Interaural Time Difference (ITD)

ITD merupakan kepanjangan dari interaural time difference,  yakni perbedaan waktu tempuh sumber suara ke telinga kiri dan telinga kanan. Apa pentingnya ITD ini? Penting sekali, dengan ITD kita bisa memperkirakan dan mengetahui sumber suara tanpa melihatnya. Coba tutup mata anda, dan dengarkan suara yang ada, kemudian perkirakan di mana letak sumber suara tersebut. Sekarang buka mata anda, dan crosscheck posisi sumber suara yang anda perkirakan tadi, persis dengan perkiraan anda.

Ilustrasi 1: Sumber suara pada 0 derajat dan 30 derajat. Pada 0 derajat ITD adalah 0, sedang pada 30 derajat ITD dapat dicari pada gambar/grafik 3 (sumber: Thesis BT Atmaja [1], dok pribadi)

Teori Duplex
Teori tentang ITD ini pertama kali dikemukakan oleh Lord Rayleigh (1907) yang menyatakan bahwa perbedaan suara yang sampai pada telinga dapat dicari/dihitung,

provided evidence that timing differences between the ears were detectable

Teori duplex Lord Rayleigh ini mengandung dua dasar pengukuran sensitivitas pada ILD (Interaural level difference, "beda level") dan sensitivitas pada ITD ("beda waktu") sebagai berikut.


Sensitivitas ILD:

• Semakin tinggi frekuensi, semakin besar efek ILD
• Ukuran kepala yang lebih besar akan menghasilkan ILD yang lebih besar pada frekuensi yang sama

Sensitivitas ITD:

• Frequency-independent, tidak bergantung pada frekuensi, umumnya pengukuran dibawah 1,5 kHz
• Ukuran kepala yang lebih besar menghasilkan range ITD yang lebih besar pula

Pengukuran ITD
Ada beberapa metode untuk mengukur ITD. Dasar metode tersebut sama, yakni mencari perbedaan sampainya suara pada telinga (kanan/bawah dan kiri/atas, gambar 2). Untuk mencari kapan suara tersebut mencapai telinga, dan bagaimana mengukur perbedaan suara pada telinga kanan dan kiri tersebut, beberapa metode berikut digunakan :

• Onset  ITD >> Onset adalah sinyal permulaan yang mencapai telinga, ITD dihitung dari selisih permulaan kedua sinyal tersebut.
• Transient ITD >> Metode transient menghitung puncak stimulus sinyal saat mencapai kedua telinga.
• Ongoing ITD >> Metode ongoing ITD menggunakan sinyal periodik yang diukur ketika kedua sinyal di telinga kiri dan kanan match dan diukur pergeseran (shift) antar keduanya. Teknik ini lebih dikenal dengan pengukuran IPD (interaual phase differene).

Pengukuran ITD, mencari selisih suara yang diterima telinga kanan (bawah) dan kiri (atas), gambar di atas untuk white noise pada 90 derajat (tepat di sebelah telinga kana).

Hasil Pengukuran ITD
Hasil pengukuran ITD adalah seperti pada Gambar 3 di bawah. Grafik tersebut menunjukkan range ITD dari 0 derajat sampai dengan 90 derajat. Pada saat 0 derajat berarti sumber suara tepat di depan kepala sehingga jarak tempuh suara untuk mencapai telinga kanan dan kiri sama dan selisih waktunya pun nol. Pada jarak 90 derajat, yakni ketika sumber suara berada tepat di samping telingan kanan, ITD mencapai maksimum, yakni sekitar sekitar 0.85 ms.

Aplikasi
ITD dapat diaplikasikan pada beberapa hal, yang paling utama adalah untuk menentukan posisi sumber suara (sound source localization). Dengan mengetahui sumber suara secara eksak, maka dapat dirancang robot audition (robot pendengar) yang mampu melakukan selective listening, yakni mendengarkan hanya pada sumber suara yang berbicara saja.


Sumber :
[1] "ITD" by PeloWisky - Own work. Licensed under Public Domain via Wikimedia Commons - http://commons.wikimedia.org/wiki/File:ITD.jpg#/media/File:ITD.jpg
[2] www.gnuplotting.org

[3] Bagus Tris Atmaja, "Pemisahan Banyak Sumber Suara Mesin dari Microphone Array dengan Metode Independent Component Analysis (ICA) untuk Deteksi Kerusakan", Tugas Akhir, ITS Surabaya, 2009.