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DSP Headphones Loudness Sound Personalization

I like my mids … or why sound personalization isn’t that personal

I recently bought the new Beyerdynamic Lagoon ANC headphones. They come with MOSAYC sound personalization. This feature is advertised as follows:

Our sense of hearing is unique and changes over the course of our lives. Like a mosaic, some pieces of the sound picture get lost or they fade. The unique MOSAYC sound personalization by Mimi Defined™ compensates exactly this development and adjusts itself precisely to your hearing ability. With individual sound personalization, the missing tiles of the mosaic are restored. And you can enjoy the full sound picture in all its colourful splendour.

https://north-america.beyerdynamic.com/mosayc

Although I really like speakers and headphones with absolutely no sound “enhancements” turned on (DELL and HP laptops, anyone?), I was intrigued by the idea of getting my very own personal sound, so I gave this feature a try and this post is about what I have found out.

Please bear in mind that this post is NEITHER about the quality of the headphones themselves nor its Active Noise Cancellation (ANC) feature. I personally think they are both great. This post is only about the sound personalization feature.

Beyerdynamic Lagoon ANC

After installing the Beyerdynamic MIY app, you can enter your date of birth and take a hearing test that tests how well you hear certain frequencies: 250 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 2 kHz, 4 kHz and 8 kHz. It does that by plaing beeps through the headphones and measuring how soon and how long you are able to hear them. You are supposed to push a button labelled “I HEAR THE BEEP!” as long as you can hear them. I think I’ve put up a good fight.

Sound Personalization Feature
I’m taking a Hearing test…

After taking the test I’ve enabled the feature via pulling the slider all the way up from “No adjustment” to “Full adjustment”.

Turning it up to eleven…

How did it sound?

At the first moment, I was impressed but then I realized what happened to me. That same old trick again: The music was louder than before! Significantly louder!

Why was I impressed then?

There are these things called equal-loudness contours (or Fletcher–Munson curves as they are used to be called). These curves show how humans are less sensitive to low and high frequencies in contrast to mid frequencies. A low frequency (let’s say 50 Hz) needs to be significantly louder in order to be perceived as loud as a higher frequency (1 kHz).

https://en.wikipedia.org/wiki/File:Lindos1.svg

These curves also show something else:

As the volume increases, this perceived loudness difference between the frequencies diminishes. […] [A]s we raise the levels, the low and high frequencies become more prominent in the overall mix, leading to increasing power (lows) and clarity (highs). This makes the music appear more appealing to our ears and thus we often feel that ‘louder is better’. 

https://www.surfacedstudio.com/blog/music-production/louder-is-better-the-fletcher-munson-curves

Turning music louder increases your perception of lows and highs in contrast to mid frequencies. With louder music, the low frequencies don’t need to be so much louder than the mids anymore, but the playing device has made them a lot louder nonetheless.

This makes louder music sound more intense, more vibrant, and more “clearer and fuller”, as mastering engineer Ian Shepherd puts it. Increasing the volume is like turning on an imaginary filter in your ear. On the other hand, when reducing the volume, the music is perceived as duller. Let me make this even more clear with this super-scientific figure:

Louder is misperceived as better

I think that a lot of us (including myself) are (at least initially) tricked by this feature just because the music has become louder. Even audio professionals can be tricked by a level mismatch when comparing two signals, that is why level matching is absolutely crucial in the professional audio world.

I’ve then put a microphone in front of the headphones, played some white noise and recorded what came out of it to visualize this difference in volume:

Don’t let making things louder fool you.

But isn’t there anything else going on with the sound?

Yes, there is. We can measure it. For that, I will be using white noise. White noise is a signal having equal intensity at all frequencies, giving it a constant power spectral density. So it is ideal to be used for measuring frequency responses.

Note that the measurements I have taken are far from professional. They do not give any information on the perceived frequency response or even general sound quality of the headphones. But they give a clue about what is going on with the signal before and after the sound personalization adjustments. After level matching the signal with no adjustment and the signal with full adjustments, here are the two measured spectrums:

The two signals after level-matching
Blue graph: Signal with no adjustments
Reddish graph: Signal with full adjustments

Here’s the picture in original size.

When comparing the two signals after being level-matched, we see that the sound personalization feature attenuates the mids from approx. 300 Hz to 1 kHz and emphasizes the highs from about 10 kHz to 20 kHz. In colloquial German audio slang, we would call this a typical “Badewannen-Filter” (bathtub filter), because the frequency response of this filter brings the form of a bathtub to mind.

These measurements are consistent with my hearing impression. After turning sound personalization on and turning the volume down, the music sounds just a bit brighter. Too bright in my opinion. As I said, I like a frequency response which is as neutral as possible. For this sound to achieve, I could have used the conventional equalizer of my phone. So I will keep this feature turned off and enjoy music on these very good headphones without sound personalization.

6 replies on “I like my mids … or why sound personalization isn’t that personal”

Great explaination.
Sometimes I wonder why some hires stuff sounds better to me compared to a same title mp3 ripped at 320.
I think it s at least a similar effect as described.
What do you think ?
BTW very well written and interesting blog covering two of my biggest interests, music (digital) and Luhmann :-). Keep on writing
F.

Thank you for commenting.
Yes, indeed does the playback volume always influence the perception of audio quality. The only way to make a valid comparison is a blind-test of loudness-matched material, IMHO.

Ich finde den Post und die Sorgfalt der Messungen sehr anerkennenswert, neige in der Schlussfolgerung aber deutlich zu Widerspruch. Die Ideen “Lautstärke” und “Badewannenkurve” treffen IMHO nicht das Geheimnis der Mimi.

Kurz mein Hintergrund: Ich bin ganz leicht audiophil angehaucht (aber nicht so ein Porzellan-Ständerchen-Idiot) und höre seit einem Jahr nur noch über einen guten In-Ear (Sennheiser IE800 an iPhone 6S). Gleichzeitig bin ich leichtgradig schwerhörig (der Ohrenarzt stand auf der Kippe, ob er mir ein Hörgerät verschreibt, und ich trage erst seit 2 Monaten eins testweise).

Zunächst hatte ich mit den IE800 “flat” gehört, aber weiss der Teufel wie bin ich auf die Mimi Music App gestossen, die gepaart mit der Mimi Hörtest App (technisch wohl das gleiche wie die Beyerdynamic MIY app) eine Anpassung der Wiedergabe auf das persönliche Hörprofil ermöglich. Wobei man in der Mimi Music auch die Intensität einstellen kann, zwischen “Original” und “Mimified”, während des Hörens, so dass eine gute Anpassung möglich ist (mit der ich aber nicht dauernd herumfummle).

To cut a long story (reasonably 🙂 short: Ich fand die Wiedergabe subjektiv hervorragend, wobei ich Mimified immer zwischen 35 und 50% eingestellt hatte, und habe über keinen anderen Player mehr gehört. Sozusagen meine Referenz, und meiner früheren flat-Wiedergabe (subjektiv) stark überlegen. Nachdem ich jetzt seit 2 Monaten Hörgeräte benutze, finde ich die Musik-Wiedergabe (bei der ich die Hörgeräte natürlich durch die IE800 ersetzt habe 🙂 sogar haushoch überlegen. Das dürfte daran liegen, dass sich mein psychoakustisches “Innenleben” wegen der Hörgeräte-Benutzung mittlerweile an ein höheres Höhen-Niveau gewöhnt hat und das verlangt.

Warum hänge ich mich hier an? Tja, leider, leider wird Mimi die Music App ab 1.3.20 einstellen, aus bestimmten strategischen Gründen, die hier zu weit führen würden. Weil ich das seit 2 Monaten weiss, bin ich seitdem sehr (nein, äusserst!) intensiv auf der Suche nach einem einigermassen gleichwertigen Ersatz.

Ich habe keinen Einzigen gefunden. Keinen Einzigen! Wenn ich aus dem Appstore eine Equalizer App nehme, z.B. konkret die “Boom: Bass Booster&Equalizer 2020” (bitte nicht erschrecken, es geht hier ausschliesslich nur um den enthaltenen Equalizer, das andere verwende ich nicht), und hierin verschieden starke meine Hörschwäche abbildende Anti-Frequenzverläufe einstelle, dann erreiche ich damit deutlich nicht die (subjektive) Qualität der Mimi Music, trotz sehr erheblicher Mühen. Mit Boom und verschieden starken Anti-Kurven klingt es immer ein wenig “harscher”, “spitzer”, “härter” (Worte sind ja furchtbar schwer zu finden), auch bei schwacher EQ-Einstellung, als mit der Mimi. In einer von sehr vielen Mimi-Rezensionen wurde gesagt, es handle sich um einen Multibandkompressor. Was immer das auch sein mag, denn ich interessiere mich ja nur für die Wirkung.

Ich bin RICHTIG frustriert, weil die Mimi ab Sonntag abgeschaltet wird (wer neugierig ist: heute oder morgen schnell noch mal versuchen). Himmihergottzackrament!

Hat jemand eine Idee eines wirksamen Problemlösungs-Tipps? Statt einer langatmigen Theorie-Diskussion? Es wäre wirklich toll. Nein, supertoll!

Ergänzung: es gibt im App Store die “SonicCloud Personalized Sound” App. Die kümmert sich überwiegend um die Verständlichkeit von Sprache, ist nicht nur dabei, sondern insgesamt ziemlich variabel einzustellen und liefert interessante Effekte. Komma, Aber, Doppelpunkt.

Nur die macOS Variante kann auch Musik wiedergeben (habe ich ausprobiert und war ziemlich vielversprechend), die iPhone Variante kann das leider NICHT. Also keine Lösung.

Noch ein Nachtrag zu meinem ersten Post (man kann ja hier leider nicht editieren): das Wort, das den Mimi Sound im Vergleich zum normalen Equalizer vielleicht am besten beschreibt ist “seidig” bei mittleren Höhen. Aber Worte sind im Klangbereich zugegeben schwierig… Just my 2 Cent…

Die Bitte um “Problemlösung” kann ich zurückziehen, weil Mimi die Mimi Music App weiterlaufen lässt, WENN MAN SIE JETZT AUF SEINEM GERÄT GELADEN HAT. Was ich deshalb dringend empfehle. Zumindest um sie später evtl. überhaupt mal ausprobieren zu können. https://www.mimi.io/en/mimi-music

Eine sehr oberflächliche Beschreibung dessen, was Mimi tut, findet man hier:
https://www.dropbox.com/s/29av9hirfeepr2n/Mimi-Tech-Funktion.pdf?dl=1

Ich vermute spekulativ, dass die Realisierung in den Signal-Processing-Chips (wie z.B. beim Beyerdynamic Lagoon) der Qualität in der Mimi Music App unterlegen ist. Alleine schon weil man nicht online den Grad an Mimifying ändern kann, so dass man die Lautstärke-Vermutung nicht verifizieren oder falsifizieren kann.

Am Rande: die von mir im anderen Post erwähnte “SonicCloud Personalized Sound” App (die einzige neben Mimi im ganzen Store, die sich mit Personalisierung im engeren Sinne beschäftigt, also nicht nur simples EQing) sollte man aus Spass an der Freud ruhig mal ausprobieren. Zumindest als Audio-DSP-Fan. Was die im Sprachbereich bewirkt, dass ist einfach interessant. Die IOS App funktioniert zwar nur für’s Telefonieren, und nicht für Musik, aber genau das kann man ja mal ausprobieren. Eine Woche ist frei, erst danach kostet es 10 Euro pro Zeiteinheit (habe ich vergessen, glaube Monat).

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