Umeå University's logo

This thesis explores the potential for improvement in sound quality for adaptiveheadphones by comparing two different technologies: Analog-to-Digital Conversion(ADC) and Inter-IC Sound (I2S). The project is part of a larger initiative, "Smartheadphones that can adapt to the user’s unique hearing profile" by Amin Saremi, aimedat creating headphones that adapt to the user's specific hearing profile for a personalizedaudio experience.The overall system mainly consists of a mobile application, a Bluetooth module, and aDigital Signal Processor (DSP). The mobile application performs hearing tests and sendsthe results to the DSP via Bluetooth. The DSP uses these results to adjust its filters,thereby enhancing the sound experience.In the original system, ADC was used for communication between the Bluetooth moduleand the DSP, which introduced certain limitations. The purpose of this study was toinvestigate whether the use of I2S, which offers higher resolution and eliminatesquantization noise, could improve the sound quality.The results show that I2S technology significantly reduces Total Harmonic Distortion(THD) compared to ADC technology, resulting in clearer sound. The I2S implementationalso showed a significantly lower noise floor than its ADC counterpart. Aural comparisonalso points to the I2S implementation producing a clearer, higher quality sound.To summarize, the study confirms that transitioning from ADC to I2S has the potential toimprove sound quality in adaptive headphones, delivering a higher quality soundexperience to its users.

Detta examensarbete undersöker möjligheten till förbättring i ljudkvalitet för adaptivahörlurar genom att jämföra två olika teknologier: Analog-to-Digital Conversion (ADC) ochInter-IC Sound (I2S). Projektet bygger vidare på ett större initiativ, ”Smart headphonesthat can adapt to the user’s unique hearing profile” av Amin Saremi, som syftar till attskapa hörlurar som anpassar sig efter användarens specifika hörselprofil för enpersonanpassad ljudupplevelse.Systemet i sin helhet består huvudsakligen av en mobilapplikation, en Bluetooth-moduloch en Digital Signal Processor (DSP). Mobilapplikationen utför hörseltester och skickartestresultaten till DSP:n via Bluetooth. DSP:n använder dessa resultat för att justera sinafilter och på så vis förbättra ljudupplevelsen.I det ursprungliga systemet användes ADC för kommunikationen mellan Bluetooth-modulen och DSP, vilket introducerade vissa begränsningar. Syftet med detta arbete varatt undersöka om användningen av I2S, som erbjuder högre upplösning och eliminerarkvantiseringsbrus, kunde förbättra ljudkvaliteten.Resultaten visar att I2S-teknologin tydligt minskar den totala harmoniska distorsionen(THD) jämfört med ADC-teknologin, vilket resulterar i ett klarare ljud. I2S-implementationen visade också ett tydligt lägre brusgolv än ADC-implementationen. Enaural jämförelse tyder också på att I2S-implementeringen producerar ett klarare, merhögkvalitativt ljud.Sammanfattningsvis bekräftar studien att övergången från ADC till I2S har potentialen attförbättra ljudkvaliteten i adaptiva hörlurar, och leverera en ljudupplevelse av högrekvalitet till användaren.