Qu'est-ce qu'une "Vérification de Casque?"

La vérification de casque, à notre connaissance, a été le premier terme utilisé 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 un casque ou non. Basé sur cette étude fondamentale, une vérification de casque est simplement une tâche qui identifie si un participant utilise un casque ou une forme d'enceinte lorsqu'il écoute des stimuli spécifiques.

Lorsque la recherche est effectuée dans un environnement de laboratoire contrôlé, il n'est pas nécessaire de procéder à une vérification de casque car le chercheur choisit de mettre ou non un casque 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 les participants font. Il n'y a que l'élément de confiance, le "code d'honneur" en quelque sorte, qui découle de la demande faite aux participants de porter des casques et de l'espoir qu'ils s'y conformeront.

Pourquoi les vérifications de casque sont-elles nécessaires ?

Les chercheurs espèrent que les participants respecteront les exigences en matière de casque pour de nombreuses raisons. Lors de la présentation de stimuli auditifs, il est crucial de standardiser la manière dont vos participants entendent vos clips audio. Cela permet d'éviter les variables confondantes telles que "l'interférence de bruit de fond, la faible 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.

Il existe une grande variété de types de casques. Les participants pourraient utiliser des dispositifs filaires ou sans fil. Les styles de casques incluent les casques supra-auriculaires et les écouteurs, ainsi que les configurations monaurales ou binaurales. Certains casques sont à suppression de bruit et obturent complètement le canal auditif, tandis que d'autres se placent à l'extérieur du canal et permettent d'entendre encore des sons de fond. Malgré cette variabilité au sein des casques, la catégorie des casques en général diffère des haut-parleurs de manière mesurable.

Comment cette mesure est-elle accomplie ?

Comment la première vérification de casque a-t-elle été créée ?

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

L'annulation de phase, également appelée interférence destructive, se produit lorsque deux ondes sont identiques dans tous les aspects sauf la phase, où elles diffèrent de 180 degrés. Cette différence entraîne l'annulation des ondes, résultant en l'absence de son lorsque les ondes sont jouées en même temps.

Lors de l'écoute via des haut-parleurs, il y a une différence dans les phases des sons par rapport à l'écoute via des casques. Woods et ses collègues ont découvert que cette différence était due à la position des haut-parleurs et à celle de l'auditeur. L'astuce est que les casques ne permettent pas aux phases des sons de s'annuler, alors que les haut-parleurs le font.

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

La tâche elle-même était simple : les participants devaient écouter 3 tonalités et décider quelle tonalité était la plus silencieuse du groupe. Les auteurs ont constaté qu'une tonalité basse fréquence (spécifiquement 200 Hz) fonctionnait le mieux pour cette mesure. Trois tonalités étaient jouées : deux au même niveau sonore (mesuré en décibels), dont l'une était déphasée de 180 degrés, et une troisième tonalité qui était en phase avec la première tonalité mais 6 décibels plus silencieuse. L'ordre des tonalités était randomisé entre les essais.

Globalement, les chercheurs ont constaté qu'en raison de l'annulation de phase, les participants qui écoutaient via des haut-parleurs choisissaient souvent incorrectement la tonalité déphasée comme la tonalité la plus douce. Lors de l'utilisation de casques, les participants pouvaient souvent identifier correctement la tonalité qui était 6 décibels plus douce que les deux autres tonalités, bien qu'elle soit en phase avec l'une des tonalités plus fortes. Cela a abouti à environ 70 % des véritables utilisateurs de casques réussissant le dépistage.

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

Nouvelles techniques pour les vérifications de casque

Dans les 4 années suivant la première vérification de casque de Woods et al., deux autres méthodes pour évaluer la technologie d'écoute des participants ont émergé. Bien qu'elles ne soient pas encore aussi bien citées, ces nouvelles méthodes montrent que la recherche est en constante évolution sur ce sujet.

Huggins Pitch

ChaitLab de University College London, 2020

Dans un effort d'améliorer la sélectivité du dépistage de Woods et al. (également 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 de casques par rapport à la sélectivité précédente d'environ 70 %. Cependant, ils ont noté que la combinaison des deux méthodes donnait 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 deux sons de bruit blanc identiques, et un troisième qui a un ton de "vibration" "caché" à l'intérieur. La science derrière ce troisième son est "un stimulus de bruit blanc pour une oreille, et le même bruit blanc - mais avec un décalage de phase de 180° - pour l'autre oreille" (Milne et al 2020). L'astuce de cette tâche est que la vibration cachée n'est détectable qu'en portant des casques en raison de la nature binaurale (ou dichotique) du son qui est transmis aux oreilles. C'est une tâche de détection qui, comme le notent les auteurs, demande moins de charge cognitive qu'une tâche de discrimination comme le dépistage de Woods et al.

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

Test de Casque et Haut-parleur (HALT)

Université de Musique, Drame et Médias 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 pour détecter quel type de dispositif le participant utilise pour écouter des stimuli auditifs, en différenciant entre quatre dispositifs de lecture : deux types de casques et deux types d'enceintes.

Vérification du Volume

En utilisant un extrait musical, du bruit rose, et des segments de bruit rose en boucle comme stimuli différents, les participants ont d'abord effectué une série de tâches de calibration de volume. Ensuite, les participants ont réalisé une tâche de comptage impliquant différents nombres d'"événements sonores". Pour que la tâche soit marquée correcte, les participants devaient n'entendre qu'un nombre spécifique d'événements : entre 5 et 7 des 9 événements présentés. S'ils en entendaient moins, leur volume était trop faible, et en entendre plus signifiait que le volume était trop fort. La tâche était alors répétée plus tard pour s'assurer que le participant n'avait pas ajusté son volume entre-temps (il 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, ils ont été invités à compter tous les segments de bruit rose qu'ils entendaient sur le côté droit uniquement. Pour le mono, tous les événements seraient audibles, mais seuls quelques-uns (un nombre aléatoire) seraient perçus dans la configuration stéréo.

Limite de Basse Fréquence

Le HALT vérifiait également quelle était la pitch la plus basse que le dispositif de lecture pouvait produire pour aider à déterminer quel dispositif était utilisé. Les participants ont entendu une série de tonalités pures et devaient signaler combien ils en entendaient, en supposant que ce nombre correspondrait aux capacités de leur dispositif.

Pour normaliser 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 grande fiabilité dans la prédiction si les participants avaient ajusté leur volume, écoutaient via des configurations stéréo ou mono, et quel type de dispositif ils utilisaient (casques ou haut-parleurs).

Vérifications de Casque dans Labvanced

La vérification de casque impliquant des stimuli en anti-phase de Woods et al. 2017 est implémentée dans Labvanced et est disponible pour votre utilisation. Il vous suffit de visiter notre page d'Études Échantillons et de cliquer sur importer pour le copier sur votre compte !

Fig. 4 : La vérification de casque conçue par Woods et al. 2017, désormais disponible dans Labvanced !

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

Fig. 5 : La vérification de casque conçue par le ChaitLab de l'UCL, désormais disponible dans Labvanced !

Enfin, mais non des moindres, la partie 1 du HALT est également disponible sur GitHub grâce à Kilian Sander. Si vous souhaitez voir ce test dans Labvanced également, envoyez-nous un message via Discord ou à [email protected] !

Conclusion

Toutes les vérifications de casque présentées ici ont été validées par des données, mais la science évolue et s'améliore constamment. Chaque vérification a ses propres avantages et inconvénients et est utile à sa manière. Nous vous 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'une de ces ressources, veuillez donner crédit aux créateurs originaux ! Labvanced ne réclame pas la propriété de tout matériel créé 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