HRTF o porque oímos todos diferentes

[enos]

Eso no pretende en ningún caso ser un esbozo de artículo científico, ni mucho menos, pero quiero explicar y compartir lo que yo pude entender en relación con este tema, y como esto puede influir en nuestras valoraciones subjetivas de diferentes auriculares (aplicable también para altavoces).

HRTF es el acrónimo para Head Related Transfer Function, que representa de forma matemática el tipo de ecuación o transformación que aplica el conjunto de nuestro cuerpo (hombros, cabezas, orejas, etc...) a un sonido en el aire libre cuando este entra en nuestro canal auditivo para ser interpretado por nuestro cerebro. Más o menos.

Se escucha muy frecuentemente en los foros de audio que oímos todos de forma diferente, pero me quede con las ganas de saber realmente hasta que punto es eso cierto, ya que no suelo dar gato por liebre y ser de naturaleza curiosa. En efecto, esto es algo que despista a mucha gente que no llegan a entender porque un mismo auricular X puede presentar unos agudos insoportables para unos, y suaves y extendidos para otros. Bien, puede que parte de la respuesta este en esta famosa HRTF.

Creo que todos entendemos que la anatomía de cada persona es única, y que puede de alguna forma influir sobre nuestra percepción individual de los mismos sonidos externos. Pero de que diferencias estamos hablando aquí. Puede justificar estas diferencias anatómicas 5dB de diferencia en el volumen sonoro percibido por 2 personas diferentes un rango de frecuencia de 2khz a 6khz por ejemplo...

Como no encontraba ninguna información disponible por Internet sobre el asunto, acabe comprando un informe de la AES (me costó $20  ) sobre diseños de auriculares. Uno de los experimentos presentados en este informe trata un panel de 40 oyentes diferentes y representa sus HRTF individuales en determinadas condiciones muy controladas, explicadas en detalle en este papel. Si alguién me explica como subir un fichero .pdf aqui, lo compartire encantado.

El estudio pretende establecer modelos de referencia de respuesta en frecuencia para auriculares diseñados o bien para simular una respuesta en campo libre ¿? (Free Field) o bien en campo difuso (Diffuse Field). Las curvas ideales para ambas hipótesis de trabajo son muy diferentes en ambos casos y son obtenidas haciendo la media de las 40 respuestas diferentes para cada individuo.

Bien, pero no interesa tanto el modelo de referencia de respuesta en frecuencia resultante en si, sino observar las diferencias de HRTF que existen entre cada individuo para ambos criterios de diseño (Free Field o Diffuse Field).

La imagen de abajo representa a la izquierda las respuestas HRTF individuales y a la derecha, la media, con trazado más grueso, y en gris, la desviación estándar obtenida con estas 40 medidas. En nuestro caso, para auriculares normales (no IEM), debemos fijarnos en las curvas de la parte inferior de la imagen (open ear canal).

Podéis observar que en condiciones de campo libre (Free Field), la parte gris (desviación estándar) por encima de los 2Khz tiene una anchura que en algunas frecuencias supera facilmente los 10dB. En una distribución de Gauss, creo recordar que la desviación estándar representaba a unos 65% de la población analizada. Eso quiere decir en este caso concreto que 27 personas tienen su HRTF comprendidas dentro de esta franja gris. Esto es una desviación extremadamente significativa a nivel individual, con 10dB de diferencias en algunas frecuencias. Y esto ni siquiera teniendo en cuenta las 13 HRTF restantes, que presentaran desviaciones todavía superiores.

Otro punto muy interesante, es que por debajo de 2Khz, todos oímos lo mismo. O sea que el efecto de la HRTF se hace crítico solamente para las frecuencias altas. La hipótesis muy plausible planteada es que las frecuencias bajas están muy poco perturbadas por nuestra anatomía (atraviesan todo), mientras que las frecuencias más altas enseguida pueden ser alteradas por nuestro cuerpo y son más sensibles a nuestra anatomía individual.



Mismos resultados para condiciones en campo difuso. Aquí las diferencias son menores, pero la desviación estandar alcanza también los casi 10dB de amplitud en las frecuencias más altas.



Personalmente, esta lectura me ha servido mucho para abrirme los ojos sobre este tema tan controvertido, a saber si realmente existen diferencias de percepción significativas de los sonidos entre individuos. La respuesta parece ser que si, y además, muy significativas y suficientes para que las impresiones subjetivas de un mismo auricular sean muy diferentes entre 2 personas. Al final, sera verdad que la única forma de saber si algo no gusta o no, es probarlo un mismo en su propio sistema.

Eso, o que no haya entendido nada a este estudio, que también puede ser.

[JAD]

Interesante enos. La verdad es que sí, al final es aventurarse a probar todo por nuestra cuenta.

"Otro punto muy interesante, es que por debajo de 2Khz, todos oímos lo mismo"

Esto me ha llamado la atención también, más bien por el tema de las cajas acústicas que me van a venir del viejo oeste. No sé si era exactamente así pero creo recordar que el woofer pasa al tweeter exactamente en la franja de 2 kHz y que éste se puede atenuar a través de diferentes valores de resistencias que les pongas, ya que no tiene crossover y lo único que hay es un condensador y resistencia en el circuito del tweeter. El woofer es directo sin crossover.

Así podré atenuar o no el tweeter a mi antojo donde me guste o me mida más plano el barrido de frecuencias con el medidor SPL.

Saludos.

[Dimante]

Interesantísimo port, Enos, y cojonudamente bien expuesto.
Hay que considerar que estas diferencias no tienen en cuenta el gusto subjetivo de cada individuo, con lo que nuestras diferencias de apreciación pueden ser todavía mayores a los objetivamente posibles 10 db de diferencia...
Como para confiar en nuestras interpretaciónes...

Un saludo.

[Eferbel]

Muchas gracias enos por compartir con nosotros esta información.

Desde luego esto podría explicar nuestras diferentes formas de percibir un mismo auricular. ¿Sabes si el modelo HRTF tiene también en cuenta nuestras perdidas auditivas y la edad o solo nuestra morfología?

Me parece muy interesante que por debajo de 2Khz estas diferencia entre individuos se minimiza. Aunque gran parte de los graves se oyen con el oido otra parte se sienten en el propio cuerpo. Las personas sordas son capaces de sentir e incluso bailar al ritmo de la música situandose cerca del cono de graves con un cierto volumen.

[enos]

OK, intento dejar un link para descargar el archivo .pdf original. Decidme si funciona:

Entiendo que el PDF que dejas en Megaupload está protegido por derechos de autor, por lo que lo he eliminado. Esto no está permitido por las normas del foro, si estoy equivocado y el fichero es de libre distribución, enos avísame y o edita tu mismo el post para añadir de nuevo el link

Como bien dice Dimante, estas diferencias son independientes de nuestras preferencias subjetivas, especialmente en la zona de las frecuencias bajas...

Eferbel, creo que solo tiene en cuenta nuestra anatomía. El modelo esta descrito con bastante detalles en el .pdf.

[enos]

Vaya, creo que tienes toda la razón Picodeloro por lo que es mejor eliminar el link.