search query: @keyword perception / total: 15
reference: 10 / 15
« previous | next »
Author:Korhola, Henri
Title:Perceptual Study of Loudspeaker Crossover Filters
Publication type:Master's thesis
Publication year:2008
Pages:viii + 81 s. + [10]      Language:   eng
Department/School:Signaalinkäsittelyn ja akustiikan laitos
Main subject:Akustiikka ja äänenkäsittelytekniikka   (S-89)
Supervisor:Karjalainen, Matti
Instructor:Karjalainen, Matti
Electronic version URL: http://urn.fi/urn:nbn:fi:tkk-011933
OEVS:
Electronic archive copy is available via Aalto Thesis Database.
Instructions

Reading digital theses in the closed network of the Aalto University Harald Herlin Learning Centre

In the closed network of Learning Centre you can read digital and digitized theses not available in the open network.

The Learning Centre contact details and opening hours: https://learningcentre.aalto.fi/en/harald-herlin-learning-centre/

You can read theses on the Learning Centre customer computers, which are available on all floors.

Logging on to the customer computers

  • Aalto University staff members log on to the customer computer using the Aalto username and password.
  • Other customers log on using a shared username and password.

Opening a thesis

  • On the desktop of the customer computers, you will find an icon titled:

    Aalto Thesis Database

  • Click on the icon to search for and open the thesis you are looking for from Aaltodoc database. You can find the thesis file by clicking the link on the OEV or OEVS field.

Reading the thesis

  • You can either print the thesis or read it on the customer computer screen.
  • You cannot save the thesis file on a flash drive or email it.
  • You cannot copy text or images from the file.
  • You cannot edit the file.

Printing the thesis

  • You can print the thesis for your personal study or research use.
  • Aalto University students and staff members may print black-and-white prints on the PrintingPoint devices when using the computer with personal Aalto username and password. Color printing is possible using the printer u90203-psc3, which is located near the customer service. Color printing is subject to a charge to Aalto University students and staff members.
  • Other customers can use the printer u90203-psc3. All printing is subject to a charge to non-University members.
Location:P1 Ark TKK  2979   | Archive
Keywords:DSP
digital audio
crossover filters
FIR
psychoacoustics
perception
phase distortion
group delay
digitaalinen suodatus
digitaaliaudio
monitiekaiutin
jakosuodin
psykoakustiikka
ryhmäviivepoikkeama
vaihevirhe
Abstract (eng):Digital signal processing offers interesting possibilities in audio reproduction.
Crossover filtering in a multi-way loudspeaker is possible to implement digitally in a way that is not possible with analog filters.
In spite of many publications on the topic, there exists few perceptual studies of digital crossover filters.

This Master's thesis presents an introduction to the theory of analog and digital filtering, practical solutions of analog and digital crossover filters and discusses the differences among them.
Later in the thesis, a perceptual study is conducted with two digital crossover filters: digital linear-phase FIR crossover filter and a digital implementation of the analog, so called Linkwitz-Riley crossover filter.
The experiment was carried out as a listening experiment using both headphone simulation and a real loudspeaker in a listening room.
The main goal of the study was to find out the Just Noticeable Difference (JND) limits for phase errors caused by the crossover filters with different sound samples.

The results of the listening experiment were analysed with auditory correlates of group delay distortion (phase errors) and smoothed third-octave spectrum (magnitude error).
These correlates explain the results of the listening tests to some extent, but with high-order linear-phase FIR crossover filters, correlation seemed not to always exist.
Thus auditory analysis that was based on the function of hearing was used for analysis.
It seemed to show qualitatively the reasons for perceived phase errors.

It was discovered that high-order, linear-phase FIR crossover filters offer apparently "ideal" properties in magnitude and phase reproduction for crossover filters, but they cause clearly audible degradations as "ringing" in the audio samples, when the flight-time difference between low- and highpass outputs is not zero.
The crossover frequency between low- and highpass bands being 3 kHz, it was noticed on the grounds of the listening experiments that filter orders above 600 produce audible errors with linear-phase FIR crossover filters.
Abstract (fin):Digitaalinen suodatus tarjoaa kiinnostavia mahdollisuuksia äänentoistossa.
Monitiekaiuttimien jakosuotimien digitaalinen toteutus on mahdollista suodinratkaisuilla, jotka eivät analogisissa suotimissa ole mahdollisia.
Digitaalijakosuotimista on julkaistu monia artikkeleita, mutta havaintotutkimukset ovat harvassa.

Diplomityössä on esitelty analogisen ja digitaalisen suodatuksen teoriaa, käytännön ratkaisuja, sekä pohdittu eroja menetelmien välillä.
Työssä on myöhemmin tutkittu monitiekaiuttimien digitaalisten jakosuodinten ominaisuuksia kahdella eri jakosuodintyypillä: digitaalisella lineaarivaiheisella FIR-jakosuotimella sekä niin kutsutun Linkwitz-Riley analogisen jakosuotimen digitaalisella toteutuksella.
Tutkimus suoritettiin havaintotutkimuksena kuuntelukokeiden avulla sekä kuulokesimulaationa että oikealla kaiuttimella kuunteluhuoneessa.
Tavoitteena oli selvittää jakosuotimien aiheuttamien vaihevirheiden havaittavuutta ja niiden havaintokynnyksiä eri ääninäytteillä.

Tuloksia analysoitiin auditoristen korrelaattien, ryhmäviivepoikkeaman (vaihevirhe) ja pehmennetyn terssikaistaspektrin (magnitudivirhe) avulla.
Nämä korrelaatit selittävät havaittuja ilmiöitä tiettyyn pisteeseen asti, mutta lineaarivaiheisten FIR-jakosuotimien tapauksessa korrelaatiota ei aina esiintynyt.
Tämän vuoksi tutkimuksen loppuvaiheessa tuloksia analysoitiin kuulon toimintaan perustuvan auditorisen analyysin avulla, mikä selittää ilmiöt kvalitatiivisesti.

Tutkimuksen perusteella havaittiin, että korkean asteen lineaarivaiheiset FIR-jakosuotimet tarjoavat näennäisesti "ideaaliset" jakosuotimen ominaisuudet sekä vaihe- että magnituditoiston osalta, mutta aiheuttavat selvästi kuultavia häiriötä ("soimista") ääninäytteisiin, kun aikaero matalien ja korkeiden taajuuksien kaiutinelementtien välillä ei ole nolla.
Matalien ja korkeiden taajuuksien kaistojen jakotaajuuden ollessa 3 kHz havaittiin, että yli 600 asteen lineaarivaiheiset FIR-jakosuotimet näyttävät aiheuttavan selkeitä häiriötä ääneen sekä kuulokesimulaatioiden että oikean kaiutinkokeen perusteella.
ED:2008-09-16
INSSI record number: 36232
+ add basket
« previous | next »
INSSI