Qu'est-ce qu'une "Vérification des Écouteurs" ?

La vérification des écouteurs, à notre connaissance, a été d'abord formulée comme un terme en 2017 lorsque Kevin Woods et ses collègues ont créé la première méthode pour déterminer si un participant à une étude en ligne écoutait avec des écouteurs ou non. Basé sur cette étude fondamentale, une vérification des écouteurs est simplement une tâche qui identifie si un participant utilise des écouteurs par rapport à une forme de haut-parleur lorsqu'il écoute des stimuli spécifiques.

Lorsque la recherche est menée dans un environnement de laboratoire contrôlé, il n'est pas nécessaire de faire une vérification des écouteurs, car le chercheur choisit de mettre ou non des écouteurs sur le participant. L'environnement d'écoute est contrôlé et étroitement surveillé.

Cependant, dans les études en ligne, il n'est pas possible de contrôler ce que font les participants. Il n'y a que l'élément de confiance, le "code d'honneur" pour ainsi dire, qui provient de la demande faite aux participants de porter des écouteurs et de l'espoir qu'ils vont s'y conformer.

Pourquoi les vérifications des écouteurs sont-elles nécessaires ?

Les chercheurs espèrent que les participants respecteront les exigences en matière d'écouteurs pour de nombreuses raisons. Lors de la présentation de stimuli auditifs, il est crucial de standardiser comment vos participants entendent vos extraits audio. Cela empêche les variables confondantes telles que "l'interférence due au bruit de fond, la mauvaise fidélité des haut-parleurs d'ordinateur portable, et la réverbération environnementale" (Woods et al. 2017), ainsi que la distance par rapport aux haut-parleurs et même le son stéréo par rapport au son mono.

Dans les types d'écouteurs, il existe une grande variété. Les participants peuvent utiliser des dispositifs filaires ou sans fil. Les styles d'écouteurs comprennent des écouteurs à oreilles et des écouteurs intra-auriculaires, ainsi que des configurations monaurales ou binaurales. Certains écouteurs sont antibruit et obstruent complètement le canal auditif, tandis que d'autres se situent vers l'extérieur du canal et permettent d'entendre les sons de fond. Malgré cette variabilité au sein des écouteurs, la catégorie des écouteurs dans son ensemble diffère des haut-parleurs de manière mesurable.

Comment cette mesure est-elle accomplie ?

Comment la première vérification des écouteurs a-t-elle été créée ?

Une des principales différences entre écouter à travers des écouteurs et écouter à travers des haut-parleurs est l'annulation de phase. Woods et ses collègues ont utilisé ce principe pour effectuer leurs déterminations en utilisant trois tons : deux tons avec la même phase et un ton qui était exactement déphasé de 180 degrés par rapport aux autres, spécifiquement entre les canaux stéréo.

L'annulation de phase, appelée également interférence destructrice, se produit lorsque deux ondes sont identiques sous tous les aspects sauf la phase, où elles diffèrent de 180 degrés. Cette différence fait que les ondes s'annulent mutuellement, résultant en aucun son lorsque les ondes sont jouées en même temps.

Lorsqu'on écoute à travers des haut-parleurs, il y a une différence dans les phases des sons par rapport à l'utilisation des écouteurs. Woods et ses collègues ont trouvé que cette différence était due à la position des haut-parleurs et à la position de l'auditeur. L'astuce est que les écouteurs ne permettent pas aux phases des sons de s'annuler, mais les haut-parleurs le font.

Fig. 1: Diagrammes de l'annulation de phase de Woods et al. 2017

La tâche elle-même était simple : les participants devaient écouter 3 tons et décider lequel était le plus silencieux du groupe. Les auteurs ont trouvé qu'un ton de basse fréquence (spécifiquement 200 Hz) fonctionnait le mieux pour cette mesure. Trois tons ont été joués : deux au même niveau de loudness (mesuré en décibels), dont un était déphasé de 180 degrés, et un troisième ton qui était en phase avec le premier ton mais 6 décibels plus silencieux. L'ordre des tons était randomisé entre les essais.

Dans l'ensemble, les chercheurs ont trouvé qu'en raison de l'annulation de phase, les participants qui écoutaient à travers des haut-parleurs choisissaient souvent incorrectement le ton qui était déphasé comme étant le ton le plus doux. En utilisant des écouteurs, les participants pouvaient souvent identifier correctement le ton qui était 6 décibels plus doux que les deux autres tons, malgré le fait qu'il soit en phase avec l'un des tons plus forts. Cela a entraîné environ 70 % des véritables utilisateurs d'écouteurs réussissant le dépistage.

Fig 2: Résultats du dépistage des écouteurs de Woods et al. 2017

Nouvelles Techniques pour les Vérifications des Écouteurs

Au cours des 4 années qui ont suivi l'apparition de la vérification des écouteurs de Woods et al., deux autres méthodes pour évaluer la technologie d'écoute des participants ont émergé. Bien que pas encore aussi largement citées, ces nouvelles méthodes montrent que la recherche est en constante évolution sur ce sujet.

Huggins Pitch

ChaitLab de l'University College London, 2020

Dans un effort pour améliorer la sélectivité du dépistage de Woods et al. (aussi appelé AP pour anti-phase), le ChaitLab de l'UCL a développé un test qui a abouti à la détection correcte de 80% des utilisateurs d'écouteurs par rapport à la sélectivité précédente d'environ 70%. Cependant, ils ont noté que la combinaison des deux méthodes a donné des résultats encore meilleurs : un taux de faux positifs d'environ 7%.

Le Huggins Pitch implique également un décalage de phase, mais d'une manière légèrement différente. Les trois stimuli utilisés dans cette tâche sont 2 sons de bruit blanc identiques et un troisième qui comporte un ton "caché" en vibrato à l'intérieur. La science derrière ce troisième son est "un stimulus de bruit blanc à une oreille, et le même bruit blanc - mais avec un décalage de phase de 180° - à l'autre oreille" (Milne et al 2020). L'astuce de cette tâche est que le vibrato caché n'est détectable qu'en portant des écouteurs en raison de la nature binaurale (ou dichotique) du son délivré aux oreilles. C'est une tâche de détection qui, comme le notent les auteurs, a une demande cognitive inférieure à une tâche de discrimination telle que le dépistage de Woods et al.

Fig. 3: Comparaison des stimuli anti-phase et huggins pitch, de Milne et al. 2020

Test des Écouteurs et Haut-Parleurs (HALT)

Université de Musique, de Théâtre et de Média de Hanovre, 2022

Le HALT, développé par Wycisk et al. en 2022, est un dépistage encore plus sophistiqué : les résultats indiquent que c'est un moyen fiable et efficace de détecter quel type de dispositif le participant utilise pour écouter des stimuli auditifs, différenciant entre quatre dispositifs de lecture : deux types d'écouteurs et 2 types de haut-parleurs.

Vérification du Volume

En utilisant un extrait musical, un bruit rose et des segments de bruit rose en boucle comme différents stimuli, les participants ont d'abord effectué une série de tâches de calibration de volume. Ensuite, les participants ont complété une tâche de comptage impliquant différents nombres d'"événements de bruit". Pour que la tâche soit marquée comme correcte, les participants devaient uniquement entendre un nombre spécifique d'événements : entre 5 et 7 des 9 événements présentés. S'ils entendaient moins, leur volume était trop faible, et entendre plus signifiait que le volume était trop fort. La tâche était ensuite répétée plus tard pour s'assurer que le participant n'avait pas ajusté son volume entre-temps (il leur a été demandé de ne pas le faire).

Vérification Stéréo vs. Mono

Pour déterminer si le dispositif de lecture du participant était stéréo ou mono, on leur a demandé de compter tous les segments de bruit rose qu'ils entendaient uniquement sur le côté droit. Pour le mono, tous les événements seraient audibles, mais seulement quelques-uns (un nombre aléatoire) seraient perçus dans la configuration stéréo.

Limite de la Basse Fréquence

Le HALT a également vérifié quelle était la plus basse fréquence que le dispositif de lecture pouvait produire pour aider à déterminer quel dispositif était utilisé. Les participants ont entendu une série de tons purs et devaient rapporter combien ils en avaient entendu, en supposant que ce nombre correspondrait aux capacités de leur dispositif.

Pour normer le test, les chercheurs ont effectué une analyse électroacoustique sur leur propre équipement et ont comparé les résultats des contrôles aux participants expérimentaux.

Les résultats du HALT ont suivi une distribution normale et ont indiqué une haute fiabilité dans la prévision si les participants avaient ajusté leur volume, écoutaient à travers des configurations stéréo ou mono, et quel type de dispositif ils utilisaient (écouteurs ou haut-parleurs).

Vérifications des Écouteurs dans Labvanced

La vérification des écouteurs de Woods et al. 2017 impliquant des stimuli anti-phase est implémentée dans Labvanced et est disponible pour votre usage. Il vous suffit de visiter notre page des Études Échantillons et de cliquer sur importer pour la copier dans votre compte !

Fig. 4: La vérification des écouteurs conçue par Woods et al. 2017, maintenant disponible dans Labvanced !

Bien que le dépistage des écouteurs Huggins Pitch de ChaitLab ait été initialement implémenté dans Gorilla, ce dépisteur est également disponible dans Labvanced. Les auteurs ont fourni le projet complet sur le ChaitLabUCL GitHub ce qui a permis à notre équipe de créer cette version pour votre usage. Il est également disponible sur la page des Études Échantillons et est disponible pour importation !

Fig. 5: La vérification des écouteurs conçue par le ChaitLab de l'UCL, maintenant disponible dans Labvanced !

Enfin, le HALT Partie 1 est également disponible sur GitHub grâce à Kilian Sander. Si vous souhaitez voir ce test dans Labvanced également, veuillez nous envoyer un message via Discord ou à [email protected] !

Conclusion

Toutes les vérifications des écouteurs présentées ici ont été validées par des données, mais la science est toujours en évolution et s'améliore. Chaque vérification a ses propres avantages et inconvénients et est utile à sa manière. Nous recommandons d'essayer chaque vérification et de combiner leurs méthodes pour correspondre à l'expérience que vous réalisez.

Bonne recherche !

Note : Lorsque vous utilisez l'un de ces ressources, veuillez donner crédit aux créateurs originaux ! Labvanced ne revendique pas la propriété des matériaux créés par les chercheurs mentionnés ci-dessus.

Références

Milne, A. E., Bianco, R., Poole, K. C., Zhao, S., Oxenham, A. J., Billig, A. J., & Chait, M. (2021). An online headphone screening test based on dichotic pitch. Behavior research methods, 53(4), 1551–1562. https://doi.org/10.3758/s13428-020-01514-0

Woods, K., Siegel, M. H., Traer, J., & McDermott, J. H. (2017). Headphone screening to facilitate web-based auditory experiments. Attention, perception & psychophysics, 79(7), 2064–2072. https://doi.org/10.3758/s13414-017-1361-2

Wycisk, Y., Kopiez, R., Bergner, J. et al. The Headphone and Loudspeaker Test – Part I: Suggestions for controlling characteristics of playback devices in internet experiments. Behav Res (2022). https://doi.org/10.3758/s13428-022-01859-8