Música en streaming para personas con discapacidad auditiva: una exploración de los desafíos

Publicado originalmente en Accord en octubre de 2022

Por Ian O’Brien PhD MAudSA(CCP),
Audiólogo investigador, Audeara
Torno principal, Orquesta Sinfónica de Queensland

La música y su lugar en la vida

La música es una parte importante de la vida de muchas personas, tengan o no inclinaciones musicales. Para algunos es una expresión de su identidad o parte de su comunicación. Para otros, es una mejora del estilo de vida, una forma de conectarse con sus seres queridos o recordarlos, o simplemente puede usarse para mejorar el estado de ánimo o para recordar. La música también es fundamental para un envejecimiento positivo, especialmente en lo que respecta a la autoestima y la conexión social¹.

El impacto de la pérdida auditiva en el disfrute de la música está bien documentado: algunos estudios han encontrado que alrededor de la mitad de las personas con pérdida auditiva informan efectos en su disfrute de la música², y esto se convierte en una cuestión más importante. problema a medida que las personas envejecen³.

Una parte importante de nuestro papel como especialistas en audición y comunicación es garantizar que nuestros clientes disfruten de un compromiso positivo continuo con la música. Este artículo analizará los desafíos de diseño actuales de la reproducción de música y medios grabados (no en vivo) en dispositivos de escucha personales, enfoques para la personalización de estas señales para personas con discapacidad auditiva y comparará el rendimiento de los tres principales. tipos de dispositivos.

Música ‘calidad’

Hay muchos desafíos asociados con la reproducción de música en general. Cuando se trata de nuestra música favorita, sabemos lo que nos gusta y tendemos a ser quisquillosos con lo que escuchamos. Nuestros oídos, deteriorados o no, entrenados o no, están bien sintonizados con las distorsiones o artefactos en la señal, a menudo descritos en términos de "calidad" del sonido. Pero ¿qué se entiende por “calidad” en este contexto? La mayor parte de la literatura publicada tiende a centrarse en el rango dinámico y el equilibrio espectral.

Rango dinámico

En comparación con las señales de voz y música en vivo, los medios grabados suelen tener un rango dinámico más pequeño, particularmente con los lanzamientos recientes de música pop. Sin embargo, una mayor reducción o alteración de este rango dinámico está estrechamente asociada con una pérdida percibida en la calidad de la música tanto por parte de oyentes capacitados como no capacitados⁴.

Equilibrio espectral

Hay mucha discusión sobre la respuesta espectral "ideal" en auriculares y audífonos. Si bien es claramente una cuestión altamente subjetiva, la investigación de Harman International ha demostrado que la edad, el género y la experiencia auditiva son factores importantes, particularmente en las áreas de graves y frecuencias muy altas. Las curvas de respuesta objetivo de Harman (basadas en la imitación de la respuesta de los altavoces en una sala semidifusiva) son hoy en día un punto de partida en toda la industria para muchos fabricantes de auriculares y audífonos de alta fidelidad. Se ha demostrado que una desviación excesiva de estas "curvas ideales" afecta negativamente la "calidad" del audio percibida⁵.

Personalización de señales musicales

Los oyentes con problemas de audición comparten una intolerancia similar a los cambios en el rango dinámico y el equilibrio espectral de las señales musicales que aquellos con oídos sanos. Se ha demostrado que la aplicación de algoritmos orientados al habla con rango dinámico comprimido o incluso semicomprimido afecta la percepción de la calidad de la música y es mucho menos preferido que el procesamiento lineal por parte de oyentes con discapacidad auditiva⁵. Si bien el procesamiento no lineal es obviamente un requisito para algunas pérdidas auditivas, es necesaria una aplicación cuidadosa para evitar "aplastar" la señal musical. En términos reales, esto resulta en una pérdida de claridad y equilibrio del instrumento, especialmente considerando que la mayor parte de la música pop actual se ubica casi por completo en los 15-20 dB superiores del rango 'dBFS' ('escala completa').

Espectralmente, debido al crecimiento no lineal del volumen en los oídos con problemas, se deben tomar decisiones sobre los niveles de escucha supuestos y el peso de la amplificación en varias partes del espectro. Además de esto, un audiograma típico (250-8000 Hz) cubre un rango de cinco octavas que comienza en una 'do media' (ligeramente aguda) en el piano, lo que lleva a una extrapolación de más de tres octavas de bajo audible y aproximadamente una octava por encima de 8. kHz asociado con el brillo, la claridad y el 'aire'⁶. Si bien es cierto que hay algunos oyentes que tienen poca audición funcional en las frecuencias muy altas, también hay muchos con pérdida auditiva que se benefician enormemente de la amplificación por encima de 8 kHz. De manera similar, las suposiciones incorrectas sobre la capacidad auditiva de bajas frecuencias pueden resultar en una amplificación excesiva o insuficiente en esta región, lo que resulta en señales “turbias” o “delgadas”, respectivamente.

Opciones de dispositivos auditivos

Los dispositivos personales más comunes para grabar música y medios son auriculares, audífonos y, cada vez más, audífonos con capacidad de transmisión. La delimitación funcional entre audífonos y audífonos inalámbricos se ha desdibujado, y cada uno hace fuertes incursiones en el dominio del otro, ya sea para escuchar el habla en situaciones ruidosas, controlar el tinnitus, transmitir música o usar el teléfono. Los auriculares también están ampliando sus capacidades, con los últimos modelos con cancelación de ruido que incluyen "pass-through" como estándar.

Auriculares

Los auriculares de botón actuales pueden tener una excelente reproducción de sonido, cancelación de ruido, funcionalidad de teléfono e incluso un paso "personalizado" similar a un audífono⁷. Si bien es conveniente, quizás su principal inconveniente sea la comodidad y el factor de forma. El requisito de inserción y oclusión del canal auditivo para una respuesta de graves efectiva significa que los usuarios con canales auditivos pequeños o de forma inusual o a quienes no les gusta algo en su canal auditivo durante períodos prolongados pueden tener dificultades para encontrar una solución utilizable.

Auriculares

Muchos usuarios prefieren que su audio se transmita mediante auriculares supraaurales o supraaurales, ya sea por conveniencia, comodidad o ambas cosas. Un auricular bien diseñado se coloca cómodamente en los oídos con poca fuerza de sujeción, lo que los hace adecuados para períodos de escucha más prolongados. Los avances en la cancelación activa de ruido pueden proporcionar un alto aislamiento con muy poca oclusión y los grandes controladores "dinámicos" de estos dispositivos garantizan mucha potencia y claridad de graves, incluso en modelos "abiertos".

Audífonos

La mayoría de los fabricantes de audífonos actuales ofrecen dispositivos con transmisión de música y medios. Si bien es muy conveniente para quienes tienen pérdida auditiva, las restricciones y limitaciones del diseño fundamental de los audífonos pueden causar desafíos al escuchar estas señales. Esto incluye una respuesta de graves deficiente con dispositivos abiertos y ventilados y un procesamiento de rango dinámico no lineal pronunciado. Además, el necesario enfoque de los audífonos en las señales de voz en vivo puede dejar desatendidos tanto los contenidos de graves como los de muy alta frecuencia. Si bien varios fabricantes han tratado de abordar estos problemas mediante innovación mecánica⁸ o mediante el diseño de algoritmos⁹, las soluciones definitivas parecen difíciles de alcanzar hasta la fecha.

Los audífonos actuales también están limitados debido al controlador de armadura equilibrada único utilizado en los receptores más comunes. Aunque son capaces de reproducir el espectro completo, los altavoces individuales pueden tener dificultades para reproducir fielmente todo el espectro audible de forma simultánea. Es por esta razón que la mayoría de los fabricantes de monitores internos utilizan múltiples controladores, y a menudo afirman que los graves "limpios" y las respuestas de alta frecuencia claras requieren controladores dedicados sintonizados en diferentes partes del espectro¹⁰.

Comparación de dispositivos

A modo de ilustrar estos puntos, las Figuras 2 y 3 comparan las respuestas del rango espectral y dinámico a las señales de prueba transmitidas por Bluetooth de un popular modelo reciente de audífonos, audífonos y audífonos de tres marcas de alto perfil. Estas pruebas se realizaron en un simulador de cabeza y torso KEMAR equipado con pabellones auriculares antropomórficos GRAS, acoplado a un analizador acústico Acoustic Precision.

La Figura 2 muestra la respuesta espectral de los tres dispositivos. Los auriculares se adhirieron principalmente a las curvas de respuesta de Harman por debajo de 6 kHz con subgraves pronunciados (por debajo de 60 Hz), pero potenciaron las frecuencias muy altas siguiendo de cerca una respuesta típica de "campo libre"¹³, lo que dio como resultado una respuesta clara y clara. Sonido espacioso en comparación con otros dispositivos. El auricular mostró unos graves menos pronunciados y una fuerte caída por encima de los 8 kHz, careciendo de potencia y plenitud. El audífono cayó abruptamente por encima de los 6 kHz, lo que afectó la claridad y el brillo, mientras que un sesgo entre 60 y 250 Hz combinado con una caída entre 500 y 1500 Hz impartió confusión y falta de presencia.

Figura 2. Respuestas espectrales de varios dispositivos a la señal de prueba sinusoidal barrida transmitida a través de Bluetooth (normalizada a 500 Hz)

Desde una perspectiva de entrada/salida (Figura 3), mientras que los auriculares y los audífonos eran lineales (entrada = salida), el audífono aplicó una fuerte compresión de entrada a alrededor de -10 dBFS (independientemente del nivel de escucha seleccionado por el usuario). Esto resulta en una pérdida de separación y equilibrio entre instrumentos en una parte muy importante del rango dinámico de la música grabada.

Figura 3. Respuestas de entrada/salida de varios dispositivos a una señal de prueba sinusoidal escalonada transmitida a través de Bluetooth

Hay muchos audífonos, audífonos y audífonos en el mercado y una amplia gama de enfoques para el procesamiento de rango espectral y dinámico. Los resultados anteriores representan una muestra muy limitada y tienen solo fines ilustrativos.

Conclusión

Si bien se han logrado grandes avances en la distribución de música y medios a través de audífonos, todavía quedan desafíos por superar para brindar una verdadera experiencia de alta fidelidad a todos los usuarios. Los auriculares se están desarrollando rápidamente, pero aún enfrentan limitaciones de diseño físicas y mecánicas. Por ahora, los auriculares siguen proporcionando constantemente una experiencia auditiva personal cómoda y de alta calidad. Los oyentes con discapacidad auditiva se están beneficiando enormemente de una comprensión más profunda del diseño de algoritmos para mejorar la música combinado con la nueva tecnología disponible para adaptar los auriculares a los perfiles de audición.

En Audeara, nuestros auriculares Bluetooth se pueden adaptar al perfil audiométrico del usuario a través de nuestro software AudAssist Desktop (solo disponible para médicos) o mediante nuestra aplicación móvil para consumidores. Continuamente estamos realizando actividades de I+D. D para mejorar nuestros innovadores algoritmos de personalización y parámetros de adaptación para garantizar que todos los oyentes reciban el sonido de la más alta calidad para su música y medios transmitidos, independientemente de su perfil auditivo.

Este es un espacio cada vez más competitivo, lo cual es una gran noticia para el consumidor, y los médicos deben estar atentos a este mercado en rápido movimiento en nombre de sus clientes.

Referencias

1. Hays, T. (2005). Bienestar en la vejez a través de la música. Revista de Australasia sobre el envejecimiento, 24 (1), 28–32. http://doi.org/10.1111/j.1741-6612.2005.00059.x
2. Puerro, M., Molis, M., Kubli, L., & Tufts, JB (2008). Disfrute de la música por parte de oyentes mayores con discapacidad auditiva. Revista de la Academia Estadounidense de Audiología, 19(6), 519–526. http://doi.org/10.3766/jaaa.19.6.7
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5. Oliva, S. (2022). La percepción y medición de la calidad del sonido de los auriculares: ¿qué prefieren los oyentes? Acústica hoy, 18 (1), 58–67. http://doi.org/10.1121/AT.2022.18.1.58
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9. Brændgaard, M. (2021). El desarrollo detrás de Oticon MyMusic. (Documento técnico). https://www.oticon.com.au/professionals/audiology-and-technology/technologies/research
10. Pro.Meeaudio.com (2022). ¿Los mejores monitores internos son los que tienen más controladores? Obtenido el 25 de septiembre de 2022 de https://pro.meeaudio.com/
11. Sin tonterías. (2021). Una inmersión profunda en las curvas de Harman. Headphonesty.com. Obtenido el 25 de septiembre de 2022 de https://www.headphonesty. es/2020/04/harman-target-curves-part-3/