Preference Score

Der Preference Score ist eine Punktzahl, die ein Regressionsmodell aus dem Rundum-Messdatensatz eines Lautsprechers rechnet. Sie schätzt, wie eine Hörergruppe das Gerät in einem Doppelblind-Versuch im Mittel bewertet hätte — sie ist ein Modellwert und keine Messgröße.

Ausführliche Erklärung

Entwickelt hat das Modell Sean Olive, damals Forschungsleiter bei Harman International in Northridge, und 2004 in zwei Aufsätzen bei der Audio Engineering Society veröffentlicht. Der Ausgangspunkt war eine Reihe von Doppelblind-Hörversuchen: Die Geräte standen hinter einem akustisch durchlässigen, blickdichten Vorhang, ein automatischer Wechsler fuhr jedes an dieselbe Position, und die Hörer beurteilten sie in Gruppen von je vier Lautsprechern an vier Musikstücken. Die Frage danach lautete, ob sich aus den anechoischen Messdaten derselben Geräte zurückrechnen lässt, was die Hörer entschieden hatten. Sie lässt sich — gut genug, um damit zu arbeiten, und ungenauer, als die Nachkommastellen in den Ranglisten vermuten lassen.

Der praktische Grund, warum dieses Modell heute in Foren und Messdatenbanken auftaucht, ist der Vergleich mit dem, was es ablöste. Dieselbe Untersuchung prüfte die veröffentlichten Genauigkeitsnoten einer amerikanischen Verbraucherzeitschrift gegen dieselben Hörerurteile und fand eine schwach negative Korrelation von −0,22 — die Noten sagten die Hörerpräferenz nicht nur nicht vorher, sie zeigten eher in die falsche Richtung. Eine Zahl, die überhaupt mit dem Hörergebnis zusammenhängt, war damit ein Fortschritt.

Woraus die Zahl gerechnet wird

Vier Kennzahlen gehen ein, und alle vier stammen aus demselben Kurvensatz: zwei Maße für schmalbandiges Zappeln (NBD, narrow band deviation) — eines für den Achsenfrequenzgang, eines für die geschätzte Raumkurve —, ein Maß für die Glätte dieser Raumkurve (SM, smoothness) und ein logarithmisches Maß für die Basstiefe (LFX, low frequency extension). Zappeln und ein später Basseinsatz senken die Punktzahl, Glätte hebt sie. Wie die vier Größen im Einzelnen gebildet werden, mit welchen Vorfaktoren sie eingehen und warum diese Beträge kein Ranking der Wichtigkeit sind, steht beim Preference Rating nach Olive.

Bemerkenswert ist, was nicht eingeht. Drei der vier Größen beschreiben denselben Gegenstand — die Glätte eines Frequenzgangs —, und das Abstrahlverhalten kommt nur mittelbar hinein, nämlich über die Raumkurve, die aus Hörfenster, frühen Reflexionen und Schallleistung gemischt ist. Ein Bündelungsmaß steht in der Gleichung nicht.

Was die Basstiefe anrichtet

Das Maß für die Basstiefe verdient eigene Aufmerksamkeit, weil dieser Term das Ergebnis zwischen Bauformen verschiebt. Da es logarithmisch gebildet wird, kostet eine Oktave weniger Tiefgang immer denselben Betrag: rund 1,3 Punkte — unabhängig davon, wie sauber der Lautsprecher darüber spielt. Ein sehr gut abgestimmter Kompaktlautsprecher landet damit zwangsläufig hinter einem mittelmäßigen Standlautsprecher, sobald man nur die eine Zahl vergleicht.

Genau dafür weisen die Messdatenbanken einen zweiten Wert aus: den Punktstand, den das Gerät mit einem idealen Subwoofer erreichen würde. Für jede Planung mit Subwoofer ist dieser zweite Wert der aussagekräftige — er beantwortet die Frage, wie gut der Lautsprecher oberhalb seines Übernahmebereichs arbeitet, und überlässt den Bass dem Gerät, das ihn im fertigen System ohnehin übernimmt.

Welche Gütezahl zu welchem Modell gehört

Die Zahl, die zur heute verwendeten Gleichung gehört, ist eine Korrelation von r = 0,70 zwischen vorhergesagter und gemessener Bewertung, bei einem Restfehler von 0,8 Bewertungspunkten — ermittelt über 70 Lautsprecher aus 18 zusammengeführten Hörversuchen. Das ist ein belastbarer Zusammenhang und zugleich ein grober: Zwei Geräte, die 0,8 Punkte auseinanderliegen, sind mit diesem Modell nicht sicher zu unterscheiden.

Häufiger zitiert wird eine andere Zahl, und sie gehört zu einem anderen Modell. Eine frühere Fassung mit fünf teilweise anderen Größen erreichte ein Bestimmtheitsmaß von R² = 0,99, erklärte also 99 Prozent der Streuung — allerdings an nur 13 Lautsprechern, aus deren Daten sie selbst gewonnen worden war. Der Autor benennt in der Patentschrift beides als Ursache der später niedrigeren Korrelation: die zu enge Anpassung an die kleine Stichprobe und den Genauigkeitsverlust beim Zusammenlegen von 18 unabhängig gefahrenen Versuchsreihen. Wer die 99 Prozent als Güte der heutigen Gleichung angibt, nennt den Wert eines Modells, das so nicht mehr verwendet wird.

Dazu kommt eine Empfindlichkeit gegenüber den Eingangsdaten. Werden gröber geglättete Kurven eingespeist, als das Modell voraussetzt, fallen gerade die schmalen Zacken heraus, die es messen soll, und der Wert steigt — nach Angabe der öffentlichen Messdatenbank um 0,5 bis 1,5 Punkte. Punktzahlen aus verschiedenen Quellen sind deshalb nur dann vergleichbar, wenn die Messungen es sind.

Wo die Zahl aufhört

Der Preference Score erbt alle Grenzen seiner Eingangsdaten und fügt eigene hinzu. Drei sind für die Planung entscheidend.

Er kennt keinen Raum. Die Kurven stammen aus einer reflexionsfreien Messung, und unterhalb der Übergangsfrequenz bestimmen Raummoden und Aufstellung, was am Hörplatz ankommt. Der Term für die Basstiefe beschreibt also gerade den Frequenzbereich, in dem der Raum das letzte Wort hat.

Er kennt keine Aussteuerung. Maximalpegel, Kompression bei hohem Pegel und Verzerrung kommen in keiner der vier Größen vor. Ein Kompaktlautsprecher und ein doppelt so großes Gerät können denselben Punktstand erreichen und sich im Heimkino trotzdem völlig verschieden verhalten, sobald der Pegel steigt.

Und er gilt für eine Bauform. Das Modell wurde an frei stehenden Wohnraum-Lautsprechern entwickelt, die nach vorn abstrahlen. Für Surround-Lautsprecher mit gestreuter Abstrahlung, für Einbaugeräte in Wand und Decke und für Zeilenstrahler ist der Wert nicht gültig; die Messdatenbanken kennzeichnen solche Einträge gesondert.

Häufiges Missverständnis

„Der Lautsprecher mit dem höheren Score ist der bessere." Das setzt drei Dinge gleich, die getrennt bleiben müssen: die Vorhersage einer Hörerbewertung, den tatsächlichen Klang im eigenen Raum und die Eignung für einen Zweck. Der Score sagt etwas über das erste.

Praktisch wichtig ist die Größenordnung, in der Unterschiede überhaupt etwas bedeuten. Der Restfehler des Modells liegt bei 0,8 Punkten, und die öffentliche Messdatenbank hält Unterschiede unter 0,6 Punkten für statistisch bedeutungslos. Ranglisten mit zwei Nachkommastellen suggerieren eine Auflösung, die das Modell nie hatte. Was zwischen Platz 4 und Platz 11 einer solchen Liste liegt, ist in aller Regel Rauschen; hörbar wird es nicht.

Der zweite Teil des Missverständnisses betrifft die Richtung des Zusammenhangs. Ein hoher Wert ist ein Hinweis darauf, dass ein Lautsprecher die messtechnischen Voraussetzungen mitbringt, in einem behandelten Raum gleichmäßig zu klingen. Ein niedriger Wert ist ein konkreter Befund, dem sich im Kurvensatz nachgehen lässt: Er hat eine Ursache, und die steht in einer der Kurven. Diese Ursache ist für die Planung nützlicher als die Punktzahl selbst.

Nicht zu verwechseln mit

• Spinorama: der gemessene Kurvensatz nach ANSI/CTA-2034. Er ist die Eingangsgröße des Modells, enthält aber selbst keine Bewertung — die Norm beschreibt ein Messverfahren und vergibt keine Noten.
• Zielkurve: der Sollverlauf, auf den eine Raumkorrektur am Hörplatz einregelt. Sie beschreibt ein Ziel im Raum, der Score bewertet ein Gerät ohne Raum.
• Testnote einer Fachzeitschrift: ein redaktionelles Urteil, das Klang, Verarbeitung, Ausstattung und Preis zusammenfasst. Der Score rechnet ausschließlich aus Messdaten und kennt weder Preis noch Ausstattung.
• Maximalpegel- und Verzerrungsangaben: eigene Messgrößen, die in die Gleichung nicht eingehen. Ein hoher Score sagt über die Belastbarkeit eines Lautsprechers nichts.

In der Planung

Eine Anfrage für ein Wohnzimmer-Heimkino mit fünf Plätzen, Subwoofer gesetzt, und der Kunde bringt eine Liste mit: sechs Lautsprecher, sortiert nach Punktzahl aus einer Messdatenbank, Abstand zwischen Platz eins und Platz sechs 0,9 Punkte.

Bevor die Liste überhaupt aufgeht, stehen zwei andere Fragen an: welchen Pegel das System auf fünf Plätzen halten muss, und wie viel der Raum vom Ergebnis mitbestimmt. Bei fünf Plätzen über eine breite Sitzreihe zählt die Gleichmäßigkeit der Abstrahlung über den Winkel — und die steckt im Score nur mittelbar. Bei Filmpegeln zählt die Aussteuerbarkeit, die gar nicht darin steckt.

Für den Umgang mit der Liste heißt das: Weil ein Subwoofer gesetzt ist, wird der Wert mit idealem Subwoofer verglichen, nicht der ohne — sonst entscheidet die Basstiefe der Hauptlautsprecher über eine Rangfolge, die im fertigen System keine Rolle mehr spielt. Danach fallen alle Unterschiede unter etwa 0,8 Punkten aus der Betrachtung heraus; von den sechs Kandidaten bleibt in aller Regel eine Gruppe übrig, die gleichwertig ist. Erst dann die Geräte: Innerhalb dieser Gruppe entscheiden die Bündelungsmaß-Kurven über die Sitzbreite, der Maximalpegel über die Raumgröße und die Bauform über die Einbausituation — drei Kriterien, die der Score alle nicht abbildet.

Und wenn ein Kandidat gar keinen Score hat, weil niemand ihn gemessen hat, belegt das nichts über seine Qualität. Es heißt, dass die Frage über Messdaten als Nachweis, Bauform und Trennfrequenz beantwortet werden muss.

Verknüpfte Inhalte

Die Gleichung selbst, mit den Definitionen der vier Größen, ihren Vorfaktoren und einem durchgerechneten Beispiel, steht beim Preference Rating nach Olive. Die Eingangsgrößen des Modells haben eigene Einträge: der Rundum-Messdatensatz als Ganzes, das Hörfenster als Bezug für die Basstiefe und die Schallleistung als die Kurve, in der sie gemessen wird. Warum ein gleichmäßiges Bündelungsmaß im Raum hörbar wird und warum es in der Gleichung fehlt, steht dort; wie sich die Diagramme lesen lassen, führt Abstrahlverhalten eines Lautsprechers erkennen aus. Was ein veröffentlichter Datensatz als Beleg wert ist, behandelt Messdaten als Nachweis, und was der Raum aus alldem macht, zeigt erst eine Raummessung am Hörplatz.

Quellen

Die Definitionen von NBD, SM und LFX, die geforderte Glättung sowie die Gütemaße beider Modellfassungen sind der erteilten Patentschrift von Sean Olive für Harman International entnommen und gegen die Offenlegungsschrift derselben Patentfamilie abgeglichen; Gleichung und Vorfaktoren stehen aus derselben Quelle beim Preference Rating nach Olive. Der Versuchsaufbau — Doppelblind-Verfahren, Vorhang, automatischer Wechsler, Gruppen von vier Geräten — sowie die Korrelation von −0,22 gegenüber den Noten der Verbraucherzeitschrift stammen aus den eigenen Berichten des Autors und sind als solche gekennzeichnet. Die Anwendungshinweise zur Signifikanzschwelle, zum Einfluss der Glättung und zur Nichtgeltung für Surround-, Einbau- und Zeilenlautsprecher stammen aus der öffentlichen Messdatenbank, die den Wert flächendeckend ausweist.