kukodatred_heiko_a_beyer_diplomarbeit_2003

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Diplomarbeit im Fachbereich Ton
Hochschule für Film und Fernsehen „Konrad Wolf“
HEIKO A. BEYER
„Der Einfluss von verlustbehafteten Datenreduktionsverfahren
auf die Raum- und Richtungswahrnehmung
bei kopfbezogen stereofonen Audiosignalen“
Vorgelegt von: Heiko A. Beyer
Matrikelnummer: 3568
Potsdam am: 3.September 2003
Betreuer: Professor Ingo Kock
2. Gutachter: Robert Gräf
BEYER, HEIKO A.:
„Der Einfluß von verlustbehafteten Datenreduktionsverfahren auf die Raum- und
Richtungswahrnehmung von kopfbezogen stereofonen Audiosignalen“
Hochschule für Film und Fernsehen „Konrad Wolf" Potsdam,
Diplomarbeit im Fachbereich Ton,
2003
Danksagung
An dieser Stelle möchte ich mich bei allen Menschen bedanken, die mich bei dieser Arbeit
und während des Studiums unterstützt haben.
Besonderer Dank geht an:
Daniela, für Geduld, Aufmunterung, Zuspruch und Gespräche;
Helga und Ulrich Beyer, für die Unterstützung in jeder Hinsicht während meines Studiums;
Professor Ingo Kock, für die effektive Diplombetreuung;
Robert Gräf, für die Tätigkeit als 2.Gutachter;
Debora Bigalk, für die Einblicke in die Wirren der Statistik;
Jens Ahrend, für ‚Statistik für Dummies‘
Peter Weigel, für die stets hilfreichen Hände zur richtigen Zeit;
Uwe Kemter, für den Austausch bezüglich Datenreduktionsverfahren;
Matthias Schurz, für Hörbeispiel Nr.7 „Miserere mei, Deus“
Tilo Feinermann, für die gemeinsamen Musikaufnahmen;
Uwe Krämer (SRT); für meine Kunstkopfbegeisterung;
Helmut Lamparter (IRT), für die hilfreichen Hinweise zu Hörversuchen;
Georg Neumann Berlin insbesondere Sabine Petzholtz, für das Kunstkopfmikrofon;
Beyerdynamic besonders Thomas Baier, für das Sponsoring-Angebot;
Knut Andreas & Collegium musicum, für die Einspielung von Hörbeispiel Nr.9 „Respighi“;
Ilka, für das Korrekturlesen
Und natürlich an alle ‚Versuchspersonen‘.
INHALTSVERZEICHNIS
Inhaltsverzeichnis
Inhaltsverzeichnis _________________________________________ 4
1. Einführung ____________________________________________ 6
1.1.
Datenreduktion von digitalen Audiosignalen ______________________________ 8
1.2.
Kopfbezogene Stereofonie __________________________________________ 14
2. Konzeption des Hörversuchs ____________________________ 24
2.1.
Entwicklung der Untersuchungsmethode _______________________________ 26
2.2.
Auswahl der Hörbeispiele ___________________________________________ 31
2.3.
Auswahl der Datenreduktionsverfahren ________________________________ 41
2.4.
Die Gestaltung des Fragebogens _____________________________________ 46
2.5.
Codierung des Audiomaterials _______________________________________ 52
3. Durchführung des Hörversuchs__________________________ 58
3.1.
Ablauf der Hörversuche ____________________________________________ 59
3.2.
Die akustischen Bedingungen des Hörversuchs__________________________ 60
4. Ergebnisse des Hörversuchs ____________________________ 64
4.1.
Begriffsbildung und Abkürzungen _____________________________________ 64
4.2.
Gliederung der Auswertung _________________________________________ 65
4.3.
Regeln für die Auswertung der Daten __________________________________ 68
4.4.
Ergebnisse des Mantelbogens _______________________________________ 71
4.5.
Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.1 „Metronom“ ___________________________ 74
INHALTSVERZEICHNIS
4.6.
Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.2 „Auto“________________________________ 81
4.7.
Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.3 „Frösche“ _____________________________ 89
4.8.
Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.4 “Marianne“ ___________________________ 101
4.9.
Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.6 „Gebet“ _____________________________ 109
4.10. Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.7 „Miserere“ ___________________________ 115
4.11. Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr. 8 „Volleyball“ __________________________ 123
4.12. Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr. 9 „Respighi“ ___________________________ 129
4.13. Gesamtergebnisse _______________________________________________ 135
4.14. Ergebnisse zur Beurteilung der Versuchsbedingungen ___________________ 143
5. Resümee ____________________________________________ 144
6. Anhang _____________________________________________ 146
6.1.
Der Fragebogen zum Hörversuch____________________________________ 146
6.2.
Abbildungsverzeichnis ____________________________________________ 167
6.3.
Literaturverzeichnis ______________________________________________ 170
6.4.
Tabellenverzeichnis ______________________________________________ 182
6.5.
Die CD-ROM ___________________________________________________ 183
1.1 - EINFÜHRUNG - Datenreduktion von digitalen Audiosignalen
6
1. Einführung
Datenreduktionsverfahren gehören heute zu den Standardwerkzeugen der professionellen
Tonstudiotechnik in Hörfunk, Fernsehen und Film. Auch für die HiFi-Industrie sind sie
unverzichtbar.
Mit den verlustlosen Datenreduktionsverfahren kann abhängig vom Programmmaterial eine
Datenkompressionsrate1 von etwa 1:3,5 erreicht werden. 2 Für höhere, Programmmaterial
unabhängige
Datenreduktionsraten
werden
in
der
Regel
wahrnehmungsbezogene3
verlustbehaftete Datenreduktionsverfahren verwendet.
Diese sind Grundlage für verschiedene Aufnahme- und Wiedergabegeräte in der
Unterhaltungselektronik beispielsweise Minidisc, DVD-Geräte oder MP3-Player. Auch für
Transfer oder Streaming von Audio- und Videodateien über Computernetzwerke,
beispielsweise für Dateiaustausch über das Internet sind solche Verfahren unverzichtbar, denn
„Unglücklicherweise hat das Internet immer noch Kapazitätsengpässe, was bedeutet, dass die
Bitrate bei Verwendung eines 28.8 kBit/s Modems gegenüber der Compact Disc um etwa den
Faktor 50
reduziert
werden
muss.
Dies bedeutet,
dass
äußerst
leistungsfähige
Kompressionsverfahren zur Echtzeitübertragung im Internet notwendig sind.“ 4
Auch für die Möglichkeit des Vorhörens in digitalisierten Schallarchiven sind sie
Voraussetzung. „Es ist offensichtlich, dass bei den zu verwaltenden Speichervolumina im
Terra- und Petabyte-Bereich ein schneller [...] direkter und zugleich einfacher Zugriff auf das
HiRes-Material [...] noch nicht kostengünstig realisierbar ist. Aus diesem Grund werden
häufig neben den eigentlichen HiRes-Archiven „kleinere“ Audio-Browsing-Lösungen
1
Die Datenkompressions- bzw. Datenreduktionsrate ist ein relatives Maß für die Kompressions- bzw. Reduktionseffizienz.
Sie drückt das Verhältnis zwischen der Datenmenge des Originalsignals und der Datenmenge des datenreduzierten Signals
aus. „The ratio between the source data rate and the channel data rate is called the compression factor. The term coding
gain is also used.“
WATKINSON 2002, S.157.
Für die Kompressionsrate „C“ gilt:
C = 100(1 −
compressed _ size
) [%].
original _ size
2
Vgl. CELLIER, CHENIER, ROSSI O.J., S.17, „Fig. 20) Compression ratio for various categories of audio material based on
SQAM sections“.
3
Im Prinzip ist eine Verkleinerung der Quantisierungsauflösung (z.B. von 16 Bit auf 8 Bit) oder der Abtastrate (z.B. von
44.1 kHz auf 11 kHz) eines digitales Tonsignals ebenfalls eine verlustbehaftete Datenreduktion, daher hier die Ergänzung
„wahrnehmungsbezogen“.
4
ZIEGLMEIER O.J., S.1.
7
aufgebaut, die den Anwendern einen sehr schnellen Zugriff auf die Archivinhalte ermöglichen
– wohlgemerkt in geringerer „Low-Resolution-Qualität“ (LoRes).“5
Die Wahrnehmbarkeit von Veränderungen bei verlustbehafteter Datenreduktion gegenüber
dem Original steht im Brennpunkt des Interesses der Forschung und ist Diskussionsthema
sowohl bei professionellen Audioanwendern als auch bei Laien.
Aus diesem Grund sind zahlreiche Hörversuche durchgeführt worden, in denen verschiedene
Datenreduktionsverfahren miteinander oder mit dem Original verglichen und beurteilt
werden.
Allerdings sind die Datenreduktionsverfahren für raumbezogen-stereofone Audiosignale
getestet, kopfbezogen-stereofone Audiosignale bleiben bislang unberücksichtigt.6
Es stellt sich die Frage, in wie weit die speziellen Eigenschaften von kunstkopfstereofonen
Signalen bei einer verlustbehafteten Datenreduktion erhalten bleiben oder sich bezüglich der
Raum- und Richtungswahrnehmung Abweichungen ergeben.
Zielsetzung
In dieser Arbeit werden die Auswirkungen verlustbehafteter Datenreduktionsverfahren auf die
Raum- und Richtungswahrnehmung von kopfbezogen stereofonen Audiosignalen untersucht.
Zum einen sollen die Veränderungen gegenüber dem Originalsignal für die einzelnen
verlustbehafteten Datenreduktionsverfahren quantitativ beschrieben werden, d.h. das Ausmaß
der Veränderung soll erfasst werden. Zum anderen sollen die Veränderungen auch qualitativ
dahingehend untersucht werden, welche Abweichung in der Richtung sich gegenüber dem
Original für den Hörereignisort ergibt und wie sich der Raumeindruck durch die
Datenreduktion verändert.
Wenn
möglich,
soll
eine
Empfehlung
abgegeben
werden,
bei
welchem
Datenreduktionsverfahren die Besonderheiten kopfbezogen stereofoner Audiosignale am
besten erhalten bleiben, wobei die unterschiedlichen Programminhalte wie Musik, Sprache,
Atmosphären, Hörspiel etc berücksichtigt werden sollen.
5
6
APPEL, SPIKOWSI 2002, S.1.
In den Publikationen zu solchen Hörversuchen wird bei der Auflistung der verwendeten Audiobeispiele nicht explizit
angegeben, dass es sich um raumbezogen-stereofones Audiomaterial handelt. Allerdings impliziert eine Interpretation der
Versuchsumgebung diesen Schluss, denn zumeist wird über Lautsprecher abgehört. Zumal kopfbezogen stereofones
Audiomaterial aufgrund seiner geringen Verbreitung in der Regel entsprechend gekennzeichnet wird und eine solche
Kennzeichnung in der Darstellung der Hörversuche fehlt.
8
1.1. Datenreduktion von digitalen Audiosignalen
Die technische Qualität bei der analogen Schallübertragung hängt unmittelbar von dem ab,
was mit der heutigen Terminologie als „Hardware“ bezeichnet wird. Das verwendete Material
bei Tonband und Schallplatte, die mechanische Qualität des Schallplattenspielers7 oder
Tonbandgerätes, die Güte der Halbleiter bzw. Röhren sowie Bandgeschwindigkeit und
Spurbreite8 sind Faktoren von denen die Audioqualität bei analoger Schallübertragung
abhängig ist. In der digitalen Schallübertragung9 ist Audioqualität zunächst abhängig von der
Abtastrate und der Quantisierungsauflösung.
Die zentrale Bedeutung dieser Faktoren für die Theorie und Praxis der digitalen
Schallübertragung wird bereits 1948 von Claude Elwood Shannon in „A Mathematical Theory
of Communication“10 beschrieben. Nach Shannon benötigt man zur Übermittlung einer
kontinuierlichen Nachricht nicht unbedingt eine kontinuierliche Übertragung. Vielmehr wird
eine Nachricht auch dann korrekt übertragen, wenn man in genügend kleinen Zeitabständen
genügend genaue Momentanwerte der Originalnachricht ermittelt und überträgt. Beim
Nachrichtenempfänger lässt sich dann aus den Momentanwerten die kontinuierliche
Nachricht rekonstruieren.11 Mit dieser Theorie legt Shannon den Grundstein für die digitale
Nachrichtenübertragung, die nunmehr insbesondere in der Audiotechnik die analoge
Übertragung in vielen Bereichen abgelöst hat. Die „genügend kleinen Zeitabstände“ sind als
Abtastrate, die „genügend genauen Momentanwerte“ als Anzahl der Quantisierungsstufen
bekannt.
7
8
Vgl. DICKREITER 1987 S.63ff und S.67ff.
Vgl. DICKREITER 1987 S.8-26.
9
Genauer: Für die pulsmodulierte Übertragung mittels Puls-Code-Modulation, Puls-Dauer-Modulation, Puls-Phasen-
Modulation.
10
Veröffentlicht in: „The Bell System Technical Journal, Vol. 27“, Seite 379–423, bzw. Seite 623–656, Juli/Oktober 1948.
Vgl. SHANNON 1948, S.1.
11
Vgl. SHANNON 1948, S.7ff.
9
Die Notwendigkeit von Datenreduktion für Audiodaten
Die Abtastrate und die Quantisierungsauflösung und Kanalanzahl bestimmen als Faktoren den
anfallenden Datenstrom. Für die (theoretische) Datenrate gilt stark vereinfacht folgende
Gleichung:
Abtastrate[ kHz ] ⋅ Quantisierungsauflösung[ Bit ] ⋅ Anz.Übertragunskanäle[o. E.] = Datenrate[ kBit / s ]
Die Audio-Compactdisc, im folgenden „CD", ist durch ihre weite Verbreitung ein anerkannter
Qualitätsstandard für diskrete Audiodatenträger; ihr (Audio-)Datenstrom errechnet sich wie
folgt:12
44,1kHz ⋅ 16 Bit ⋅ 2 = 1411, 2kBit ⋅ s
−1
Das Interesse die Datenrate gegenüber einer CD oder eines anderen linear13 codierten
digitalen Mediums deutlich zu reduzieren, hat im wesentlichen folgende Gründe:
•
Ein Übertragungskanal bietet für die Echtzeitübertragung14 eines linear codierten
Audiosignals nicht die erforderliche Bandbreite.
•
Audiodateien sollen durch einen Übertragungskanal in einer möglichst geringen
Zeitspanne übertragen werden. Die Zeit, die zum Download einer Audiodatei benötigt
wird, reduziert sich auf einen Bruchteil bei der Verwendung einer Datenreduktion wie
MP3 gegenüber einem Download des gleichen Audiomaterials mit linearer Codierung.
•
Die Speicherkapazität eines Datenträgers reicht nicht aus, um die gewünschte
Audioinformation linear codiert zu speichern. So stand bei der Entwicklung der Minidisc
im Vordergrund, die Abmessungen für das Abspielgerät so gering zu halten, dass sich ein
12
Der hier errechnete Wert für die Datenrate einer CD ist eher theoretischer Natur, da für die Speicherung und Wiedergabe
auf bzw. von einer CD die Audiodaten durch Steuerdaten ergänzt werden muss. Ferner werden die Audiodaten nicht in
chronologischer Reihenfolge, sondern in Blöcke aufgeteilt und verschachtelt aufgezeichnet bzw. wiedergegeben. Der
tatsächliche Informationsfluss liegt bei etwa 4 MBit/s.
Vgl. WEBERS 1999, S.574ff.
13
„Unter linearen Übertragungssystemen versteht man solche Systeme, deren einzelne Übertragungsglieder [...] ein von der
Ausgangsamplitude unabhängiges konstantes Übertragungsverhältnis [...] besitzen, [...].“
WEBERS 1999, S.42.
14
Z.B. Streaming-Audio in Computernetzwerken und Audioübertragung via ISDN oder für DAB.
10
Minidisc-Player im Gegensatz zum transportablen CD-Wiedergabegerät in der
Hosentasche tragen lässt.
•
Ein bestehendes Datenträgerformat soll bei Abwärtskompatibilität zusätzlich zu den
analogen Audiodaten um digitale Audiodaten erweitert werden: Beispielsweise werden für
Dolby-Digital15 dem analogen Lichtton zwischen den Perforationslöchern die sechs
digitalen Tonkanäle hinzugefügt. Da die verfügbare Fläche durch das bestehende
Filmformat begrenzt ist, muss die Datenmenge der digitalen Toninformation reduziert
werden.
•
Auf einem Datenträger mit audiovisuellem Inhalt muss der Speicherplatz zwischen
Audio- und Videodaten aufgeteilt werden, wobei die Videodaten bei adäquater Qualität
erheblich mehr Speicherplatz benötigen. Zusätzlich muss sich der Audio-Stream den
praktisch möglichen Datenfluss von 4,5 MBit/s16 mit dem Video-Stream teilen. Deshalb
ist für die Audioinformationen bei einer DVD-Video eine Datenreduktion erforderlich. 17
Die verschiedenen Ansätze zur Datenreduktion
In der Computer- und Informationstechnik ist Datenreduktion weit verbreitet, da Speicherund Übertragungskapazität stets kostbare Güter waren. Die Datenmenge einer Computerdatei
lässt sich durch geschickte Codierung der Binärinformation reduzieren ohne den Inhalt zu
verändern; redundante Daten werden entfernt, irrelevante Daten bleiben erhalten. Man spricht
hier von einer Redundanzreduktion oder Datenkompression18, da die Daten – bildlich
gesprochen – „auf engerem Raum zusammengedrückt werden“.
15
Dolby-Digital verwendet das datenreduzierte Audioformat AC-3 mit 320 kBit/s.
Vgl. HENLE 2001, S.102.
16
Laut DVD-Spezifikation beträgt der maximale Datenfluss für Audio und Video zusammen 9,8 MBit/s, wovon der Audio-
Stream maximal 6,144 MBit/s betragen darf.
ELLERS O.J., S.8.
17
Bei der DVD-Video liegt in der Regel ein AC-3-codierter Ausdiostream vor, dessen Datenrate mit 448 kBit/s um etwa
40% höher liegt als beim Dolby-Digital-Lichtton.
Vgl.HENLE 2001, S.102.
18
Für die Bezeichnungen „Datenreduktion“ und „Datenkompression“ ist aus verschiedenen Quellen keine einheitliche
Definition beziehungsweise Abgrenzung gegeneinander erkennbar. Reduktion entspricht zwar lateinisch „Zurückführung“,
steht aber im deutschen auch für „Verminderung“, wohingegen „Kompression“ „Verdichtung“ bedeutet. (Vgl. BROCKHAUS
2002) Im folgenden wird der Begriff „Datenreduktion“ für die verlustbehafteten, „Datenkompression“ für die verlustlosen
Datenreduktionsverfahren verwendet.
11
Bezogen auf die auditive Wahrnehmung, die ja am Ende einer Übertragungskette als
Empfänger von Audioinformationen steht, sind in einem komplexen Audiosignal neben den
codierungsbedingt eventuell vorhandenen redundanten Informationen auch irrelevante
Informationen enthalten. Als irrelevant werden all jene Information bezeichnet, welche die
auditive Wahrnehmung entweder nicht empfangen werden, oder die zwar empfangen aber
nicht ausgewertet werden. Nicht empfangen werden zum Beispiel Informationen, die einen zu
geringen Schalldruckpegel haben oder außerhalb des hörbaren Frequenzbereiches liegen. Für
wenig komplexe Schallsignale, wie beispielsweise für einen einzelnen Sinuston, ist die
Wahrnehmbarkeit des menschlichen Gehörs mit der Hörschwelle, einer Funktion, die jeder
Frequenz den Pegel der unteren hörbaren Grenze zuordnet, recht genau beschrieben. 19 Für
komplexe Audiosignale, zum Beispiel das Zusammenspiel von mehreren Musikinstrumenten,
insbesondere wenn ein Schlagzeug stark impulshaltige Töne hinzufügt, werden aufgrund
psychoakustischer Phänomene deutlich mehr Informationen irrelevant.20
Verlustbehaftete Datenreduktion für Audiodaten versucht die irrelevanten Informationen
wegzulassen, man spricht hier folglich von einer Irrelevanzreduktion. 21 Die verschiedenen
Datenreduktionsverfahren für Audiodaten sind für die Unterscheidung von irrelevanten,
redundanten, nicht relevanten und relevanten Informationen auf psychoakustische Modelle
angewiesen.
Die Ergebnisse der verschiedenen Datenreduktionsverfahren sind unterschiedlich, denn sie
hängen von Komplexität und Genauigkeit der verwendeten Modelle ab. Weiterhin ist die
auditive Wahrnehmung jedes Menschen individuell unterschiedlich.22
Grundsätzlich steigt die Wahrscheinlichkeit dass relevante Daten für irrelevant gehalten und
weggelassen werden mit der Erhöhung des Kompressionsfaktors.
19
20
21
22
Vgl. ZWICKER, FASTL 1999, S.19 ff.
Vgl. ZWICKER, FASTL 1999, S.62 ff.
Vgl. ZANDER 2000, S.23.
Vgl. ZWICKER, FASTL 1999, S.20 f.
12
Verlustbehaftete Datenreduktionsverfahren für Breitbandaudiosignale
Da die Erforschung der Psychoakustik des Menschen in weiten Teilen auf empirische
Untersuchungen angewiesen ist, werden die meisten psychoakustischen Phänomene durch
Modelle beschrieben. Die wichtigsten Modelle für wahrnehmungsbezogene Datenreduktion
sind:
•
Ruhehörschwelle
Die Ruhehörschwelle beschreibt die untere auditive Wahrnehmungsgrenze für Einzeltöne
in Abhängigkeit vom Schalldruck. Dabei wird jeder Frequenz ein gerade noch
wahrnehmbarer Schalldruck zugeordnet, der als Mittelwert aus empirischen
Untersuchungen hervorgeht.23
•
Simultanverdeckung
Die Simultanverdeckung beschreibt die Zusammenhänge für die Wahrnehmbarkeit von
zwei oder mehreren gleichzeitig erklingenden Tönen oder Geräuschen. Diese
Zusammenhänge sind sehr komplex, da die Simultanverdeckung von den Eigenschaften
jedes einzelnen Ton bzw. jedes Geräusches abhängt, insbesondere von Frequenz,
Schalldruckpegel und Dauer.24
•
Vor- und Nachverdeckungseffekt
Die zeitlichen Verdeckungseffekte beschreiben die Zusammenhänge für die
Wahrnehmbarkeit aufeinander folgender Töne oder Geräusche. Dabei wird die
Nachverdeckung durch die mechanischen Eigenschaften des Ohres, besonders der
Basilarmembran erklärt, die Vorverdeckung durch die zeitlich nicht lineare Auswertung
akustischer Reize durch die menschliche Wahrnehmung. 25
•
Frequenzabhängige Lautstärkeempfindung
Schallschwingungen mit gleichem Schalldruck aber unterschiedlicher Frequenz werden
unterschiedlich laut empfunden. 26
Die Tabelle 1 zeigt eine Auswahl an wahrnehmungsbezogenen Datenreduktionsverfahren für
zweikanaliges Breitband-Audio.
23
24
25
26
Vgl. ZWICKER, FASTL 1999, S.19ff.
Vgl. ZWICKER, FASTL 1999, S.79ff.
Vgl. ZWICKER, FASTL 1999, S.82f.
Vgl. ZANDER 2000, S.24.
Verfahren
Bedeutung
Spezifikation durch:
27
AC-3
ATRAC
MP3
MP3pro
MPEG2/4-AAC
MPEG2/4-Advanced Audio Coding
[kBit/s]:
28
Dolby Laboratories
Audio Coding Algorithm no.3
Adaptive Transforming Acoustic
Coding
Trivialname für MPEG1-Layer 3;
Motion Pictures Expert Group
13
32-640
29
Sony
292
Fraunhofer Institut für
integrierte Schaltungen
Codingtechnologies
32-320
bis ca.128
ISO/IEC 13818-7 1997
8-512
Besonderheiten:
primär für 5.1-Audiosignale
hardwarebasiert
31
33
30
32
verwendet SBR
Übertragungsformat DVB-T;
34
verwendet TNS , bis 48
35
MUSICAM
Masking Pattern adapted Universal
Sub-Band Coding and Multiplexing
36
Institut für
Rundfunktechnik (IRT)
37
32-384
Kanäle
entspricht MPEG1-Layer2
38
Format für DAB ,
unempfindlich bez.
Kaskadierung
Ogg-Vorbis
OggVorbis, Xiph
Real-Audio
Progressive Networks ,
Real Networks
32-256
41
5-96
40
42
39
Modulares Dateiformat,
auch für Mehrkanalstereofonie
besondere Codierverfahren
„CELP„ für Sprache bei sehr
niedrigen Bitraten
TwinVQ bzw.VQF Transform-domain Weighted
Interleave Vector Quantization
WMA
NTT Human Interface
44
Windows Media Audio
45
43
in MPEG-4 implementiert
46
Laboratories , Yamaha
Microsoft
digitale Rechteverwaltung
Tabelle 1: Verlustbehaftete Datenreduktionsverfahren für Breitband-Audio
27
28
29
30
Vgl. DOLBY (HRSG.) 2000, S.159.
Vgl. VERNON 1995, S.1 sowie HENLE 2001, S.101.
Vgl. LIU, CHANG 1999, S.12.
Das kürzlich erschienene Datenformat ATRAC 3, ist softwarebasiert. In dieser Arbeit bezieht sich die Bezeichnung
„ATRAC“ stets auf die hardwarebasierte Version ATRAC 1.
31
32
33
Ab etwa einer Datenrate von 128kBit/s scheint MP3pro die SBR-Technologie nicht mehr einzusetzen.
Spectral Band Replication (Vgl. KUNZ O.J., S.3ff)
Die Angaben der möglichen Datenrate bei MPEG2/4-AAC sind in der Literatur nicht einheitlich. Ehret, Dietz, Kunz
nennen 8-128 kBit/s (vgl. EHRET, DIETZ KUNZ O.J., S.6), der PsyTel AAC-Encoder erlaubt Bitraten bis 512 kBit/s.
34
Temporal Noise Shaping.
Vgl. WATKINSON 2001, S.210f.
35
36
37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
Vgl. WATKINSON 2001 S.195.
Vgl. NOLL 1999, S.8.
Vgl. ZIEGELMEIER, STOLL 2001, S.1ff.
„Nominelle“ Bitrate, d.h. die Bitrate verändert sich dynamisch innerhalb beim Encodieren festzulegender Grenzen.
Vgl. STOLL, KOZAMERNIK 2000, S.3.
Vgl. WISCHNER 1999, S.180.
Vgl. THIMET O.J., S.9.
Vgl. REPPLINGER o.J., S.1.
V
gl. STOLL, KOZAMERNIK 2000, S.21.
Vgl. REPPLINGER o.J., S.1.
1.2 - EINFÜHRUNG - Kopfbezogene Stereofonie
14
Aus diesen Datenreduktionsverfahren wird eine Auswahl zu treffen sein, welche der
Verfahren im Rahmen dieser Arbeit für eine Untersuchung zu berücksichtigen sind.
1.2. Kopfbezogene Stereofonie
„ (...) kopfbezogene Stereophonie, die eine richtungs- und entfernungstreue Übertragung von
Schallereignissen ermöglicht, beruht auf der möglichst fehlerfreien Wiedergabe der vom
Originalschallfeld hervorgerufenen Ohrsignale.“47
Bei kopfbezogener Stereofonie48 werden Schallsignale mit einem Kunstkopf- oder einem
Originalkopfmikrofon aufgezeichnet und über einen geeigneten Kopfhörer wiedergegeben.
Kopfbezogene Stereofonie gehört zu den gemischtstereofonen Verfahren, das heißt, es
werden sowohl Intensitätsunterschiede als auch Laufzeitunterschiede übertragen. Ferner ist
das Kunstkopf- bzw. Originalkopfmikrofon ein Trennkörpermikrofon, da ein zwischen den
beiden Mikrofonkapseln befindlicher Trennkörper – hier in Form eines menschlichen Kopfes
– richtungsabhängige Veränderungen im Amplitudenfrequenzgang hervorruft. Diese sollen
beim Kunstkopf möglichst genau den kopfbezogenen Übertragungsfunktionen (HRTF49) des
natürlichen Hörens entsprechen.
Die Geschichte der Kunstkopfstereofonie
Die frühen Ansätze zur Kunstkopfstereofone, zunächst 1886 zur Weltausstellung und 1939
von de Boer und Vermeulen, blieben zunächst erfolglos. 1969 wurde dann von Plenge, Kürer
und Wilkens das Kunstkopfmikrofon konstruiert, welches ab 1973 industriell hergestellt
wurde.50
„Das Modell Neumann KU 80 nach Kürer/Plenge/Wilkens wurde ursprünglich für
Forschungszwecke entwickelt und erlebte seine öffentliche Vorstellung während der
47
48
KOHNEMANN, GENUIT o.J., S.1.
In der Literatur werden bis die Begriffe „Kunstkopfstereofonie“ und „kopfbezogene Stereofonie“ häufig als Synonyme
verwendet. Mit dem Erscheinen der „Originalkopfmikrofone“ bietet sich die Trennung der
Begriffe
an:
„Kunstkopfstereofonie“ wird im Folgenden ausschließlich verwendet, wenn ein Kunstkopfmikrofon als Schallwandler
angenommen wird, „kopfbezogene Stereofonie“ bezieht sich sowohl auf Aufnahmen unter Verwendung eines Kunstkopfes
oder eines Ersatz-/Originalkopfmikrofons.
49
HRTF ist die Abkürzung des englischen Begriffes „Head Related Transfer Function“. Diese Abkürzung ist für den
deutschsprachigen Raum eingeführt und wird im Folgenden stets Verwendung finden.
Vgl. BLAUERT 1974 S50ff.
50
Vgl. HEAD-ACOUSTICS (HRSG.) 2001, S.1.
15
Funkausstellung 1973 in Berlin.“51 Schnell erkannten auch die Hörspielschaffenden das
gestalterische Potenzial dieses Systems, das einen ganz neuen Ansatz verfolgte:
„Wir haben nicht die Schallquellen in sein (des Hörers) Zimmer geholt, wir haben seine
Ohren in den Aufnahmeraum gebracht“52
Ulrich Gerhard, zu Beginn der 1970er Jahre leitender Regisseur beim RIAS nennt vor allem
zwei dramaturgische Möglichkeiten von kopfbezogener Stereofonie:
„1. das fiktive Hörbild, 2. die Reportage und die Dokumentation.“53
Besonderheiten kopfbezogen stereofoner Audiosignale
Da die durch die HRTFs hervorgerufenen richtungsabhängigen Klangverfärbungen gemäß
dem Assoziationsmodell nach Theile einen wesentlichen Teil der ortsbestimmenden
Merkmale eines binauralen Schallsignals ausmachen, 54 wird eine durch die Datenreduktion
hervorgerufene
Änderung
des
Amplitudenfrequenzganges
Auswirkungen
auf
die
Richtungswahrnehmung und die Empfindung des Raumes haben.
Ferner
sind
für
die
Richtungslokalisation
beim
binauralen55
Hören
interaurale
56 ! " 57
Für den Fall einer Veränderung der interauralen Laufzeitunterschiede durch die
Datenreduktion kann also eine Beeinträchtigung der Richtungswahrnehmung erwartet
werden.
Bekannte Probleme der kopfbezogenen Stereofonie
Trotz der kontinuierlichen Weiterentwicklung der Kunstkopfmikrofone sind einige Probleme
der kopfbezogenen Stereofonie bis heute nicht oder nur unzureichend gelöst.
51
52
53
54
55
STEICKARDT O.J. S.2.
RIAS Express-Aktuelle Information 1973; zitiert nach http://www.hoerspiel.com/lexikon/kunstk.htm (20.8.2003, 10:06).
GERHARD, HATNER, PLATTE O.J., S.1.
Vgl. DICKREITER 1987, S.136ff.
Binaurales Hören meint hier sowohl das sogenannte „natürliche Hören“ als auch das Hören kopfbezogen stereofoner
Audiosignale über Kopfhörer.
56
Die Untergrenze der gerade wahrnehmbaren interauralen Laufzeitunterschiede ist individuell unterschiedlich. Der hier
# $ % & % & ' & $ & )
( & * + , - $ . / 0 1 & $ + 1 2 * 3 4 5 + & + 6 # 7 & 8 9 3 + + & : 6 & * + 7 3 & 1 ' & ; üglicher Untersuchungen und bezieht sich auf Frequenzen
unter 1,5 kHz.
Vgl. ZWICKER, FASTL 1999, S.293.
57
Ein bedeutendes Problem für die kopfbezogene Stereofonie
16
ist
die sogenannte
„Vorne/Hinten-Vertauschung“ . Vorne/Hinten-Vertauschung bedeutet, dass Schallereignisse
im vorderen Bereich hinten wahrgenommen werden. 58 Die Ursache dieses Problems liegt
weniger in Mängeln der kopfbezogen stereofonen Übertragung, sondern in der verknüpften
Auswertung von auditiven und visuellen Reizen. 59 Aufgrund der sehr ähnlichen
ortsbezogenen akustischen Codierung eines Schallsignals vorn und hinten wird häufig ein
Schallereignis vorn als Hörereignis hinten wahrgenommen, wenn die visuelle Bestätigung des
auditiven Ortes fehlt.
Ein weiteres Problem ist, dass sich bei Wiedergabe über Kopfhörer die wahrgenommene
akustische Umgebung bei Kopfbewegungen mitbewegt. Da die spontanen Kopfbewegungen
für die Richtungswahrnehmung sehr bedeutsam sind60 kann dieses Mitbewegen für Hörer mit
wenig Erfahrung bezüglich kopfbezogener Stereofonie sehr irritierend sein.
Anwendungsbereiche von kopfbezogener Stereofonie
Das Kunstkopfmikrofon ist wie kein anderes Hauptmikrofonsystem in der Lage, die Raumund Richtungsabbildung bestimmenden Parameter des natürlichen Hörens, also der
unmittelbaren Schallrezeption, zu übertragen. Damit eignet es sich besonders für folgende
Anwendungen:
•
Musikaufzeichnungen, besonders Konzertmitschnitte und Live-Übertragungen sowie
Aufnahmen in akustisch sehr komplexen Räumen, z.B. in Kirchen
•
Hörspiel/Featureproduktionen
•
Dokumentation von Tierstimmen und Naturbildern, von Konferenzen, Theater und
Opernaufführungen
•
Dokumentation und Beurteilung einer elektroakustischen Übertragungsanlage in Räumen
oder auch in Fahrzeugen (Kommunikationsanlagen, Autolautsprecher) sowie der
Hörsamkeit von Räumen wie z.B. Konzertsälen und Sprachverständlichkeitsmessungen
•
Dokumentation und Beurteilung der Belästigung durch Lärm in der Industrie, am
Arbeitsplatz und im Verkehr
58
59
60
Vgl. PLATTE O.J., S2ff.
Vgl. BLAUERT 1974, S.155ff.
Vgl. MACKENSEN, REICHENAUER, THEILE O.J., S.2ff.
•
17
Messung von (offenen) Kopfhörern61
Der Kunstkopf im Hörspiel
Für Hörspiele wird Kunstkopfstereofonie besonders in den Genres Originalton und
Sprachexperiment verwendet, deutlich weniger für Science Fiction, Hörspiel-Theorie und
Audio-Art. In den übrigen Genres62 findet es selten (weniger als 1%) Verwendung. Siehe dazu
Abbildung 1.
%-Anteil Hörspiele in Kunstkopfstereofonie nach Hörspielgenres
3,9%
Originalton
3,5%
Sprachexperiment
Science Fiction
1,6%
Hörspiel-Theorie
1,4%
Audio Art
Sonstige
1,4%
0,7%
63
Abbildung 1 Relativer Anteil von Hörspielen in Kunstkopfstereofonie an den Hörspielgenres
Die Popularität, die Kunstkopfstereofonie in den 1970er bis 1980er Jahre hatte, hat in den
letzten Jahren deutlich nachgelassen. Heute sind Aufnahmen in Kunstkopfstereofonie auf dem
kommerziellen Markt ein Nischenprodukt.
61
62
Vgl. NEUMANN (HRSG.) 1992a, S.4.
Die übrigen Genres sind: Komödie, Krimi, Märchen, Fantasy, Pseudo-Biografie, Dokumentation, Monolog, Lyrik,
Kinderhörspiel, Unterhaltung, Pop-Hörspiel (in Abbildung 1 zusammengefasst als „Sonstige“).
63
Die Daten entstammen der Hörspieldatenbank http://www.hoerdat.in-berlin.de/ (19.8.2003 19:30). In dieser Datenbank
sind ca. 24.000 Hörspiele katalogisiert.
18
Die Abbildung 2 zeigt die Anzahl von Hörspielen in Kunstkopfstereofonie seit der
Einführung im Jahre 1973 für den deutschsprachigen Raum. Das Diagramm verdeutlicht, dass
die Zahl der Hörspiele in Kunstkopfstereofonie seit etwa 1985 sinkt.
Absolute Anzahl der Hörspiele in Kunstkopfstereofonie
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
1973
1978
1983
1988
1993
1998
Jahr
64
Abbildung 2: Anzahl der Hörspiele in Kunstkopfstereofonie seit 1973
Für das abnehmende Interesses an kunstkopfstereofonen Tonträgern und Sendungen werden
folgende Ursachen für maßgeblich gehalten:
Kopfbezogene Stereofonie wird mit einem Kopfhörer angehört. Seit der Einführung des
Walkmans in den 1980er Jahren hat sich der Kopfhörer besonders als mobile
Abhöreinrichtung etabliert. Die für diese Geräte in der Regel verwendeten Kopfhörer sind
aufgrund ihrer Bauform und vergleichsweise schlechten Audioqualität nicht für die
Wiedergabe von kopfbezogener Stereofonie geeignet. Auch würde wohl das hohe
Umgebungsgeräusch während eines Einkaufsbummels oder beim Joggen ohnehin den Genuss
eines Kunstkopfhörspiels erschweren. Die These „Wäre der Walkmann einige Jahre früher
auf den Markt gekommen, hätte sich die Kunstkopftechnik längerfristig durchgesetzt“65, muss
unter diesen Gesichtspunkten sehr fragwürdig erscheinen.
Das Hören von Medien wird mehr und mehr zur Nebenbeschäftigung.66 Diesen Trend belegt
die Tatsache, dass zunehmend die großen für den Gebrauch in der eigenen Wohnung
vorgesehenen Kopfhörer anstelle des Kabels mit einer drahtlose Übertragungsstrecke
ausgestattet sind. Diese erlaubt beispielsweise während des Hörens Hausarbeiten zu
verrichten.
64
65
66
Die Daten entstammen der Hörspieldatenbank http://www.hoerdat.in-berlin.de/ (19.8.2003 19:30).
ULRICH GERHARD, zitiert nach: http://www.hoerspiel.com/lexikon/kunstk.htm, (25.07.2003)
Vgl. LAROCHE 1993, S.55.
19
Die Mehrkanal-Surround-Wiedergabesysteme, durch welche in den letzten Jahren nach und
nach die zweikanaligen Stereoanlagen ersetzt oder ergänzt werden, bieten nun einen Teil der
ehemals exklusiven Möglichkeiten von kopfbezogener Stereofonie. Der 5.1-Mehrkanalton für
audiovisuelle Medien und die 3/2-Stereofonie für auditive Medien kann wie die kopfbezogene
Stereofonie dem Hörer den Eindruck vermitteln „mitten“ im akustischen Geschehen zu sein.
Die Klangvorstellung sowohl für Pop- als auch für sogenannte ernste Musik orientiert sich
zunehmend weniger an einer authentischen, realen Klangästhetik.67
Die Möglichkeiten der klanglichen Bearbeitung von kopfbezogen stereofonem Audiomaterial
ist gegenüber raumbezogen stereofonem deutlich eingeschränkt. So ist der Einsatz von
Entzerrern oder das Hinzufügen künstlicher Raumanteile kritisch, Überblendungen und
Schnitte müssen mit großer Sorgfalt eingesetzt werden.68
Virtuelle Akustik
Ein relativ neuer Bereich für die kopfbezogene Stereofonie ist die „Virtuelle Akustik“.
Obwohl schon Ende der 1980er Jahre die kopfbezogene Stereofonie als geeignetes Mittel für
die Erschaffung virtueller akustischer Umgebungen gefunden wurde,69 ist doch erst in den
letzten Jahren durch die ausreichende Verfügbarkeit von Rechenleistung eine interaktive
virtuelle akustische Umgebung praktizierbar. Neben den Möglichkeiten der Verwertung einer
solchen Technik für interaktive Unterhaltungsmedien, besonders Computerspiele, steht die
sogenannte Auralisation im Mittelpunkt des Interesses der Entwickler. Über die
Möglichkeiten von Auralisation schreibt Blauert: „Sog. binaurale Simulationssysteme
erlauben es beispielsweise, die Hörsituation bei spielender Musik an einem bestimmten Platz
in einem bestimmten Konzertsaal hörbar zu machen – und zwar bevor dieser Saal tatsächlich
gebaut worden ist.“70
Allerdings ist für ortsfeste Lokalisation der Schallereignisse bei virtueller Akustik in der
Regel ein sogenanntes „Head-Tracking-System“ in Verbindung mit einem „BinauralProzessor“ nötig, um das virtuelle Schallfeld von den Kopfbewegungen des Hörenden
unabhängig zu machen.71
67
68
69
70
71
Vgl. STOLLA 1996, S.11ff und STEICKARDT O.J., S.1f.
Vgl. STEICKARDT O.J., S.9.
Vgl. STEFFEN O.J., S.14.
BLAUERT O.J., S.2.
Vgl. MACKENSEN, REICHENAUER, THEILE O.J., S.2ff.
20
Das Kunstkopfmikrofon
Ein
Kunstkopfmikrofon
Stereomikrofon.
„Der
ist
ein
Kunstkopf
spezielles
ist
dem
menschlichen Kopf nachgebildet und in den
Ohren
mit
Mikrofonen
versehen.“72
Die
Geometrie der Außenohren ist dabei durch
Messung des richtungsabhängigen Teils der
Außenohrübertragungsfunktionen
an
Versuchspersonen sowie durch Ermittlung der
typischen Versuchspersonen gefunden worden73.
Abbildung 3: Kunstkopfmikrofon Neumann KU100
Verschiedene
Mikrofonhersteller
haben
Kunstkopfmikrofone in ihrem Produktangebot.
Sie unterscheiden sich grundsätzlich durch die
folgenden Parameter:
•
Geometrie des Kunstkopfes
•
Einbeziehung eines künstlichen Torso oder
Körpers
•
Entzerrung: ebener Freifeld- oder ebener
Diffusfeldamplitudenfrequenzgang
•
Ankopplung der Mikrofonkapseln an den
Luftraum bzw. den Ohrkanal
Abbildung 4: Kunstkopf Manikin von Neutrik-Cortex
72
73
NEUMANN 1992, S.3.
Vgl. GENUIT O.J., S.5ff und RATHBONE, FRUHMANN, SPIKOWSKI U. A. 2001, S.3.
21
Die folgende Tabelle gibt einen Überblick über verschiedene Kunstkopfmodelle:
Bezeichnung
Hersteller/Entwickler
eingeführt
Besonderheiten
KU80
Neumann
1975
freifeldentzerrt
KU81/KU81I
Neumann/
1982
diffusfeldentzerrt
1992
diffusfeldentzerrt, optimiert
Institut für allg. Elektrotechnik und
74
Akustik Ruhr-Uni Bochum
KU100
Neumann
für Lautsprecherwiedergabe
HMS II.3
HEAD Acoustics/Mercedes Benz
HMSIII.0
HEAD Acoustics
2001
digitale Signalverarbeitung,
Entzerrung wählbar
Manikin Mk1
Neutrik-Cortex
IENT
Institut für Austik RWTH -Aachen
1981
HUGO
Institut für Austik RWTH-Aachen
1991
75
76
freifeldentzerrt
Tabelle 2 : Verschiedene Kunstkopfmikrofone
Abbildung 6: HUGO von der RWTH Aachen
74
75
76
Vgl. GENUIT O.J., S.4f.
Rheinisch Westfälische Technische Hochschule Aachen.
VGL. GENUIT O.J., S.3f.
Abbildung 5: HMS III von HEAD-Acoustics
22
Das Originalkopfmikrofon
Ein
positiver
Impuls
für
die
kopfbezogene
Stereofonie ist die Verbreitung von sogenannte
Originalkopfmikrofonen
kleinen,
mobilen
in
Verbindung
aber
mit
hochqualitativen
Aufnahmegräten (z.B. Minidisc-Recorder oder
DAT-Recorder-Walkman).
Diese
Kombination
bietet nun Amateuren die Möglichkeit kopfbezogen
stereofone
Aufnahmen
Anschaffungskosten
zu
für
machen.
ein
Die
solches
Aufnahmesystem (Aufnahmegerät und Mikrofon)
betragen etwa fünf Prozent eines professionellen
Systems.77
Abbildung 7: Kopfbügel-Originalkopfmikrofon Sennheiser MKE 2002
Bei Originalkopfmikrofonen, auch Echtkopfmikrofone genannt, werden die Mikrofonkapseln
in oder nahe an den Ohren des Aufnehmenden getragen.
Eine mögliche Ausführung eines solchen Systems ist das Kopfbügel-Mikrofon MKE2002 der
Firma Sennheiser. Die Abbildung 7 zeigt dieses Mikrofon auf einem Ersatz-Kunstkopf.78 Ein
wesentlich weiter verbreitetes Originalkopfmikrofon ist das OKM-System der Firma
Soundman, bei welchem die Mikrofonkapseln ohne Bügel im Ohreingang getragen werden.
Es unterscheidet sich optisch kaum von In-Ear-Walkmankopfhörern und ermöglicht so sehr
unauffällige Aufnahmen.
„Sie liefern Aufnahmen von beachtlicher Brillanz und sind dabei - ein entscheidender Vorteil
gar nicht als Mikrofone zu erkennen. Deshalb ist OKM das ideale Stereoverfahren im
Stadtgetümmel, auf weiten Reisen, in unsicheren Regionen und bei allen Gelegenheiten, wo
ReporterInnen unbeobachtet bleiben wollen. Die beiden winzigen Kapseln liefern ein
»Kunstkopfsignal«, das die AutorInnen sozusagen mit dem eigenen Kopf erzeugen.
77
Die Kombination eines Neumann Kunstkopfmikrofons KU100 in mit einem DAT-Recorder Tascam DA-P1 kostet etwa
8.000 bis 10.000
78
! "
.
Ein Ersatz-Kunstkopf ist die Nachbildung eines menschlichen Kopfes ohne eingebaute Mikrofone. Originalkopfmikrofone
können mit einem solchen Ersatz-Kunstkopf zu einem preisgünstigen Kunstkopfsystem ergänzt werden, welches
insbesondere für ortsfeste Aufnahmen längerer Dauer geeignet ist.
23
Kopfdrehungen sollte man während der Aufnahmen möglichst vermeiden, denn das
Stereoklangbild dreht sich mit, was Hörer später sehr verwirrt.“79
Die Verfügbarkeit des Soundman OKM-Systems auf dem HiFi-Markt ist durch den Vertrieb
über einen führenden Anbieter von Unterhaltungselektronik80 weitreichend.
79
80
REIN 1997, S.5.
Das OKM-System wird neben einer großen Zahl von HiFi-Einzelhandelsgeschäften von der Elektronikkette Saturn-Hansa
vertrieben. Vgl. http://www.soundman.de/deutsch/regionale_händler.htm (20.08.2003 11:41).
1.2 - KONZEPTION DES HÖRVERSUCHS - Kopfbezogene Stereofonie
24
2. Konzeption des Hörversuchs
Audioqualität durch objektive Verfahren zu erfassen, sie messbar und durch eine Größe
darstellbar zu machen, ist ein Bestreben mit langer Tradition in der Entwicklung der
Audiotechnik. Anders als beispielsweise Frequenz, Phasenlage und Amplitude, die auf
physikalischem Wege mit relativ wenig Aufwand zu bestimmen sind, müssen für die
Beurteilung von Audioqualität zunächst einmal geeignete Parameter gefunden werden.
Lautheit, Rauhigkeit, Schärfe, Verständlichkeit sind unter anderem als Begriffe zur
Beschreibung von Audioqualität eingeführt.81
Jedoch bereits die Skalierung der Lautheit mit der Pseudo-Einheit „Sone“ bezieht sich auf die
Kurven gleicher Lautstärke in „Phon“ und diese, obwohl als DIN 131882 und DIN 45 63083
genormt, sind aus empirischen Untersuchungen gewonnene Mittelwerte84.
Ein erstes Verfahren für die objektive Messung der Lautheit stellt das 1979 von Schroeder,
Atal und Hall entwickelte „Noise Loudness“ (NL) dar. Mit den zunehmenden Möglichkeiten
der digitalen Messtechnik, speziell der Spektralanalyse und der schmalbandigen Filterung,
folgen komplexere Verfahren wie beispielsweise „Auditory Spectral Difference“ (ASD,
1985) und „Noise-to-Mask Ratio“ (NMR, 1987). In den 1990er Jahren wurden Verfahren mit
deutlich gesteigerter Komplexität und Genauigkeit entwickelt: „Perceptual Audio Quality
Measure“ (PAQM), „Perceptual Evaluation“
(PERCEVAL), „Perceptual Objective
Measure“ (POM), „Disturbance Index“ (DIX), „Objective Audio Signal Evaluation“
(OASE) und „Toolbox“ 85. 1998 wurden diese Verfahren mit „Perceptual Evaluation of Audio
Quality“ (PEAQ) zu einem ITU86-Standard zusammengefasst. „PEAQ ist eine internationale
Gemeinschaftsentwicklung mehrerer Firmen und Forschungsinstitute und kombiniert
Konzepte aus verschiedenen bisher bekannten Meßmethoden.“87
81
82
83
84
Vgl. DICKREITER 1987, S.115f. und AHNERT, SCHMIDT 1980 S.23.
Vgl. WEBERS 1999 S.102ff.
Vgl. DICKREITER 1987 S.110ff.
„Die DIN-Kurven beziehen sich auf Personen mit normalem Gehör zwischen 18 und etwa 25 Jahren bei beidohrigem
Hören im freien Schallfeld, also für Beschallung von vorne im reflexionsarmen Raum.“
DICKREITER 1987 S.112.
85
86
87
siehe THIEDE, TREUKNIET, BITTO U.A. O.J. S.9ff.
International Telecommunication Union.
THIEDE, TREUKNIET, BITTO U.A. O.J. S.39.
1.2 - KONZEPTION DES HÖRVERSUCHS - Kopfbezogene Stereofonie
25
Die oben beschriebenen Messverfahren sind darauf ausgerichtet, ein Maß für Audioqualität
bereitzustellen, um für bestimmte Untersuchungen auf aufwendige Hörversuche verzichten zu
können. 88
Allerdings berücksichtigen diese Verfahren die speziellen Eigenschaften von kopfbezogen
stereofonem Audiomaterial nicht oder nicht hinreichend, um die durch eine verlustbehaftete
Datenreduktion verursachten Veränderungen bezüglich Raum- und Richtung zu beurteilen.
Aus diesem Grund wurde für die Untersuchung des Einflusses von verlustbehafteten
Datenreduktionsverfahren auf die Raum- und Richtungswahrnehmung von kopfbezogen
stereofonen Audiomaterial ein Hörversuch konzipiert, der für die sehr spezielle Fragestellung
der Untersuchung Ergebnisse liefern kann.
88
„Daher wird die Qualität von gehörangepaßten Codierverfahren üblicherweise mittels subjektiver Hörtests bestimmt.
Solche Hörtests müssen unter optimalen Abhörbedingungen und mit einer großen Anzahl von Testhörern durchgeführt
werden, so daß dieser Weg der Qualitätsbestimmung in vielen Fällen zu aufwendig ist. Ein objektives Meßverfahren, das die
zum subjektiven Qualitätseindruck führenden physiologischen und kognitiven Vorgänge simuliert, kann in vielen Fällen
Abhilfe schaffen.“
THIEDE, TREUKNIET, BITTO U.A. O.J. S.1.
2.1 - KONZEPTION DES HÖRVERSUCHS - Entwicklung der Untersuchungsmethode
26
2.1. Entwicklung der Untersuchungsmethode
Der Hörversuch ist als schriftliche Befragung mit akustischen Beispielen konzipiert.89
Im folgenden die Überlegungen bezüglich der Einflussfaktoren des Hörversuchs.
Das Testverfahren
Mit dem ABX-Testverfahren90, der Triple-Stimulus/Hidden-Reference/Double BlindMethode91 oder der MUSHRA-Methode92 sind besonders kritische Testverfahren für den
Vergleich von Audioqualität eingeführt. Jedoch lassen sich mit diesen Verfahren die
jeweiligen Unterschiede nur quantitativ erfassen, ein Ergebnis bezüglich der Qualität der
Unterschiede, beispielsweise wie sich der Richtungseindruck oder die Raumwirkung
verändert, können sie nicht liefern. Die Entscheidung zugunsten eines AB-Hörvergleichs nach
CCIR-Recommendation 565-2 basiert auf der größeren Variabilität, die dieses Verfahren in
Bezug auf die zu untersuchenden Merkmale bietet.93
Bei einem AB-Hörvergleich hören die Versuchspersonen zunächst das Original und im
Anschluss eine datenreduzierte Version zum Vergleich.
Kriterien zur Auswahl der Hörbeispiele
Für den Hörversuch war eine Anzahl von Hörbeispielen auszuwählen, anhand derer die
Veränderungen des Raum- und Richtungseindruckes für unterschiedliche Schallereignisse
untersucht werden.
Vor der Auswahl der Hörbeispiele wurde ein Pool mit kunstkopfstereofonem Audiomaterial
angelegt, dazu wurden aus sämtlichen in geeignetem und verfügbaren Material die
prägnantesten Ausschnitte ausgewählt und in der Lautheit angepasst. Dieser Pool umfasst 71
Wav-Dateien mit einer Gesamtspielzeit von etwa 76 Minuten, davon 62 eigene Aufnahmen, 2
Fremdaufnahmen94 und 12 Ausschnitte von der „Raumklang CD“ 95. Alle Audiodateien des
89
90
91
92
Vgl. WATZKA, EICHHORN 1993, S.132.
Vgl. STOLL, WIESE O.J., S.15f.
Vgl. FUCHS O.J., S.4ff.
Multi Stimulus Hidden Reference Assessment.
Vgl. LINK, SCHMALOHR, STOLL 2003, S.4f.
93
94
95
Vgl. STOLL, WIESE O.J. S.15.
Siehe Hörbeispiel Nr.7 „Miserere mei, Deus“ auf Seite 37.
Vgl. AUDIOSTAX (HRSG.) 1987 und AUDIOSTAX (HRSG.) 1987a.
27
Pools wurden in einer Tabelle dahingehend bewertet, in wie weit das jeweilige Beispiel
einprägsame charakteristische und möglichst eindeutige Richtungs- und Raummerkmale trägt.
Dabei wurde eine mögliche Fragestellung für den Fragebogen vorformuliert. Für die
endgültige Auswahl der Hörbeispiele wurden in Ergänzung zu dieser Bewertung folgende
Kriterien berücksichtigt:
•
Kenntnis über die Aufnahmesituation.
Bevorzugt verwendet wurden Eigenaufnahmen und solche Aufnahmen, deren
Aufnahmesituation bekannt oder hinreichend dokumentiert ist.
•
Die inhaltlichen und technischen Merkmale der Hörbeispiele.
Dabei sollten nach Möglichkeit folgende Merkmale vertreten sein:
•
1.
Ein impulshaltiges, geräuschhaftes Schallereignis,
2.
Instrumentale und vokale Musik,
3.
eine Außenatmosphäre,
4.
eine einzelnes bewegtes Schallereignisses bekannter Gestalt,
5.
ein Sprachsignal eines einzelnen stationären Sprechers,
6.
eine geräuschhafte Innenatmosphäre,
7.
ein Hörspielausschnitt mit auditiver Ich-Perspektive.
Abwechslungsreicher Ablauf des Hörversuchs.
Um über den gesamten Hörversuch die Konzentration der Versuchspersonen zu stützen,
wurde angestrebt, sich inhaltlich stark unterscheidende Beispiele auszuwählen. Zudem
sollten die Versuchspersonen die Möglichkeit und den Anreiz haben, durch die wachsende
Komplexität der Hörbeispiele und der zugehörigen Fragestellungen, ihre auditive
Konzentration nicht nur zu halten sondern gar zu erhöhen.
•
Möglichkeit der visuellen Vorstellung der Aufnahmesituation.
Durch kurze Schilderung der Aufnahmesituation sollte den Versuchspersonen die
Möglichkeit gegeben werden, sich die Aufnahmesituation visuell vorzustellen. Dafür
eignen sich besonders charakteristische und allgemein bekannte Aufnahmeräume (in den
verwendeten Hörbeispielen: Turnhalle, Kirche, Badezimmer) oder einfache AußenSituationen (in den verwendeten Hörbeispielen: Frösche am Teich, Auto auf Landstraße).
28
Kriterien zur Auswahl der Datenreduktionsverfahren
Aus der Vielzahl der derzeit gebräuchlichen verlustbehafteten Datenreduktionsverfahren war
eine Anzahl von Verfahren für den Hörversuch auszuwählen.
Anhand einer groben Abschätzung für den zeitlichen Ablauf wurde die Untersuchung einer
Auswahl von fünf bis sieben Datenreduktionsverfahren als realisierbar angesehen.
Für die Auswahl wurden folgende maßgebliche Kriterien festgelegt:
•
Die Bedeutsamkeit und Verbreitung als Datenreduktionsverfahren für kopfbezogene
Stereofonie,
•
die Option möglichst alle Verfahren über die gleiche Hard- und Software in die
Versuchsumgebung integrieren zu können,
•
die Vergleichbarkeit der Verfahren untereinander,
•
die Gegenüberstellung von herkömmlichen Verfahren und Verfahren mit neuen Ansätzen
(beispielsweise die Verwendung von SBR).
Überlegungen zum Ablauf des Hörversuchs
Um die Versuchspersonen an die Hörsituation zu gewöhnen, wurde vorgesehen, Hörbeispiele
voranzustellen, bei denen noch keine Fragen zu beantworten sein sollten.
Um Abweichungen vom Versuchsablauf zu vermeiden, wurde vorgesehen, die notwendigen
Anweisungen zu der Befragung96 im Vorfeld als Ansagetexte zu produzieren und in den
Ablauf des Hörversuchs einzubinden.
Die Anweisungen haben folgende Funktionen:
•
die einwandfreie Identifikation von Original- und datenreduziertem Beispiel zu
ermöglichen,
•
eine Orientierung im Fragebogen zu erleichtern,
•
zusätzliche Information zu bieten,
•
die Höraufmerksamkeit auf bestimmte Kriterien zu richten,
•
eine visuelle Vorstellung der akustischen Umgebung zu ermöglichen.
96
29
Anforderungen an die Gestaltung des Fragebogens
Für den Fragebogen wurde folgende Gliederung ausgearbeitet:
•
Mantelbogen:
Der Mantelbogen dient zur Abfrage von Angaben zur Person, der Hörfähigkeit und
Hörerfahrung.
•
Die Fragebogenabschnitte zu den Hörbeispielen:
Für jedes Hörbeispiel gibt es gemeinsame und spezielle Kriterien, die in einem Abschnitt
zusammengefasst sind. Jeder Fragebogenkomplex zu einer datenreduzierten Version
befindet sich auf einer separaten Seite, um Fehler beim Ausfüllen zu vermeiden.
•
Abschlussbogen:
Dieser Teil des Hörversuchs dient für die Beurteilung des Hörversuchs hinsichtlich der
individuellen Einschätzung von Versuchsumgebung sowie Ablauf und Inhalt des
Versuchs.
Für den Fragebogen als Ganzes und jeweils für die einzelnen Abschnitte bezüglich der
Hörbeispiele wurde die Methode des Trichters vom Allgemeinen zum Speziellen
ausgewählt.97 Weiterhin sollte die erste Frage die Funktion eines Filters erfüllen um einer
Ermüdung der Versuchsperson entgegenzuwirken. 98
Für die zu untersuchenden Merkmale sollten sowohl quantitative als auch qualitative Daten
gewonnen werden. Es war also notwendig, die Fragetechnik in dieser Hinsicht auszurichten:
Für die quantitative Beurteilung der Merkmale bei Wahrnehmung von Unterschieden
zwischen Original- und datenreduzierter Version musste eine geeignete Skala gefunden
werden. Als Orientierung dienten die Empfehlungen der ITU99 und diesbezüglich bereits
ausgearbeitete Skalen.
Für die qualitative Beschreibung der Merkmale sollten insgesamt möglichst wenige Begriffe
gefunden werden, die die wahrgenommenen Unterschiede umfassend und hinreichend
beschreiben, denn „Man muß (...)bedenken, daß zu viele Kategorien die Auswahl für den
97
98
99
Vgl. WATZKA, EICHHORN 1993, S.128f.
Vgl. ITU (Hrsg.) 1997, S.1ff.
30
Befragten erschweren und bei der Durchführung der Befragung schwer zu handhaben
sind.“100
Weiterhin sollte eine offene Frage am Ende jedes Fragebogenabschnittes stehen, unter
anderen um „(...) dem Befragten das Gefühl zu geben, nicht einfach ausgefragt zu werden,
sondern seine eigene Meinung äußern und ausformulieren zu dürfen.“101
Formal war auf eine optische und inhaltliche Gleichförmigkeit der verschiedenen Abschnitte
des Fragebogens zu achten. Aus diesem Grund wurden für die geschlossenen Fragen fast
ausschließlich Kontrollkästchen verwendet, zur Veranschaulichung teilweise auch im
Zusammenhang mit Diagrammen.
Kriterien zur Auswahl der Versuchspersonen
Die Mindeststichprobenanzahl an Versuchspersonen wird auf 30 Personen festgesetzt.
Damit liegt die Anzahl etwa im mittleren Bereich der bei vergleichbaren Versuchen üblichen
Versuchspersonenanzahl. 102
Der ITU-Empfehlung BS1116.1 folgend sind für den Hörversuch etwa 20 professionelle
Hörer (Tonmeister, Toningenieure usw.) vorgesehen. 103 Ergänzend dazu sollten auch etwa 10
geschulte Laien an dem Test teilnehmen, um zu prüfen, ob die Ergebnisse des Versuchs auch
für diese Hörergruppe interpretierbar sind.
Überlegungen zum Ablauf des Hörversuchs
Um die Konzentrationsfähigkeit der Versuchspersonen nicht zu überfordern, wurde angestrebt
den zeitlichen Umfang von 90 Minuten nicht zu überschreiten. Die ersten zehn Minuten
wurden für die Einführung vorgesehen. Nach etwa der Hälfte der Zeit sollte eine
Erholungspause angeboten werden, denn „Es ist wichtig, daß der Befragte (...) mit der
Situation vertraut und (...) weder ermüdet noch mißtrauisch geworden ist.“104
100
101
102
WATZKA, EICHHORN 1993, S.117.
Vgl. RATHBONE, FRUHMANN, SPIKOWSKI U. A., S.10; BRAUN, BOLAND O.J., S.8 sowie FUCHS O.J., S.3; LEHMANN, VAUPEL
O.J.,
103
104
S.9.
Vgl. ITU (HRSG.) 1997, S.6.
2.2 - KONZEPTION DES HÖRVERSUCHS - Auswahl der Hörbeispiele
31
Planung eines Pretest
Nach Abschluss der Vorbereitungen für den Hörversuch wird ein Pretest durchgeführt. In
diesem Pretest wird die Versuchsumgebung sowie Ablauf und Inhalt des Versuchs auf
mögliche Fehler geprüft. Ausgehend von den Ergebnissen des Pretest wird die Konzeption
vor Beginn des Hörversuchs gegebenenfalls überarbeitet. 105
2.2. Auswahl der Hörbeispiele
Die Tabelle 3 zeigt eine Übersicht der anhand der Kriterien in Abschnitt 0 (siehe Seite 31)
ausgesuchten Hörbeispiele und deren Merkmale:
Nr.
Name
Schallereignis
Aufnahmesituation
1
„Metronom“
Metronom
KU100, Innen, HFF-Studio5
2
„Ein Auto fährt vorbei“
fahrendes Auto
KU100, Außen, Potsdam, Templiner Straße
3
„Frösche am Teich“
Frösche, Vögel
KU100, Außen, Potsdam, Herrmannswerder
4
„Marianne von 7 bis 7“
Schritte, Dusche, Stimme
KU81i, Studio-Produktion: SDR
5
„Tango“
Violine und Flügel
KU100, Innen, HFF-Studio5
6
„Gebet“
Sprecher
KU100, Innen, St.Nicolaikirche Oranienburg
7
„Miserere mei, Deus“
2 Chöre
KU100, Innen, Christuskirche Oberschöneweide
8
„Volleyball“
Volleyballspiel, 2 Felder
KU100, Innen, Turnhalle Babelsberg
9
„Orchester“
Holzbläser, Streicher (pizz.)
KU100, Innen, Friedrichskirche Babelsberg
Tabelle 3: Die Hörbeispiele im Überblick
105
Vgl. FRIEDRICHS 1985, S.153ff.
32
Hörbeispiel Nr. 1 „Metronom“
Aufnahmedatum: 28.Mai 2003
Aufnahmeraum: HFF-Potsdam Studio 1
Tonmeister: Heiko A. Beyer
Mikrofon: KU100
Aufnahmegerät: Tascam DA-P1 Dat-Recorder
Abstand zur Schallquelle: 1m
Länge: jeweils 7 Sekunden
Abbildung 8: Diagramm zum Hörbeispiel Nr.1 "Metronom"
Das Hörbeispiel Nr.1 „Metronom“ ist ein impulshaltiges, geräuschhaftes Schallereignis, und
entspricht
im
Prinzip
einer
Klickfolge.
Somit
wird
eine
besonders
geringe
Lokalisationsunschärfe erwartet.106
Das Metronom befindet sich in den Positionen: 0°, 45°, 90°, 135°, 180°, 225°, 270° und 335°
bezogen auf die vordere Symmetrieachse des Kunstkopfmikrofons, es stand auf einem
ungepolsterten Stuhl in 75cm Höhe, die Ohren des Kunstkopfes wurden auf diese Höhe
gebracht.
Es wurden exemplarisch die folgenden drei Positionen des Metronoms in den Hörversuch
einbezogen:
•
45° (rechts-vorn)
•
135° (rechts-hinten)
•
270° (links).
Die Beispiele umfassen jeweils acht Metronomschläge, und dauerten je fünf Sekunden.
Die Originalbeispiele befanden sich versteckt unter den datenreduzierten Beispielen, gleich
diesen werden sie als „Datenreduziertes Beispiel Nummer n“ angesagt.
Die Angaben der jeweils gehörten Position im Fragebogen (siehe Abbildung 8, S.32) können
bezogen auf das Originalbeispiel mit „Richtig“ oder „Falsch“ beurteilt werden. Zum einen
kann so die Fehlerquote in Abhängigkeit von den einzelnen Datenreduktionsverfahren bzw.
Originalen ermittelt werden andererseits kann nach Transformation der Daten eine
106
Vgl. BLAUERT 1974, S.31.
33
individuelle Fehlerquote der Versuchspersonen festgestellt werden. Diese könnte als
Anhaltspunkt für eine Beeinträchtigung des Hörvermögens der Versuchsperson sprechen,
falls die Ergebnisse der Versuchsperson auffällig sind oder die Versuchsperson selbst eine
Beeinträchtigung des Hörvermögens eingeräumt hat.
Hörbeispiel Nr. 2 „Ein Auto fährt vorbei“
Aufnahmeort: Potsdam, Templiner Straße Ecke Alter Tornow
Mikrofon: KU100
kleinster Abst. zur Schallquelle: ca. 4 m
Länge: 13 Sekunden
Im Hörbeispiel Nr.2 „Ein Auto fährt vorbei“ nähert sich ein einzelnes Personenkraftfahrzeug
von rechts, fährt durch die vor dem Kunstkopf befindliche Kurve und entfernt sich nach links
vorn. Es fährt zu Beginn des Beispiels auf einer Fahrbahn aus Betonplatten, die in dem
geräuschhaften Klang eine gewisse Impulshaftigkeit hervorrufen.
Das
Fahrgeräusch
von
Kraftfahrzeugen,
insbesondere
auf
einer
geschlossenen
Fahrbahndecke, kommt in seiner Charakteristik einem Rauschsignal nah. Da Rauschsignale
aufgrund ihrer speziellen Eigenschaften für verlustbehaftete Datenreduktionsverfahren
besonders kritische Signale sind, konnten bei diesem Beispiel wahrnehmbare Veränderungen
erwartet werden.
Fahrende Fahrzeuge bieten sich für die Untersuchung bewegter Schallquellen an, da ihr Klang
als alltägliches Hörerlebnis den meisten Versuchspersonen bekannt ist. Weiterhin sind Größe,
Ausdehnung und Bewegungsgeschwindigkeit besonders leicht visuell vorstellbar.
34
Hörbeispiel Nr. 3 „Frösche am Teich“
Aufnahmeort: Herrmannswerder, Naturschutzgebiet
Mikrofon: KU100
kleinster Abst. zur Schallquelle: ca. 3 m
Länge: 14 Sekunden
Abbildung 9: Aufnahmen zum Hörbeispiel Nr.3 "Frösche am Teich"
Für das Hörbeispiel Nr.3 „Frösche am Teich“ ist das Kunstkopfmikrofon direkt am Ufer
eines Teiches mit einem Durchmesser von etwa 14 Metern aufgestellt. Der Teich ist beinahe
kreisrund und befindet sich symmetrisch vor dem Kunstkopf. Das 1,3 Meter hohe recht steile
Ufer des Teiches ist mit Bäumen, Unterholz und einer Krautschicht bewachsen. Zu hören sind
quakende Frösche, einige entferntere Singvögel und am Teich selbst hin und wieder
Entenvögel.
Das Hörbeispiel Nr. 3 wurde für den Hörversuch ausgewählt, da hier eine relativ große
Anzahl nahezu punktförmiger Schallquellen periodische Schallsignale aussenden. Dabei
handelt es sich um eher gleichförmige Schallsignale ohne offensichtlichen Nachrichten- oder
Melodiecharakter, so dass eine auditive Konzentration auf Richtung und Entfernung für
verhältnismäßig leicht gehalten wird.
35
Hörbeispiel Nr. 4 „Marianne von 7 bis 7“
Quelle des Hörbeispiels: Hörspiel „Marianne von 7 bis 7“ (Ausschnitt)
CD: „Die Raumklang CD – kopfbezogene Stereofonie„
AudioStax, AX CD 90 101, Track 2107
Buch: Konrad Wühr
Regie: Arturo Möller
Tonmeister: Roland Seiler
Schnitt: Regine Schneider
Aufnahmeleitung: Oliver Kraft
Produktion: Südwestfunk 1984
Mikrofon: KU81i
Länge: 47 Sekunden
„Das Kurzhörspiel (...) schildert den Tagesablauf einer berufstätigen Frau Mitte dreißig mit
all seinen Frustrationen. Wie der Regisseur Arturo Möller erläutert, wurde hier das Konzept
der subjektiven Kamera auf ein Hörspiel übertragen.“108
Der gewählte Ausschnitt beginnt mit dem Gang in ein Badezimmer. Schritte und
Türgeräusche sind zu hören. Beim Betreten des Badezimmers gibt es einen Wechsel des
Raumes. Im Bad werden die Schuhe und die Kleidung abgelegt, das Wasser in der Dusche
wird aufgedreht. Schließlich befindet sich der Kunstkopf, nachdem ihm eine Duschhaube
übergezogen wurde, unter dem Duschstrahl.
Eine
Besonderheit
stellt
die
auditive
Ich-Perspektive
des
Kunstkopfes
dar.
Stärker als bei raumbezogen stereofonen Hörspielen muss bei einer KunstkopfHörspielproduktion die Dramaturgie und der erzählte Stoff auf die Besonderheiten in der
Rezeption abgestimmt sein. Kunstkopfstereofonie ist besonders dann geeignet, wenn eine
auditive Ich-Perspektive eingenommen wird. In dem Hörspiel „Marianne von 7 bis 7“
werden diese Möglichkeiten insoweit ausgeschöpft, als dass der Kunstkopf nicht nur die
Subjektive der Protagonistin einnimmt, sondern auch durch mehrere Räume bewegt wird.
107
108
Vgl. AUDIOSTAX 1987A, S.5f.
AUDIOSTAX 1987A S.5.
36
Der spektakuläre Effekt in dem Moment, als die Protagonistin bzw. der Kunstkopf vom
Wasserstrahl getroffen wird, das Überziehen der Duschhaube und das anschließende
Abbrausen des Kopfes sind besonders eindrucksvoll, da hier Geräusche im extremen
Nahbereich des Kunstkopfmikrofons ein distanziertes Hören nahezu unmöglich machen.
Hörbeispiel Nr. 5 „Tango“
Aufnahmeort: HFF-Studio 5
Tonmeister: Heiko A. Beyer, Tilo Feinermann
Mikrofon: KU100
Abstand zur Schallquelle: 1,2 m
Länge: 43 Sekunden
Im Hörbeispiel Nummer 5 „Tango“ spielen zwei Einzelinstrumente: Violine und Flügel. Der
Kunstkopf stand mit einer Ohrhöhe von etwa 1,20m zwischen den beiden Musikerinnen, die
vordere Symmetrieachse etwas mehr in Richtung der Violinistin.
Das Hörbeispiel Nr.5 verfügt aufgrund der akustischen Eigenschaften des Aufnahmeraumes
in Kombination mit der ungewöhnlich nahen Aufstellung des Kunstkopfes über
verschwindend
geringe
Anteile
diffusen
Schalls.
Somit
ist
eine
genaue
Richtungswahrnehmung beinahe ausschließlich von der unverfälschten Wiedergabe von
interauralen Laufzeit- und Lautstärkeunterschieden und von der richtungsabhängigen
Klangfärbung abhängig. 109
109
Vgl. Blauert 1974, S.131ff.
37
Hörbeispiel Nr. 6 „Gebet“
Aufnahmeort: Oranienburg, St.Nicolaikirche
Mikrofon: KU100
Abstand zur Schallquelle: ca. 4 m
Länge: 18 Sekunden
Im Hörbeispiel Nr.6 „Gebet“ steht der Kunstkopf in einer Kirche mittig vor den Stufen des
Altarraumes. Der Gemeindepfarrer spricht ein Gebet und steht dabei an der linken Seite des
Kunstkopfes im Abstand von ca. vier Metern. Der Winkel zwischen Sprecher und vorderer
Symmetrieachse des Kunstkopfes beträgt etwa 285° bzw. –75° Grad.
Das Hörbeispiel Nr. 6 wurde für den Hörversuch ausgewählt um ein stationäres Sprachsignal
mit hohem Diffusschallanteil untersuchen zu können. Die deutliche und artikulierte
Sprechweise und das Sprechtempo lassen den Klang des Raumes deutlich werden.
Hörbeispiel Nr. 7 „Miserere mei, Deus“
Aufnahmeort: Berlin, Christuskirche Oberschöneweide
Mitwirkende: Kammerchor Jeunesse Berlin
Tonmeister: Matthias Schurz
Mikrofon: KU100
Aufnahmegerät: Tascam MX-2424 Hard-Disk-Recorder
Abstand zu den Chören: Chor (vorn) 8,9 m
Gegenchor(hinten) ca.10,2 m
Länge: 41 Sekunden
Das „Miserere mei, Deus“, zu Deutsch „Erbarme Dich meiner, Herr“ wurde 1838 von
Gregorio Allegri (1582-1652) komponiert. Es handelt sich um ein antiphones neunstimmiges
Werk für zwei Chöre, wobei der Chor fünfstimmig, der Gegenchor vierstimmig gesetzt ist.110
110
Vgl. SCHURZ 2003, S.9f.
38
Die vorliegende Aufnahme entstand im Rahmen einer 5.1-Mehrkanalaufnahme für eine
DVD-Produktion.
Zusätzlich
zu
der
Mehrkanalmikrofonierung
wurde
in
Kunstkopfstereofonie aufgenommen.
Die Besonderheit dieser Aufnahme liegt in der Aufstellung der Chöre einerseits vor dem
Kunstkopf (Chor) und hinter dem Kunstkopf auf dem Balkon (Gegenchor). „Der Hauptchor
erklingt dann vor dem Hörer und der gegenüberstehende Chor hinter dem Hörer.“111 Diese
Anordnung der Klangkörper entspricht der Aufführungspraxis für dieses Werk.112
Zu den Kunstkopfaufnahmen schreibt Schurz: „Die Kunstkopfaufnahmen geben den Chor und
die räumlichen Gegebenheiten des Aufnahmeortes sehr gut wieder. Im Vergleich zur
Stereomischung [gemeint ist die 2.0-Stereo-Mischbung; Anm.d.Verf.] zeichnet sich die
Kunstkopfaufnahme hauptsächlich durch den deutlich höheren Raumanteil aus. (...)
Allerdings ist (...) ersichtlich, dass mit der Kunstkopfaufnahme keine deutliche Ortung des
Chores vor oder hinter dem Hörer möglich ist.“113
Da es sich also um Audiomaterial handelt, bei dem eine Richtungsortung bereits für das
Original
kritisch
ist,
können
aufschlussreiche
Ergebnisse
bezüglich
der
Richtungswahrnehmung bei den datenreduzierten Versionen dieses Hörbeispiels erwartet
werden.
111
112
113
SCHURZ 2003,S.11.
Vgl. SCHURZ 2003, S.11.
SCHURZ 2003, S.45.
39
Hörbeispiel Nr. 8 „Volleyball“
Aufnahmeort: Potsdam, Turnhalle Babelsberg
Mikrofon: KU100
Kleinster Abst. zur Schallquelle: ca. 3 m
Länge: 19 Sekunden
Bei der Aufnahme des Hörbeispiels Nr.8 „Volleyball“ ist der Kunstkopf in einer Turnhalle
montiert. Zum Schutz des Kunstkopfmikrofons aber auch, um für den Spielbetrieb eine
erhöhte Unfallgefährdung auszuschließen, ist es nahe an der Außenwand der Turnhalle hinter
einem Netz angebracht, welches die dort befindlichen Fenster schützt. Die Höhe beträgt etwa
3,5 Meter, die Symmetrieachse des Kunstkopfes war lotrecht zur Außenwand und etwa auf
Höhe der Mittellinie des großen Spielfeldes. Ein kleineres zweites Spielfeld befindet sich
links im Abstand von ca. 13 Metern. In dem Hörbeispiel ist auf beiden Feldern Spielbetrieb;
Lauf und Schlaggeräusche sowie Sprache und Rufe sind zu hören.
Abbildung 10: Der Kunstkopf beim Volleyball
Im Hörbeispiel Nr.8 sind Geräusche und Sprach- bzw. Stimmsignale bei hohem
Diffusschallanteil vermischt. Die Geräusche sind dabei impulshaltig und beinhalten neben
starken tieffrequenten auch hochfrequente Elemente (z.B. Turnschuhquietschen).
40
Hörbeispiel Nr. 9 „Respighi“
Aufnahmeort: Potsdam, Friedrichskirche Babelsberg
Mikrofon: KU100
Abstand zur Schallquelle: ca. 1,5 m
Länge: 27 Sekunden
Das Hörbeispiel Nr.9 „Respighi“ ist ein Ausschnitt aus „Antiche Danze ed Arie“ Suite Nr.2
von Ottorino Respighi.
Der Kunstkopf ist für die Aufnahme vor den Dirigenten des Orchesters aufgestellt, die
Streichinstrumente befinden sich von ca. 240° bis 125°.Der Kunstkopf ist auf der Höhe von
1,3 Metern, die vordere Symmetrieachse teilt das Orchester mittig.
Abbildung 11: Der Kunstkopf im Orchester
Für dieses Hörbeispiel wurde aus der Aufnahme ein Ausschnitt verwendet, in dem einige
Holzbläser und „pizzicato" spielende Streicher zu hören sind. Die Anreißgeräusche der
gezupften Streichinstrumente präzisieren die Richtungswahrnehmung der Streichergruppe.
Die Holzbläser, die vom Kunstkopf etwa sechs Meter entfernt sind, führen die Melodie. Der
Diffusschallanteil ist für die Instrumentengruppen unterschiedlich und verdeutlicht die
Entfernungen und die Tiefenstaffelung.
2.3 - KONZEPTION DES HÖRVERSUCHS - Auswahl der Datenreduktionsverfahren
41
2.3. Auswahl der Datenreduktionsverfahren
Die fünf für den Versuch ausgewählten verlustbehafteten Datenreduktionsverfahren zeigt die
Tabelle 4.
Nr.
Name
[kBit/s]
Besonderheit:
1
AC-3
384
Codierung für 2.0 Kanäle
2
ATRAC
292
hardwareimplementiert
3
MPEG2/4-
128
bis zu 48 Audiokanäle möglich
AAC
4
MP3
128
5
MP3
64
Samplingfrequenz wird auf 22kHz herabgesetzt.
6
MP3pro
64
Verwendet SBR-Technologie114
Tabelle 4: Die für den Hörversuch ausgewählten Datenreduktionsverfahren
AC-3
AC3 steht für „Audio Coding algorithm number 3“ und ist ein verlustbehaftetes
Datenreduktionsverfahren von der Firma Dolby Laboratories Inc. Es wurde 1992 entwickelt
und ist Bestandteil des Kinofilmtonformates Dolby-Digital. Weiterhin wird es als Tonformat
für die DVD-Video verwendet und ist in den USA der Standard für die Tonübertragung von
HDTV.
AC-3 kann zwei bis sechs Audiokanäle umfassende Audiodaten mit den Abtastraten 32kHz,
44.1kHz und 48kHz zu einem Datenstrom zusammenfassen. Die mögliche Datenrate liegt
zwischen 32kBit/s bis 640kBit/s.115 Bei dem Dolby Digital Kinoformat beträgt sie 320kBit/s,
bei der DVD-Audio 448kBit/s.116
Für den Hörversuch wird AC-3 mit einer Datenrate von 384kBit/s untersucht. Beispielsweise
auf einer DVD-Audio oder einer Multimedia-DVD könnte eine kopfbezogen stereofone
Tonspur mit dieser Datenrate als hochqualitative Alternativspur enthalten sein.
114
115
116
siehe Fußnote 32, Seite 13.
Vgl. DOLBY (HRSG.) 2000, S.15.
Vgl. HENLE 2001, S.102.
42
ATRAC
ATRAC ist
die Abkürzung
für
„Adaptive Transforming
Acoustic Coding“,
ein
verlustbehaftetes Datenreduktionsverfahren der Firma Sony. Es wurde 1992 eingeführt und ist
das hardware-implementierte Datenreduktionsverfahren für Minidisc-Recorder bzw. Player. 117
Die Minidisc-Technologie wurde entwickelt, um die Wiederbeschreibbarkeit der CompactCassette als Vorteil mit einer der CD vergleichbar hohen Audioqualität zu verbinden. 118
Die Minidisc ist ein magneto-optisches Speichermedium in Form einer Scheibe von 64mm
Durchmesser, welche durch ein Gehäuse geschützt wird. Die Datenrate einer Minidisc beträgt
292 kBit/s119 somit liegt die Reduktionseffizienz bei etwa 20%. Die Verwendung von ATRAC
ermöglicht, auf einer Minidisc den Audioinhalt einer CD zu speichern. 120 Die Abtastrate für
ATRAC-Codierung ist auf 44.1kHz festgelegt, für andere Abtastraten ist in vielen MinidiscRecordern ein Abtastratenwandler integriert.
Als hardwareimplementiertes Datenreduktionssystem unterscheidet sich ATRAC von den
übrigen für den Versuch ausgewählten Verfahren. Obwohl ATRAC somit die Forderung
bezüglich der Abspielbarkeit der Verfahren über die gleiche Hard- und Software (siehe S. 28)
nicht erfüllt, wurde ATRAC für den Versuch ausgewählt. Maßgeblich dafür ist die weite
Verbreitung von Minidisc-Recordern als Aufnahmegeräte für Amateure. Auf zahlreichen
Internetseiten, z.B. www.minidiscforum.de oder www.soundman.de, sowie in verschiedenen
Newsgroups wie de.rec.musik.machen, alt.audio.minidisc oder de.rec.musik.hifi finden sich
Hinweise, dass Minidisc-Recorder häufig für kopfbezogen stereofone Aufnahmen verwendet
werden. Als Mikrofon werden in Verbindung mit Minidisc-Rekordern dann zumeist
Originalkopfmikrofone verwendet, da Kunstkopfmikrofone zu auffällig, bzw. zu unhandlich
sind.
117
2000 wurde ATRAC-3 als hardwareunabhängiges Datenreduktionsverfahren eingeführt. In dieser Arbeit steht ATRAC
stets für das hardwareimplementierte Verfahren von Minidisc-Geräten.
Da ATRAC kontinuierlich weiterentwickelt wird, werden die einzelnen Versionen durch Versionsnummern unterschieden,
beispielsweise ATRAC Version 3.8.
Vgl. BRAUN, BOLAND O.J., S.1.
118
119
120
Vgl. JALVINGER 2000, S.1.
Vgl. HENLE 2001, S.110.
Vgl. MACE, O.J., S.1.
43
MPEG2/4 AAC
AAC steht für „Advanced Audio Coding“. Es ist eine Entwicklung der Fraunhofer
Gesellschaft121 und wurde im 1997 ein ISO-Standard (IS 13818-7).122
AAC ist Bestandteil des Video-Standards MPEG-4.123 Der MPEG-4 Standard beinhaltet nicht
nur Datenkompressions- und Datenreduktionsverfahren für natürliche Bild und Toninhalte.
„MPEG-4 unterstützt die gemeinsam kodierte und komprimierte Übertragung in einem
binären Bitstrom (Multiplexing) jeglicher Art von Text, Daten, Audio/ Video (AV), und ist
somit ein wichtiger Kandidat für künftige digitale Fernsehgeräte mit integriertem Internet
und 3D AV-Funktionalität.“124
Um diese Anforderungen erfüllen zu können, unterstützt MPEG2/4-AAC neben mono, stereo
und 3/2 bzw. 5.1-Mehrkanalstereofonie bis zu 48 Audiospuren.125
Für diese Arbeit wird MPEG2/4-AAC mit einer Datenrate von 128kBit/s untersucht.
Das entspricht der Datenrate bei der Übertragung von DAB, DVB und DVB-T bei der AAC
verwendet wird.126
MP3
MP3 ist der Trivialname für MPEG1 Layer 3. MPEG1 ist ein verlustbehaftetes
Datenreduktionsverfahren für Video, das als IS 11172 seit 1990 ein internationaler Standard
ist. Der dritte Teil dieser Standardisierung (IS 11172-3) befasst sich mit der Kompression von
Audiodaten und definiert drei sogenannte Layer. Layer 1 ist vergleichbar mit PASC127 und
erlaubt eine leichte Datenreduktion mit geringem Aufwand. Layer 2, identisch mit
MUSICAM, ist besonders geeignet für Aufgaben, „wo nicht nur die beste Qualität bei
niedrigsten Bitraten bei einer Einmalcodierung eine Rolle spielt, sondern auch andere
Parameter, wie z.B. Kaskadierbarkeit, Fehlerrobustheit, Verzögerung, Nachbearbeitbarkeit
121
122
123
Vgl. PETERS, HECHT 2001, S.4f.
Vgl. EHRET, DIETZ, KUNZ O.J., S.1.
In diesem Zusammenhang ist die Bezeichnung MPEG2/4-AAC von Bedeutung. MPEG2/4-AAC ist zu unterscheiden von
MPEG-4 AAC, der Bezeichnung für das Tonformat des Audio-Video-Formates Quicktime der Firma Apple.
Vgl. ZIEGELMEIER, STOLL 2001, S.1 und WIESE, RIMKUS, HANSEN 2001, S.1.
124
125
126
127
HORBACH, DE BRUIJN, VAN ROOIJEN 2001, S.2.
Vgl. WATKINSON 2001, S.207.
Vgl. SÖCKER, STOLL 2001, S.1ff.
Precision Adaptive Subband Coding; dieses Datenreduktionsverfahren wird in DCC-Geräten (Digital Compact Cassette)
verwendet.
44
des Audiosignals, etc. wichtig sind.“128 Der Layer 3 ist komplexer als Layer 1 und 2. „Der
Layer 3 ist der leistungsfähigste Algorithmus der Codec-Familie. Mit dem Layer 3 sind
entweder die niedrigsten Datenraten erreichbar bzw. bei einer bestimmten Datenrate die
höchste Audioqualität.“129
Heute ist MP3 das Datenreduktionsverfahren mit der weitesten Verbreitung im
Consumerbereich, das Angebot an Hard- und Software für MP3-Wiedergabe, -Codierung und
-Bearbeitung ist groß. Auf verschiedenen Seiten im Internet werden Audiodateien im MP3Format zum Download oder für Streaming zur Verfügung gestellt, darunter auch kopfbezogen
stereofone Aufnahmen.130
Für diesen Hörversuch wird MP3 mit den Datenraten 64 kBit/s und 128 kBit/s untersucht.
Dabei entspricht die Datenrate von 64 kBit/s der Bandbreite eines ISDN-Kanals, über den
beispielsweise ein Internet-Radio-Stream empfangen werden kann. 131 Die Ergebnisse für MP3
64 kBit/s sollen direkt mit den Ergebnissen für MP3pro (ebenfalls 64 kBit/s, siehe unten),
verglichen werden.
Die Datenrate von 128 kBit/s wird zum einen untersucht, da MP3-codiertem Audiomaterial
mit 128 kBit eine Audioqualität zugeschrieben wird, die mit einer CD vergleichbar ist,132zum
anderen für einen direkten Vergleich der Ergebnisse von MP3-128kBit/s mit MPEG2/4-AAC
(ebenfalls 128 kBit/s, siehe MPEG2/4 AAC oben).
MP3pro
MP3pro ist eine Entwicklung von Coding Technologies und erweitert den MP3-Standard bei
vollständiger Abwärtskompatibilität mit Datenraten unter 128 kBit/s um die SBRTechnologie.133
Bei der Codierung unter Verwendung von SBR wird ein kleiner Teil (um 4 kBit/s134) des
Datenstromes verwendet, um die im Signal enthaltenen hochfrequenten Anteile des
Amplitudenspektrums zu beschreiben. Anhand dieser beschreibenden Daten werden bei der
128
129
130
ZIEGLMEIER, STOLL, 2001, S.1.
EBERLEIN O.J., S.1.
Zum Beispiel: http://www.fuchsteufelswild.de/ (Webportal für Naturaufnahmen) oder http://www.gutezaehne.de/
(Geräusche in der Zahnmedizin).
131
132
133
134
Vgl. THIMET O.J., S.12.
Vgl. ZANDER 2000, S.97 und Wischner 1999, S.21.
Spectral Band Replication.
Vgl. WIESE, LUDWIG 2003, S.6.
45
Decodierung die hohen Anteile des Amplitudenspektrums „künstlich“ nachgebildet. Damit
wird die Verminderung der oberen Grenzfrequenz für niedrige Datenraten vermieden, die sich
bei der MP3-Codierung als Verschlechterung auf die Audioqualität auswirkt.
Coding Technologies schreibt MP3pro codierten Audiodaten bei 64 kBit/s die Audioqualität
einer CD zu.135
Das Interesse, MP3pro in dem Hörversuch zu untersuchen, resultiert aus der Frage, ob die
durch SBR nachgebildeten Anteile des Amplitudenspektrums aufgrund ihrer technischen und
klanglichen Qualität den Raum- und Richtungseindruck bei kopfbezogener Stereofonie
erhalten können.
135
Vgl. CODING TECHNOLOGIES 2003, S.1,
zitiert nach: http://www.codingtechnologies.com/products/mp3pro.htm (22.6.2003 10:10).
2.4 - KONZEPTION DES HÖRVERSUCHS - Die Gestaltung des Fragebogens
46
2.4. Die Gestaltung des Fragebogens
Die Bewertungsskala für skalierte Kriterien
Für die quantitative Untersuchung der wahrgenommenen Unterschiede zwischen Originalund datenreduziertem Hörbeispiel ist eine ordinalskalierte metrische Skala zu finden. 136
Eine solche Skala ist durch Rathbone, Fruhmann, Spikowski eingeführt, siehe dazu Tabelle
5.137
Note
Klangfarbenänderung
5
nicht wahrnehmbar
4
gerade wahrnehmbar
3
wahrnehmbar
2
deutlich wahrnehmbar
1
extrem wahrnehmbar
Tabelle 5: Bewertungsskala nach Rathbone, Fruhmann, Spikowski
Die oben stehende Bewertungsskala orientiert sich an
ITU BS.1116-1138. In dieser
Empfehlung wird folgende Skala vorgeschlagen:
Impairment
Grade
Imperceptible
5.0
Perceptible, but not annoying
4.0
Slightly annoying
3.0
Annoying
2.0
Very annoying
1.0
Tabelle 6: Bewertungsskala nach ITU BS.1116-1
136
137
138
Vgl. SCHLITTGEN 1990, S.6f.
Vgl. RATHBONE, FRUHMANN, SPIKOWSKI U. A. O.J., S.12.
Vgl. ITU (HRSG.) 1997 S.4.
47
Die ITU-Skala (Tabelle 6) verwendet den Begriff „annoying“ , also zu Deutsch „lästig“ , für
die Skalierung. Strenggenommen wird durch die ITU-Skala also nicht die Wahrnehmbarkeit
von Veränderungen sondern die Akzeptanz der Veränderungen durch die Versuchsperson
abgefragt. Diese beiden Kriterien können, müssen aber nicht miteinander korrelieren.
Ferner ist „Annoyance", die Lästigkeit, in der Psychoakustik als Relation von Lautheit
(Loudness), Schärfe (S; Sharpness), Modulationsverzerrungen (F; Fluctuation strength)
Rauhigkeit (R; Roughness) wie folgt definiert:
(
PA = N 5 1 + ω 2 S + ω 2 FR
)
139
Die angegeben Zahlwerte (Grade) haben aber offensichtlich keinen Bezug zu dem
psychoakustischen Lästigkeitsmaß (psychoacoustic annoyance). Dies ist sicher ein Grund für
Rathbone, Fruhmann, Spikowski für ihre Skala den neutraleren Begriff „wahrnehmbar“ zu
wählen.
Die Umsetzung der Eigenschaften in Zahlenwerte, die Rathbone, Fruhmann, aus der ITUSkala übernommen zu haben scheinen (allerdings unter Verzicht auf die Darstellung mit
Nachkommastelle) kann aus folgendem Grund als problematisch angesehen werden: Die
Zahlenzuordnung könnte mit Schulnoten assoziiert werden, zunächst bei der Befragung,
sofern die Zahlwerte den Antwortmöglichkeiten beigegeben werden, oder bei der
Interpretation der Ergebnisse. 140 Aus diesem Grund wurden die Zahlwerte für die in dieser
Arbeit verwendete Bewertungsskala entgegengesetzt zugeordnet.
Folgende Skala wird also für die Befragung verwendet:
•
nicht wahrnehmbar (1)
•
gerade wahrnehmbar (2)
•
wahrnehmbar (3)
•
deutlich wahrnehmbar (4)
•
extrem wahrnehmbar (5).
139
140
Für die Zahlwerte der ITU-Empfehlung ist eine solche Assoziation weitgehend unwahrscheinlich, da die Schulnoten im
angelsächsischen Raum bekanntlich mit den Buchstaben A bis F bezeichnet werden.
Damit
hat
beispielsweise bei einem arithmetischen Mittelwert141 von 1,0
48
keine
Versuchsperson Veränderungen wahrgenommen; bei einem Wert von 5,0 haben alle
Versuchspersonen Veränderungen extrem wahrgenommenen.
Die Zahlenwerte sind als Umsetzung der Antworten in Zahlen notwendig, um die statistische
Auswertung zu ermöglichen. Auf dem Fragebogen sind die Zahlwerte nicht angegeben, um
„Bias-“ 142 oder „Milde-Fehler“ 143 zu vermeiden.
In zwei Punkten ist für die Skala noch eine Verbesserung möglich:
•
Die fünfstufige Unterteilung der Bewertungsskala bietet eine neutrale Mittelposition,
damit wird ein sogenannter „Fehler der zentralen Tendenz“ wahrscheinlicher.144
Allerdings sollte dieser Fehler dadurch gemildert werden, dass die Werte der Skala
untereinander angeordnet sind und damit die optische Mitte der Skala weniger dominant
erscheint, als es bei einer horizontalen Anordnung der Fall wäre.
•
Die Bewertung „wahrnehmbar“ schließt strenggenommen drei der übrigen Bewertungen
ein. Damit ist die Forderung für eine geschlossene Frage nicht erfüllt, denn „Die
Antworten müssen sich, wenn keine Mehrfachantworten erlaubt sein sollen, gegenseitig
ausschließen.“145
Um jedoch eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse mit anderen Untersuchungen zu
verlustbehafteten Datenreduktionsverfahren zu gewährleisten, wurde auf weitere Änderungen
verzichtet. Vorausgreifend lässt sich anhand der Ergebnisse des Hörversuchs feststellen, dass
weder für einen Fehler der zentralen Tendenz noch einen Milde-Fehler Anhaltspunkte zu
finden sind.
141
Im folgenden „Mittelwert“, denn in dieser Arbeit wird ausschließlich auf den arithmetischen Mittelwert Bezug
genommen.
142
„Der Bias ist die systematische Abweichung einer Statistik vom Parameter. Liegt ein Bias vor, wird die Stichprobe als
‚verfälscht‘ bezeichnet“
KNIEPER 1993, S.60.
143
144
„Bei der Bewertung von Objekten vermeiden Befragte extreme Bewertungen. Sie neigen dazu, sich auf eine neutrale
Mittelposition (...) zurückzuziehen...“
WATZKA, EICHHORN 1993, S.123f.
145
49
Die Begriffe zur Klassifikation
Für die qualitative Bewertung der gehörten Veränderungen wurden für jedes Beispiel
spezifische Eigenschaftsbegriffe als Antwortmöglichkeiten aufgelistet. Die Zuordnung dieser
klassifizierenden Begriffe ist als geschlossene Frage mit
der Möglichkeit
einer
Mehrfachantwort konzipiert, die Begriffe sind gegensätzliche Eigenschaftspaare (z.B.
„kleiner“ -„größer“ ; „wärmer“ -„kälter“ ). Zwar ist zwar versucht worden, möglichst
eindeutige und allgemein verständliche Begriffe zu finden, doch muss für die Interpretation
berücksichtigt werden, dass die Ergebnisse der Begriffszuordnung allenfalls Tendenzen
erkennbar machen können.
Der Mantelbogen146
Im Abschnitt „Angaben zur Person“ wurden Geschlecht, Alter und Beruf abgefragt. Eine
wichtige Rolle spielen hier das Alter, um Rückschlüsse auf die altersabhängige Veränderung
der Hörschwelle hin zur üblichen Altersschwerhörigkeit zu ermöglichen, und der Beruf, mit
dessen Angabe ‚professionelle‘ von ‚normalen‘ Hörern unterschieden werden können.
Der Abschnitt „Hörfähigkeit“ umfasst die Punkte:
•
Selbsteinschätzung der Hörfähigkeit
•
Lärmeinwirkung
•
Erkrankung des Gehörs
•
Audiogramm.
Die Daten hieraus stellen sicher, dass Versuchspersonen mit eventuell eingeschränkter
Hörfähigkeit erkannt werden und für die Ergebnisse unberücksichtigt bleiben können.
Der Abschnitt „Hörerfahrung“ gliedert sich in die beiden Punkte „Musikalische Ausbildung“
und „Hörverhalten“ .
Mit den aus dem Abschnitt „Musikalische Ausbildung“ gewonnenen Daten soll eine
Einschätzung des musikalischen Hörvermögens der Versuchsperson ermöglicht werden. Die
allgemeine musikalische Ausbildung und die eventuelle Instrumentalausbildung der
Versuchsperson wurde in mehreren Fragen erfasst.
Unter „Hörverhalten“
werden hauptsächlich Angaben zur Häufigkeit des Hörens
verschiedener Audio-Genres und zur benutzten Abhöreinrichtung (insbesondere Kopfhörer)
146
Der Fragebogen ist im Anhang abgebildet, siehe dazu Abschnitt 6.1 Seite 146.
50
abgefragt. Ferner enthält dieser Abschnitt einen Fragekomplex zu den Erfahrungen mit
kopfbezogen stereofonem Audiomaterial.
Der Fragenabschnitt zu Hörbeispiel Nr.1
Der Fragebogenabschnitt zum Hörbeispiel Nr. 1 „Metronom“ unterscheidet sich formal und
inhaltlich in seiner Gestaltung von den Abschnitten zu den anderen Hörversuchen.
Die Besonderheit dieses Hörbeispiels ist, dass für das Testverfahren hier kein AB-Vergleich
verwendet wird. Außerdem wird für jede datenreduzierte Version bzw. jedes Original nur ein
Kriterium untersucht, nämlich die Hörereignisrichtung.
Der Fragebogenabschnitt zum Hörbeispiel Nr.1 ist so gestaltet, dass zu jeder Version des
Hörbeispiels ein Diagramm auszufüllen ist. Das Diagramm zeigt die Aufsicht auf einen
Hörer, um den Hörer befinden sich auf einem Kreis acht vorgegebene Hörpositionen für das
Schallereignis. Die Positionen werden symbolisiert durch ein Metronom, dem jeweils ein
Kontrollkästchen zum Ankreuzen zugeordnet ist. Siehe dazu Abbildung 8, S.32.
Die datenreduzierten Beispiele (inklusive der Originale) sind mit den Buchstaben B-V147
bezeichnet, die Originale befinden sich unter den datenreduzierten Beispielen.
Die Fragenabschnitte für die Hörbeispiele Nr. 2 bis Nr. 9
Die Fragebogenabschnitte zu den Hörbeispielen Nr. 2 bis Nr. 9 wurde formal möglichst
gleichförmig gestaltet und folgen in der Regel bei jeder datenreduzierter Version folgendem
Schema:
1. Geschlossene, metrisch skalierte Frage, in wie weit allgemein eine Veränderung
gegenüber dem Original feststellbar ist.
2. Geschlossene, metrisch skalierte Frage, in wie weit eine spezielle Veränderung
(Raumeindruck, Richtungseindruck) gegenüber dem Original feststellbar ist.
3. Geschlossene Frage, durch welche Eigenschaften die wahrgenommene spezielle
Veränderung beschrieben werden kann. (Mehrfachantwort möglich). Die Auswahl dieser
Begriffe wurde hinsichtlich der individuellen Eigenschaften des jeweiligen Hörbeispiels
getroffen.
4. Ergänzend wurde die Möglichkeit geboten, die spezielle Veränderung in eigene Worte zu
fassen. Dies entspricht einer offenen Frage. 148
51
Ergänzend zu diesem Schema wurden bei den Hörbeispielen Nr. 2, 3, 5, und Nr.7 auch
Fragen zu den Richtungseigenschaften des Originalbeispiels vorangestellt und bei den
zugehörigen datenreduzierten Versionen entsprechend Veränderungen abgefragt.
Der Abschnitt „Beurteilung der Versuchsbedingungen“
Der abschließende Fragebogenkomplex „Beurteilung der Versuchsbedingungen“ gliedert
sich in die Abschnitte:
•
Versuchsumfeld,
•
Mängel,
•
akustische Bedingungen und eventuelle Störungen,
•
Tragekomfort und Klang der Kopfhörer,
•
sowie Gestaltung des Fragebogens und eventuelle diesbezügliche Schwierigkeiten.
Dieser Abschnitt liefert die Möglichkeit von den Versuchspersonen eine Rückmeldung
bezüglich eventueller Schwierigkeiten zu erhalten.
147
148
Der Buchstabe „A“ ist im Fragebogen für ein bereits ausgefülltes Musterbeispiel vergeben.
Vgl. WATZKA, EICHHORN 1993, S.117ff.
2.5 - KONZEPTION DES HÖRVERSUCHS - Codierung des Audiomaterials
52
2.5. Codierung des Audiomaterials
Die Ergebnisse einer
verlustbehafteten Datenreduktion
ist
von den verwendeten
Codierungsbibliotheken149 abhängig. Diese werden ständig weiterentwickelt, die Ergebnisse
unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Audioqualität. Für die Codierung des Audiomaterials
wurde jeweils versucht, möglichst die neuesten150 Bibliotheken zu verwenden.
Die folgende Tabelle gibt eine Übersicht über die verwendeten Codierungs- und
Dekodierungsbibliotheken:
Verfahren
AC-3
ATRAC
Benutzeroberfläche
Dekodierbibliothek151
Benutzeroberfläche
„BeSweet GUIO V.6b61”
„Valex’s AC3 decoder
for Winamp v0.5b”
[IN_VAC3.DLL]
Nullsoft „Winamp 2.78“
Hardware:
Denon DN-M2000R
ATRAC V.4.0
Hardware:
Denon DN-M 2000R
CD-Ex V. 1.50
„AudioCoding.com AAC Player:
Sep 20 2002”
[IN_FAAD.DLL]
Fraunhofer IIS
[MP3ENC31.DLL],
[FASTENC.DLL]
Steinberg „MyMP3pro 3.0
154
R4“
„Nullsoft MPEG Audio Decoder
2.8a”
[IN_MP3.DLL]
s.o.
s.o.
„THOMPSON mp3PRO Decoder
v.1.0 (x86)” [IN_MP3Pro.DLL]
s.o.
Codierbibliothek
„BeSweet“ v1.4
ATRAC V.4.0
152
153
MPEG2/4-AAC „PsyTel AAC Encoder v.
2.15”
[AACENC:EXE]
MP3
MP3pro
Tabelle 7: Die verwendeten En- und Decoder im Überblick
149
Bei Verwendung von Microsoft-Windows sind dies Dateien mit der Endung „*.dll“. Diese Dateiendung steht für
„Dynamic Link Library“.
150
151
152
Die Codierung des Audiomaterials erfolgte am 21.Juni 2003.
Angaben für alle Codecs außer ATRAC gemäß Konfigurationsmenü für Eingangs-Plugins.
Alle verwendeten Programme sind auf der beigegeben CD-ROM im Verzeichnis /software/, soweit eine „general
public license“ besteht. Siehe dazu Abschnitt 6.5, S.183 im Anhang.
153
154
Vgl. DENON O.J., S.1.
Für dieses Programm gilt keine „General Public License“. Aus diesem Grund darf das Programm nicht auf der CD-Rom
enthalten sein. Es kann über die Firma Steinberg bezogen werden, siehe http://www.steinberg.de.
53
Die AC-3-Codierung
Für die AC-3-Codierung des Audiomaterials wurde die frei erhältliche Software „BeSweet“
in der Version 1.4 verwendet. Im Lieferumfang der Software sind verschiedene
Codierungsbibliotheken enthalten, die Bibliothek für AC-3-Codierung heißt „ac3enc.dll“ und
trägt die Versionsnummer 0.2. Bei „BeSweet“ handelt es sich um ein Programm für MSDOS, das über Kommandozeilenbefehle gesteuert wird und nicht über eine grafische
Benutzeroberfläche verfügt (siehe Abbildung 12).
Abbildung 12: Das Kommandozeilenprogramm "BeSweet" während des Encodierens einer AC-3 Datei
Für den einfacheren und übersichtlicheren Umgang gibt es mit „BeSweet GUI“ eine grafische
Benutzeroberfläche, mit der die gewünschten Einstellungen mittels Schalter und
Kontrollkästchen in den an „BeSweet“ zu übergebenden Kommandozeilenbefehl umgesetzt
werden. Sollen mehrere Dateien mit den gleichen Einstellungen encodiert werden, bietet
„BeSweet“ die Möglichkeit einer Stapelverarbeitung155.
Einstellungen des Encoders:
Datenrate:384 kBit/s
156
Bitratenmodus:CBR
155
156
Schaltfläche „Batch
Mode“
„CBR“ steht für „ Constant Bit Rate“, also „Konstante Bitrate“.
54
Abbildung 13: Einstellungen für die AC-3 Codierung mit BeSweet
Die ATRAC-Codierung
Für die Codierung der Hörbeispiele wurden die Originale aus dem PC digital über eine
SP/DIF-Verbindung auf eine Minidisc gespielt. Die eigentliche Codierung wurde dabei durch
die in dem verwendeten Mini-Disc-Recorder DENON DN-M2000R implementierte Hardware
vorgenommen. Im Gerät ist die ATRAC Version 4.0 implementiert. Die Hörbeispiele blieben
ungeschnitten und wurden lediglich mit Namen versehen, um eine Verwechslung beim
Abspielen auszuschließen.
55
Die MPEG2/4-AAC Codierung
Die Codierung der Hörbeispiele in MPEG2/4-AAC-codierte Audiodaten erfolgte unter
Verwendung des frei verfügbaren Programms „PsyTEL Research command line MPEG-4
AAC and MPEG-2 AAC encoder (AACENC), version 2.15“157, wie BeSweet ein
Kommandozeilen-Programm für MS-DOS.
Abbildung 14: Das Kommandozeilenprogramm „PsyTEL“ beim Encodieren einer MPEG2/4-AAC-Datei.
Für die Stapelverarbeitung
von mehreren Dateien und
das
Erstellen
Kommandozeile
das
der
wurde
ebenfalls
erhältliche
frei
Programm
„CD-Ex“ in der Version
1.50
verwendet.
Die
Abbildung 15 zeigt das
Konfigurationsmenü
des
Programms.
Abbildung 15: Konfigurationsfenster des Programms „CD-ex" für die AAC-Codierung mit „PsyTEL"
157
Angabe gemäß der zugehörigen Datei „Readme.txt“, siehe CD-Rom
2.15\readme.txt.
\software\encoder\Psytel
56
Die MP3- und MP3pro-Codierung
Die zu MP3 und MP3pro datenreduzierten Versionen wurden mit Hilfe des Programms
Steinberg „MyMP3pro V.3.0 R4“ codiert. Das Programm verwendet in dieser Version als
Codierungsbibliothek „Fraunhofer-IIS“ in der Version 3.1, welche auch MP3pro-Codierung
erlaubt. Siehe Abbildung 16 unten.
Abbildung 16: Die Codierung zu MP3 bzw. MP3pro mit dem Programm "MyMP3"
57
Durchführung des Pretest
Um den Hörversuch inhaltlich und bezüglich des zu erwartenden Zeitumfangs zu testen, fand
zunächst ein Pretest statt.
Anschließend wurden Konzeption und Durchführung des Versuchs in einem Gespräch
zwischen dem Versuchsleiter und den zwei Versuchspersonen kritisch besprochen.
Resultierend aus den Ergebnissen dieses Gesprächs und Beobachtungen des Versuchsleiters
während des Vorversuchs, wurde der Hörversuch wie folgt überarbeitet:
•
Die Hörbeispiele und die zugehörigen datenreduzierten Versionen wurden stark
eingekürzt. Die Dauer der Hörbeispiele war von beiden Versuchspersonen als deutlich zu
lang angesehen worden.
•
Zusätzlich wurden die Wiederholungen der Originale bei den längeren Hörbeispielen auf
etwa die Hälfte der Originallänge verringert.
•
Der Hörversuch Nummer 5 wurde aus dem Versuch herausgenommen.
Er musste trotz der Einkürzungen der Hörbeispiele komplett entfallen, um den zeitlichen
Rahmen von 90 Minuten einhalten zu können.
Der Inhalt des Fragebogens blieb unverändert, ebenso der Ablauf des Hörversuchs. Aus den
gekürzten Originalaudiobeispielen wurden neue datenreduzierte Versionen erstellt, die
Codierparameter wurden nicht verändert.
Die Daten aus dem Vorversuch bleiben aufgrund der veränderten Versuchsbedingungen in
der weiteren Auswertung des Hörversuchs unberücksichtigt.
2.5 - DURCHFÜHRUNG DES HÖRVERSUCHS - Codierung des Audiomaterials
58
3. Durchführung des Hörversuchs
Die Hörversuche fanden vom 24.6. bis 2.7.2003 im Studio 5 (Raum U95) der Hochschule für
Film und Fernsehen „Konrad Wolf“ in Potsdam statt.
Jeweils zwei Personen unterzogen sich gleichzeitig dem Hörversuch, sie saßen an zwei
Tischen nebeneinander und es bestand Sichtkontakt. Der Versuchsleiter war im Raum
anwesend und saß den Versuchspersonen im Abstand von ca. 3 Metern gegenüber, er hatte
ebenfalls Sichtkontakt zu beiden Teilnehmern. So konnte der zeitliche Ablauf individuell auf
die jeweiligen Teilnehmer abgestimmt werden. Da das Umblättern der Fragebogenseiten als
Zeichen für den Abschluss der Beantwortung zu einem Hörbeispiel vereinbart worden war,
waren mündliche Rückfragen an bzw. vom Versuchsleiter nur in wenigen Ausnahmefällen
notwendig.
Der eigentliche Hörversuch begann
mit dem Aufsetzen der Kopfhörer,
über
die
anschließend
die
Hörbeispiele zugespielt wurden.
Gleichzeitig
wurde
die
Beleuchtung reduziert, um eine
Ablenkung
der
Konzentration
durch visuelle Reize zu vermeiden.
Die Ansagen der Hörbeispiele und
ihrer Versionen und ergänzende
Erklärungen
und
Anweisungen
waren vorproduziert und in den
Versuchsablauf integriert.
Die
Reihenfolge
der
datenreduzierten Versionen war im
Vorfeld zufällig ermittelt worden,
sie war bei jedem Hörbeispiel
unterschiedlich,
Reihenfolgeeffekte
um
weitgehend
auszuschließen.
Abbildung 17: Die Versuchsumgebung des Hörversuchs
3.1 - DURCHFÜHRUNG DES HÖRVERSUCHS - Ablauf der Hörversuche
59
3.1. Ablauf der Hörversuche
Vor dem eigentlichen Hörversuch wurde der Mantelbogen ausgefüllt, wobei Rückfragen
durch den Versuchsleiter beantwortet wurden, dann begann der eigentliche Hörversuch.
Der Ablauf der Hörversuche verlief nach folgendem Schema:
1. Ausfüllen des Mantelbogens, wobei Rückfragen durch den Versuchsleiter beantwortet
wurden
2. Test zur Kopfhörerpositionierung (Ausschluss von Rechts-Links-Vertauschung)
3. Erläuterungen zur Kunstkopfstereofonie und Eingewöhnung in die Versuchssituation
mittels zweier Hörbeispiele und erklärenden Sprechertexten
4. Anhören und Fragenbeantwortung zu den Hörbeispielen NR. 1 bis Nr. 4,
wobei für die Einführung der Hörbeispiele jeweils ein kurzer Erläuterungstext zugespielt
wurde, der vorher aufgenommen worden war.158 Ebenfalls zugespielt wurde die
Bezeichnung der Hörbeispiele und jeweiligen Versionen und die Aufforderung zum
Ausfüllen der zugehörigen Fragebogenseite. Um den direkten Vergleich zu erleichtern,
wurde vor jeder Version das Original in verkürzter Fassung eingespielt.
5. Pause. Die Versuchssituation wurde unterbrochen durch Absetzen der Kopfhörer und
Anschalten der Deckenbeleuchtung. Die Versuchshörer konnten den Raum verlassen,
auch waren Gespräche mit dem Versuchsleiter oder zwischen den Versuchspersonen
möglich.
6. Anhören und Fragenbeantwortung zu den Hörbeispiele 6-9159, in oben beschriebener
Weise. Nach Abschluss dieser Tests wurden die Kopfhörer abgesetzt und die
Deckenbeleuchtung eingeschaltet
7. Ausfüllen des Abschnitts „Beurteilung der Versuchsbedingungen“.
158
159
Siehe Abschnitt 6.1 ab Seite 146.
Das Hörbeispiel Nummer 5 wurde aufgrund des Vorversuchs aus dem Hörversuch herausgenommen und war
anschließend nicht mehr Bestandteil des Versuchs (siehe Seite 57).
3.2 - DURCHFÜHRUNG DES HÖRVERSUCHS - Die akustischen Bedingungen des
60
Hörversuchs
Alle Audio-Elemente mit Ausnahme der Zuspielungen von Minidisc waren als ‚WinampPlaylist' festgelegt. Auf diese Weise war der Ablauf des Hörversuches in der Reihenfolge
automatisiert.
Für die Zeit des Ausfüllens waren in die ‚Playlists‘ Pausen eingefügt, die einer geschätzten
durchschnittlichen Ausfülldauer entsprachen, die zeitliche Steuerung wurde aber vom
Versuchsleiter individuell angepasst.
Abbildung 18: Zwei „Versuchspersonen“ während des Hörversuchs
3.2. Die akustischen Bedingungen des Hörversuchs
Das Studio 5, in dem die Hörversuche stattfanden, hat ein Volumen von ca. 230 m³ bei einer
Grundfläche von ca. 60 m². Der Raum ist als Tonstudio konzipiert und besitzt die üblichen
Eigenschaften bezüglich Grundgeräuschpegel und Schalldämmung gegen Störschall von
außen. Während des Versuchs befand sich im Studio ein in einem Schallschutzschrank
befindlicher PC.
61
Hörversuchs
Wiedergabeeinrichtung
Alle Audio-Elemente (ausgenommen die ATRAC-codierten Versionen) wurden über einen
Windows-PC abgespielt. Eine „MaxiStudioISIS“ der Firma Guillemot diente als Soundkarte,
an deren externe AD/DA-Wandlereinheit der Verstärker angeschlossen war. Die zur
Wiedergabe benutzte Software war Nullsoft „Winamp V. 2.81“.
Es folgen die Angaben zu den verwendeten Wiedergabe-PlugIns, die gewählten Einstellungen
sind jeweils aus den zugehörigen Abbildungen ersichtlich.
•
„AudioCoding.com AAC Player: Sep 20 2002“ für die Wiedergabe der MPEG2/4-AAC
Dateien (siehe Abbildung 19 unten).
Abbildung 19: Einstellungen des Wiedergabe-PlugIns für AAC
•
„Valex’s AC3 decoder for Winamp v0.5b“ für die Wiedergabe der AC-3-Dateien (siehe
Abbildung 20 unten).
Abbildung 20: Einstellungen für die Wiedergabe der AC-3-Dateien
62
Hörversuchs
•
„Nullsoft MPEG Audio Decoder 2.8a“ für die Wiedergabe der MP3-Dateien, siehe dazu
Abbildung 21 unten.
Abbildung 21: Die Winamp-Audiodecoder Einstellungen für MP3
•
„THOMSON mp3PRO Decoder v.1.0 (x86)“ für die Wiedergabe der MP3pro Dateien,
siehe dazu Abbildung 22 unten.
Abbildung 22: Die Einstellungen des Thomson MP3pro-Decoders
63
Hörversuchs
Für die ATRAC-Versionen der Hörbeispiele war der Minidisc-Recorder Denon DN-M2000R
an einen Analog-Eingang der Soundkarte angeschlossen, welcher aufgrund des hohen
Ausgangspegels des Gerätes um 4 dB gedämpft werden musste. So konnten dem als
Treiberstufe für die Kopfhörer dienenden Verstärker ohne Verwendung eines Mischpultes
oder Umschalten des Audioeinganges alle Signale des Hörversuches zugeführt werden.
Kopfhörer
Für den Hörversuch wurden zwei Kopfhörer vom Typ AKG „K1000“ verwendet.
Technische Daten160
Bauweise: Offen
Wandlerprinzip: dynamisch
Übertragungsbereich: 30-25.000 Hz
Kennschalldruckpegel: 74 dB/mW
Impedanz:
Gewicht: 270 g
Abbildung 23: Der verwendete Kopfhörer AKG K1000
160
Vgl. AKG (HRSG.) 2000, S.36.
4.1 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Begriffsbildung und Abkürzungen
64
4. Ergebnisse des Hörversuchs
In diesem Abschnitt sind die Ergebnisse aus dem Hörversuch zusammengefasst, dargestellt
und interpretiert.
4.1. Begriffsbildung und Abkürzungen
Für die Auswertung und Diskussion der Ergebnisse sind die folgenden Begriffe von
Bedeutung:
•
„Schallereignis“ und „ Hörereignis“
Der Begriff „Schallereignis“ bezieht sich auf die Entstehung von Schall als physikalisches
Ereignis. Es ist objektiv messbar hinsichtlich Zeit, Raum und Gestalt. Der Begriff
„Hörereignis“ bezieht sich auf die Wahrnehmung eines Schallereignisses. Es ist subjektiv
beschreibbar hinsichtlich Zeit, Raum und Gestalt.
Beispielsweise kann sich die Entfernung des Hörereignisses von der Entfernung des
Schallereignisses unterscheiden. 161
•
„Hörbeispiel“, „ Originalbeispiel“ und „ datenreduzierte Version“
Der Begriff „Hörbeispiel“ bezeichnet eine Gruppe von Audiosignalen gleichen Inhalts
bestehend aus „Originalbeispiel“ und „ datenreduzierten Versionen“. Das
„Originalbeispiel“ ist ein linear codiertes Audiosignal als Referenzsignal. Die
„datenreduzierten Versionen“ bezeichnen die mit den sechs verschiedenen
Datenreduktionsverfahren komprimierten Audiosignale.
Das „Hörbeispiel“ Nr.4 besteht also z.B. aus einem „ Originalbeispiel“ und den sechs
„datenreduzierten Versionen“.
•
„Vorne/Hinten-“ bzw. „ Hinten/Vorne-Vertauschung“
Der Begriff „Vorne/Hinten-Vertauschung“ bedeutet, der Hörereignisort liegt für das
Original vorn und wird für die betreffende datenreduzierte Version hinten
wahrgenommen.
Der Begriff „Hinten/Vorne -Vertauschung“ bedeutet, der Hörereignisort liegt für das
Original hinten und wird für die betreffende datenreduzierte Version vorn
wahrgenommen.
161
Vgl. BLAUERT 1974, S2f.
4.2 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Gliederung der Auswertung
•
65
„Kriterium“
Der Begriff „Kriterium“ bezieht sich auf eine untersuchte Eigenschaft.
Diese Eigenschaft wird zumeist durch einen Parameter beschrieben, beispielsweise die
„Wahrnehmbarkeit einer allgemeinen Veränderung gegenüber dem Original“. Einige
Kriterien bestehen aus einer Gruppe Parametern.
Zum Beispiel ist das Kriterium der Richtungen der Hörereignisse bei Hörbeispiel Nr.3
„Frösche am Teich“ durch die Parameter „ rechts“, „ links“, „ vorn“ und „ hinten“
beschrieben, da Mehrfachantworten zugelassen sind.
Abkürzungen und Schreibweisen
Für die bessere Lesbarkeit werden die Bezeichnungen für die einzelnen datenreduzierten
Versionen wie folgt abgekürzt:
•
MP3-64 steht für MP3 64 kBit/s
•
MP3pro steht für MP3pro 64 kBit/s
•
MP3-128 steht für MP3 128 kBit/s
•
AAC steht für MPEG2/4-AAC 128 kBit/s
Die Bezeichnungen AC-3 und ATRAC werden unverändert verwendet.
Beim Zitieren von Wahrscheinlichkeitswerten ist bisweilen die Darstellung sehr kleiner
Zahlen notwendig. Die Darstellung wird für diese Zahlwerte mit mehr als drei Nullen nach
dem Komma als Potenz geschrieben, z.B. steht 2,45622E-05 für:
2,45622 * 10 − 5
also für den Wert 0,000245622.
4.2. Gliederung der Auswertung
Die im Hörversuch untersuchten Kriterien gliedern sich inhaltlich wie folgt:
•
Kriterien zur Kontrolle der Versuchsbedingungen:
Das sind z.B. die „Versuchsperson-Nr.“, „ Hörversuch-Nr.“, „ Referenzkopfhörer“,
„Sitzplatz“ etc. Große Teile der abschließenden Beurteilung der Versuchsbedingungen
fallen ebenfalls in diese Kriterienkategorie.
•
Kriterien zur Einschätzung der Versuchspersonen:
Dazu dienen große Teile des Mantelbogens, z.B. „Angaben zur Person“, „ Hörfähigkeit“,
„Hörgewohnheit“, die Frage nach Vorne-Ortung etc.
•
66
Quantitative Kriterien zur Beurteilung der Datenreduktionsverfahren:
Das sind vornehmlich alle skalierten Daten, hauptsächlich das Kriterium „Allgemeine
Veränderung“ und das Kriterium „S pezielle (Raum- oder Richtungs-)Veränderung“ für
die jeweilige datenreduzierte Version gegenüber dem Original.
•
Qualitative Kriterien zur Beurteilung der Datenreduktionsverfahren:
Dazu gehört insbesondere die Zuordnung von Eigenschaftsbegriffen wie „stumpfer“,
„brillanter“ „größer“ oder „ kleiner“ usw. Außerdem die abschließende offene Frage zu
jeder Version.
Einige Fragen liefern verbundene Kriterien. Das sind in der Regel Kriterien, die zunächst als
Daten für das Original erhoben wurden (z.B. „Wo hören sie das Auto vorbeifahren?“) und für
jede datenreduzierte Version entweder eine Wiederholung des Wertes oder eine Abweichung
(z.B. eine Vorne/Hinten-Vertauschung) liefern.
Darstellung der Ergebnisse
Die Ergebnisse werden hauptsächlich als Mittelwerte und Häufigkeitsverteilungen dargestellt.
•
Mittelwerte werden immer dann verwendet, wenn das untersuchte Kriterium metrisch
skalierte Werte liefert.
•
Häufigkeitsverteilungen finden Verwendung für die qualitativen Kriterien, z.B. die
Zuordnung von Eigenschaftsbegriffen. In den Häufigkeitsverteilungen werden in der
Regel die relativen Häufigkeiten in Prozent [%] dargestellt.
Die Mittelwerte und Häufigkeitsverteilungen sind jeweils in einem Diagramm dargestellt, auf
das im Text Bezug genommen wird. Die Diagramme sind als Abbildungen katalogisiert, eine
Übersicht bietet das Abbildungsverzeichnis im Abschnitt 6.2 auf Seite 167.
Reihenfolge, Vergleiche, und Querbezüge
Die Darstellung, Auswertung und Interpretation der Ergebnisse erfolgt in der Reihenfolge der
Erhebung, das heißt entsprechend der Gliederung der Befragung. Auf diese Weise kann deren
Verlauf nachvollzogen werden.
Die Ergebnisse sind entsprechend der Gliederung der Befragung (siehe Abschnitt 2.4, ab
S.46) in Abschnitte unterteilt, die der Reihenfolge nach ausgewertet werden. Im Anschluss
daran werden jeweils die Ergebnisse für die einzelnen Datenreduktionsverfahren als
Gesamtergebnis für alle Hörversuche vergleichend dargestellt und interpretiert.
Die untersuchten Datenreduktionsverfahren lassen sich in drei Gruppen gliedern:
67
1. MP3 64 kBit/s und MP3pro 64 kBit/s als Verfahren mit niedriger Datenübertragungsrate
2. MP3 128 kBit/s und MPEG2/4 AAC 128 kBit/s als Verfahren mit mittlerer
Datenübertragungsrate und
3. AC-3 384 kBit/s und ATRAC 292 kBit/s als Verfahren mit hoher Datenrate.
Diese Paarungen werden in der Auswertung jeweils direkt miteinander verglichen.
Dabei wird berücksichtigt, dass der Vergleich von AC-3 und ATRAC weniger bedeutsam ist,
da zum einen die Datenrate von AC-3 um 92 kBit/s (ca. 24%) höher ist als die Datenrate von
ATRAC, zum anderen weil sich ATRAC und AC-3 hinsichtlich ihres Anwendungsbereiches
erheblich unterscheiden. Somit liegt der Schwerpunkt der vergleichenden Auswertung und
Interpretation auf Gemeinsamkeiten oder Unterschiede zwischen MP3 128 kBit/s und
MPEG2/4-AAC, sowie auf MP3pro 64 kBit/s und MP3 64 kBit/s. Dabei werden für die
vergleichende Interpretation jeweils nur die Ergebnisse der bereits ausgewerteten
Hörbeispiele herangezogen und Vorgriffe auf nachfolgende Abschnitte vermieden.
Im Anschluss an die Einzelauswertungen für die jeweiligen Hörbeispiele steht eine
Gesamtauswertung, in der die einzelnen Ergebnisse zu Übersichten zusammengefasst und
diskutiert sind.
4.3 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Regeln für die Auswertung der Daten
68
4.3. Regeln für die Auswertung der Daten
Die Urdaten aus der Befragung sind für die Auswertung, Darstellung und Interpretation in
mehrfacher Hinsicht aufbereitet. Die Regeln für die Bearbeitung sowie die verwendeten
statistischen Größen werden im folgenden bestimmt.
Automatisch ergänzte Werte
Bei allen datenreduzierten Beispielen (außer Hörbeispiel Nr.1) übernimmt das erste Kriterium
(siehe Abbildung 24 unten) für den Wert „nicht wahrnehmbar (1)“ die Funktion eines
Filters:162
! "#$%'&(#) *#+,&()
-*) &.*
%'&(#) *#+,&()
%'&(#) *#+,&()
.*/$ 0 ! "#1%'&(#) *#+,&()
*2 $ ) *+3%'&(#) *#+,&()
HINWEIS: Die nachfolgenden Fragen zu diesem Beispiel entfallen, wenn Sie diese Frage
mit „nicht wahrnehmbar„beantwortet haben.
Abbildung 24: Filterfrage - Ausschnitt aus dem Fragebogen
Diese Frage entscheidet so über die weitere Beantwortung des Fragebogenkomplexes, da ja
weitere Fragen zu Veränderungen unnötig werden, wenn ohnehin kein Unterschied gegenüber
dem Original gehört wird.
Um eine Verzerrung der relativen Ergebnisse bei dem zweiten Kriterium (Raum-,
Richtungsveränderung bzw. Veränderung der Hörperspektive), zu vermeiden werden die
Werte des zweiten Kriteriums automatisch mit dem Wert eins (also „nicht wahrnehmbar“)
ergänzt, wenn die erste Frage mit „nicht wahrnehmbar“ beantwortet wurde.
Widersprüchliche Werte
Ein Widerspruch wurde dann angenommen, wenn:
1. Die Frage nach der allgemeinen Veränderung mit „nicht wahrnehmbar“ beantwortet ist,
aber die Frage nach der Raum-, Richtungs- oder Hörperspektiven-Veränderung mit etwas
anderem als „nicht wahrnehmbar“ .
162
69
2. Wenn die Frage nach der „Raum-, Richtungs- oder Hörsperspektiven-Veränderung“ mit
„nicht wahrnehmbar“ beantwortet wurde, der Veränderung aber ein oder mehrere
Eigenschaften zugeschrieben sind.
3. Wenn sich Eigenschaften, die sich im Prinzip gegenseitig ausschließen, beispielsweise
„größer“ und „ kleiner“ beide zugeordnet sind. 163
4. Wenn bei einem Kriterium, für das keine Mehrfachantwort vorgesehen war, mehr als ein
Wert angegeben wurde.
Beim Auftreten des ersten Widerspruchs wird der Widerspruch und alle folgenden Daten
dieses Fragenkomplexes (also zumeist für eine datenreduzierte Version) als „Wert fehlt“
(siehe unten) bewertet. Die Daten vor dem ersten Widerspruch werden unverändert
berücksichtigt.
Fehlende Werte
Unbedingt notwendige Werte oder Werte, deren Notwendigkeit sich aus den vorherigen
Antworten im selben Fragekomplex ableiten lässt, werden als „Wert fehlt“ bezeichnet.
Fehlende Werte verkleinern die Stichprobenmenge für das jeweilige Kriterium, werden
deshalb für die relativen Statistiken wie Mittelwert, %-Anteil, Streuung, usw. nicht
berücksichtigt.
Fehlen Werte von verbundenen Kriterien, wird der vorhandene verbundene Wert ebenfalls als
„Wert fehlt„ gewertet.
Festlegung der statistischen Berechnungsgrößen
Die empirische Signifikanz ist eine statistische Größe, die mittels eines Testverfahrens aus
den erhobenen Wertereihen gewonnen wird, zumeist wird ein sogenannter „T-Test nach
Student“164 verwendet. Sie liefert den Wahrscheinlichkeitswert für die Annahme, dass die
Unterschiede zweier Wertereihen allein durch zufällige Faktoren, nicht aber durch das
untersuchte Kriterium entstanden sind (sog. „0-Hypothese“). 165
Das Signifikanzniveau beschreibt die Festlegung, für welche Signifikanzwerte die
Unterschiede zweier Kriterien als „signifikant“ oder „nicht signifikant“ bezeichnet werden.
163
164
Dieser Widerspruch kommt in den Testergebnissen nicht vor, und wird hier nur der Vollständigkeit halber angeführt.
Der Name T-Test bezieht sich auf Schriften zur „T-Verteilung“ des Mathematikers Gosset, der diese jedoch unter dem
Pseudonym „Student“ veröffentlichte.
Vgl. PAPULA 1994, S.440ff.
165
Vgl. SCHLITTGEN 1990, S.305ff.
70
Das Signifikanzniveau für die Auswertung der Ergebnisse des Hörversuchs wird gemäß ITU
BS.1116-1 mit 0,05 festgesetzt.166
Für die Interpretation heißt dies, dass für P sind. Dies entspricht einer Wahrscheinlichkeit größer als 95%, dass die Unterschiede der
verglichenen Kriterien aufgrund einer Eigenschaft des Kriteriums entstanden also nicht
zufällig sind.
Weiterhin werden Unterschiede zwischen zwei Kriterien, die einen P-Wert ! #" $ % & % ' (*) " +
„sehr signifikant“ bezeichnet.
Das Konfidenzintervall ist ein Hilfsmittel für die Darstellung und Interpretation von
Mittelwerten. Es beschreibt die statistische Wahrscheinlichkeit, dass ein weiterer Wert für
dieses Kriterium innerhalb dieses Intervalls liegen wird.
Das Konfidenzintervall ist
insbesondere abhängig von dem Stichprobenumfang und der Streuung der Werte.
Das Konfidenzintervall ist für die graphische Darstellung der Ergebnisse bedeutsam,
besonders für die Mittelwerte. In dieser Arbeit wird stets das 95%-Konfidenzintervall
beschrieben und dargestellt. Dass heißt, es ist zu 95% wahrscheinlich, dass jeder weitere Wert
für das untersuchte Kriterium innerhalb der dargestellten Ober- und Untergrenze liegt.
Genauigkeit der Darstellung
Die statistischen Berechnungen wurden alle mit der Tabellenkalkulation „Microsoft-Excel“
vorgenommen. Für die speziellen Berechnungen wurde das Add-In „WinStat für MicrosoftExcel“ verwendet. 167
Die Darstellung der Zahlen in dieser Arbeit wird in der Regel auf zwei Nachkommastellen
beschränkt. Eine Ausnahme bilden die Signifikanzwerte (siehe oben), bei denen die Angabe
von bis zu neun Nachkommastellen nötig sein kann.
166
167
Vgl. ITU (HRSG.) 1997, S.19.
Vgl. http://www.winstat.de/ (26.8.2003 11:38)
4.4 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Ergebnisse des Mantelbogens
71
4.4. Ergebnisse des Mantelbogens
Alle Fragebögen sind mit einer laufenden Nummer versehen. Es wurden 33 Fragebögen
ausgewertet, sie tragen die Nummern 3 bis 35. 168
Angaben zur Person
An dem Hörversuch nahmen insgesamt 33 Personen Teil, davon 70% Männer (23) und 30%
Frauen (10). Jeweils etwa die Hälfte der Versuchspersonen ist weniger als 30 Jahre alt (18
Personen, bzw. 55%) und über 30 Jahre (15 Personen, bzw. 45%). Von letzterer Gruppe sind
wiederum 60% (9 Personen) jünger als 40 Jahre. Der Altersdurchschnitt beträgt 32 Jahre.
Hörfähigkeit
Von den Versuchspersonen schätzen 32 (97%) ihre Hörfähigkeit als „okay“ ein.
Eine Versuchsperson (3%) leidet unter beginnender Altersschwerhörigkeit, und hat Zweifel
bezüglich seiner Hörfähigkeit. Eine Versuchsperson (3%) gab ein vertäubtes Gehör an, vier
Versuchspersonen (12%) waren in den letzten 48 Stunden längere Zeit lautem Schall
ausgesetzt.
Acht Versuchspersonen (24%) litten an Allergiesymptomen, drei (9%) unter einer Erkältung.
Zwei weitere Versuchspersonen gaben andere Einschränkungen der Hörfähigkeit an:
Allgemeines Unwohlsein aufgrund Alkoholkonsums am Abend zuvor sowie Höreinbruch auf
dem rechten Ohr.
19 Versuchspersonen (58%) hatten sich in den letzten drei Jahren einem Audiogramm
unterzogen, davon 16 (84%) ohne Befund. Das entspricht 48% bezogen auf alle
Versuchspersonen.
Hörerfahrung
Für die Hörerfahrung wurde zunächst ein Profil für die musikalische Ausbildung erfasst:
28 Versuchspersonen (85%)
besaßen eine musikalische Vorbildung durch den
Musikunterricht in der Schule, 29 (88%) darüber hinaus eine Instrumentalausbildung. Von
168
Die laufenden Nummern 1 und 2 wurden den Fragebögen des Vorversuches zugeordnet und entfallen deshalb (Siehe
Seite 43).
72
diesen beherrschen 24 Versuchspersonen (83%, 75% bezogen auf alle Versuchspersonen)
mehr als ein Instrument.
Spielpraxis in musikalischen Gruppen haben 22 Versuchspersonen, also 76% der
Versuchspersonen mit Instrumentalausbildung bzw. 69% absolut. Darüber hinaus haben 18
Versuchspersonen (55%) weitere musikalische Bildung wie Gehörbildung, Musik- oder
Kompositionsstudium etc.
Die mediale Hörerfahrung wurde zunächst für fünf Bereiche erfasst. Diese Bereiche sind:
•
Hörspiele/Features
•
Wortbeiträge
•
Atmosphären
•
Geräusche
•
und Musik
Der Bereich Musik wurde weitergehend aufgeschlüsselt nach Musikgenres.
keine Angabe
(fast) nie
selten
Oft
gelegentlich
Die Ergebnisse fasst die folgende Tabelle zusammen:
Hörspiele/Features
4
12%
7
21%
8
0,24
14
42%
0
Wortbeiträge
9
27%
9
27%
12
0,36
3
9%
0
Atmosphären
9
27%
7
21%
10
0,3
7
21%
0
Geräusche
10
30%
6
18%
9
0,27
8
24%
0
Musik
29
88%
4
12%
0
0%
0
0%
0
davon Jazz
7
21%
20
61%
4
0,12
2
6%
0
davon Rock Pop
20
63%
9
28%
2
0,06
1
3%
1
davon Schlager
1
3%
5
16%
7
0,22
19
59%
1
1
davon Volksmusik
0
0%
2
6%
4
0,13
26
81%
davon Ethno/Weltmusk
3
10%
10
32%
9
0,29
9
29%
2
davon klassische Musik
12
38%
19
59%
1
0,03
0
0%
1
davon Neue Musik
7
21%
10
30%
12
0,36
4
12%
0
Sonstiges
2
6%
0
0%
0
0%
0
0%
1
Tabelle 8: Mediale Hörerfahrung der Versuchspersonen
Als Sonstige Musikgenres wurden
„Funk,
Soul,
Hiphop“ und
„ Folk“ genannt.
Neun Hörer (27%) verfügten über Hörerfahrung von Kunstkopfstereofonie, acht (24%) über
Hörerfahrung mit dem verwendeten Kopfhörertyp AKG K1000.
73
Die Einschätzung der Versuchspersonen, wie wichtig der Klang einer Aufnahme und die
Qualität der eigenen Audiokomponenten hat, zeigt die folgenden Diagramme:
Wenn Sie Audiomaterial hören,
wie wichtig ist Ihnen der Klang der Aufnahme?
100%
90%
80%
70%
61%
60%
50%
33%
40%
30%
20%
6%
10%
0%
0%
Sehr wichtig
Wichtig
Eher unwichtig
Nicht wichtig
Abbildung 25: zur Wichtig des Klanges von Audiomaterial
Wie wichtig ist Ihnen die technische Qualität Ihrer
Audiokomponenten?
100%
90%
80%
67%
70%
60%
50%
40%
30%
24%
20%
9%
10%
0%
0%
Sehr wichtig
Wichtig
Eher unwichtig
Nicht wichtig
Abbildung 26: zur Wichtigkeit der Qualität der Audiokomponenten
4.5 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.1 „Metronom“
74
4.5. Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.1 „Metronom“
Bei dem Hörbeispiel Nr.1 „Metronom“
wird für jede datenreduzierte Version die
Hörereignisrichtung als einziges Kriterium untersucht. Die Antworten bei der Befragung
wurden in ein kleines Diagramm eingetragen, das die folgenden Antwortmöglichkeiten
grafisch vorgab: vorn, rechts-vorn, rechts, rechts-hinten, hinten, links-hinten, links und linksvorn.
Die Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.1 „M etronom“ werden zunächst daraufhin überprüft, ob
die Lokalisation des (subjektiven) Hörereignisortes mit der Lokalisation des (objektiven)
Schallereignisortes übereinstimmt. Auf diese Weise ergibt sich eine Richtig/Falsch-Quote, für
die sich drei Auswertungsmöglichkeiten ergeben:
•
relativer Anteil richtiger Lokalisation bezogen auf die Versuchsperson,
•
relativer Anteil richtiger Lokalisation bezogen auf den Schallereignisort,
•
Anteil richtiger Lokalisation bezogen auf die Datenreduktionsverfahren.
Anteil richtiger Lokalisation für die Originalbeispiele169
Die Abbildung 27 zeigt die Quote der richtigen Lokalisation für die drei Originalbeispiele
sowie den Mittelwert.
Quote der richtigen Lokalisation für die
Originalbeispiele
100,0%
90,0%
75,8%
80,0%
70,0%
60,0%
52,5%
48,5%
50,0%
33,3%
40,0%
30,0%
20,0%
10,0%
0,0%
Mittelwert
45°
135°
270°
Abbildung 27: Hörbeispiel Nr.1 Anteil richtiger Lokalisation für die Originalbeispiele
Zunächst fällt auf, dass die Quote richtiger Lokalisation für die drei Schallereignisrichtungen
unterschiedlich ist. Die Quote richtiger Lokalisation beträgt für 270° 75%, für 135° 33% und
für 45° 48,5%. Die durchschnittliche Quote beträgt 53%. Für den Vergleich der Ergebnisse
für die Richtungen 45° und 135° sind die Unterschiede nicht signifikant, der P-Wert beträgt
169
Das Hörbeispiel beinhaltet strenggenommen drei Originale: Jeweils ein Original für rechts-vorn, rechts-hinten und links.
75
0,25. Die Unterschiede zwischen 270° und 45° sind mit einem P-Wert von 0,02 signifikant,
die Unterschiede zwischen 270° und 135° mit einem P-Wert von 0,003 sogar sehr signifikant.
Die Ergebnisse zeigen, dass dieses Schallereignis genau seitlich des Kunstkopfes sicherer
lokalisiert wird als die gleichen Schallereignisse, wenn diese nach vorn oder hinten versetzt
sind.
Dieses Ergebnis ist keinesfalls zu verallgemeinern, denn für die Lokalisationsunschärfe ist
bekannt, dass sie im seitlichen Bereich bis zu ± 10° beträgt, gegenüber einer
Lokalisationsunschärfe von 3,6° (vorn) bzw. 5,5° (hinten).170
Allerdings ist die Lokalisationsschärfe für weiße Rauschimpulse beschrieben. Für die
Lokalisationsschärfe wird somit die kopfbezogene Klangfarbenveränderung eine weitaus
größere Rolle spielen, als bei den stark impulshaften Signalen dieses Hörbeispiels. Hier ist
den interauralen Laufzeit- und Pegelunterschieden aus folgenden Gründen eine größere
Bedeutung beizumessen: Das Metronom befindet sich mit dem Abstand von einem Meter nah
bei dem Kunstkopf, es ergibt sich also nach dem Abstandsgesetz eine große Pegeldifferenz
zwischen dem Ohr bzw. Mikrofon, das dem Schallereignis zugewandt ist und dem
abgewandten Ohr bzw. Mikrofon. Ferner liefert der Aufnahmeraum wenig Reflexionen und
Diffusschall, also wird der Schallereignisort durch den Raum wenig beschrieben.
170
Vgl. Blauert 1974, S.33.
76
Anteil richtiger Lokalisation bezogen auf die Datenreduktionsverfahren
Die Abbildung 28 zeigt die Quote der richtigen Lokalisation für die jeweiligen
Datenreduktionsverfahren relativ zum Original.
Quote der richtigen Lokalisierung relativ zur Quote für Original
20,0%
0,0%
-20,0%
-40,0%
45° (rechts vorn)
135° (rechts hinten)
270° (links)
MP3-64
-3,0%
3%
-15%
MP3pro
-11,0%
-4%
-7%
MP3-128
-9,1%
15%
0%
AAC
0,0%
-3%
3%
AC-3
12,1%
6%
3%
ATRAC
-24,2%
-9%
0%
Abbildung 28: Quote der richtigen Lokalisierung für die datenreduzierten Versionen relativ zum Original
Die bezogen auf das Original maximal bessere Quote erreicht MP3-128 für die Position 135°
(rechts-hinten) mit +15%. Die schlechteste Quote wird für ATRAC mit –24% bei Position 45
festgestellt.
Überraschend sind insbesondere die Ergebnisse, die deutlich über der Quote der richtigen
Lokalisation für das Original liegen: Für die Schallereignisrichtung 45° erreicht AC-3 jeweils
die Quote von +12%, und MP3-128 erreicht +15%.für die Schallereignisrichtung 135°.
Für diesen Hörversuch sind aufgrund seiner Konzeption die Ergebnisse auf Abhängigkeiten
bezüglich Reihenfolge zu prüfen: einerseits ist ein Lerneffekt zu vermuten, d.h. dass die
Quote der richtigen Lokalisierung im Verlaufe des Tests ansteigt, andererseits ist mit einer
Ermüdung aufgrund des wenig abwechslungsreichen Audioinhaltes zu rechnen, die ein
Absinken der Quote zum Ende hin möglich macht.
77
Die Abbildung 29 zeigt die Quote der richtigen Lokalisationen im Verlauf des Hörversuchs,
die Werte des Originals und die auffälligen Werte sind dabei farblich von den übrigen Werten
abgehoben.
Verlauf der Quote richtiger Lokalisation in der Reihenfolge des
Hörversuchs
100%
90%
80%
135° AAC
270° Org.
270° MP3-128
70%
135° AC3
270° ATRAC
270° MP3pro
135° ATRAC
270° AC3
60%
270° MP3-64
50%
45° Org
135°
45° MP3-64
40%
45° MP3-128
45° AC3
135° MP3-64
30%
135° MP3-128
45° MP3pro
135° Org
45° AAC
135° MP3pro
45° ATRAC
20%
10%
0%
Abbildung 29: Quote richtiger Lokalisationen im Verlauf der Hörversuchs
Weder der optische Eindruck, noch die berechneten Werte für die Wahrscheinlichkeit von
Normalverteilung (P=0,7) und Zufälligkeit (P=0,47) bringen verwertbare Ergebnisse.
Somit lässt sich die Abhängigkeit der auffälligen Daten von der Reihenfolge weder bestätigen
noch verneinen.
Quote der richtigen Lokalisierung:
Vergleich der Mittelwerte von Original und datenreduzierten Verionenen
100%
75,8%
73,1%
80%
60%
48,5%
42,6%
40%
52,5%
52,2%
41,0%
33,3%
20%
0%
45°
135°
270°
Orginal
Datenreduziert
MW alle Pos.
Abbildung 30: Mittelwert der Quoten richtiger Lokalisation für die datenreduzierten Versionen
im Vergleich mit der Quote der Originale
78
Die Abbildung 30 (siehe Seite 77) zeigt Mittelwerte der Quoten der datenreduzierten
Versionen im Vergleich mit der Quote der Originale.
Insgesamt liegt der Mittelwert der Quote für die Originalhörbeispiele auf dem gleichen
Niveau, ebenso für die einzelnen Schallereignispositionen. Die leichten Unterschiede werden
als unbedeutend angesehen.
Für eine Abhängigkeit zwischen einer Datenreduktion und der Schallereignisposition lässt
sich somit keine Regelmäßigkeit ableiten.
Relativer Anteil richtiger Lokalisation bezogen auf die Versuchsperson
Die Abbildung 31 zeigt die Verteilung der Quote richtiger Lokalisation auf alle
Versuchspersonen.
Quote der richtigen Lokalisation auf die Versuchspersonen
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
Abbildung 31: Verteilung der Quote richtiger Antworten auf die Versuchspersonen
Der niedrigste Wert liegt bei 24% (5 richtig) der höchste bei 81% (17 richtig). Innerhalb
dieser Grenzen sind die Werte zu 97% normalverteilt.
Die Versuchspersonen sind aufgrund ihrer Angaben bezüglich ihrer Hörerfahrung im
Mantelbogen drei Gruppen zugeordnet worden:
1. Professionelle Hörer, insbesondere Toningenieur-Studenten,
2. geübte Laien, insbesondere Musiker
3. Laien ohne besondere Affinität zu konzentriertem Hören.
79
Die Verteilungen der Quoten richtiger Lokalisation wurde nun für die einzelnen
Hörergruppen geprüft, und es ergab sich gegenüber der Verteilung für die Gruppe aller
Versuchspersonen keine auffälligen Unterschiede.
Die Abbildung 32 zeigt den Mittelwert der Quoten richtiger Antworten für die einzelnen
Hörergruppen. Die Gruppe der professionellen Hörer umfasst 21 Versuchspersonen, die
Gruppe der geübten Hörer 7 und die der ungeübten 5 Versuchspersonen.
Mittelwerte der Quote richtiger Lokalisation für die drei Hörergruppen
100%
90%
80%
70%
60%
58%
50%
52%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
prof. Hörer
geübte Hörer
ungeübte Hörer
Abbildung 32: Quote richtiger Antworten für die einzelnen Hörergruppen
Die Werte liegen auf einem gleichwertigen Niveau nahe um 53%. Die Unterschiede werden
eher der unterschiedlichen Stichprobengröße zugeschrieben.
Relativer Anteil richtiger Lokalisation bezogen auf den Schallereignisort
Anhand Abbildung 30 (siehe oben) zeigt sich, dass die zusammengefassten Mittelwerte der
Quote für die datenreduzierten Versionen relativ zu der jeweiligen Quote der Originale keine
regelmäßigen Unterschiede bezüglich des Schallereignisortes erkennen lassen.
In Abbildung 33 auf Seite 80 ist nun die Quote der richtigen Lokalisationen für die einzelnen
Datenreduktionsverfahren in Abhängigkeit zur Hörposition zu sehen. Die Quote der
Originalbeispiele ist als Referenz mit im Diagramm enthalten.
Die Profile der Quoten zeigen sich für insgesamt recht ausgewogen, lediglich ATRAC zeigt
für 45° und 135° eine leichte Tendenz zu einer unterdurchschnittlichen Quote.
80
Quote der richtigen Lokalisierung nach Schallereignispositionen
100%
80%
60%
40%
20%
0%
Wav
MP3-64
MP3pro
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
45° (rechts vorn)
135° (rechts hinten)
270° (links)
48,5%
45,5%
37,5%
39,4%
48,5%
60,6%
24,2%
33,3%
36,4%
29,0%
48,5%
30,3%
39,4%
24,2%
75,8%
60,6%
68,8%
75,8%
78,8%
78,8%
75,8%
Abbildung 33: Quote der richtigen Lokalisation für die einzelnen Datenreduktionsverfahren
Zusammenfassung der Ergebnisse für das Hörbeispiel Nr. 1 „Metronom“
Für
alle
untersuchten
Auswertungsmöglichkeiten
zeigen
sich
keine
besonderen
Auffälligkeiten.
Für die Schallereignisrichtung konnte keine regelmäßige Abhängigkeit von der jeweiligen
datenreduzierten Version festgestellt werden.
Die unterschiedenen Gruppen der Versuchspersonen können für diesen Versuch anhand ihrer
Quote der richtig Lokalisation als gleichwertig betrachtet werden. Die Quoten sind innerhalb
jeder Gruppe mit hoher Wahrscheinlichkeit normal verteilt.
Für
die
verschiedenen
Datenreduktionsverfahren
ergibt
sich
bezogen
auf
die
Schallereignisrichtung ein gleichmäßiges Bild. Ledigleich eine kleine Tendenz der
schlechteren Lokalisation für die Schallereignisrichtungen 45° und 135° wurde für ATRAC
beobachtet.
81
4.6 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.2 „Auto“
4.6. Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.2 „Auto“
Vorne/Hinten-Lokalisation
Das erste Kriterium für Hörbeispiel Nr.2 ist die Vorne/Hinten-Lokalisation des
vorbeifahrenden Autos. Die Abbildung 34 zeigt die relativen Ergebnisse für das Original:
Hörbeispiel Nr.2
Vorne/Hinten-Lokalisation für Original
56%
44%
Lokalisation vorn
Lokalisation hinten
Abbildung 34: Hörbeispiel Nr.2 Vorne/Hinten-Lokalisation für das Original
Ausgehend von diesen Ergebnissen ergibt sich für jede Versuchsperson für die
datenreduzierten Versionen entweder eine Bestätigung des Hörereignisortes oder eine
Vertauschung. Die Ergebnisse für die einzelnen Datenreduktionsverfahren zeigt
Abbildung 35.
Hörbeispiel Nr. 2: Vertauschung Vorne/Hinten Hinten/Vorne
ATRAC
AC-3
AAC
MP3-128
MP3pro-64
MP3-64
0%
20%
40%
60%
80%
100%
MP3-64
MP3pro-64
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
wie Original
91%
81%
91%
74%
87%
91%
Hinten/Vorne Vertauschung
0%
3%
3%
6%
6%
6%
Vorne/Hinten Vertauschung
9%
16%
6%
19%
6%
3%
Vorne/Hinten Vertauschung
Hinten/Vorne Vertauschung
wie Original
171
Abbildung 35: Hörbeispiel Nr.2 Häufigkeit Vorne/Hinten-, Hinten/Vorne-Vertauschung
171
Die Prozentwerte beziehen sich auf die Anzahl aller gültigen Antworten. Bezieht man die Prozentwerte für die
Vertauschungen nur auf die Anzahl der Versuchspersonen, die eine „Allgemeine Veränderung wahrgenommen haben,
ergeben sich höhere Werte.
82
Die Werte zeigen, dass die im Original wahrgenommene Hörereignisrichtung für alle
datenreduzierten Versionen dieses Hörbeispiels weitgehend unverändert bleibt. Die Quote der
Vorne/Hinten- bzw. Hinten/Vorne-Vertauschungen ist stets kleiner als 19%. Dabei ist der
Anteil
an
Vorne/Hinten-Vertauschungen
für
fast
alle
datenreduzierten
Versionen
erwartungsgemäß172 höher, als der Anteil der Hinten/Vorne-Vertauschungen.
Trotz dieser relativ niedrigen Vertauschungsquote ist in
Abbildung 35 eine Auffälligkeiten zu beobachten: Die Quote der Vertauschungen ist MP3pro
und AAC am höchsten und zwar sowohl die Summe der Vertauschungen, als auch speziell
die Vorne/Hinten-Vertauschung. Auch im direkten Vergleich mit den MP3-codierten
Versionen entsprechender Datenrate liegen MP3pro und AAC höher. Dieses Ergebnis ist
besonders bemerkenswert, weil ja MP3pro und AAC mit fortschrittlicheren und komplexeren
psychoakustischen Modellen arbeiten als MP3.
Der Signifikanztest für die zu vergleichenden Kriterien ergibt für einen Vergleich der
Ergebnisse von MP3-64 und MP3pro einen P-Wert von 0,71 und für einen Vergleich der
Ergebnisse MP3-128 und AAC einen P-Wert von 0,18. Damit sind die Unterschiede der
Ergebnisse jeweils nicht signifikant. Trotzdem wird zu prüfen sein, ob diese Tendenz für
andere Hörbeispiele ebenfalls festzustellen ist.
172
Siehe Abschnitt 1.2.
83
Allgemeine Veränderung
Das nächste Kriterium ist die Wahrnehmbarkeit einer allgemeinen Veränderung bei den
datenreduzierten Versionen gegenüber dem Original. Die Abbildung 36 zeigt die Mittelwerte
für die einzelnen Datenreduktionsverfahren:
± 95% Vertrauensbereich
1
2
3
2,21
2,12
2,18
2,03
2,97
3,27
4
5
MP3-64
MP3pro
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
Abbildung 36: Allgemeine Veränderungen Hörbeispiel Nr. 2 (Mittelwerte)
MP3-64 und MP3pro unterscheiden sich nicht signifikant (P=0,11) und liegen um einen
Mittelwert von 3, das entspricht „wahrnehmbar“ auf der Skala.
Die Unterschiede zwischen MP3-128 und AAC (P=0,66) sowie AC-3 und ATRAC (P=0,46)
sind ebenfalls nicht signifikant.
Auffällig ist, dass die Mittelwerte dieser vier Verfahren hier auf einem Niveau (um 2,15) zu
finden sind, das entspricht „gerade wahrnehmbar“ . Dies zeigt, dass die bei ATRAC und AC3 deutlich höhere Datenrate für dieses Hörbeispiel gegenüber den 128 kBit/s von MP3 und
AAC keine nennenswerte Verbesserung erbringen.
84
Veränderung der Richtungswahrnehmung
Der Mittelwert für das Kriterium der Wahrnehmbarkeit
einer Veränderung des
Richtungseindrucks zeigt, dass alle Verfahren weniger kritisch bewertet werden (siehe
Abbildung 37). Die Werte der vier Verfahren MP3-128, AAC, AC3 und ATRAC liegen hier
um 0,25 höher als bei dem Kriterium „Allgemeine Veränderung“, d er Mittelwert von MP3-64
und MP3pro für dieses Kriterium liegt um 0,9 höher.
Bemerkenswert ist, dass die Unterschiede bezüglich der Richtungswahrnehmung für alle
Verfahren bei diesem Beispiel sehr gering sind. Die Mittelwerte aller Verfahren liegen auf
einem Niveau um 1,9, dabei ist der maximale Unterschied 0,7. MP3-128, AAC und ATRAC
liegen liefern sogar den auf eine Nachkommastelle identischen Mittelwert.
1,00
1,81
2,00
2,30
1,83
1,64
1,82
2,20
3,00
4,00
5,00
MP3-64
MP3pro
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
Abbildung 37: Veränderung des Richtungseindrucks Hörbeispiel Nr.2 (Mittelwerte)
85
Häufigkeitsverteilung der Eigenschaftsbegriffe
Die Abbildung 38 bis Abbildung 42: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften
Hörbeispiel Nr.2 für AC-3
Abbildung 43: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für ATRAC
zeigen jeweils die Häufigkeit der Nennung der Eigenschaftsbegriffe für den Hörversuch Nr.
2.
Während sich für MP3-64 (siehe Abbildung 38) eine ausgeglichene Verteilung zeigt, sind bei
MP3pro (siehe Abbildung 39) die Begriffe „näher“ und „ größer“ deutlich häufiger (etwa 2030% mehr) vertreten als die übrigen Begriffe.
Hörbeispiel 2: Eigenschaften MP3-64
weiter entfernt
näher
kleiner
größer
langsamer
schneller
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Abbildung 38: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für MP3 64 kBit/s
Hörbeispiel 2: Eigenschaften MP3pro-64
weiter entfernt
näher
kleiner
größer
langsamer
schneller
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Abbildung 39: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für MP3pro 64 kBit/s
86
Die Ursache für diese Auffälligkeit bezüglich des Entfernungshörens könnte einerseits die
Verwendung von SBR bei MP3pro sein, falls diese Technologie in dem Frequenzbereich über
7,7 kHz173 Spektralanteile mit zu großem Pegel repliziert. Andererseits könnte auch eine
eventuell vorhandene codierungsbedingte Erhöhung der Lautheit eine solche Auswirkung auf
das Entfernungshören ausüben.174
Auch für die Häufigkeitsverteilung der Eigenschaftsbegriffe für MP3-128 (Abbildung 40) und
AAC (Abbildung 41) ergeben sich Auffälligkeiten.
Hörbeispiel 2: Eigenschaften MP3-128
weiter entfernt
näher
kleiner
größer
langsamer
schneller
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Hörversuch 2: Eigenschaften AAC
weiter entfernt
näher
kleiner
größer
langsamer
schneller
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Abbildung 41: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für MPEG2/4-AAC
173
174
Vgl. BLAUERT 1974, S.102f.
Vgl. BLAUERT 1974, S.98ff.
87
Bei MP3-128 fällt bei sonst homogener Verteilung das Fehlen von Nennungen der
Eigenschaft „größer“ auf, während der Begriff „ kleiner“ zu etwa 20% genannt ist.
Wie das Fehlen der Eigenschaft „größer“ bei MP3-128 fällt die häufige Nennung des Begriffs
„näher“ für AAC ins Auge. Mit beinahe 30% liegt der Häufigkeitswert für diese Eigenschaft
bei AAC durchschnittlich um ca. 17% über den Mittelwerten der übrigen Begriffen. Damit
wird der entgegengesetzte Begriff „weiter entfernt“ (Häufigkeit ca. 8%) sogar um 20%
übertroffen. Diese Veränderung der Entfernungseinschätzung kann, wie vorstehend für
MP3pro, durch eine eventuelle Veränderung des Amplitudenfrequenzganges im Bereich ab
ca.7,7 kHz erklärt werden. Anders als bei MP3pro (siehe oben) fehlt jedoch für die
Ergebnisse für AAC die Korrelation der Überhöhung bei dem Begriff „größer“. Dieser
Erklärungsansatz würde mit der subjektiven Wahrnehmung des Verfassers und der Äußerung
einer Versuchsperson bezüglich einer wahrgenommenen Überhöhung der Amplituden der
höheren Frequenzen übereinstimmen.
Für ATRAC (siehe Abbildung 42: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für AC-3
Abbildung 43) fällt das Fehlen der Nennung des Begriffs „größer“ auf, während „ kleiner“ mit
einer Häufigkeit von ca. 37% genannt wurde. Die übrigen Begriffe sind mit Werten zwischen
ca. 16% und ca. 32% in etwa auf einem Niveau.
Für AC-3 (siehe Abbildung 42: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für AC-3
, S.88) bildet zwar die Häufigkeit für den Begriff „weiter entfernt“ mit ca. 41% das
Maximum, der entgegengesetzte Begriff „näher“ ist aber mit einer Häufigkeit von ca. 21%
nicht unterdurchschnittlich vertreten, sodass dieses Maximum als weniger bedeutsam
einzuschätzen ist. Weiterhin bietet die Häufigkeitsverteilung der Eigenschaftsbegriffe für AC3 keine Auffälligkeiten.
Zusammenfassung der Ergebnisse zu Hörbeispiel Nr. 2
Für die Mittelwerte der direkt vergleichbaren Codierverfahren ergeben sich keine
signifikanten Unterschiede, die Verfahren MP3-64 und MP3pro sowie MP3-128 und AAC
werden folglich für dieses Hörbeispiel als gleichwertig empfunden. Im Vergleich der
Mittelwerte für das Kriterium „Veränderung der Richtungswahrnehmung“ fällt auf, dass die
Verfahren mit der niedrigen Bitrate von 64 kBit/s (MP3-64 und MP3pro) an das Niveau der
Verfahren mit einer Bitrate
" ! # &$ % )' *( ,( .
+ - % ' '
88
der
die
Häufigkeitsverteilung
der
Eigenschaftswerte
eine
Tendenz
festgestellt,
Hörbeispiel 2: Eigenschaften AC-3
weiter entfernt
näher
kleiner
größer
langsamer
schneller
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Hörereignisentfernung geringer als die tatsächliche Schallereignisentfernung wahrzunehmen.
Hörbeispiel 2: Eigenschaften ATRAC
weiter entfernt
näher
kleiner
größer
langsamer
schneller
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Abbildung 42: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für AC-3
4.7 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.3 „Frösche“
89
4.7. Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.3 „Frösche“
Für das Hörbeispiel Nr.3 „Frösche am Teich“ ist das erste untersuchte Kriterium die
Häufigkeit der Nennung der Hörereignisrichtungen. Als mögliche Antworten waren die vier
Hörbereichsektoren
„vorne“,
„ rechts“,
„ links“
und
„ hinten“
vorgegeben,
eine
Mehrfachantwort war zulässig.
Die Abbildung 44 veranschaulicht die Ergebnisse für dieses Kriterium. 175
Rel. Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für Original
36%
100%
91%
70%
Abbildung 44: Hörbeispiel Nr.3 - relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für das Original
Für die jeweiligen datenreduzierten Versionen ergibt sich relativ zu den Werten des Originals
eine Abweichung. Diese Abweichung wird in Abbildung 44 bis Abbildung 50
veranschaulicht. Dabei zeigt die Größe des Frosch-Icon die relative Häufigkeit der genannten
Hörereignisrichtungen. Die Veränderung gegenüber dem Original wird durch Richtung und
Betrag des vom Frosch-Icon ausgehenden Balken beschrieben, wobei ein Balken nach oben
für mehr Nennungen steht, eine Linie nach unten für weniger Nennungen.
Die Hörereignisrichtung „links“ ist in allen Beispielen wie im Original zu 100% gehört
worden.
175
Das Frosch-Icon soll hier Richtung und Häufigkeit verdeutlichen. Allerdings ist bei der Interpretation zu berücksichtigen,
dass sich die Hörereignisrichtung nicht auf eine Punktschallquelle bezieht, sondern auf eine Gruppe von Schallereignissen
(Fröschen), die in den vier Sektoren des Hörraums verteilt sind. Dies gilt analog für Abbildungen Abbildung 44 bis
Abbildung 50.
90
Die Hörereignisrichtung „rechts“ ist nahezu ebenso häufig (min.91%-max.97%) vertretenen.
„Rechts“ ist auch die einzige Richtung, die bei datenreduzierten Versionen häufiger genannt
wird als das Original (91%). Die häufigere Nennung „rechts“ tritt jedoch stets in Verbindung
mit der weniger häufigeren Nennung der Hörereignisrichtung „hinten“ auf. Es kann
angenommen werden, dass einige Schallereignisse die zunächst im hinteren Hörsektor
lokalisiert wurden, nachdem eine Datenreduktion vorgenommen wurde, eher seitlich
lokalisiert werden.
Die Hörereignisrichtung „v orne“ ist mit 36% bei den Ergebnissen für das Original am
geringsten vertreten und damit nur halb so oft wie die Hörereignisrichtung „hinten“.
Rel. Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für MP3-64
Abbildung 45: Hörbeispiel Nr.3 - Relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für MP3-64
Rel. Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für MP3pro
Abbildung 46: Hörbeispiel Nr.3 - Relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für MP3pro
91
Für MP3-64 und MP3pro (vgl Abbildung 45 und Abbildung 46) nimmt jeweils die Häufigkeit
der Lokalisation vorne und hinten ab.
92
Für MP3-128 bleibt die Häufigkeit der Lokalisation „vorn“ unverändert, die Lokalisation
„hinten“ nimmt mit stark 18% ab, die Lokalisation „ rechts“ steigt leicht um 6%.
Rel. Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für MP3-128
Abbildung 47: Hörbeispiel Nr.3 - Relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für MP3-128
Die Ergebnisse von AAC (vgl. Abbildung 48) zeigen die gleiche Tendenz, allerdings nimmt
die
Häufigkeit
der
Nennung
„hinten“
mit
–9%
weniger
deutlich
ab.
Die
Hörereignisrichtungen „vorn“ und „ links“ bleiben bezogen auf die Ergebnisse für das Original
unverändert.
Rel. Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für AAC
Abbildung 48: Hörbeispiel Nr.3 - Relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für AAC
Die Ergebnisse zu Hörbeispiel Nr.3 der beiden datenreduzierten Versionen MP3-128 und
AAC heben sich von den Ergebnissen der anderen Verfahren für dieses Kriterium ab, da bei
MP3-128 und AAC die Häufigkeit der Nennung des Hörereignisortes „vorn“ nicht abnimmt.
93
Rel. Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für AC-3
Abbildung 49: Hörbeispiel Nr.3 - Relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für AC-3
Rel. Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für ATRAC
Abbildung 50: Hörbeispiel Nr.3 - Relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für ATRAC
Die für alle datenreduzierten Versionen maximale Veränderung gegenüber dem Original ist
für ATRAC (vgl. Abbildung 50) festzustellen: Für diese datenreduzierte Version wird die
Richtung „hinten“ 7 mal weniger genannt, das sind –22%. Dagegen nimmt für ATRAC die
Häufigkeit der Nennung der Hörereignisrichtung „vorn“ mit –6% nur leicht ab.
94
Die Mittelwerte für das Kriterium „Allgemeine Veränderung“ zeigt die Abbildung 51.
1
1,88
2
1,64
1,97
2,00
2,30
3
3,09
4
5
MP3-64
MP3pro-64
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
Abbildung 51: Allgemeine Veränderungen Hörbeispiel Nr.3 (Mittelwerte)
Hier fällt auf, dass MP3pro gegenüber MP3-64 um 0,8 besser bewertet wurde, für das
Hörbeispiel Nr. 2 war ja der Unterschied mit 0,3 wesentlich geringer. Dieser Unterschied ist
mit einem P-Wert von 0,00015 als sehr signifikant zu bezeichnen.
Die Ergebnisse für MP3-128 und AAC unterscheiden sich hingegen nicht signifikant
(P=0,22). Überraschend ist jedoch, dass diese Datenreduktionsverfahren hier gegenüber den
Verfahren mit höherer Datenrate (AC-3 und ATRAC) auf einem Niveau liegen sogar
geringfügig besser abschneiden. Insbesondere AAC erreicht mit 1,64 einen unerwartet hohen
Mittelwert.
AC-3 und ATRAC schneiden gleich gut ab und liegen bei dem Wert 2. Die Unterschiede der
Ergebnisse für diese Verfahren sind ebenfalls nicht signifikant (P=0,87).
95
Veränderung des Richtungseindruckes
Für das Kriterium „Veränderung des Richtungseindrucks“ ergibt sich ein ähnliches Bild.
1
2
1,81
2,30
2,20
MP3-64
MP3pro
1,83
1,64
1,82
3
4
5
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
Abbildung 52: Diagramm Veränderung des Richtungseindrucks Hörbeispiel Nr.2 (Mittelwerte)
Auch hier unterscheiden sich MP3pro und MP364 sehr signifikant (P=2,45622E-05), MP3128 verglichen mit AAC (P=0,15) sowie AC-3 verglichen mit ATRAC (P=0,48) sind nicht
signifikant unterschiedlich.
Alle Werte für dieses Kriterium sind geringfügig besser (min. ATRAC mit +0,09; max.MP364 mit +0,46) als für die „Allgemeine Veränderung“ .
96
Häufigkeit der Nennung von Eigenschaften
Die Abbildungen Abbildung 53 bis Abbildung 58 (Seite 97 bis 99) zeigen die
Häufigkeitsverteilung der Eigenschaftsbegriffe für das Hörbeispiel Nr. 3.
Die Menge der Schallquellen wird für fast alle datenreduzierten Versionen überwiegend
gleichbleibend eingeschätzt. AAC hat hier mit 84% den höchsten Wert, gefolgt von MP3-128
(78%), AC-3 (73%) und MP3pro (64%). Bei ATRAC (54%) und MP3pro (52%) empfinden
nur etwa die Hälfte der Versuchspersonen die Anzahl der Frösche verglichen mit dem
Original als gleich. Für MP3-64 kann diese Auffälligkeit auf die niedrige obere
Übertragungsfrequenz zurückzuführen sein. Für ATRAC kann festgestellt werden, dass die
Anzahl der Frösche eher als größer (30%) empfunden wird, da der Wert um 13% höher liegt
als die Häufigkeit für „Anzahl kleiner“.
Für alle datenreduzierten Versionen zeigt sich die Tendenz zu einer häufigen Nennung der
Begriffs „enger zusammen“. Besonders ausgeprägt ist diese Tendenz für MP3-128 (54%) und
AC-3 (50%) zu erkennen. Hier ist eine Korrelation zu den Häufigkeitsverteilungen für die
Hörereignisrichtungen (siehe Abbildung 47 und Abbildung 50, Seite 92) erkennbar. Für eben
diese datenreduzierten Versionen wurde ja die größte Abnahme des Hörereignisortes „hinten“
festgestellt.
97
Die Frösche werden für MP3-64 als „weiter entfernt“ (46%) und „ enger zusammen“ (38%)
wahrgenommenen, ebenfalls durch die niedrige obere Übertragungsfrequenz erklärbar.
Wie schon beim Hörbeispiel Nr.2 zeigt MP3pro
auch hier die Tendenz, die
Schallquellenentfernung zu gering einzuschätzen („näher“ wird zu 45% genannt gegenüber
15% für „weiter entfernt“.
Hörbeispiel Nr.3: Eigenschaften MP3-64
Anzahl größer
Anzahl gleich
Anzahl kleiner
weiter auseinander
enger zusammen
weiter entfernt
näher
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Hörbeispiel Nr.3: Eigenschaften MP3pro-64
Anzahl größer
Anzahl gleich
Anzahl kleiner
weiter auseinander
enger zusammen
weiter entfernt
näher
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
98
Die Häufigkeitsverteilungen von MP3-128 und AAC zeigen ein ähnliches Profil, nur die oben
erwähnte Tendenz zur Wahrnehmung „enger zusammen“ ist bei MP3128 deutlich stärker
ausgeprägt als bei AAC.
Anzahl größer
Anzahl gleich
Anzahl kleiner
weiter auseinander
enger zusammen
weiter entfernt
näher
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Hörbeispiel Nr.3: Eigenschaften AAC
Anzahl größer
Anzahl gleich
Anzahl kleiner
weiter auseinander
enger zusammen
weiter entfernt
näher
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
99
AC-3 und ATRAC weisen mit Häufigkeitswerten um 44% eine Tendenz zur häufigeren
Nennung des Begriffs „näher“ auf. Für die stärkere Ausprägung dieser Tendenz kann die vom
Verfasser bei ATRAC subjektiv als höher empfundene Lautheit eine Ursache sein. Dieser
subjektive Eindruck wird durch eine Äußerung einer Versuchsperson gestützt, die ebenfalls
eine höhere Lautheit für ATRAC wahrgenommen hat.176
Hörbeispiel Nr.3: Eigenschaften AC-3
Anzahl größer
Anzahl gleich
Anzahl kleiner
weiter auseinander
enger zusammen
weiter entfernt
näher
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Hörbeispiel Nr.3: Eigenschaften ATRAC
Anzahl größer
Anzahl gleich
Anzahl kleiner
weiter auseinander
enger zusammen
weiter entfernt
näher
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
176
Die Versuchsperson wusste nicht, dass es sich um ATRAC handelte, als Sie sich spontan im Hörversuch äußerte.
100
Zusammenfassung der Ergebnisse für Hörbeispiel Nr. 3 „Frösche“
Die Mittelwerte von MP3-64 und MP3pro für die Kriterien „Allgemeine Veränderung“ und
„Veränderung des Richtungseindrucks“ unterscheiden sich sehr signifikant und sind auch
deutlicher ausgeprägt als für die Ergebnisse bezüglich der gleichen Kriterien bei Hörbeispiel
Nr. 2.
MP3-128 verglichen mit AAC sowie ATRAC verglichen mit AC-3 unterscheiden sich nicht
signifikant.
Die im Hörbeispiel Nr. 2 festegestellt Tendenz für Mp3pro, die Schallereignisentfernung zu
gering wahrzunehmen wird durch die Ergebnisse des Hörbeispiels Nr. 3 bestätigt.
MP3-128 und AAC bieten zwar einerseits im Vergleich mit den Ergebnissen des Originals
eine unverändert hohe Nennung der Hörereignisrichtung „vorn“, andererseits nimmt die
Häufigkeit der Nennung der Hörereignisrichtung „hinten“ ab und gleichzeitig wird die
Eigenschaft „enger zusammen“ für diese Datenreduktionsverfahren deutlich häufiger genannt,
als für die übrigen Verfahren.
Dabei erreichen die beiden Verfahren MP3-128 und AAC für die Mittelwerte der allgemeinen
Veränderung und der Veränderung des Richtungseindrucks die besten Werte.
4.8 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.4 “Marianne“
101
4.8. Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.4 “Marianne“
Die Abbildung 59 zeigt für Hörbeispiel Nr.4 die Mittelwerte der Ergebnisse für das Kriterium
„Allgemeine Veränderung“ .
1
2
2,18
3
3,48
2,27
2,76
2,88
3,18
4
5
MP3-64
MP3pro
MP3128
AAC
AC-3
ATRAC
Die Mittelwerte aller datenreduzierten Versionen liegen hier deutlich tiefer als bei Hörbeispiel
Nr. 2 und auch etwas tiefer als die Mittelwerte bei Nr. 3 (ausgenommen AC-3, das mit 2,18
den gleichen Mittelwert hat wie bei Hörbeispiel Nr. 3).
Anders als bei den Hörbeispielen Nr. 2 und Nr. 3 liegen die Mittelwerte hier entsprechend
ihrer Datenübertragungsrate auf drei verschiedenen Niveaus: MP3-64 und MP3pro um den
Wert 3,3, MP3-128 und AAC um den Wert 2,8 sowie AC-3 und ATRAC um den Wert 2,2.
Ursache für dieses gegenüber den ersten zwei Hörbeispielen abweichende Mittelwertprofil
kann einerseits die Länge des Hörbeispiels sein: Da das Hörbeispiel Nr. 4 mit 47 Sekunden
drei mal so lang wie die Hörbeispiele Nr. 2 und Nr. 3 ist, können eventuell mehr Unterschiede
wahrgenommen werden. Eine weitere Erklärung liegt in der Tatsache, dass dieses Hörbeispiel
im Gegensatz zu den Hörbeispielen Nr. 2 und Nr. 3 in geschlossenen Räumen aufgenommen
worden ist. Diese These wird für die weiteren Hörbeispiele zu überprüfen sein, indem die
Mittelwertprofile für die Außenaufnahmen mit denen aus geschlossenen Räumen verglichen
werden.
Der Mittelwert von MP3pro liegt zwar um 0,3 höher als der von MP3-64, die Messreihen sind
jedoch mit einem P-Wert von 0,11 nicht signifikant unterschiedlich. MP3-128 und AAC
unterscheiden sich ebenfalls nicht signifikant (P= 0,45), genauso AC-3 verglichen mit
ATRAC (P= 0,65).
102
Hineinversetzen in die Ich-Hörperspektive
Als nächstes Kriterium für Hörbeispiel Nr.4 wird untersucht, wie die Versuchspersonen das
Hineinversetzen in die Ich-Hörperspektive177 für die datenreduzierten Versionen empfinden.
Die vorgegebenen Antwortmöglichkeiten sind „gelingt einfacher als beim Original“, „ gelingt
genauso wie beim Original“ und „ gelingt schwerer als beim Original“. 178 Die
Häufigkeitsverteilungen der Ergebnisse zeigt die Abbildung 60 bis Abbildung 65 auf Seite
103.
Im Vergleich der Diagramme ist festzustellen, dass mit steigender Höhe der Datenrate das
Hineinversetzen in die Hörperspektive besser gelingt. So sind die Ergebnisse für ATRAC
(66% „wie Original“) und AC-3 (61% „ wie Original“) die besten.
MP3pro liefert ein sehr signifikant besseres Ergebnis als MP3-64 (P= 0,0008). Bei MP3-64
gelingt es 72% der Versuchspersonen schwerer, sich in die Ich-Hörperspektive
hineinzuversetzen gegenüber 42% bei MP3pro. Ursächlich für diesen Unterschied ist mit
großer Wahrscheinlichkeit der bei MP3-64 stark eingeschränkte Übertragungsbereich.
Die Ergebnisse für MP3-128 (Abbildung 63) und AAC (Abbildung 64) unterscheiden sich
zwar nicht signifikant, allerdings liegt der zugehörige P-Wert von 0,07 sehr nahe am
Signifikanzniveau. Die Ergebnisse von MP3-128 (49% „gelingt genauso“) sind gegenüber
den Ergebnissen von AAC (42% „gelingt genauso“) etwas besser, zumal AAC ein nahezu
normal verteiltes Ergebnis liefert.
ATRAC schneidet trotz seiner niedrigeren Datenrate gegenüber AC-3 besser ab, allerdings
sind die Unterschiede mit P= 0,22 nicht signifikant.
177
Der Begriff „Hörperspektive“ stellt streng genommen ein Paradoxon dar, leitet es sich doch vom lateinische „ per-
spicere“, zu Deutsch “ mit dem Blick durchdringen, deutlich sehen, wahrnehmen“ ab. Obwohl der Begriff eigentlich aus dem
Bereich der visuellen Wahrnehmung stammt, erscheint er für dieses Kriterium geeigneter als ein Spezialbegriff aus dem
Auditiven Bereich, da diese Bedeutungsübertragung als allgemein verständlich angesehen werden kann. Vgl. Duden 1997,
S.522.
178
Bei fehlender Antwortmöglichkeit „gelingt leichter als beim Original“ würde die Fragestellung eine Suggestivwirkung
haben.
Hineinversetzen in die Ich-Perspektive MP3pro
Hineinversetzen in die Ich-Perspektive MP3-64
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
72,7
21,2
6,1
einfacher
genauso
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
schwerer
Abbildung 60: Hineinversetzen in Hörperspektive für
MP3-64
48,5
39,4
12,1
einfacher
genauso
60,6
27,3
12,1
einfacher
genauso
schwerer
AC-3
18,2
genauso
schwerer
Hineinversetzen in die Ich-Perspektive AAC
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
42,4
30,3
27,3
einfacher
genauso
schwerer
AAC
Hineinversetzen in die Ich-Perspektive AC-3
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
42,4
MP3pro
schwerer
MP3-128
39,4
einfacher
Hineinversetzen in die Ich-Perspektive MP3-128
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
103
Hineinversetzen in die Ich-Perspektive ATRAC
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
65,6
18,8
einfacher
15,6
genauso
schwerer
ATRAC
104
Veränderung der Hörperspektive
Die Abbildung 66 zeigt die Mittelwerte der Ergebnisse für das Kriterium „Veränderung der
Hörperspektive“.
1
2
3
1,90
2,09
2,82
2,06
2,31
2,61
4
5
MP3-64
MP3pro
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
Abbildung 66: Veränderung der Hörperspektive Hörbeispiel Nr.4 (Mittelwerte)
Aller Werte liegen geringfügig höher als für das Kriterium „Allgemeine Veränderung“ .
Die Ergebnisse von MP3-64 verglichen mit MP3pro, MP3-128 verglichen mit AAC sowie
AC-3 verglichen mit ATRAC liefern keine signifikanten Unterschiede.
Der Mittelwert für MP3-128 liegt bei diesem Kriterium um 0,79 höher als für die
„Allgemeine Veränderung“ , der Mittelwert von AAC nur um 0,45. Damit zeigt MP3-128 für
dieses Kriterium ein leicht besseres Ergebnis als AAC.
Der geringfügige Abstand zwischen den Mittelwerten von AC-3 und ATRAC für die
Kriterien „Allgemeine Veränderung“ und „Veränderung der Hörperspektive“ bleibt nahezu
identisch.
Besondere Auffälligkeiten sind hier für keines der Datenreduktionsverfahren festzustellen.
Es bleibt festzustellen, dass die Ergebnisse für die Verfahren AC-3 und ATRAC gegenüber
den Verfahren mit der Datenrate von 128 kBit/s keine signifikanten Unterschiede liefern.
MP3-128 und AAC sind bezüglich der Hörperspektive als gleichwertig anzusehen.
105
Die
Abbildung
67
bis
Abbildung
72
zeigen
die
Häufigkeitsverteilungen
der
Eigenschaftsbegriffe bezüglich der Veränderung der Hörperspektive.
Beinahe durchgängig sind die Begriffe „weniger eindrucksvoll“, „ unnatürlicher“ und
„statischer“ häufiger genannt als ihre Gegenbegriffe.
weniger eindrucksvoll
eindrucksvoller
unnatürlicher
natürlicher
statischer
bewegter
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
eindrucksvoller
unnatürlicher
natürlicher
statischer
bewegter
0
20
40
60
80
100
%
Dieser Umstand ist für MP3-64 am deutlichsten ausgeprägt, während das Häufigkeitsprofil
von MP3pro insbesondere für die Begriffe „statischer“ und „ bewegter“ ausgeglichener
aussieht. Allerdings wird der Begriff „unnatürlicher“ für MP3pro etwa gleich häufig genannt
verglichen mit MP3-64. Die Unterschiede der Häufigkeitsprofile sind nicht signifikant (P=
106
0,34). Die Häufigkeitsprofile für MP3-128 und AAC sind augenscheinlich sehr ähnlich, der
P-Wert liegt bei 0,63.
eindrucksvoller
unnatürlicher
natürlicher
statischer
bewegter
0
20
40
60
80
100
%
eindrucksvoller
unnatürlicher
natürlicher
statischer
bewegter
0
20
40
60
80
100
%
Die Häufigkeitsprofile von MP3-128 und AAC zeigen keine besonderen Auffälligkeiten.
107
Die Häufigkeitsprofile von AC-3 und ATRAC liefern gleichfalls keine signifikanten
Unterschiede (P= 0,33).
eindrucksvoller
unnatürlicher
natürlicher
statischer
bewegter
0
20
40
60
80
100
%
eindrucksvoller
unnatürlicher
natürlicher
statischer
bewegter
0
20
40
60
80
100
%
AC-3 zeigt sich für die Eigenschaften „eindrucksvoller / weniger eindrucksvoll“ und
„statischer / bewegter“ etwas ausgeglichener.
108
Zusammenfassung der Ergebnisse für Hörbeispiel Nr. 4
Das Kriterium „Allgemeine Veränderung“
zeigt für dieses Hörbeispiel die bislang
deutlichsten Unterschiede zum Original. Dafür kann die Länge des Hörbeispiels eine Rolle
spielen, denn es ist mit 47 Sekunden dreimal so lang wie die Hörbeispiele Nr. 2 und Nr. 3.
Die Mittelwerte der direkt vergleichbaren Datenreduktionsverfahren unterscheiden sich bei
den Kriterien „Allgemeine Veränderung“ und „Veränderung der Hörperspektive“ jeweils
nicht signifikant.
Das Kriterium „Hineinversetzen in die Hörperspektive“ zeigt eine bessere Bewertung für die
Verfahren AC-3 und ATRAC. MP3-64 liefert hier das schlechteste Ergebnis, MP3pro ist
signifikant besser.
Die Häufigkeitsverteilungen zeigen die Tendenz, die datenreduzierten Versionen als „weniger
eindrucksvoll“, „ unnatürlicher“ und „ statischer“ zu empfinden, besonders ausgeprägt für
MP3-64.
4.9 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.6 „Gebet“
109
4.9. Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.6 „Gebet“
Die Abbildung 73 zeigt die Mittelwerte der „allgemeinen Veränderung“ für das Hörbeispiel
Nr.6 „Gebet“.
1
1,73
Mittelwert
2
1,94
1,91
2,21
3
3,06
3,67
4
5
MP3-64
MP3pro
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
Zunächst ist festzustellen, dass die Werte sich auf zwei Niveaus befinden: Die Verfahren mit
niedriger Bitrate liegen um den Wert 3,3, alle übrigen um den Wert 1,9. Dieser Unterschied
ist verglichen mit den Ergebnissen der vorangegangenen Hörbeispiele groß.
MP3-64 hat wiederum das schlechteste Ergebnis (3,67), MP3pro ist mit einem Mittelwert von
3,06 sehr signifikant (P= 0,0003) besser.
MP3-128 erreicht mit 1,73 den höchsten Mittelwert für dieses Kriterium, AAC ist mit 1,94
nicht signifikant schlechter (P= 0,14).
AC-3 (1,91) wird besser bewertet als ATRAC (2,21), allerdings ist der Unterschied mit einem
P-Wert von 0,16 nicht signifikant.
Veränderung des Raumeindrucks
Das Mittelwertprofil für das Kriterium „Veränderung des Raumeindrucks“ (siehe Abbildung
74) ist dem Mittelwertprofil für das Kriterium „Allgemeine Veränderungen “ sehr ähnlich.
MP3pro (2,52) wird mit einem P-Wert von 6,571E-05 sehr signifikant besser bewertet als
MP3-64 (3,24).
MP3-128 und AAC (P= 1,4) sowie AC-3 und ATRAC (P= 0,47) weisen im Vergleich keine
signifikanten Unterschiede auf. MP3-128 erreicht mit 1,52 den besten Wert in diesem
Kriterium.
110
1
1,52
1,76
Mittelwert
2
1,82
1,94
2,52
3
3,24
4
5
MP3-64
MP3pro
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
Abbildung 74: Veränderung des Raumeindrucks Hörbeispiel Nr.6 (Mittelwerte)
Das nächste Kriterium für das Hörbeispiel Nr.6 ist die Zuordnung von Eigenschaftsbegriffen
zu
der
wahrgenommenen
Veränderung
des
Raumeindrucks.
Die
vorgegebenen
Eigenschaftsbegriffe sind „weicher“, „ härter“, „ stumpfer“, „ brillanter“, „ kälter“, „ wärmer“,
„kleiner“ und „ größer“. Mehrfachantworten sind zugelassen.
Die Häufigkeitsverteilungen der Eigenschaftsbegriffe für dieses Kriterium zeigen Abbildung
75 bis Abbildung 79.
Für MP3-64 (siehe Abbildung 75) zeigt die Eigenschaft „stumpfer“ den extrem hohe
Häufigkeit von 97% mit gleichzeitig 0% Häufigkeit für den Gegenbegriff „brillanter“. Dieses
Ergebnis ist
durch die niedrige obere Übertragungsgrenze des Verfahrens sehr
nachvollziehbar.
Trotzdem unterscheidet sich die Häufigkeitsverteilung MP3-64 von MP3pro (siehe Abbildung
76) hier nicht signifikant (P= 0,77).
Die Häufigkeitsverteilung von MP3 128 (siehe Abbildung 77) und AAC (siehe Abbildung 78)
erscheint zunächst eher ähnlich, sie sind aber mit einem P-Wert von 0,03 signifikant
unterschiedlich. AAC lässt gegenüber MP3-128 die Tendenz erkennen, den Raum „härter“
(29%) und „kälter“ (24%) klingen zu lassen.
AC-3 (siehe Abbildung 79) und ATRAC (siehe Abbildung 80) unterscheiden sich hinsichtlich
ihrer Häufigkeitsverteilungen hier nicht signifikant (P=0,27). Beide Verfahren zeigen eine
Tendenz, den Raum „kleiner“ und „ stumpfer“ klingen zu lassen; AC-3 beide Eigenschaften
50% Häufigkeit, ATRAC mit 57% Häufigkeit für „kleiner“ und 33% für „ brillanter“.
111
Entgegengesetzte Tendenzen zeigen die Häufigkeitsverteilungen von ATRAC und AC-3 für
die Eigenschaften „weicher“ und „ härter“: Bei AC-3 nehmen 28% den Raum als „weicher“
gegenüber 0% die ihn als „härter“ charakterisieren. Für ATRAC hingegen ist die Häufigkeit
für „weicher“ 0%, 33% nehmen den Raum aber als „ härter“ wahr.
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
112
113
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Zusammenfassung der Ergebnisse für Hörbeispiel Nr. 6
Die Mittelwerte für das Kriterium „Allgemeine Veränderung“ liegen auf zwei Niveaus: Die
Verfahren mit niedriger Bitrate um den Wert 3,3 und alle anderen Verfahren nahe um den
Wert 1,9.
Für das Kriterium der „Veränderung des Raumeindrucks“ sieht das Häufigkeitsprofil sehr
ähnlich aus.
MP3-128 hat für beide Kriterien den besten, MP3-64 für beide Kriterien den schlechtesten
Wert.
114
Bei den Häufigkeitsverteilungen zeigte sich für ATRAC eine Tendenz zu dem
Eigenschaftsbegriff „härter“ für AC-3 eine Tendenz zu „ weicher“ also dem Gegenbegriff. Für
die folgenden Hörbeispiele wird zu beobachten sein, ob sich dieser Trend bestätigt.
4.10 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.7 „Miserere“
115
4.10. Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr.7 „Miserere“
Als erstes Kriterium für das Hörbeispiel Nr.7 „Miserere mei, Deus“ wird , die
Häufigkeitsverteilung der Hörereignisrichtungen für das Original dargestellt. Die Abbildung
81 und Abbildung 82 zeigen diese Ergebnisse. Die Größe des Sänger-Icons veranschaulicht
dabei die Häufigkeit der Nennung der Hörereignisrichtung.
Hörbeispiel Nr.7 Hörereignisrichtungen für Chor
50%
3%
9%
Abbildung 81: Hörbeispiel Nr.7 Hörereignisrichtungen für den Chor
Hörbeispiel Nr.7 Hörereignisrichtungen für Gegenchor
19%
6%
44%
Abbildung 82: Hörbeispiel Nr.7 Hörereignisrichtungen für den Gegenchor
Entgegen der Annahme des Tonmeisters (siehe Seite 37f.) gelingt etwa der Hälfte der
Versuchspersonen die richtig Lokalisation der beiden Chöre.
116
Veränderung der Richtungsunterscheidung
Die Abbildung 83 zeigt die Mittelwerte der Antworten auf die Frage nach dem Gelingen der
Richtungsunterscheidung bezogen auf Chor und Gegenchor. Dabei steht der Wert 2 für
„genauso wie beim Original“ , der Wert 1 für „leichter als beim Original“ und der Wert 3 für
„schwerer als beim Original“ .179
Veränderung der Richtungsempfindung
gegenüber dem Original
Mittelwert
1
2
3
MP3-64
MP3pro
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
Abbildung 83: Beurteilung der Veränderung des Richtungseindrucks
Für datenreduzierten Versionen MP3-64 und MP3pro fällt die Unterscheidung der
Hörereignisrichtungen schwerer als beim Original.
MP3-128 und AAC zeigen keine nennenswerte Abweichung.
Auffällig ist, dass für AC-3 und ATRAC als Versionenen mit hoher Bitrate die räumliche
Unterscheidung ebenfalls verglichen mit dem Original als schwerer unterscheidbar bewertet
wird, allerdings weniger ausgeprägt als für MP3-64 und MP3pro.
179
Dieses Kriterium steht im Fragebogen am Ende des jeweiligen Abschnitts zu einer datenreduzierten Version. Hier wird
von der Chronologie des Fragebogens abgewichen, um einen Bezug zu dem Kriterium der Hörereignisrichtungen zu
ermöglichen.
117
Allgemeine Veränderungen
Die Abbildung 84 zeigt die Mittelwerte für das Kriterium „Allgemeine Veränderung“ .
1
Mittelwert
2
2,36
3
4
2,18
2,09
2,30
3,09
3,94
5
MP3-64
MP3pro
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
Das Mittelwertprofil zeigt für die direkt vergleichbaren datenreduzierten Versionen jeweils
deutliche Unterschiede:
MP3pro ist mit einem Mittelwert von 3,06 gegenüber einem Mittelwert von 3,61 für MP3-64
sehr signifikant besser (P=0,005).
MP3-128 ist mit einem Mittelwert von 2,45 schlechter als AAC, jedoch sind die Unterschiede
nicht signifikant. Der zugehörige P-Wert von 0,056 liegt allerdings extrem dicht am
Signifikanzniveau. Deshalb muss die bessere Bewertung von AAC als Tendenz beachtet
werden.
AC-3 liegt mit einem Mittelwert von 2,09 in der Bewertung besser als ATRAC. Aufgrund
eines P-Wertes von 0,0499 ist der Unterschied signifikant, wenn auch extrem dicht am
Signifikanzniveau.
Die besten Mittelwerte liefern AAC und AC-3.
ATRAC und MP3-128 liegen gleichauf mit Werten nahe bei 2,4 an dritter und vierter Stelle.
MP3-64 zeigt wie bei allen vorherigen Hörbeispielen für dieses Kriterium den schlechtesten
Wert.
118
Die Veränderung des Raumeindrucks
Die Abbildung 85 zeigt die Mittelwerte für das Kriterium „Veränderung des Raumeindrucks“
1
1,85
Mittelwert
2
2,18
2,03
2,31
2,67
3
3,00
4
5
MP3-64
MP3pro
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
Das Mittelwertprofil für dieses Kriterium zeigt ähnliche Ergebnisse wie das Kriterium
„Allgemeine Veränderung“ . Allerdings sind die Unterschiede zwischen den Werten für die
direkt vergleichbaren Verfahrenfür dieses Beispiel geringer. Auch sind hier auch die
Unterschiede zwischen MP3-64 und MP3pro mit P= 0,07 und zwischen AC-3 und ATRAC
mit P=0,13 nicht mehr signifikant.
Das nächste Kriterium für dieses Hörbeispiel ist die Häufigkeit der Zuordnung von
Eigenschaftsbegriffen zu der wahrgenommenen Veränderung des Raumeindrucks. Die
Abbildung 86 bis Abbildung 91 (S.119-123) zeigt die Ergebnisse für dieses Kriterium als
Häufigkeitsverteilungen.
Die Unterschiede der Häufigkeitsprofile für die direkt vergleichbaren Verfahren sind alle
nicht signifikant. Allerdings ist der P-Wert für die Häufigkeitsverteilung von MP3-128
verglichen mit der von AAC sehr nahe am Signifikanzniveau: der P-Wert beträgt 0,055.
119
MP3-64 zeigt eine starke Häufigkeit der Nennung des Begriffes „stumpfer“ diese fällt aber
mit 75% weniger extrem aus als beim Hörbeispiel Nr. 6 festgestellt. Dafür zeigt in diesem
Hörbeispiel auch MP3pro mit einem Wert von 48% eine Häufung der Nennung dieser
Eigenschaft.
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
120
Das Häufigkeitsprofil von MP3-128 erscheint hier recht ausgewogen, ausgenommen die
Eigenschaften „wärmer“ mit 32% gegenüber 4% für „ kälter“. Im Hörbeispiel Nr. 6 gab es für
MP3-128 die gleiche Tendenz allerdings weniger ausgeprägt. Bemerkenswert für AAC ist die
große Häufigkeit für „kleiner“ (50%) bei gleichzeitiger Häufigkeit von 28% für den Begriff
„größer“
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
121
AC-3 hat als höchsten Häufigkeitswert 55% für „kleiner“, bei Hörbeispiel Nr. 6 hatte diese
Eigenschaft ebenfalls den höchsten Wert (50%). Die im Hörbeispiel festgestellte Tendenz zu
der häufigen Nennung von „weicher“ und „stumpfer “ kann an dieser Stelle nicht bestätigt,
aber auch nicht negiert werden, da sich die Werte hier zu wenig voneinander abheben. Die für
ATRAC in Hörbeispiel Nr. 6 festgestellte leichte Tendenz zu „stumpfer“ findet sich in diesem
Hörbeispiel nicht wieder, im Gegenteil: Für Hörbeispiel Nr. 7 ergibt sich für „stumpfer“ 4%
gegenüber 43% für „brillanter“.
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
122
Zusammenfassung der Ergebnisse für das Hörbeispiel Nr.7
Für das Hörbeispiel Nr.7 „Miserere mei, Deus“ sind die Mittelwerte des Kriteriums
„allgemeine Veränderung“ für die direkt vergleichbaren Datenreduktionsverfahren sehr
deutlich und für MP3-64 verglichen mit MP3pro und MP3-128 verglichen mit AAC auch
signifikant. AAC erreicht hier den besten Wert vor AC-3, MP3-64 wird am schlechtesten
bewertet.
Die Mittelwerte für das Kriterium „Veränderung des Raumeindrucks“ unterscheiden sich
weniger deutlich und nicht signifikant.
Das Häufigkeitsprofil von MP3-64 zeigt wie in den vorherigen Hörbeispielen eine starke
Häufung für den Begriff „stumpfer“, MP3pro zeigt hier zum ersten Mal die gleiche Tendenz,
allerdings weniger ausgeprägt.
Das Häufigkeitsprofil von AAC wirkt verglichen mit dem von MP3-128 weniger
ausgeglichen aufgrund der hohen Häufigkeiten für die Begriffe „kleiner“ und „ größer“. Dass
hier diese beiden Gegensatzbegriffe mit großer Häufigkeit genannt werden kann als Irritation
bezüglich der Raumgröße für die mit AAC datenreduzierte Version gedeutet werden.
Der in Hörbeispiel Nr. 6 festgestellten Tendenz für ATRAC zur häufigeren Nennung des
Begriffs „stumpfer“ wurde hier widersprochen. Für die Tendenz von AC-3 zu der häufigeren
Nennung des Begriffs „härter“, die anhand der Ergebnisse aus Hörbeispiel Nr. 6
angenommen wurde, konnte für dieses Hörbeispiel weder bestätigt noch negiert werden.
4.11 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr. 8 „Volleyball“
123
4.11. Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr. 8 „Volleyball“
Die Abbildung 92 zeigt für das Hörbeispiel Nr. 8 „Volleyball“ die Mittelwerte für das
Kriterium „Allgemeine Veränderung“ .
± 95% V er tr auensbereich
1
Mittelwert
2
2,36
3
4
2,18
2,09
2,30
3,09
3,94
5
MP3-64
MP3pro MP3-128
AAC
ATRAC
AC-3
Das Mittelwertprofil zeigt eine insgesamt niedrige Bewertung.
Es zeigen sich drei Niveaus. MP3-64 liegt nahe dem Wert 4, und MP3-64 nahe dem Wert 3.
Die übrigen datenreduzierten Versionen sind mit Mittelwerten um 2,2.
MP3-64 wird hier mit dem Wert 3,94 bewertet, das ist der niedrigste Wert in diesem
Kriterium für dieses Hörbeispiel und alle vorherigen.
Der Mittelwert von MP3pro liegt mit 3,09 fast eine ganze Bewertungsstufe höher.
Die Ergebnisse für MP3-64 und MP3pro unterscheiden sich mit einem P-Wert von
6,70563E-05 sehr signifikant. AC-3 und ATRAC sowie MP3-128 und AAC unterscheiden
sich mit einem P-Wert von jeweils 0,32 nicht signifikant voneinander und sind als
gleichwertig anzusehen.
124
Veränderung des Raumeindrucks
Die Abbildung 93 zeigt die Mittelwerte der Ergebnisse für das Kriterium „Veränderung des
Raumeindrucks“.
1
1,97
Mittelwert
2
1,94
2,06
2,09
2,67
3
3,42
4
5
MP3-64
MP3pro
MP3-128
AAC
ATRAC
AC-3
Das Mittelwertprofil für dieses Kriterium zeigt insgesamt eine geringfügig bessere
Bewertung.
Wieder ist MP3-64 sehr signifikant schlechter als MP3pro, der P-Wert ist 8,8654E-05.
Für die anderen direkt vergleichbaren Verfahren sind keine signifikanten Unterschiede
feststellbar (P=0,86 für MP3-128/AAC und P=1 für AC-3/ATRAC), sie liegen auf einem
Niveau.
125
Abbildung 94 bis Abbildung 99 stellen die Häufigkeiten der Eigenschaftsbegriffe bezüglich
der wahrgenommen Veränderung des Raumeindrucks dar.
Die Häufigkeitsprofile der jeweils vergleichbaren Datenreduktionsverfahren unterscheiden
sich mit P-Werten von 0,39 (MP3-64/MP3pro), 0,41 (MP3-128 und AAC) und 0,59 (AC3/ATRAC) nicht signifikant.
MP3 und MP3pro zeigen eine deutliche Tendenz zur häufigeren Nennung der Begriffe
„stumpfer“ (71% bei MP3-64, 57% bei MP3pro) und zur häufigen Nennung des Begriffs
„kleiner“ (52% bei MP3-64, 50% bei MP3pro).
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
126
Die Häufigkeitsverteilungen von MP3-128 und AAC zeigen die ausgeglichensten
Häufigkeitsprofile. Es gibt keine herausragenden Häufigkeitswerte.
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
127
Für AC-3 findet sich hier die selbe Tendenz zu der häufigen Nennung von „stumpfer“ (42%),
wie sie im Hörbeispiel Nr. 6 zuerst beobachtet wurde, dort war die Häufigkeit 50%. Für AC-3
wird die Tendenz zur häufigen Nennung des Begriffs „kleiner“ beobachtet. Für dieses
Hörbeispiel ist dieses Tendenz mit 58% am ausgeprägtesten, bei Hörversuch Nr. 6 lag die
Häufigkeit bei 57%, in Nr.7 bei 55%.
Für ATRAC wird in diesem Hörbeispiel mit 32% Häufigkeit der Begriff „brillanter“ genannt,
eine Tendenz, die bereits für Hörbeispiel Nr.7 beobachtet wurde. Dort lag die Häufigkeit für
diesen Begriff bei 43%.
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
128
Zusammenfassung der Ergebnisse zu Hörversuch Nr.8
Für die Kriterien „Allgemeine Veränderung“ und „Veränderung des Raumeindrucks“ zeigen
die Mittelwerte drei Niveaus: MP3-64 nahe dem Wert 4, MP3pro um den Wert 3. Die übrigen
Verfahren liegen gleichwertig leicht unterhalb des Wertes 2.
MP3pro ist sehr signifikant besser als MP3.
Die Tendenz von AC-3 den Raum „kleiner“ klingen zu lassen wird nunmehr zum dritten mal
beobachtet.
Für ATRAC zeichnet sich eine Tendenz der häufigen Nennung des Begriffs „brillanter“ ab.
4.12 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr. 9 „Respighi“
129
4.12. Ergebnisse zum Hörbeispiel Nr. 9 „Respighi“
Für das Hörbeispiel Nr.9 „Respighi“ zeigt die Abbildung 100 die Mittelwerte für das
Kriterium „Allgemeine Veränderung“ .
1
2
2,09
1,85
2,15
2,58
2,73
3
3,78
4
5
MP3-64
MP3pro
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
MP3-64 wird hier mit einem Wert von 3,78 erneut am schlechtesten bewertet, MP3pro ist um
1,05 besser. Die Unterschiede sind mit einem P-Wert von 1,56989E-05 sehr signifikant.
Die Mittelwerte von MP3-128 und AAC liegen sehr dicht zusammen. Der P-Wert für den
Vergleich der Ergebnisse beider Verfahren ist 0,71, also ist dieser Unterschied nicht
signifikant.
Überraschend ist die große Differenz der Mittelwerte von AC-3 und ATRAC, die 0,7 beträgt.
Mit einem P-Wert von 0,0018 zeigt der Vergleich der Ergebnisse für diese beiden Verfahren
zum ersten mal (sehr) signifikante Unterschiede. Für dieses Phänomen gibt es bislang keinen
Erklärungsansatz.
130
Die Veränderung des Raumeindrucks
Die Abbildung 101 zeigt die Mittelwerte des Kriteriums „Veränderung des Raumeindrucks“
für Hörbeispiel Nr. 9.
1
1,82
2
3
1,67
1,85
2,24
2,44
3,06
4
5
MP3-64
MP3pro
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
Die Mittelwerte der Ergebnisse für dieses Kriterium zeigen etwas kleinere Unterschiede als
für das Kriterium „allgemeine Veränderung“.
MP3pro wird sehr signifikant besser bewertet als MP3-64 (P=0,00022). Weiterhin wird AC-3
sehr signifikant besser bewertet als ATRAC (P=0,0021). Die Ergebnisse von MP3-128 sind
nicht signifikant unterschiedlich zu den Ergebnissen von AAC (P=0,83).
Sehr auffällig ist für dieses Hörbeispiel, dass der Mittelwert von MP3pro (64 kBit/s) über dem
Mittelwert für ATRAC (292 kBit/s) liegt.
Als drittes Kriterium wird das Hörbeispiel Nr. 9 nach Veränderungen von Lautstärke- und
Entfernungsveränderungen gegenüber dem Original untersucht.
Abbildung 102 bis Abbildung 107 zeigen die Häufigkeitsverteilungen für die einzelnen
datenreduzierten Versionen.
Eine Überprüfung der Häufigkeitsverteilungen liefert für die direkt vergleichbaren Verfahren
in keinem Fall ein signifikantes Ergebnis.
131
Für MP3-64 zeigt sich eine Tendenz zur häufigen Nennung des Begriffs „Streicher
leiser“(45%), „ Streicher weiter entfernt“(41%) sowie „ Bläser weiter entfernt“. Diese Tenden z
erklärt sich aus der niedrigen oberen Übertragungsfrequenz von MP3-64.
Streicher leiser
Streicher lauter
Streicher weiter entfernt
Streicher näher
Bläser leiser
Bläser lauter
Bläser weiter entfernt
Bläser näher
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Abbildung 102: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr. 9 für MP3 64 kBit/s
Streicher leiser
Streicher lauter
Streicher näher
Bläser leiser
Bläser lauter
Bläser näher
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Abbildung 103: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr. 9 für MP3pro 64 kBit/s
Für MP3pro sieht die Häufigkeitsverteilung recht ausgewogen aus, es gibt keine
Anhaltspunkte für eine besondere Häufung.
132
Ebenfalls ausgeglichen erscheint die Häufigkeitsverteilung von MP3-128. Die leichte
Tendenz, die Entfernung der Bläser zu groß einzuschätzen (38%) findet sich auch bei MP364, AAC und AC-3.
Streicher leiser
Streicher lauter
Streicher näher
Bläser leiser
Bläser lauter
Bläser näher
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Abbildung 104: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr. 9 für MP3 128 kBit/s
Streicher leiser
Streicher lauter
Streicher näher
Bläser leiser
Bläser lauter
Bläser näher
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Abbildung 105: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr. 9 für MPEG2/4-AAC
Das Häufigkeitsprofil von AAC wirkt weniger ausgeglichen, als das von MP3-128, jedoch
lässt sich außer der bereits erwähnten Tendenz zu häufigeren Nennung des Begriffs „Bläser
weiter entfernt“ (55%) keine Auffälligkeit feststellen.
133
Für AC-3 ist ebenfalls außer dem Trend zu der häufig größer eingeschätzten Entfernung der
Bläser (47%) keine weitere Besonderheit festzustellen.
Streicher leiser
Streicher lauter
Streicher näher
Bläser leiser
Bläser lauter
Bläser näher
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
Streicher leiser
Streicher lauter
Streicher näher
Bläser leiser
Bläser lauter
Bläser näher
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
%
ATRAC
zeigt
eine
verglichen
mit
den
anderen
Verfahren
gänzlich
andere
Häufigkeitsverteilung. Für beide Instrumentengruppen sind die Begriffe „lauter“ und „ näher“
sehr häufig genannt. Für Hörbeispiel Nr.3 wurde der Begriff „näher“ für ATRAC ebenfalls in
der Tendenz häufiger genannt (siehe Abbildung 58 auf Seite 99).
134
Da das Entfernungshören unter anderem sehr abhängig von dem Schallpegel in Kopfnähe ist
180
, können die häufigen Nennungen des Begriffes „näher“ durch eine größere Lautheit
bedingt sein. Also lässt die Häufigkeitsverteilung hier für ATRAC auf eine gegenüber dem
Originalbeispiel erhöhte Lautheit schließen. Dies wurde bereits anhand der Ergebnisse von
Hörbeispiel Nr.3 vermutet (siehe S.99).
Zusammenfassung der Ergebnisse für Hörversuch Nr. 9
Die Mittelwertprofile für die Kriterien „Allgemeine Veränderung“ und „Veränderung des
Richtungseindrucks“ überrascht bezüglich des Wertes von ATRAC. Mit einem Mittelwert
von 2,58 für die allgemeine Veränderung und 2,44 für die Veränderung des
Richtungseindrucks liegt es auf einem Niveau mit MP3pro und unterhalb des Niveaus von
MP3-128, AAC und AC-3.
MP3pro wird für beide Kriterien wieder sehr signifikant besser als MP3-64.
Für die Häufigkeitsverteilung der Eigenschaftsbegriffe liefern MP3-64, MP3-128, AAC und
AC-3 eine Tendenz zur häufigen Nennung der Begriffs „Bläser weiter entfernt“.
Aufgrund des Häufigkeitsprofils für ATRAC ist eine höhere Lautheit dieser datenreduzierten
Version wahrscheinlich. Sofern die Lautheit nur speziell in diesem Hörbeispiel ist, wäre so
auch die schlechte Bewertung des Verfahrens bei den Kriterien „Allgemeine Veränderung“
und „Veränderung des Richtungseindrucks“ erklärbar.
180
Vgl. Blauert 1974, S.105.
4.13 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Gesamtergebnisse
135
4.13. Gesamtergebnisse
Allgemeine Veränderungen
Die Abbildung 108 zeigt die Mittelwerte aller Datenreduktionsverfahren für das Kriterium
„Allgemeine Veränderung“ in einer Übersicht für alle Hörbeispiele.
Übersicht "Allgemeine Veränderung"
1
2
3
4
5
2 Auto
3 Frösche
4 Hörspiel
6 Gebet
7 Chor
8 Volleyball
9 Orchester
MP3-64
3,27
3,09
3,27
3,67
3,61
3,94
3,67
MP3pro
2,97
2,30
3,18
3,06
3,06
3,09
2,73
MP3-128
2,21
1,88
2,88
1,73
2,45
2,36
2,09
AAC
2,12
1,64
2,76
1,94
2,09
2,18
2,15
AC-3
2,18
1,97
2,18
1,91
2,12
2,09
1,85
ATRAC
2,03
2,00
2,27
2,21
2,52
2,30
2,58
Abbildung 108: Übersicht Allgemeine Veränderung, alle Hörbeispiele, alle Datenreduktionsverfahren
MP3-64 hat gemäß der Darstellung der Allgemeinen Veränderung in diesem Kriterium stets
den niedrigsten Mittelwert.
Über den Verlauf des Hörversuchs muss eine leichte Tendenz zur kritischeren Beurteilung für
dieses Datenreduktionserfahren festgestellt werden. Durch die niedrige obere Grenzfrequenz
von MP3- ergibt sich eine Klangveränderung, die sehr einprägsam ist und nach kurzer Zeit
sicher erkannt werden kann. Aus diesem Lerneffekt kann sich jene Tendenz ableiten.
MP3pro wird bei gleicher Datenrate wie MP3-64 immer etwas besser bewertet als MP3-64.
Die SBR-Technologie erweitert die obere Grenzfrequenz erheblich, somit ist die
Klangveränderung für MP3pro weniger ausgeprägt.
MP3-128 und AAC weisen ein sehr ähnliches Mittelwertprofil auf, welches weniger
ausgeglichen wirkt als die übrigen Profile. Ein Hauptgrund für dieses wechselhafte Profil ist
die niedrige Bewertung für Hörbeispiel Nr. 4.
136
Die Mittelwerte von MP3-128 und AAC liegen für dieses Kriterium zumeist auf einem
Niveau mit AC-3 und ATRAC.
ATRAC liegt mit einem ausgeglichenen Profil auf einem Niveau mit MP3-128 und AAC.
AC-3 liegt, ausgenommen Hörbeispiel Nr. 2, auf dem höchsten Niveau und zeigt dabei das
ebenmäßigste Profil.
Bei der Betrachtung aller Profile ist zu erkennen, dass die Verfahren mit der Datenrate von
128 kBit/s zwar in der Bewertung größere Unterschiede bezüglich der einzelnen Hörversuche
zeigen als AC-3 und ATRAC. Im Gesamtbild befinden sie sich aber nahezu gleichauf mit
diesen Verfahren.
Allein für das Hörbeispiel Nr. 4 zeigen sich die Verfahren AC-3 und ATRAC deutlich besser.
Es ist bemerkenswert, dass sich MP3-128 und AAC dabei auf einem Niveau mit MP3-64 und
MP3pro liegen, die für das Hörbeispiel Nr. 4 in etwa ihr jeweiliges Durchschnittsniveau
halten.
Die Tabelle 9 zeigt die Wahrscheinlichkeiten für signifikante Unterschiede zwischen den
Mittelwertprofilen für das Kriterium „Allgemeine Veränderung“ .
MP3pro
MP3-128
Signifikanzen MP3-64
0,00224145
0,000488541
MP3-64
0,0015168
MP3pro sehr signifikant
MP3-128 sehr signifikant sehr signifikant
AAC sehr signifikant sehr signifikant nicht signifikant
AC-3 sehr signifikant sehr signifikant nicht signifikant
ATRAC sehr signifikant sehr signifikant nicht signifikant
AAC
AC-3
ATRAC
0,000146494
0,000138036
0,201257182
3,58015E-05
0,000121167
0,148487892
0,479829146
8,48912E-06
0,001644186
0,7749071
0,289072133
0,076571233
nicht signifikant
nicht signifikant nicht signifikant
Tabelle 9: Signifikanzen für die Mittelwertprofile des Kriteriums allgemeine Veränderung
MP3-64 und MP3pro sind demnach bezüglich ihres Mittelwertprofils sehr signifikant
unterschiedlich jeweils zu allen Datenreduktionsverfahren im Hörversuch.
Die Mittelwertprofile der vier übrigen Verfahren weisen untereinander keine signifikanten
Unterschiede auf, wenngleich ATRAC und AC-3 mit einem P-Wert von 0,076 sehr nahe am
Signifikanzniveau liegen.
Die Wahrscheinlichkeit signifikanter Unterschiede zwischen MP3-128 und AAC liegt bei
20% (P=0,201).
Die Abbildung 109 (siehe Seite 137) zeigt für die einzelnen Datenreduktionsverfahren die
Gesamtmittelwerte für das Kriterium „Allgemeine Veränderung“ . Die Verfahren sind nach
ihrer Rangfolge sortiert.
Die Verfahren AC-3, AAC, MP3-128 und ATRAC liegen auf einem Niveau um einen
mittleren Wert von 2,16, dabei ist der Größte Unterschied mit 0,23 zwischen AC-3 (2,04) und
ATRAC (2,27) festzustellen. MP3pro liegt mit 2,91 deutlich über MP3pro (3,50).
137
Gesamtmittelwerte Allgemeine Veränderungen über alle Hörbeispiele
1
2,04
2
2,13
2,23
2,27
2,91
3
3,50
4
AC-3
AAC
MP3-128
ATRAC
MP3pro
MP3-64
5
Abbildung 109: Rangfolge der Datenreduktionsverfahren bezüglich der Allgemeinen Veränderung
1
2
3
4
5
2 Auto
3 Frösche
4 Hörspiel
6 Gebet
7 Chor
8 Volleyball
9 Orchester
MP3-64
2,09
2,55
2,82
3,24
3,00
3,42
3,06
MP3pro
2,00
1,88
2,61
2,52
2,67
2,67
2,24
MP3-128
1,70
1,67
2,09
1,42
2,18
1,97
1,82
AAC
1,67
1,36
2,24
1,76
1,85
1,94
1,85
AC-3
1,64
1,73
1,79
1,82
2,03
2,09
1,67
ATRAC
1,82
1,91
2,06
1,94
2,24
2,00
2,36
Abbildung 110: : Übersicht der Allgemeine Richtungs-, Raum-, bzw. Hörperspektiven-Veränderung;
alle Hörbeispiele; alle Datenreduktionsverfahren
138
Veränderung des Richtungs-, Raum- bzw. Hörperspektiven-Eindrucks
Die Abbildung 110 zeigt die Mittelwerte für die Kriterien „Richtungs-, Raum- bzw.
Hörperspektiven-Veränderung“ für alle Datenreduktionsverfahren bezüglich sämtlicher
Hörbeispiele.
Bei der Interpretation dieses Diagramms ist zu beachten, dass sich die Werte für die
dargestellten Hörbeispiele in drei inhaltliche Gruppen gliedern: Für die Hörbeispiele Nr. 2
und Nr. 3 stellt das Diagramm die Veränderung der Richtungswahrnehmung, für das
Hörbeispiel Nr. 4 die Hörperspektivenveränderung und für die übrigen Hörbeispiele Nr. 6 bis
Nr. 9 die Veränderung des Raumeindrucks dar.
Im Vergleich mit den Werten für die allgemeine Veränderung (vgl. Abbildung 108) liegen die
Mittelwerte hier besonders für das erste Hörbeispiel enger zusammen. Im übrigen sind die
Mittelwertprofile für dieses Kriterium den Mittelwertprofilen für das Kriterium „Allgemeine
Veränderung“ sehr ähnlich.
AC-3 und ATRAC zeigen einen ähnlich ausgeglichen Verlauf wie in Abbildung 108, MP3128 wird ähnlich wechselhaft eingeschätzt. Für MP3pro und MP3-64 zeigt sich ein etwas
wechselhafteres Bild als für die allgemeine Veränderung.
Die folgende Tabelle zeigt die Signifikanzen für das Kriterium spezielle Veränderung für alle
Verfahren im Überblick.
MP3pro
MP3-128
AAC
AC-3
ATRAC
Signifikanzen MP3-64
0,001089199
0,000302612
0,000101996
3,83997E-05
0,000365564
MP3-64
0,000826248
7,17065E-05
0,000136553
0,016434344
MP3pro sehr signifikant
0,746859185
0,867173219
0,027443852
sehr
signifikant
sehr
signifikant
MP3-128
0,886531664
0,027729885
AAC sehr signifikant sehr signifikant nicht signifikant
0,023278989
AC-3 sehr signifikant sehr signifikant nicht signifikant nicht signifikant
signifikant
signifikant
signifikant
ATRAC sehr signifikant sehr signifikant
Tabelle 10: Signifikanzen für die Mittelwertprofile der Kriterien Wahrnehmung von Richrungs-, Raum- bzw.
Hörperspektiven-Veränderung
Die Unterschiede der Mittelwertprofile sind für MP3-64 und MP3 wiederum jeweils sehr
signifikant bezogen auf alle anderen Verfahren. Für das Mittelwertprofil von ATRAC ergibt
sich hier eine Signifikanz der Unterschiede bezogen auf MP3-128, AAC und AC-3.
Die Abbildung 111 zeigt die Rangfolge der Gesamtmittelwerte der Datenreduktionsverfahren
für die Kriterien der speziellen Veränderung.
Die Reihenfolge der Rangfolge ist identisch mit der Rangfolge für das Kriterium „Allgemeine
Veränderung“. Das Profil der Rangfolge zeigt jedoch verglichen mit Abbildung 109 einige
Unterschiede: AC-3, AAC sowie MP3-128 liegen auf einem Niveau dicht um den Wert 1,82.
139
ATRAC liegt mit einem Wert von 2,05 um 0,22 tiefer. Zwar ist dieser Unterschied nicht
bedeutend, doch muss er aufgrund der in Tabelle 10 dargestellten P-Werte als signifikant
gewertet werden.
Gesamtmittelwerte spezielle Veränderungen über alle Hörbeispiele
1
2
1,81
1,82
1,84
2,05
2,37
2,88
3
4
AAC
AC-3
MP3-128
ATRAC
MP3pro
MP3-64
5
Abbildung 111: Rangfolge der Datenreduktionsverfahren bezüglich der speziellen Veränderungen
Weiterhin stellt sich der Unterschied der Verfahren mit mittlerer und großer Bitrate gegenüber
MP3-64 und MP3pro als geringer dar. Die Spanne der Mittelwerte ist für dieses Kriterium mit
1,07 gegenüber der Spanne von 1,46 geringer.
140
Mittelwerte der Häufigkeiten von Eigenschaften bezüglich des Raumeindrucks
In
Abbildung 112 bis Abbildung 117 sind die mittleren Häufigkeiten für die Hörbeispiele Nr.6,
Nr.7, und Nr.8 bezogen auf die Häufigkeit der Nennung der Eigenschaftsbegriffe dargestellt.
MP364 :Mittlere Häufigkeiten von Eigenschaften bez. des Raumeindrucks
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
90%
Abbildung 112: Mittlere Häufigkeit der Nennung von Eigenschaftsbegriffen bezüglich des Raumeindrucks
für MP3-64
MP3pro: Mittlere Häufigkeiten von Eigenschaften bez. des Raumeindrucks
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0%
20%
40%
60%
80%
100%
für MP3pro
Das Häufigkeitsprofil der Mittelwerte zeigt für MP3-64 eine ausgeprägt häufige Nennung der
Begriffe „stumpfer“ und „kleiner“ , wie sie bereits für die einzelnen Hörbeispiele festgestellt
worden ist. MP3pro zeigt diese Tendenz ebenfalls, aber in deutlich weniger ausgeprägter
Form.
141
Die Häufigkeitsprofile von MP3-128 und AAC wirken ausgeglichen und zeigen keine
besondere Häufung der Nennung einer Eigenschaft.
MP3-128: Mittlere Häufigkeiten von Eigenschaften bez. des Raumeindrucks
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0%
20%
40%
60%
80%
100%
Abbildung 114: Mittlere Häufigkeit der Nennung von Eigenschaftsbegriffen
bezüglich des Raumeindrucks für MP3-128
AAC: Mittlere Häufigkeiten von Eigenschaften bez. des Raumeindrucks
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0%
20%
40%
60%
80%
100%
bezüglich des Raumeindrucks für AAC
142
Für AC-3 werden gemäss seines Häufigkeitsprofils die Begriffe „kleiner“ mit 54% und
„stumpfer“ mit 34% in der Tendenz häufiger genannt als die übrigen Begriffe.
AC-3: Mittlere Häufigkeiten von Eigenschaften bez. des Raumeindrucks
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0%
20%
40%
60%
80%
100%
bezüglich des Raumeindrucks für AC-3
ATRAC: Mittlere Häufigkeiten von Eigenschaften bez. des Raumeindrucks
weicher
härter
stumpfer
brillanter
kälter
wärmer
kleiner
größer
0%
20%
40%
60%
80%
100%
für ATRAC
ATRAC zeigt ein ausgeglichenes Häufigkeitsprofil mit einer leichten Tendenz zur häufigen
Nennung des Begriffes „härter“ und einer sehr leichten Tendenz zur Nennung der
Eigenschaft „brillanter“ .
4.14 - ERGEBNISSE DES HÖRVERSUCHS - Ergebnisse zur Beurteilung der
143
Versuchsbedingungen
4.14. Ergebnisse zur Beurteilung der Versuchsbedingungen
Die Abbildung 118 zeigt für die Beurteilung der Versuchsbedingen die Mittelwerte für die
einzelnen Einflussparameter in Schulnoten.
Sc hulnoten
B ew ertung der Versuchsbedingungen
1
1,12
1,61
1,67
2
2,03
2,48
3
4
5
6
eld
mf
su
h
c
rsu
Ve
ng
ltu
sta
e
g
en
og
b
ge
Fra
he
tisc
s
u
Ak
r
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fh
op
tK
for
Tra
om
ek
g
r
öre
pfh
o
K
ät
alit
u
q
ng
Kla
Abbildung 118: Beurteilung der Versuchsbedingungen (Mittelwerte)
Die Versuchsumgebung insgesamt wurde mit „gut“ bewertet. Einen Einfluss auf diese
Bewertung hat sicherlich die Raumtemperatur, die 82% der Versuchspersonen als zu kalt
bemängelten.
Die Fragebogengestaltung wird mit 1,67, die akustischen Bedingungen mit 1,61 bewertet.
Die Klangqualität erreichte mit dem Wert von 1,12 die Bewertung „sehr gut“ bezüglich
seines Klanges, allerdings ist der Tragekomfort mit 2,48 nur „befriedigend“ .
Diese insgesamt ausgewogenen guten Bewertungen der erarbeiteten Untersuchungsmethode
lassen die Ergebnisse des Versuchs geeignet erscheinen, überprüfbare und relevante
Schlussfolgerungen zu ermöglichen.
4.14 - RESÜMEE - Ergebnisse zur Beurteilung der Versuchsbedingungen
144
5. Resümee
Die
Bewertung
verschiedener
Bedingungen
des
Hörversuchs
wurde
von
den
Versuchspersonen durchschnittlich mit „sehr gut“ bis „gut“ bewertet.
Die Auswertung der Ergebnisse für die einzelnen Fragebogenabschnitte und die
übergreifenden Gesamtergebnisse liefern weitergehend greifbare und signifikante Ergebnisse,
die zum Teil der Erwartung entsprechen zum Teil aber auch überraschen.
Als am wenigsten zugänglich haben sich die Daten aus dem Fragebogenabschnitt zum
Hörbeispiel Nr.1 erwiesen. Dies ist einerseits bedingt durch das Zusammenwirken der drei
Einflussparameter „Versuchsperson“ , „Schallereignisposition“
und „Datenreduktions-
verfahren“ deren Beziehungen und Korrelationen im Rahmen diese Arbeit vom Umfang her
nicht auswertbar sind. Zum anderen ist die Zahl von drei exemplarisch untersuchten
Schallereignispositionen im Nachhinein als zu niedrig anzusehen. Die vorliegenden
Ergebnisse dieses Versuchs zeigen allerdings Auffälligkeiten, für deren spezielle
Untersuchung interessante und aufschlussreiche Ergebnisse zu erwarten sind.
Das aus dem Versuch gewonnene Datenmaterial ist sehr umfangreich und lässt verschiedene
weitergehende Auswertungsansätze zu.
Die Auswertung der aus dem Hörversuch gewonnenen Daten zeigt, dass verlustbehaftete
Datenreduktion die Raum- und Richtungswahrnehmung von kopfbezogen stereofonem
Audiomaterial beeinflusst.
Dabei sind für die untersuchten Datenreduktionsverfahren drei Qualitätsstufen zu sehen.
MP3-128 und AAC bewegen sich auf einem Niveau mit AC-3 und ATRAC. Signifikante
Unterschiede zwischen den Verfahren mit hoher Bitrate (AC-3 und ATRAC) und den
Verfahren mit mittlerer Bitrate (MP3-128 und AAC) ergaben sich für das Hörbeispiel Nr. 4,
den Hörspielausschnitt. Hier werden AC-3 und ATRAC deutlich besser beurteilt.
MP3pro liegt im Niveau über MP3-64 und unter den übrigen Verfahren.
Für MP3-64 wurde eine starke Klangverfärbung festgestellt, die das Audiosignal „stumpfer“
macht und den Raum „kleiner“ erscheinen lässt. MP3pro zeigt diese Tendenz ebenfalls aber
mit wesentlich schwächerer Ausprägung. Für eine Datenrate von 64 kBit/s ist MP3pro
gegenüber MP3-64 in jedem Fall vorzuziehen, trotz der für MP3pro beobachteten Tendenzen
zur Unterschätzung der Entfernung eines Schallereignisses.
MP3-128 und AAC sind für die untersuchte Datenrate als absolut gleichwertig anzusehen.
AAC zeigt zumeist geringfügig bessere Mittelwert für die Kriterien Allgemeine
Veränderung“ und für die Kriterien der speziellen Veränderungen, gleichzeitig erscheint das
4.14 - RESÜMEE - Ergebnisse zur Beurteilung der Versuchsbedingungen
145
Häufigkeitsprofil von MP3-128 in der Regel ausgewogener. Für den Austausch von
kopfbezogen stereofonen Audiodateien über das Internet bietet MP3 Vorteile, denn es wird
von einer großen Bandbreite von Hard- und Software unterstützt. Die Datenrate von 128
kBit/s scheint dabei für kopfbezogen stereofone Audiosignale ein ausgewogener Kompromiss
hinsichtlich Dateigröße und Audioqualität.
AC-3 und ATRAC zeigen für technisch und inhaltlich sehr unterschiedliche Audiosignale
konstante Ergebnisse.
Für eine DVD wird ein kopfbezogen stereofoner AC-3 Audiostream mit 384 kBit/s bezüglich
Raum- und Richtungsabbildung gute bis sehr gute Qualität liefern, die nur durch eine leichte
Tendenz zu einer zu kleinen Raumabbildung eingeschränkt wird.
Das in Minidisc-Geräte implementierte Datenreduktionsverfahren ATRAC liegt in der
Bewertung leicht tiefer als AC-3 und teilweise auch unterhalb der Werte von MP3-128 und
AAC. Das auffälligste Ergebnis ist für ATRAC die relativ schlechte Bewertung für die
Orchesteraufnahme (Hörbeispiel Nr. 9). ATRAC zeigt dort eine Tendenz zur Veränderung der
Lautheitsverhältnissen in deren Verbindung eine veränderte Tiefenstaffelung beobachtet wird.
Trotz dieser Einschränkungen ist ATRAC für kopfbezogen stereofone Audiosignale geeignet,
besonders für Aufnahmen unter Verwendung einer Kombination aus Originalkopfmikrofon
und Minidisc-Recorder.
6.1 - ANHANG - Der Fragebogen zum Hörversuch
146
6. Anhang
6.1. Der Fragebogen zum Hörversuch
Im folgenden ist der Fragebogen zum Hörversuch sowie die über Kopfhörer eingespielten
Erklärungen und Anweisungen dokumentiert.
Da sich der Fragebogen für die jeweiligen datenreduzierten Versionen wiederholt, ist hier
immer nur das erste Blatt von jedem Hörbeispiel dargestellt.
147
148
149
150
Sprecher:
Herzlich willkommen beim Hörversuch zu den Auswirkungen von
verlustbehafteten Datenreduktionsverfahren auf mit einem
Kunstkopfmikrofon aufgenommene Tonsignale.
Dauern wird der Hörversuch etwa 90 Minuten. Eine kleine
Erholungspause wird ungefähr nach der Hälfte der Zeit
stattfinden.
Zur Überprüfung der korrekten Wiedergabe über Ihren Kopfhörer
hören Sie jetzt ein Testsignal auf dem rechten Ohr:
Einspielung (Testsignal rechts)
Sprecher:
...und nun auf dem linken Ohr.
Einspielung (Testsignal links)
Sprecher:
Falls die Seiten bei der Wiedergabe vertauscht waren,
korrigieren Sie dies bitte, indem Sie den Kopfhörer
andersherum aufsetzen.
Sprecher:
Über Hörerfahrung von Kunstkopfsignalen verfügen sicher nur
wenige der Testhörer. Außerdem fragen sich sicherlich einige:
„was ist überhaupt ein Kunstkopf?“
Nun, ein Kunstkopf ist ein spezielles Stereomikrofon. Es ist
dem menschlichen Kopf nachgebildet, wobei die Form des
Kunstkopfes einem vereinfachten menschlichen Kopf entspricht.
Die Außenohren und die Gehörgänge hingegen sind mit großem
Aufwand gestaltet.
In den Gehörgängen befinden sich speziell abgestimmte
Mikrofone.
Aufnahmen, die mit einem solchen Kunstkopfmikrofon aufgenommen
sind, kommen dem Höreindruck beim natürlichen Hören sehr nah.
Allerdings nur, wenn die Wiedergabe über Kopfhörer erfolgt.
Hören Sie nun ein kleines Beispiel, das
eines Kunstkopfes aufzeigt. Ach ja, den
bitte noch beiseite, dieses Hörbeispiel
Eingewöhnung. Es dauert etwa 5 Minuten,
Einspielung (Einführung Kunstkopf IRT.wav)
die Möglichkeiten
Fragebogen lassen Sie
dient nur zu
viel Spaß!
151
Sprecher:
Eine bekannte Schwierigkeit beim Hören von Kunstkopf ist die
fehlende Vorne-Ortung. Die Ursache für die Probleme
Schallquellen auch vorne zu hören liegt weniger in der
Beschaffenheit des Kunstkopfmikrofons als vielmehr im
Zusammenwirken von psychoakustischen mit psychovisuellen
Phänomenen. Im Klartext: Wir sind es gewohnt, Schallquellen im
vorderen Bereich auch zu sehen. Fehlt die optische Bestätigung
des akustischen Orts, so sind wir geneigt, diese Schallquellen
nach „hinten zu verlegen“, da Signale von vorn und von hinten
sich sehr ähnlich sind.
Um trotzdem eine Vorne-Ortung wahrnehmen zu können kann man
folgende Hinweise beachten.
• Schließen Sie die Augen!
• Neigen sie den Kopf etwas nach vorn, als ob Sie vor sich auf
einen Schreibtisch blicken würden!
• Versuchen Sie, sich die Schallquellen bildlich vorzustellen!
Vor den Hörbeispielen wird zumeist kurz die Position bzw.
die Bewegungsrichtung und der Abstand der Schallquellen vom
Kunstkopf angesagt. Diese Hinweise dienen auch dazu, Ihnen
eine Schallquellenortung im vorderen Bereich zu ermöglichen.
Dazu hören Sie jetzt noch ein einführendes Beispiel. Eine
Musikaufnahme diesmal. Entstanden ist sie im August 1985 im
„Offenen Ohr“-Studio Berlin und wir hören „When a man loves a
woman“ gesungen von Guitar Crusher. Begleitet wird er von Ingo
Illerdelta am Klavier. Im Aufnahmeraum ist auch Publikum
anwesend, es sitzt hinter dem Kunstkopf. Das Klavier steht im
Abstand von etwa anderthalb Metern links vorn, Guitar Crusher
läuft beim Singen durch den Raum.
Einspielung (When a man loves a woman.wav)
Sprecher:
Soweit Guitar Crusher und Ingo Illerdelta
Nun aber in medias res:
152
Sprecher:
Hier kommt das Hörbeispiel Nummer eins: „Metronom in trockenem
Raum“.
Sie hören nun ein Metronom in einem trockenen Aufnahmeraum. Es
befindet sich jeweils in einem Meter Entfernung vom
Kunstkopfmikrofon. Das Metronom befindet sich den Richtungen
Vorne, Rechts-Vorne, Rechts, Rechts-Hinten, Hinten, LinksHinten, Links und Links-Vorne.
Jedes Beispiel wird mit einem Buchstaben angesagt. Zu jedem
Buchstaben finden Sie in Ihrem Fragebogen ein kleines
Diagramm, in das Sie eintragen können, wo Sie das Metronom
hören.
Dazu haben Sie nach jedem Beispiel einige Sekunden Zeit.
Einspielung (Metronom A-Z) und Sprecheransagen nach dem Muster
hören Sie nun das datenreduzierte Beispiel mit dem Buchstaben
B!
Fortführung der Befragung in diesem Muster zu den Beispielen D) bis V)
Sprecher:
Im folgenden Beispiel befindet sich der Kunstkopf an einer
Landstraße. Zur linken Hand geht es zur Stadt, man hört von
dort entfernten Verkehrslärm. Dann nähert sich ein Fahrzeug
von rechts, fährt vorbei und entfernt sich dann in Richtung
Stadt.
Hören Sie zunächst das Original.
Einspiel (Hörbeispiel 2: „Ein Auto fährt vorbei“)
Sprecher:
Beantworten Sie nun die Frage zum Originalbeispiel Nummer 2!
(Pause)
Sprecher:
Hören Sie nun das datenreduzierte Beispiel Nummer 2A
Einspiel (Datenreduziertes Beispiel 2A: „Ein Auto fährt vorbei“)
153
154
Sprecher:
Beantworten Sie nun die Fragen zum Hörbeispiel 2A
hören Sie das Original noch einmal
Einspiel (verkürztes Originalbeispiel 2: „Ein Auto fährt vorbei“)Fortführung der
Befragung in diesem Muster zu den datenreduzierten Beispielen 2B bis 2F.
Sprecher:
Im folgenden Beispiel befindet sich der Kunstkopf an einem
Teich. Zahlreiche Frösche quaken, hin und wieder machen sich
auch Enten kurz bemerkbar.
Achten Sie besonders auf die Richtungen, aus welchen Sie die
Frösche hören.
Hören Sie nun das Originalbeispiel Nummer 3!
Einspiel (Originalbeispiel Nummer 3: Frösche)
Sprecher:
Beantworten Sie nun die Frage zum Originalbeispiel Nummer 3!
Sprecher:
Hören Sie nun noch einmal das Original!
Einspiel (verkürztes Originalbeispiel Nummer 3: Frösche)
155
Sprecher:
Hören Sie nun das datenreduzierte Beispiel Nummer 3A
Einspiel (Datenreduziertes Beispiel Nummer 3A)
Sprecher:
Beantworten Sie nun die Fragen zum Hörbeispiel 3A!
Sprecher:
Hören Sie nun noch einmal das Original!
Einspiel (verkürztes Originalbeispiel Nummer 3)
Fortführung der Befragung in diesem Muster zu den
datenreduzierten Beispielen 3B bis 3F.
156
157
Sprecher:
Im Hörbeispiel Nummer vier, dass jetzt folgt, geht es unter
die Dusche, allerdings glücklicherweise mit Badehaube. Dieser
Ausschnitt aus dem Hörspiel „Marianne von sieben bis sieben“
ist aus einer akustischen Ich-Perspektive erzählt. Hier also
„Marianne von 7 bis 7“:
Hören Sie nun das Originalbeispiel Nummer 4:
Einspiel (Originalbeispiel Nummer 4 „Marianne von 7 bis 7“) 181
Sprecher:
Hören Sie nun das datenreduzierte Beispiel Nummer 4A!
Einspiel (Datenreduziertes Beispiel Nummer 4 „Marianne von 7 bis 7“)
181
158
Sprecher:
Fortführung der Befragung nach selbem Muster für die datenreduzierten Beispiel 4B bis 4F.
Sprecher:
An dieser Stelle des Hörversuchs können Sie eine kleine Pause
machen.
(längere Pause)
Sprecher:
Nach der Pause führen wir noch einmal den technischen Test
durch. Sie hören jetzt einen Testton rechts
Einspielung (Testsignal rechts)
Sprecher:
...und nun auf dem linken Ohr.
Einspielung (Testsignal links)
Sprecher:
Begeben wir uns für das Hörbeispiel Nummer sechs in die
Kirche! Beachten Sie besonders den Klang des Raumes!
Einspiel (Hörbeispiel Nummer 6 „Gebet“)
Sprecher: Hören Sie nun das datenreduzierte Beispiel Nummer 6A
Sprecher: Hören Sie nun noch einmal das Original!
Einspiel (verkürztes Originalbeispiel Nummer 6)
Fortführung der Befragung nach dem selben Muster für die Beispiele 6B bis 6F.
159
160
Sprecher:
Für das Beispiel mit der Nummer sieben bleiben wir in der
Kirche. Allerdings wird jetzt gesungen und zwar von gleich
zwei Chören. Versuchen Sie zu hören wo sich der eine und wo
der andere Chor sich aufgestellt hat.
Einspiel (Originalbeispiel Nummer 7 „Musik – Chor“)
Sprecher:
Beantworten Sie nun die Fragen zum Originalbeispiel Nummer 7!
(Pause)
Und hier noch einmal das Original zur Erinnerung!
Einspiel (verkürztes Originalbeispiel 7)
161
Sprecher:
Hören Sie nun das datenreduzierte Beispiel Nummer 7A.
Sprecher:
Fortführung der Befragung nach selben Muster für die Beispiele 7B bis 7F.
Sprecher:
Jetzt hören Sie ein sportliches Beispiel. In einer Turnhalle
wird auf zwei Spielfeldern Volleyball gespielt. Das große Feld
befindet sich im Abstand von 2 Metern vor dem Kunstkopf, ein
kleineres zweites Feld zur Linken etwas entfernter.
Beachten Sie bei diesem Beispiel weniger die Richtungen der
einzelnen Geräusche und Stimmen sondern mehr den für eine
Turnhalle charakteristischen Nachhall.
Hören Sie nun das Originalbeispiel Nummer 8.
Einspiel (Originalbeispiel Nummer 8 „Volleyball“)
Sprecher:Hören Sie nun das datenreduzierte Beispiel Nummer 8A
Sprecher:
Fortführung der Befragung nach dem selben Muster für die Beispiele 8B bis 8F.
162
Sprecher:
Für das Hörbeispiel Nummer Neun befindet sich der Kunstkopf
noch einmal in einer Kirche. Er steht ungewöhnlicherweise
mitten im Orchester. Beachten Sie besonders das Verhältnis
zwischen den Streichern und den Holzbläsern.
Hören Sie nun das Originalbeispiel Nummer 9.
Einspiel (Originalbeispiel Nummer 9 „Musik – Respighi“)
Sprecher:
Hören Sie nun das datenreduzierte Beispiel Nummer 9A.
9Sprecher:
163
Fortführung der Befragung für die Beispiele 9B bis 9F nach dem selben Muster.
164
Sprecher:
Vielen herzlichen Dank!
165
166
6.2 - ANHANG - Abbildungsverzeichnis
167
6.2. Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1 Relativer Anteil von Hörspielen in Kunstkopfstereofonie an den Hörspielgenres..............................17
Abbildung 2: Anzahl der Hörspiele in Kunstkopfstereofonie seit 1973 ...............................................................18
Abbildung 3: Kunstkopfmikrofon Neumann KU100 ............................................................................................20
Abbildung 4: Kunstkopf Manikin von Neutrik-Cortex ..........................................................................................20
Abbildung 5: HMS III von HEAD-Acoustics .......................................................................................................21
Abbildung 6: HUGO von der RWTH Aachen .....................................................................................................21
Abbildung 7: Kopfbügel-Originalkopfmikrofon Sennheiser MKE 2002 ................................................................22
Abbildung 8: Diagramm zum Hörbeispiel Nr.1 "Metronom" ................................................................................32
Abbildung 9: Aufnahmen zum Hörbeispiel Nr.3 "Frösche am Teich" ..................................................................34
Abbildung 10: Der Kunstkopf beim Volleyball....................................................................................................39
Abbildung 11: Der Kunstkopf im Orchester .......................................................................................................40
Abbildung 12: Das Kommandozeilenprogramm "BeSweet" während des Encodierens einer AC-3 Datei .............53
Abbildung 13: Einstellungen für die AC-3 Codierung mit BeSweet .....................................................................54
Abbildung 14: Das Kommandozeilenprogramm „PsyTEL“ beim Encodieren einer MPEG2/4-AAC-Datei. ............55
Abbildung 15: Konfigurationsfenster des Programms „CD-ex" für die AAC-Codierung mit „PsyTEL" ...................55
Abbildung 16: Die Codierung zu MP3 bzw. MP3pro mit dem Programm "MyMP3" .............................................56
Abbildung 17: Die Versuchsumgebung des Hörversuchs ..................................................................................58
Abbildung 18: Zwei „Versuchspersonen“ während des Hörversuchs..................................................................60
Abbildung 19: Einstellungen des Wiedergabe-PlugIns für AAC..........................................................................61
Abbildung 20: Einstellungen für die Wiedergabe der AC-3-Dateien....................................................................61
Abbildung 21: Die Winamp-Audiodecoder Einstellungen für MP3 ......................................................................62
Abbildung 22: Die Einstellungen des Thomson MP3pro-Decoders.....................................................................62
Abbildung 23: Der verwendete Kopfhörer AKG K1000 ......................................................................................63
Abbildung 24: Filterfrage - Ausschnitt aus dem Fragebogen ..............................................................................68
Abbildung 25: zur Wichtig des Klanges von Audiomaterial................................................................................73
Abbildung 26: zur Wichtigkeit der Qualität der Audiokomponenten....................................................................73
Abbildung 27: Hörbeispiel Nr.1 Anteil richtiger Lokalisation für die Originalbeispiele...........................................74
Abbildung 28: Quote der richtigen Lokalisierung für die datenreduzierten Versionen relativ zum Original ............76
Abbildung 29: Quote richtiger Lokalisationen im Verlauf der Hörversuchs ..........................................................77
Abbildung 30: Mittelwert der Quoten richtiger Lokalisation für die datenreduzierten Versionen im Vergleich mit der
Quote der Originale ................................................................................................................................77
Abbildung 31: Verteilung der Quote richtiger Antworten auf die Versuchspersonen ............................................78
Abbildung 32: Quote richtiger Antworten für die einzelnen Hörergruppen...........................................................79
Abbildung 33: Quote der richtigen Lokalisation für die einzelnen Datenreduktionsverfahren ...............................80
Abbildung 34: Hörbeispiel Nr.2 Vorne/Hinten-Lokalisation für das Original.........................................................81
Abbildung 35: Hörbeispiel Nr.2 Häufigkeit Vorne/Hinten-, Hinten/Vorne-Vertauschung.......................................81
Abbildung 36: Allgemeine Veränderungen Hörbeispiel Nr. 2 (Mittelwerte) ........................................................83
Abbildung 37: Veränderung des Richtungseindrucks Hörbeispiel Nr.2 (Mittelwerte) ..........................................84
Abbildung 38: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für MP3 64 kBit/s ...................85
Abbildung 39: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für MP3pro 64 kBit/s ..............85
Abbildung 40: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für MP3 128 kBit/s .................86
Abbildung 41: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für MPEG2/4-AAC .................86
Abbildung 42: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für AC-3 ................................88
Abbildung 43: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.2 für ATRAC.............................88
Abbildung 44: Hörbeispiel Nr.3 - relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für das Original...........................89
Abbildung 45: Hörbeispiel Nr.3 - Relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für MP3-64 ...............................90
Abbildung 46: Hörbeispiel Nr.3 - Relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für MP3pro ...............................90
Abbildung 47: Hörbeispiel Nr.3 - Relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für MP3-128..............................92
Abbildung 48: Hörbeispiel Nr.3 - Relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für AAC ....................................92
Abbildung 49: Hörbeispiel Nr.3 - Relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für AC-3....................................93
Abbildung 50: Hörbeispiel Nr.3 - Relative Häufigkeit der Hörereignisrichtungen für ATRAC................................93
Abbildung 51: Allgemeine Veränderungen Hörbeispiel Nr.3 (Mittelwerte) ..........................................................94
Abbildung 52: Diagramm Veränderung des Richtungseindrucks Hörbeispiel Nr.2 (Mittelwerte)...........................95
Abbildung 53: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.3 für MP3 64 kBit/s ...................97
168
Abbildung 54: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.3 für MP3pro 64 kBit/s ..............97
Abbildung 56: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.3 für MPEG2/4-AAC .................98
Abbildung 57: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.3 für AC-3 ................................99
Abbildung 58: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.3 für ATRAC.............................99
Abbildung 59: Allgemeine Veränderungen Hörbeispiel Nr.4 (Mittelwerte) ........................................................101
Abbildung 60: Hineinversetzen in Hörperspektive für MP3-64..........................................................................103
Abbildung 61: Hineinversetzen in Hörperspektive für MP3-128........................................................................103
Abbildung 62: Hineinversetzen in Hörperspektive für AC-3..............................................................................103
Abbildung 63: Hineinversetzen in Hörperspektive für MP3pro..........................................................................103
Abbildung 64: Hineinversetzen in Hörperspektive für AAC...............................................................................103
Abbildung 65: Hineinversetzen in Hörperspektive für ATRAC ..........................................................................103
Abbildung 66: Veränderung der Hörperspektive Hörbeispiel Nr.4 (Mittelwerte)................................................104
Abbildung 67: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.4 für MP3 64 kBit/s ..............105
Abbildung 68: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.4 für MP3pro 64 kBit/s ............105
Abbildung 69: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.4 für MP3 128 kBit/s ...............106
Abbildung 70: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.4 für MPEG2/4-AAC ...............106
Abbildung 71: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.4 für AC-3 ..............................107
Abbildung 72: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.4 für ATRAC...........................107
Abbildung 73: Allgemeine Veränderungen Hörbeispiel Nr.6 (Mittelwerte) .......................................................109
Abbildung 74: Veränderung des Raumeindrucks Hörbeispiel Nr.6 (Mittelwerte)...............................................110
Abbildung 76: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.6 für MP3pro 64 kBit/s ...........111
Abbildung 77: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.6 für MP3 128 kBit/s ..............112
Abbildung 78: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.6 für MPEG2/4-AAC ..............112
Abbildung 79: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.6 für AC-3 .............................113
Abbildung 80: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.6 für ATRAC..........................113
Abbildung 81: Hörbeispiel Nr.7 Hörereignisrichtungen für den Chor.................................................................115
Abbildung 82: Hörbeispiel Nr.7 Hörereignisrichtungen für den Gegenchor .......................................................115
Abbildung 83: Beurteilung der Veränderung des Richtungseindrucks ..............................................................116
Abbildung 100: Allgemeine Veränderungen Hörbeispiel Nr.9 (Mittelwerte) ......................................................129
Abbildung 101: Veränderung des Raumeindrucks Hörbeispiel Nr.9 (Mittelwerte).............................................130
Abbildung 102: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr. 9 für MP3 64 kBit/s ..............131
Abbildung 103: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr. 9 für MP3pro 64 kBit/s .........131
Abbildung 104: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr. 9 für MP3 128 kBit/s ............132
Abbildung 105: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr. 9 für MPEG2/4-AAC ............132
Abbildung 106: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.9 für AC-3 ............................133
Abbildung 107: Relative Häufigkeit der genannten Eigenschaften Hörbeispiel Nr.9 für ATRAC.........................133
Abbildung 108: Übersicht Allgemeine Veränderung, alle Hörbeispiele, alle Datenreduktionsverfahren ..............135
Abbildung 109: Rangfolge der Datenreduktionsverfahren bezüglich der Allgemeinen Veränderung ..................137
169
Abbildung 110: : Übersicht der Allgemeine Richtungs-, Raum-, bzw. Hörperspektiven-Veränderung; alle
Hörbeispiele; alle Datenreduktionsverfahren .........................................................................................137
Abbildung 111: Rangfolge der Datenreduktionsverfahren bezüglich der speziellen Veränderungen ..................139
Abbildung 112: Mittlere Häufigkeit der Nennung von Eigenschaftsbegriffen bezüglich des Raumeindrucks für
MP3-64 ................................................................................................................................................140
MP3pro ................................................................................................................................................140
MP3-128 ..............................................................................................................................................141
Abbildung 115: Mittlere Häufigkeit der Nennung von Eigenschaftsbegriffen bezüglich des Raumeindrucks für AAC
............................................................................................................................................................141
Abbildung 116: Mittlere Häufigkeit der Nennung von Eigenschaftsbegriffen bezüglich des Raumeindrucks für AC3 ..........................................................................................................................................................142
ATRAC.................................................................................................................................................142
Abbildung 118: Beurteilung der Versuchsbedingungen (Mittelwerte)................................................................143
6.3 - ANHANG - Literaturverzeichnis
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181
6.4 - ANHANG - Tabellenverzeichnis
182
6.4. Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Verlustbehaftete Datenreduktionsverfahren für Breitband-Audio _____________________________ 13
Tabelle 2 : Verschiedene Kunstkopfmikrofone ___________________________________________________ 21
Tabelle 3: Die Hörbeispiele im Überblick _______________________________________________________ 31
Tabelle 4: Die für den Hörversuch ausgewählten Datenreduktionsverfahren ____________________________ 41
Tabelle 5: Bewertungsskala nach Rathbone, Fruhmann, Spikowski___________________________________ 46
Tabelle 6: Bewertungsskala nach ITU BS.1116-1_________________________________________________ 46
Tabelle 7: Die verwendeten En- und Decoder im Überblick _________________________________________ 52
Tabelle 8: Mediale Hörerfahrung der Versuchspersonen ___________________________________________ 72
Tabelle 9: Signifikanzen für die Mittelwertprofile des Kriteriums allgemeine Veränderung _________________ 136
Tabelle 10: Signifikanzen für die Mittelwertprofile der Kriterien Wahrnehmung von Richrungs-, Raum- bzw.
Hörperspektiven-Veränderung__________________________________________________________ 138

kukodatred_heiko_a_beyer_diplomarbeit_2003

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