Питання давнє й просте: наскільки тихий тон ви здатні почути? Аудіологи відповідають на нього за допомогою пошуку порогу чутності чистих тонів — відтворюють тон, запитують, відтворюють його тихіше, запитують знову — на стандартному наборі частот у звукоізоляційній кабіні через відкалібровані навушники. Версія для телефону зберігає сам пошук, але позбувається кабіни, і все найцікавіше з інженерного погляду полягає саме в тому, як компенсується ця втрата.

Спочатку визначимося з формулюванням, адже сама активність наполягає на цьому: це скринінгова оцінка через динамік телефону, а не аудіограма. Динамік у кімнаті — це не аудіометр у кабіні. Про це йдеться на екрані результатів, а збережене вимірювання містить власну похибку, щоб той, хто переглядатиме його за рік, також бачив це застереження, а не лише криву.

Чому це протокол, а не просто запис

Більшість вимірювань на платформі — це швидкі записи: спрямуйте датчик на об'єкт, натисніть кнопку, виділіть характеристики. Поріг чутності неможливо записати в один момент, оскільки один тон нічого не скаже. Інформативною є саме процедура: адаптивна драбина для кожної з шести аудіометричних частот, що проходяться по одній смузі за раз. Відтворюється тон; ви натискаєте «Почув» або «Нічого» — це єдині вхідні дані, які приймає тест; драбина опускається на крок нижче, коли ви чуєте тон, і піднімається вгору, коли ні, а рівень, на якому вона коливається, і є вашим порогом для цієї смуги.

Процедура має передумови, і порушення будь-якої з них має призвести до припинення запуску, а не просто непомітно змінити число. Це базовий принцип проєктування, який проявляється тричі.

Зафіксуйте гучність, бо лінійка розтягнеться

Перша передумова нудна, але надзвичайно важлива: гучність медіафайлів зафіксована на максимумі протягом усього запуску. Кожен рівень, який пропонує тест, є затуханням — на стільки-то dB нижче від максимальної вихідної потужності телефону. Це слугує лінійкою лише в тому разі, якщо максимальна потужність щоразу однакова. Фіксація гучності — це те, завдяки чому «на 40 dB нижче» під час 60-ї спроби означає точно те саме, що й під час 1-ї; випадковий дотик до клавіші гучності посеред запуску мовчки змінить масштаб усіх наступних відповідей.

Виміряйте шум у кімнаті перед тестуванням вух

Кабіна потрібна для того, щоб усунути фоновий шум. У вітальні його немає як усунути, тому натомість активність вимірює кімнату: перед відтворенням будь-якого тестового тону мікрофон записує рівень фонового шуму в кожній частотній смузі. Рівень шуму в кімнаті визначає нижню межу драбини для кожної смуги — кімната, яка залишає 50 dB корисного діапазону над своїм шумом, цілком дозволяє точно виміряти поріг у межах цього діапазону.

А смуга, для якої в кімнаті просто занадто шумно? Вона визнається непридатною для тестування ще до того, як її буде запропоновано. Не протестованою й відкинутою згодом, а виключеною заздалегідь, що й відрізняє чотирихвилинний тест від шестихвилинного, який завершується викиданням третини результатів. Це також означає, що на екрані буде показано, які частоти пропускаються і чому, поки ви ще можете щось із цим вдіяти: зачинити вікно, вимкнути гудіння холодильника, перейти в іншу кімнату чи спробувати знову.

Краще відмовитися, ніж угадувати. Привабливий, але хибний підхід — тестувати кожну смугу незважаючи ні на що, дозволяючи шуму розширювати невидиму похибку. Ця активність діє навпаки: смуга, яку неможливо виміряти належним чином, не дає нічого — ні сумнівного числа, ні хиткої оцінки, взагалі нічого. Жодна смуга, яка не пройшла перевірку шуму в кімнаті, не потрапляє в результат. Порожня клітинка, яка пояснює, чому вона порожня, цінніша за значення, якому ви не довіряєте, адже з порожнечею можна щось вдіяти, а зневіритися у фальшивому значенні вже не вийде.

Петля зворотного зв'язку: змушуємо динамік зізнатися

Третя передумова — найхитріша. Динаміки телефонів дуже нерівномірні: сильні на 2 kHz, слабкі на 250 Hz і відрізняються в кожній моделі. Тому перед тестуванням телефон програє тестові смуги та слухає сам себе через власний мікрофон. Ця петля зворотного зв'язку виконує два завдання: підтверджує, що динамік справді відтворив кожну задану смугу (смуга, яку петля не почула, виключається, як і при занадто гучній кімнаті), та вимірює індивідуальну частотну характеристику пристрою — те, як вихідний сигнал цього смартфона коливається в різних смугах. Це дозволяє внести коригування, щоб пороги на різних частотах можна було порівнювати між собою. Ось чому для тесту потрібен справний мікрофон, хоча сам тест є суто відтворенням звуку: без петлі зворотного зв'язку неможливо скоригувати форму сигналу та перевірити рівень шуму в кімнаті, а обидва ці чинники є опорними для точності результатів.

Що означають цифри — три ланки, одна слабка

Тож наскільки насправді можна порівнювати результати? Чесний аналіз виявляє три ланки:

Цей ланцюжок дозволяє порівнювати один сеанс із сеансом іншої людини на іншому телефоні в межах точності скринінгового інструменту — і це корисна можливість. Але якщо порівнювати результати зі своїми власними попередніми сеансами на тому самому пристрої, слабка ланка зникає: припущене зміщення стає спільною константою, яка взаємознищується, і точність порівняння стає значно вищою за ±10 dB. Відстеження власного слуху з часом на одному пристрої — це найефективніший спосіб використання цього тесту. Тут працює та сама логіка взаємознищення характеристик пристроїв у відношенні, яка використовується в тесті звукоізоляції з двома телефонами, тільки застосована в часі, а не через стіну.

Якщо опорній точці сеансу не вдається підтвердити еталонну смугу, активність відверто спрощує роботу замість того, щоб прикидатися: вона повідомляє просте ослаблення замість оціночного рівня слуху. Це важче інтерпретувати, але результати все ще чудово порівнюються з іншим сеансом на тому самому пристрої — менше, але правдиве твердження замість гучної неправди. Крім того, збережені дані в будь-якому разі містять сирі значення ослаблення для кожної смуги. Тож якщо згодом з'явиться кращий орієнтир, можна буде перерахувати старі сеанси, а не лише покращувати нові.

Дрібний шрифт, залишений великим

Навіть смуга, тестування якої пройшло без помилок, може завершитися без визначення порогу, і кожне таке завершення має власну назву: якщо ви все ще чуєте найтихіший тон, який може відтворити телефон, це означає, що ваш поріг лежить нижче нижньої межі — тобто ви чуєте краще, ніж цей телефон може виміряти, — тоді як повна відсутність чутності навіть найгучнішого звуку вважається результатом вище верхньої межі. Жоден із цих випадків не зводиться до простого числа. Прогрес так само вимірюється у визначених смугах, а не в завершених спробах, оскільки адаптивний тест не знає кількості спроб заздалегідь — а це єдиний показник, що монотонно зростає, який взагалі має сенс рахувати. А запуск, перерваний після двох натискань, не зберігає зовсім нічого; кнопка збереження залишається неактивною, доки хоча б одна смуга не визначиться остаточно.

Використовуйте цей тест за призначенням: як спосіб помітити, що сприйняття високих частот лівим вухом погіршилося з весни, або що нові беруші залишають помітний слід — і як привід звернутися до фахівця, якщо показники змінилися. Його аналог, тест зору, використовує той самий адаптивний сходовий метод зі світлом замість звуку на вимірювально міцнішому підґрунті. Про все інше, що здатний виміряти телефон, читайте в огляді інструментів.