra skillnaden?
JhonSolarte
S0036 examensarbete ljudteknik Luleå tekniska universitet
april 2012
2
Sammanfattning
Syftet med denna uppsats var att undersöka om oerfarna lyssnare kan höra skilnad mellan ljud som är komprimerad med en analog kompressor mot samma ljudfiler som är komprimerad med en digital emulering av samma kompressor. Universal Audio Teletronix LA2A kompressor som är en analog enhet och Waves CLA-2A som är den emulerade varianten av samma kompressor ingick i testen för att kunna generera stimuli för jämförelse.Ett blindtest med 16 försökpersoner utfördes för att informera om eventuella skillnader mellan de två typerna av kompression. Resultaten av undersökningen visade att försökpersonerna kunde höra skillnaden mellan båda typer av komprimering.
3
Sammanfatning ... 2
1. Introduktion ... 5
2. Syfte ... 5
3. Bakgrund ... 5
3.1 Vad är en kompressor ... 6
3.1.1 Kompressorparametrar ... 7
Threshold ... 7
Ratio ... 7
Attack ... 7
Release... 7
Output gain/ makeup gain ... 7
3.2 Användningsområden ... 8
3.3 Digital emulering av klassiska kompressorer ... 8
3.3.1 Universal Audio Teletronix LA2A kompressor/limiter ... 8
3.3.2 Waves CLA-2A ... 9
3.3.3 Vad är det som krävs för att till exempel kunna emulera en studioklassiker som Universal Audio Teletronix kompressorn? ... 9
3.3.4 Black box approach ... 10
3.3.5 Circuit part-by-part approach ... 10
4. Metod ... 10
4.1 Ljudmaterial ... 10
4.2Utrustning... 11
4.3Signalens väg ... 11
4.4Bearbetning av stimuli ... 12
4.5Normalisering av stimuli ... 13
4.6Försökpersoner ... 14
4.7Proceduren ... 14
5. Resultat ... 14
6. Diskussion ... 16
4
7. Referenser ... 17
5
1. Introduktion
Kan oerfarna lyssnare höra skillnaden på ljudsignaler i mono som är processerad med en analog kompressor mot samma ljudfiler som är processerad med en digital emulering av samma kompressor?
Den största gruppen av musikkonsumenter består av oerfarna lyssnare och därför undersökte jag denna specifika grupp. Med oerfarna lyssnare menas att försökspersonerna icke är professionella inom ljud.
Med detta experiment undersökte jag om det fanns någon hörbar skillnad mellan analog komprimering jämte digital komprimering. Av den anledningen undersökte jag om oerfarna musikkonsumenter kan höra skillnaden mellan ljud som är komprimerad med en Universal Audio Teletronix LA2A kompressor, vilka är dyra, i jämförelse med ljud som är komprimerad med en emulerad variant, vilka är betydligt billigare.
Denna undersökning skulle kunna hjälpa musikstudios och mixningsingenjörer med att försöka uppnå
”analogt-ljud” utan att behöva spendera stora pengar. De skulle även spara utrymme i sina studios och kunna resa utan tunga processorer.
Idag finns ingen exakt emulering på marknaden och om man vill ha analogt ljud måste man ha en analog processor. Syftet med denna undersökning är följaktligen inte att man ska sluta använda analoga processorer om oerfarna lyssnare inte kan höra skillnaden. Syftet är istället att hjälpa
mixingenjörer eller musikstudios, utan stor budget, att komma så nära det analoga ljudet som möjligt om man inte har möjlighet att skaffa sig en analog processor.
2. Syfte
Syftet med denna uppsats var att undersöka om oerfarna lyssnare kan höra skillnad mellan ljud som är komprimerad med en analog kompressor mot samma ljudfiler som är komprimerad med en digital emulering av samma kompressor.Universal Audio Teletronix LA2A kompressor som är en analog enhet och Waves CLA-2A som är den emulerade varianten av samma kompressor ingick i testen för att kunna generera stimuli för jämförelse.
3. Bakgrund
Idag är det möjligt med digitala emuleringar att komma närmare det ”analoga ljudet” många letar efter, utan att ha analoga processorer som är svåra att hitta och som är dyra i inköp.
Plug-ins, som det också kallas för, försöker återskapa det analoga ljudet man får utifrån sådana processorer.
6 Användning av plug-ins skapar mer möjligheter till att exempel spara alla inställningar som pressets samt att använda samma plug-in i realtid på många kanaler i en mix etc. Plug-ins tar även bort några problem som man hittar på analoga processorer till exempel som brus och distorsion.
En av den största anledningen att emulera sådana apparater syftar till att bevara arvet av kretsar och deras speciella ”sound”, till kommande generationer vars komponenter såsom vakuumrör eller vintage transistorer börjar blir mer ovanliga.
Analogutrusning har använts i många år för att kunna minska dynamiken på inspelat material, men analogutrusning har också associerade problem som till exempel distorsion, brus och linjaritet av förstärkningsvariation kontra den pålagda signalen.
Citatet som följer under är i original form på engelska . Citatet översattes till svenska för att följa uppsatsens språk på svenska.
Digitalt är det möjligt att tillämpa alla tänkbara komprimering algoritm för en ljudsignal med vilken som helst önskad grad av (eller frånvaron av) distorsion, brus och eventuella önskade attack och decay egenskaper, begränsad endast av fördröjningen tillåtna genom enheten[1].
Ett av de största problemen som tillverkare av plug-ins har för att emulera analoga processorer är att analoga processorer har ett unikt ”sound”. Detta ”sound” varierar på de olika
processorerna av samma märke och modell. Därför måste mjukvarorföretag först hitta den rätta apparaten och sedan skaffa en emulering av den för att försöka uppnå det unika
”soundet” som apparaten har.Datorer som vi konsumenter har idag har svårt att exakt emulera dessa apparater. Detta beror på att det saknas mer datakraft för att kunna snabbt resolvera de komplexa algoritmerna i realtid. Många ljudtekniker föredrar det analoga komprimerade ljudet, kanske för att digital komprimering kan låta ointressant och platt trots att den enorma kontrollen över komprimeringsalgoritmerna.Företag lovar även att sina emuleringar låter lika bra som de analoga varianterna[1] [2] men frågan är; vad hör konsumenterna?
När man mixar musik brukar man använda kompression på många instrument. Därför är det perfekt att använda sig av sång, trummor och andra vanliga instrument man normalt hittar i en vanlig låt . Jag vill testa om musikkonsumenterna kan höra skillnaden på ljud som är
komprimerat analogt jämte digitalt.
3.1 Vad är en kompressor?
Både analoga och digitala kompressorer är ljudbearbetningsverktyg som används inom audio för att minska dynamiken i en ljudsignal, det vill säga för att ljudnivåmässigt trycka ihop ljudsignaler [3].
Kompressorer jobbar med att minska de starkaste delarna i en signal och förstärka de svagaste delarna. Resultatet är att skillnaden mellan de starka och svaga delarna minskas och därmed kan den
7 totala signalnivån ökas [4].
3.1.1 Kompressorparametrar
Kompressorer har olika parametrar som påverkar hur och hur mycket ljudet ska bli processerat. De vanligaste parametrar i en kompressor är:
Threshold
Med den här parametern väljer man på vilken dynamiknivå kompressorn ska arbeta på. Signalen över det inställda tröskelvärdet komprimeras.
Ratio
Ratio hjälper dig att välja hur hårt kompressorn ska pressa signalen som bearbetas. Signalen över det inställda tröskelvärdet komprimeras.Ratiovärde från 10 och över brukar kallas limit, det vill säga att allt ljud som går över threshold-nivån trycks ner.
Attack
Attackparametern hjälper dig att välja hur snabb kompressor ska börja komprimera ljudet som går över threshold-nivån.
Release
Release hjälper dig att välja hur snabbt kompressorn ska släppa upp komprimerad ljud som går under threshold-nivån. Det vill säga hur länge signalen ska komprimeras.
Output gain/makeup gain
Denna parameter hjälper dig att välja hur mycket kompressorn ska förstärka den komprimerade utsignalen [3].
Kompressorn som jag använder i testen är Teletronix LA2A. Både den analoga och den digitala varianten har bara två parametrar för att konfigurera den. Dessa är makeup gainsom låter dig förstärka den komprimerade signalen, detta påverkar inte kompressionen och Peak reduktiondär Peak reduktion kontrollerar mängden av signalkompression och tröskelvärdet . LA2A kompressorn har en förutbestämd ratio som påverkas av den inmatade signalnivån. Denna kompressor har en mycket snabb attacktid och en releasetid av cirka 0.06 sekunder för 50 % release, och 0.5 to 5 sekunder för komplett release, beroende på mängden av tidigare reduktion [
5]
.8
3.2 Användningsområden
Användning av kompressor hjälper dig att hålla en jämnare ljuddynamik och därmed få en
genomsnittlig högre ljudnivå[
4]
. Radio och tv-sändningar brukar använda kompressorer för att uppnå ljudkarakteristikerna som just nämndes, men en av de starkaste anledningar är att uppnå högre volym på ljud de sänder ut.Inom mixning och mastring av musik är kompressorer ett av de mest använda verktygen. Man kan använda dem som inserts (på ljudkanalerna) eller på groupchannels (ljudgrupper) och vid mixning av musik. Användning av kompressorer hjälper dig att få en jämnare ljudkaraktär och kan på så sätt ge musiken mer nöje och driv.Olika kompressorer ger olika typer av ljudkaraktärer och det är därför ljudingenjörer använder olika kompressorer till olika typer av instrument eller ljud.
Inom musik som behöver stor dynamik används kompressorer sparsamt.
3.3 Digital emulering av klassiska kompressorer
3.3.1 Universal Audio Teletronix LA2A kompressor/limiter
Universal audio Teletronix LA2A är en reproduktion av Teletronix LA2A. Denna kompressor började produceras i början av 1960- talet av företaget Teletronix som senare blev Babcock Electronics.
Universal Audio köpte produkträttigheter och namnet Teletronix året 1967. Det fanns tre olika variationer av LA2A kompressor vi denna tid. Produktionen av denna studiolegend lades ned året 1969.LA2A kompressorn erbjuder ”hand-wired” komponenter. Detta vill säga att varje komponent har blivit lött för hand till skillnad från en maskin.
Det finns ett element som bidrar stark till LA2A karakteristisk sätt att komprimera ljud, denna heter T4 och består av en elektro-luminescerande (EL)panel och en fotoelektrisk cell. Elpanelen är i huvudsak en ”night-light” ,dvs. desto större signal man skickar in i kompressorn desto starkare ljus genereras. Detta ljus skiner på den fotoelektriska cellen som är en ljuskänslig enhet och som ändrar sin resistans beroende på intensiteten hos ljuset som den utsätts. Desto starkare ljusen är, desto mindre motstånd fotocellen kommer att ha. Fotocellen används för att styra kretsen förstärkningen, en lägre resistans av fotocellen kommer att resultera till en lägre signalspänning vid utgången från kompressionen. LA2A kompressorn är enkel i sin design. Den har bara två parametrar som låter dig ställa in hur kompressorn ska jobba. I början LA2A var riktad till broadcastapplikationer men på grund av dess unika sound blev den snabbt en standard i studios över hela världen[
5]
.9
3.3.2 Waves CLA-2A
Waves CLA-2A är emulerad på en ”hand-wired”, rörbaserad kompressor som ursprungligen är producerad av Teletronix i början av 60-talet.Den analoga versionen från Teletronix använde en elektroluminiscenta optisk dämpare kallad ”T4” för ”gainreduction” . Till skillnad från andra maskiner tillför elektroluminiscenta kretsar inte distortion när den modifierar ljudet, dock gör rör det, därför att emulationen modellerar också denna distortion.Waves CLA-2A är en emulation av Cris Lord-Alge LA2A kompressor. Cris Lord-Alge är en Grammy vinnande ljudingenjör som i nästan 30 år har lyft framljudet av populärmusik. Cris Lord-Alge är känd för sina hårda mixar somexempelvis har
förändrat radions ljudlandskap och även för att har jobbat med stora musikstjärnor som Tina Turner, Rod Stewart, Celine Dion, Santana, James Brown och många andra.
Det finns många olika faktorer som bidrar till den unika ljudkaraktär som analog utrustning
producerar. Waves har emulerat noggrant alla karakteristikerna och beteenden av den ursprungliga hårdvaran. Waves CLA-2A modelleras på referensnivåer för -18 dBFS= +4 dBu, detta innebär att en -18 dBFS signal från DAW till maskinvaruenhet visas en mättning av 0 VU (+4 dBU)[
6]
.3.3.3 Vad är det som krävs för att till exempel kunna emulera en studioklassiker som Universal Audio Teletronix LA2A kompressorn?
Emulering av analog utrustning börjar bli vanligare nu förtiden. Datorkraft ökar och samtidigt
möjligheten att skapa plug-ins som påverkar ljud som analoga maskiner gör, men räcker datorns kraft för att göra den perfekta emulationen?
Anledningar som inspirerar plug-insutvecklare att emulera analog utrustning är kanske att sådant analogprocesserad ljud är mer eftersträvad av professionella i ljudvärlden för det speciella karaktärljudet man får när det har blivit bearbetad med sådan utrusning. Andra anledningar är kanske också att sådana verktyg är svåra att hitta och dyra i inköp för studios utan stora resurser. De tar inte stor plats i studion och för att det går att spara olika pressets och tid när man har en
mixsession. Man kan ta det bästa från maskinen och undvika dess dåliga sidor. Anledningarna är många.
Det finns två grundläggande vägar att gå för att kunna emulera analogutrusning i den digitala världen. ”Black box” approach och ”circuit part-by-part” approach. Många företag, som tillverkar
”plug-ins”, kombinerar ibland båda metoder för att kunna uppnå det bästa resultatet av emuleringen.
10
3.3.4 Black box approach
Denna metod består av att skicka en mängd statiska och växlande signaler in till hårdvaran som ska emuleras. Några av signalerna är simpla och andra är mer komplexa. Signalerna mäts innan och efter dehar passerat hårdvaran. I mätningen ingår också inputtilloutputegenskaper
förallafrontpanelensinställningar. Efter alla mätningar är klara och man har förstått hur hårdvaran funkar är det som sista steg att utvecklaDSP(DigitalSignalProcessor) koden som ska emulera den specifika hårdvaran.
3.3.5 Circuit part-by-part approach
Circuit part-by-part metoden består i att undersöka kretsschemat och modellera de olika
komponentblockerna för att generera en överförningsfunktion från ingångar till utgångar (detta kan göras med hjälp av datorprogram som finns för den typen av jobb). Denna matematiska funktion kan sedan användas för att skapa DSP rutiner som ska emulera den specifika hårdvaran.
Det är svårt att emulera analoga enheter. Många av dem, till exempel, analoga bandspelare,
rörförstärkare, analoga kompressorer och andra analoga processorer är maskiner som uppvisar icke- linjärt beteende, men ljudet som genererasav dessa olinjäriteter gör att analoga enheter är så eftersträvade av många inom ljudvärlden.
Att kunna skapa software som emulerar icke-linjärt beteende är ett hårt arbete för plug-
insutvecklare. Ju mer icke-linjär beteendet är, desto mer komplex och mer datakraftskrävande är processen[
2]
.4. Metod
Forskningen börjades med att välja stimulus som skulle användas i testen och efter det
komprimerades alla ljudfiler, både analogt och digitalt. Stegen efter det var att normalisera alla ljudfiler för att kunna använda dem i testen. Utan denna process skulle de olika ljudnivåerna mellan ljudfilerna påverka testen negativt.
Som sista steg realiserades ett lyssningstest för att undersöka om musikkonsumenter kan höra skillnaden mellan dessa olika typer av komprimeringar.Musikkonsumenternas grupp består av personer som inte jobbar med ljud på professionellt sätt och det är den gruppen musiken är riktad till. Det blir intressant att ta reda på om de hör skillnaden eller inte. Denna information kan visa om det finns någon hörbar skillnad mellan de analoga processorerna mot de digitala emulationerna.
4.1. Ljudmaterial
Mixingenjörer brukar komprimera musik ganska mycket. Det varieras med musikstil och smak. Sång och trummor är två av några typiska exempel på där man brukar använda mycket kompression i en
11 musikmix och av den anledningen valde jag några av den typen av stimuli.
Ljudet för testet var valt med tanke på det olika typer av instrument eller ljud man hittar på i en vanlig låt.
De valda stimuli för testet är sju stycken och innehåller två sångstycken, som var inspelat i en musikstudio. Piano, trummor, syntar, bas, och gitarr var programmerad i Cubase 6 med hjälp av en midi keyboard. Alla stimulis är i mono. Först var tanken att använda stimuli och stereo också men jag hade bara tillgång till en LA2A kompressor. Denna kompressor är i mono och därför var jag tvungen att använda bara stimuli i mono.
4.2. Utrustning
Cubase 6 DAW, programmet kördes på en Frostdator av modellen Snömachine mobile.
Datorn använder Windows 7 home premium edition som operativsystem.
MotuUltralite MK3 hybrid ljudkort.
SSL Duality mixerbord (analogt).
Univesal Audio Teletronix LA2A compressor (analog).
Waves CLA2A kompressor/ limiter (VST plugin).
AKG K-240 studio stereo hörlurar.
NuGen Audio VisLM-H metering mjukvara.
4.3. Signalens väg
Bilden 1 visar signalens flöde och det finns olika färger på pilarna (linjer) som visar hur ljudet har påverkats när det har passerat igenom dessa olika apparater.En D/A omvandling (digital till analog) sker på ljudet som kommer ut från ljudkortet. Den gröna linjen (1) visar detta ljud. Den blå linjen (2) visar ljudet som har passerat från mixerbordet och blivit påverkad av den. Den röda linjen (3) visar ljudet som har blivit komprimerad med den analoga kompressorn. Den röda linjen (4) och den blå linjen (5) som går ut från mixerbordet och kommer in i ljudkortet är det analogt komprimerade ljudet och ljud som har gått igenom mixerbordet. När ljudet kommer in i ljudkortet sker en A/D omvandling (analog till digital). Ljudet utan komprimering kommer att komprimeras med den digitala
kompressorn i Cubase 6. Den svarta linjen (6) visar att kommunikationen mellan datorn och ljudkortet sker via usb.
12 Bild 1. Bilden visar signalens flöde och hur ljudet har påverkats när det har passerat igenom
dessa olika apparater.
4.4. Bearbetning av stimuli
I början av processen är stimuli bara digitala ljud in i datorn. Stimuli som skickas för analog
komprimering blir först påverkad av D/A omvandling och sedan aven av A/D omvandling också. Detta händer inte på stimuli som komprimeras digitalt. För att kunna lösa problemet skickas stimuli som ska komprimeras digitalt till mixerbordet och sedan tillbaka till datorn för att båda signalvägarna ska bli så lika som möjligt.
Alla stimuli behandlades med hjälp av Cubase 6 som är ett DAW (digital audio workstation). Den analoga kompressorn som användes i testen är Universal Audio av modell Teletronix LA-2A och den emulerade varianten var Waves av modell CLA-2A.Stimuli som användes i testen var lika långa och komprimerades både på analogt och digitalt sätt med samma kompressionsinställningar på båda kompressorer.
För att vara säker att båda kompressorer fick samma in signalnivå eftersom detta påverkar ratio och därmed hur kompressor komprimerar ljudet [
5]
, skickades en sinuston på 1000.0 Hz in till den analoga kompressorn (detta för att få en konstant kompression och för att det ska vara lättare att kolla på kompressor mättaren hur mycket ljudet komprimeras). Kompressor peak reduktion parametern var inställd på 50.13 Det visade sig att man var tvungen att skicka 10 dB mindre till den digitala kompressorn för att uppnå samma kompressionsnivå. Stimuli komprimerades annorlunda från varandra, några komprimerades hårt och andra mjukt. Detta vill säga att några komprimerades med kompressorns
peakreduktionsparameter där vissa var inställd under 50 (mjukt) och andra över 50 (hårt).Efter att stimuli komprimerades, förkortades stimulis längd till 12 sekunder för att efter normalisering använda dem i testen.
Stimuli Peakreduktionsnivå
Sång 1 75
Sång 2 85
Synth 90
Bas 65
Piano 15
Trummor 48
gitarr 49
Tabell 1.Tabellen visar de olika stimuli och deras kompressionsnivå
4.5. Normalisering av stimuli
International Telecomunication union (ITU) och European Broadcasting Union (EBU) har några rekommendationer om hur ljudet ska normaliseras. Det är viktigt att följa dessa regler för att uppnå ett resultat från testet som är inte påverkat av olika ljudnivåer mellan stimuli.I EBU
Technicalrekommendation R 128 finns information om hur ska man mäta ljudet för normalisation.
Förutom den genomsnittliga ljudivån av ett ljudsignal Ebu rekommenderas att man också ska mäta
‘Loudness Range’ och ‘Maximum True Peak Level’. LU (loudnessunits) är en enhet som fastställdes av ITU året 2006. Denna enhet har blivit skapat för att vara som dB skalan men den liknar mer den mänskliga hörseln på grund av sin weighting och timescalemeasurement.
För normalisering av stimuli till testen användes Nugen Audio visLMloudness meter som uppfyller EBU R-128 rekommendationer, mätaren visar sina mätningar i LUFS, vilket är den LU skalan med sin referenspunkt i full skala, vilket kan jämföras med en dBFS mätare[7] [8].Stimulinivån justerades noggrant tills visLMloudness meter visades (-23 LUFS = 0.0 LU) som EBU rekommenderar[7]. Allt ljudmaterial mättes under hela deras längd, och alla stimuli hade 12 sekunders längd.
14
4.6. Försökspersoner
Det var 16 försökspersoner som deltog i testet. Försökspersonerna var oerfarna lyssnare men som lyssnar på musik några timmar per dag, nästan varje dag.Försökspersonerna som deltog i testenvar i åldern mellan 11 och 45 år. Den minderårige försökspersonen deltog i testet i samförstånd med dennes föräldrar.
4.7. Proceduren
I testen deltog sexton försökspersoner och de blev testade sju gånger.
För att undersöka om oerfarna lyssnare kan höra skillnad mellan ljud som är komprimerad med en analog kompressor jämte ljud som är komprimerad med en digital emulering av samma kompressor realiserades ett A-B-X lyssningstest.
Testen utfördes i ett rum där rummet hade inga märkbara störande ljud och hörlurar användes under hela testet för att undvika akustiska problem som kunde påverka lyssningen i rummet och på så sätt påverka undersökningen. Några träningssessioner gjordesinnan det gällande testet. Detta för att försökspersonerna skulle bli säkra på testprogrammet och utföra testen utan några problem[
9]
.Försökspersonerna lyssnade på tre ljud (ljud A som är komprimerad med den analoga kompressorn, ljud B som är komprimerad med den digitala emuleringen och ljud X) där ljud X är en kopia av ljud A eller ljud B. Försökspersonernas uppgift var att determinera om X-ljudet är ljud A eller ljud B.
Tiden som det tog för försökspersonerna att klara testet varierade från person till person. De fick bestämma själva hur länge de skulle sitta in i rummet för att göra testet klart. Försökspersonerna blev testade under samma omständigheter.ARL Step, som är ettdatorstyrtsystem förljudpresentation och subjektivbedömning avtal ellerljudkvalitet, användes för att kunna samla informationen som försökspersonerna genererade i testen. STEP slumpar stimulus varje gång man gör en ny testomgång.
5. Resultat
Syftet med denna undersökning var att visa om oerfarna lyssnare kan höra skillnad mellan ljudet som är processerad analogt mot samma ljudfiler som är processerad med en digital emulering av samma kompressor. ARL STEP användes under testen för att kunna samla in informationen som
försökspersonerna producerade. Datan från testen samlades in och analyserades statistisk med analysmetoden för binomialfördelning.
I en binomialfördelning finns det bara två möjliga utfall för ett experiment. Detta kan vara ja eller nej alternativt rätt eller fel, etc. Utfallen i en binomialsannolikhetsfördelning är ömsesidigt uteslutande, det vill säga, ett svar måste antingen vara ja eller nej. Det kan inte vara båda. Varje utfall har en fast sannolikhet och samma gäller från försök till försök.
15 Därför används det en viss typ av räkning för att komma till resultatet.Sannolikheten för ett lyckat utfall i ett försök är satt till 0.5 = ½ som är sannolikheten att lyckas i varje försök. Resultaten från binomialfördelningen visar att sannolikheten att få 72 eller fler rätt (0,1608 % ≈ 0.2 %) är mycket liten. Då kan vi även förkasta nollhypotesen (som innebär att det är slumpen och ingen effekt som orsakat resultaten) och istället påstå att det är en verklig effekt som gjorde att försökspersoner kunde höra skillnaden. Sammanfattningsvis kan man säga att sannolikheten att lyckas i varje enskilt försök är 0,5 medan sannolikheten att lyckas 72 eller fler gånger av 112 är ungefär 0.1608 % ≈ 0.2 %, givet att nollhypotesen (om ingen effekt) är sann.
Resultatet från undersökningen visade att försökspersonerna kunde höra skillnaden mellan båda typer av kompressioner. Den första tabellen visar hur många försökspersoner som deltog i testen, hur de svarade, antal försök och en total på denna information. Den andra tabellen visar att
sannolikheten för lyckat utfall i ett försök är satt till 0.5. Tabellen visar också binomiell och kumulativ sannolikhet.
Den kumulativa sannolikheten P(x < 72) visar attfå mindre än 72 rätt innebär att det är ungefär 99.8
% sannolikhet att resultatet är av verklig effekt och följaktligen inte kommer av slumpen.
Tabell 2.Tabellen visar hur många försökspersoner som deltog i testen, hur de svarade, antal försök och en total på denna information.
Försöksperson Rätt Fel Antal försök
1 7 0 7
2 5 2 7
3 5 2 7
4 5 2 7
5 3 4 7
6 2 5 7
7 5 2 7
8 5 2 7
9 3 4 7
10 5 2 7
11 5 2 7
12 3 4 7
13 5 2 7
14 6 1 7
15 3 4 7
16 5 2 7
TOTAL 16 72 40 112
16
Tabell 3:Tabellen visar binomiella och kumulativ sannolikhet.
6. Diskussion
Vid ett tidigt skede bestämde jag mig för att ta reda på om oerfarna lyssnare kan skilja på ljud som är komprimerat analogt jämte ljud som är komprimerad med en digital emulering av samma
kompressor. Frågan var hur jag skulle gå tillväga. Problemen som jag stötte på var att i början tänkte jag jobba med stimuli, både i mono och i stereo. Jag var tvungen, efter att har försökt skaffa en till kompressor att kunna komprimera i stereo, att välja bara stimuli i mono.
Under tiden av bearbetningen av stimuli var jag tvungen att skicka -10 dB signal till den digitala kompressorn för att kunna uppnå samma kompressionsnivå som på den analoga enheten. Detta kan bero på att Waves CLA-2A modelleras på referensnivåer för -18 dBFS= +4 dBu vilket innebär att en - 18 dBFS signal från DAW till maskinvaruenheten visar en mätning av 0 VU (+4 dBU), eller att det inte är en exakt emulation av den analoga enheten.
Efter mycket funderande frågade jag mig varför man är tvungen att skicka in 10 dB svagare signal till den digitala kompressorn för att kunna uppnå samma kompression, men kunde inte komma till svaret. Att skicka en signal till kompressorn som är 10 dB svagare resulterade att jag fick en svag signal efter kompressionen. Jag tänkte först skicka ljudet efter kompressionen till en grupp kanaler för att kunna vinna mer ljudnivå genom att använda grupp -kanalers gain Detta resulterade att jag fick ljud med mycket brus och i jämförelse med ljud som var komprimerat analogt vilket innebar att det var en stor skillnad mellan dessa. Denna stora skillnad kunde påverka testet negativt. Skillnaden mellan ljuden var så stora att försökspersonerna kunde svara rätt på alla stimuli i testet. För att undvika detta problem var jag tvungen att lämna idén att skicka ljudet till en grupp kanaler, och bestämma mig för att ändra på kompressorns gain parameter för att kunna vinna mer ljudnivå utan mycket brus. Detta påverkar inte ljudet eftersom man ändrar nivå på ljudet som redan är
komprimerad. Det är viktigt att observera att om man är tvungen att skicka en ljudsignal in till den digitala kompressorn, som är 10 db svagare, i jämförelse med den analoga enheten är man också tvungen att ändra gain parametern, vilket betyder att emulationen inte är exakt.
Ett till problem som uppstod vid användning av STEP mjukvaran var när jag först körde några pilottester för att kunna förstå hur mjukvaran funkar och på så sätt kunna berätta till
försökspersonerna om hur de ska använda mjukvaranvara under testen. STEP kunde slumpa stimulus under testen men problemet var att X ljudet var alltid en kopia av det analoga komprimerade ljudet.
Detta behöver inte påverka testen eftersom att STEP ändå kunde slumpa placeringen på A och B ljudet under varje försök.
P värdet 0.5
Binomial sannolikhet: P(x=72) 0.000761128848466793
Kumulativ sannolikhet: P(x < 72) 0.998391530024174
Kumulativ sannolikhet: P(x ≤ 72) 0.999152658872641
Kumulativ sannolikhet: P(x > 72) 0.000847341127358958
Kumulativ sannolikhet: P(x ≥ 72) 0.00160846997582598
17 Alla mätningar för att utföra testen gjordes noggrant för att undvika otrovärdiga resultat.
Lyssningstestet följer rekommendationerna för denna typ av test och resultatet visar det som man förväntade sig, man testar 2 olika apparater och de låter annorlunda.
Resultatet från testen visar att försökspersonerna kunde höra skillnad mellan ljuden. Vi måste tänka på att Waves CLA-2A är en emulation av en annan enhet, och inte enheten som jag komprimerade alla stimuli med. Detta betyder att ljudet från de olika kompressionerna kommer att låta lite annorlunda.
7. Referenser
[1] Kemp, Michael J. (2000).Analysis and Simulation of Analogue Dynamic Compressors and Limiters in the Digital Domain,AES Convention 109, 5185
[
2] Lambert, Mel (2012). Modellingplugins. Hämtad Mars, 2012, från
http://www.soundonsound.com/sos/aug10/articles/modelling-plugins.htm
[3] Nicklasson, Hans (2006). Jakten på det perfekta PA-ljudet, ISBN 91-631-8145-2, Sverige,HN Ljuddesign.
[
4] Zölzer,Udo (2002). DAFX Digital Audio Effects, ISBN-0471490784
, United States,Wiley.[
5] Universal Audio LA2A compressor/limiterUser Manual
[6] Waves CLA-2A User Guide
[
7] EBU Tech Document 3341 (2010). Loudness Metering: “EBU Mode” metering to
supplement loudness normalization in accordance with EBU R 128. EBU technical Document [
8] Begnert, Fabian, Ekman Håkan, Berg Jan (2011). Difference between the EBU R-128 meter recommendation and human subjective loudness perception, AES Convention 131, 8489
[
