Investigation of Personal Sound Zones by Use of Subarray Division
Authors
Köhne, Jonas Bredgaard ; Seindal, Mikkel Solhaug
Term
4. term
Education
Publication year
2020
Submitted on
2020-06-04
Pages
121
Abstract
Dette projekt undersøger, hvordan en linje af højttalere kan opdeles i mindre del-arrays, og hvordan det at slukke nogle højttalere kan øge kontrasten mellem to personlige lydzoner, selv når lyttepositionerne ikke er ideelle. Personlige lydzoner betyder, at forskellige lyttere i samme rum kan høre forskelligt indhold eller lydniveauer uden at genere hinanden. Her forstås kontrast som forskellen i lydniveau mellem den ønskede zone og den zone, hvor lyden skal dæmpes. Vi bruger weighted pressure matching (en kontrolalgoritme, der justerer højttalernes udstråling) med en højttalerlinje for at skabe sådanne zoner. Vi udvikler og anvender også Ray Space Edge Subdivision (RSES), en metode baseret på en ray-space-transform, der afgør, hvilke højttalere der bør slukkes for at øge kontrasten. Metoden blev først vurderet i simulationer og derefter testet i et målerum med en linje bestående af 39 højttalere. To sub-optimale opsætninger blev afprøvet med zonernes centre placeret relativt til højttalerliniens centrum: 1) (0,0.5) og (0,1.5) og 2) (0.25,1.5) og (−0.25,1.5). Frekvensområdet var 315–4000 Hz, bestemt af højttalerliniens dimensioner. Resultaterne viser, at den foreslåede metode øger kontrasten, men med en højere middelkvadratfejl (MSE). Ved de højere frekvenser giver RSES op til 12 dB forbedring (en decibel er et mål for lydniveau), mens der ikke ses forbedring ved de lavere frekvenser. Effekten afhænger dog meget af den konkrete opsætning. Uformelle lyttetests og spektrogrammer indikerer, at den øgede MSE skyldes små ændringer i amplitude.
This project examines how a line of loudspeakers can be divided into smaller sub‑arrays, and how turning off some speakers can increase the contrast between two personal sound zones, even when listener positions are not ideal. Personal sound zones let different listeners in the same room hear different content or levels without disturbing each other. Here, contrast means the difference in sound level between the target zone and the zone that should be quieter. We use weighted pressure matching (a control algorithm that adjusts the speakers’ output) with a line array to create these zones. We also develop and apply Ray Space Edge Subdivision (RSES), a method based on a ray‑space transform that decides which loudspeakers to switch off to boost contrast. The method was first assessed in simulations and then tested in a measurement room with a 39‑speaker line array. Two sub‑optimal layouts were tried, with zone centers placed relative to the array’s center: 1) (0,0.5) and (0,1.5), and 2) (0.25,1.5) and (−0.25,1.5). The frequency range was 315–4000 Hz, set by the array’s dimensions. Results show that the proposed method increases contrast but also raises the mean square error (MSE). At higher frequencies, RSES achieves up to a 12 dB improvement (decibels measure sound level), while no improvement is observed at lower frequencies. Performance is highly dependent on the specific setup. Informal listening tests and spectrograms indicate that the higher MSE arises from small amplitude changes.
[This abstract was generated with the help of AI]
Keywords
Documents