Tar fram det optimala ljudet

På avdelningen för signaler och system vid institutionen för teknikvetenskaper ute på Ångström undersöker doktoranden Adrian Bahne hur man förbättrar prestandan hos olika högtalarsystem, framförallt billiga sådana – utan att bygga om själva högtalarna.
– Vi kan mäta och manipulera ljudet genom att till exempel tvätta bort rumsakustiken, det vill säga den del som rummet bidrar med. Väldigt förenklat kan man säga att vi tar bort skillnaden mellan hur det låter från början och hur vi vill att det ska låta, säger Adrian Bahne.
Genom att applicera ett specialdesignat filter visar han och en tidigare doktorand på avdelningen, Lars-Johan Brännmark, hur ljudet från vilket högtalarsystem som helst kan förbättras avsevärt. Det handlar inte om något fysiskt filter, utan om en matematisk metod bestående av olika formler och algoritmer, som tillsammans med mätdata från högtalarsystemet och det rum systemet befinner sig i, används för att räkna ut hur man åstadkommer den mest optimala ljudupplevelsen.

I ett audiolabb på Ångström, möblerat som ett vardagsrum med högtalare i varje vrå, mäts ljudet som matas ut ur högtalarna med hjälp av en robot som Adrian Bahne byggt. Roboten kan röra sig framåt och bakåt, samt åt höger och vänster och registrerar ljudet vid förutbestämda mätpunkter – allt för att optimera lyssnarens ljudupplevelse.
– Jag utvärderar ett system som satts upp av Lars-Johan och bjuder hit folk för att genomföra experiment. Än så länge har jag varit ute efter vad vanligt folk tycker, och har därför inte fokuserat på musiknördarna.
Det Adrian Bahne undersöker är själva ljudupplevelsen, och den är subjektiv, berättar han. En studie han genomfört med 35 testpersoner visar att det fanns en signifikant skillnad mellan originalljudet från tre högtalarsystem och de optimerade varianterna.
– Man kan säga att upplevelsen av att lyssna genom ett system försvinner med filtret – ljudet kommer närmare, förklarar Lars-Johan Brännmark.
– Det handlar om hur ljudet breder ut sig i tiden och rymden. Det som är så komplicerat med ljud är att det är svårt att sätta ord på upplevelsen – min stora forskningsfråga är att mäta rent matematiskt vilket ljud som är bäst – men man måste ändå gå vägen via försökspersoner för att bestämma och verifiera parametrarna, säger Adrian Bahne och fortsätter:
– Samtidigt är en formel bara en formel – det måste gå att bygga in den fysikaliska kunskapen i formeln: vilka högtalare har man och vilken prestanda? Vilka är begränsningarna? Det vi är mest stolta över är att det faktiskt fungerar i verkligheten, säger Adrian Bahne.

Ångströmsgruppens forskning har redan använts av bilindustrin i flera år. Filtret finns som tillval i både BMW och Bentley, och snart för ytterligare ett prestigefyllt bilmärke. Faktum är att Adrian Bahne kom i kontakt med Lars-Johan Brännmark och forskningen på Ångström när han gjorde praktik på BMW.
– Lars-Johan var där eftersom han var deltidsfinansierad av företaget Dirac, som knoppats av från avdelningen – och jag lyckades få in en fot så att jag kunde göra mitt examensarbete på Dirac.
Efter examensarbetet blev Adrian Bahne doktorand på avdelningen, men är liksom Lars-Johan Brännmark var, deltidsfinansierad av Dirac.
– All forskning är publicerad genom Uppsala universitet, även om Dirac tagit en del patent. Det vi håller på med är tillämpad forskning – det är det som är så roligt – att få forska på något som kommer att användas inom kort.
Det är inte bara företag som kan dra nytta av forskningen, från och med i sommar vänder sig gruppen även direkt till konsumenterna.
– Till sommaren kommer en iPhoneapp som optimerar ljudet som kommer ur hörlurarna, och vi har släppt en mjukvara med filtret inbyggt som just nu är ute för betatestning, berättar Adrian Bahne.
– Vi håller på att rikta in oss mot tevetillverkning och mobilindustrin – ju sämre ljudsystem man börjar med desto större blir skillnaden, vilket gör tillverkningen billigare för företagen, säger Lars-Johan Brännmark.
– Genom vår metod kan man bygga högtalare billigare och mer kompakta, för att sedan förbättra ljudkvaliteten med filter, avslutar Adrian Bahne.

nbsp;