Qu'est-ce qu'une "Vérification des Écouteurs" ?
La vérification des écouteurs, à notre connaissance, a été d'abord inventée en tant que 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. Basée 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 lors de l'écoute de stimuli spécifiques.
Lorsque la recherche est effectuée 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'y a aucun moyen de contrôler ce que font les participants. Il n'y a que l'élément de confiance, le "code d'honneur" pour ainsi dire, qui vient du fait de demander aux participants de porter des écouteurs et d'espérer qu'ils le respecteront.
Pourquoi les vérifications des écouteurs sont-elles nécessaires ?
Les chercheurs espèrent que les participants respecteront les exigences des écouteurs pour de nombreuses raisons. Lors de la présentation de stimuli auditifs, il est crucial de standardiser la manière dont 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 des haut-parleurs et même le son stéréo par rapport au son mono.
Parmi les types d'écouteurs, il existe une grande variété. Les participants peuvent utiliser des dispositifs filaires ou sans fil. Les styles d'écouteurs incluent des écouteurs supra-auriculaires et des écouteurs intra-auriculaires, ainsi que des configurations monaurales ou binaurales. Certains écouteurs sont antibruit et occluent complètement le canal auditif, tandis que d'autres se situent vers l'extérieur du canal et permettent d'entendre encore des sons de fond. Malgré cette variabilité entre les 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 ?
L'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 faire leurs déterminations en utilisant trois tons : deux tons avec la même phase et un ton qui était exactement à 180 degrés hors phase 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 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 quand on utilise des écouteurs. Woods et ses collègues ont découvert que cette différence était due à la position du(des) haut-parleur(s) 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.
La tâche elle-même était simple : les participants devaient écouter 3 tons et décider quel ton était le plus silencieux du groupe. Les auteurs ont découvert qu'un ton à basse fréquence (spécifiquement 200 Hz) fonctionnait le mieux pour cette mesure. Trois tons ont été joués : deux au même niveau de bruit (mesuré en décibels), dont l'un était à 180 degrés hors phase, et un troisième ton qui était en phase avec le premier ton mais 6 décibels plus faible. L'ordre des tons était randomisé entre les essais.
Dans l'ensemble, les chercheurs ont découvert qu'en raison de l'annulation de phase, les participants qui écoutaient à travers des haut-parleurs choisissaient souvent incorrectement le ton hors phase comme le ton le plus doux. Lorsqu'ils utilisaient des écouteurs, les participants pouvaient souvent identifier correctement le ton qui était 6 décibels plus doux que les deux autres tons, bien qu'étant en phase avec l'un des tons les plus forts. Cela a permis à environ 70% des véritables utilisateurs d'écouteurs de réussir le dépistage.
Nouvelles techniques pour les vérifications d'écouteurs
Dans les 4 années suivant la première 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 bien citées, ces nouvelles méthodes montrent que la recherche est en constante croissance et évolution sur ce sujet.
Huggins Pitch
ChaitLab de l'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 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 contient un ton "caché" à l'intérieur. La science derrière ce troisième son est "un stimulus de bruit blanc dans une oreille, et le même bruit blanc - mais avec un décalage de phase de 180° - dans l'autre oreille" (Milne et al 2020). L'astuce de cette tâche est que le warble 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, demande moins d'effort cognitif qu'une tâche de discrimination telle que le dépistage de Woods et al.
Fig. 3: Comparaison des stimuli anti-phase et huggins pitch, provenant de Milne et al. 2020 CC BY 4.0
Test des écouteurs et des haut-parleurs (HALT)
Université de Musique, Théâtre 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 de détecter quel genre de dispositif le participant utilise pour écouter des stimuli auditifs, différenciant entre quatre dispositifs de lecture : deux types d'écouteurs et deux types de haut-parleurs.
Vérification du volume
Utilisant un extrait musical, du bruit rose et des segments de bruit rose en boucle comme stimuli différents, les participants ont d'abord complété 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 ne devraient 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 a ensuite été répétée plus tard pour s'assurer que le participant n'avait pas ajusté son volume entre-temps (ils avaient été instruits 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 seuls quelques-uns (un nombre aléatoire) seraient perçus dans la configuration stéréo.
Limite de basse fréquence
Le HALT vérifiait également quelle était la note la plus basse que le dispositif de lecture pouvait produire pour aider à déterminer quel dispositif était utilisé. Les participants avaient une série de tons purs et devaient rapporter 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 avec ceux des participants expérimentaux.
Les résultats du HALT suivaient une distribution normale et indiquaient une grande fiabilité pour prédire 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 mise en œuvre dans Labvanced et est disponible pour votre utilisation. Il suffit de visiter notre page des Études d'Échantillon 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 du ChaitLab ait été initialement mis en œuvre 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 des Études d'Échantillon et est disponible à importer !
Fig. 5: La vérification des écouteurs conçue par le ChaitLab de l'UCL, maintenant disponible dans Labvanced !
Enfin, mais non des moindres, la première partie du HALT 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 évolue et s'améliore toujours. 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.
Références
Milne, A. E., Bianco, R., Poole, K. C., Zhao, S., Oxenham, A. J., Billig, A. J., & Chait, M. (2021). Un test de dépistage des écouteurs en ligne basé sur le pitch dichotique. 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). Dépistage des écouteurs pour faciliter les expériences auditives en ligne. Attention, perception & psychophysics, 79(7), 2064–2072. https://doi.org/10.3758/s13414-017-1361-2
Wycisk, Y., Kopiez, R., Bergner, J. et al. Le Test des Écouteurs et des Haut-parleurs – Partie I : Suggestions pour contrôler les caractéristiques des dispositifs de lecture dans les expériences internet. Behav Res (2022). https://doi.org/10.3758/s13428-022-01859-8