Бинуральный конвертер или кроссфид

[Nick]

https://hydrogenaud.io/index.php/topic,54966.0.html
https://www.head-fi.org/threads/natural-...ic.811837/

[nazar]

Спасибо Коля, послушал этот плагин, это из разряда "за что боролись на то и напоролись", вместо того чтоб использовать главное преимущество наушников - отвязку от КДП, в данном плагине приходится слушать чью то не заглушенную комнату

[Nick]

Там по-моему можно свои импульсы засунуть. Если нет, то какой то был что можно.

[mr-marlen]

Там по-моему можно свои импульсы засунуть. Если нет, то какой то был что можно.

А зачем там нужны импульсы?
Происходящие изменения по АЧХ и фазе можно рассматривать как минимально-фазовые, т.е. изменение АЧХ сдвигает фазу. Поэтому можно спокойно обойтись задержкой и эквалайзером в режиме IIR. Лучше всего задачу можно решить одним чипом вроде ADAU от Analog Devices и Sigma Studio :).
Там можно прямо таки сразу нарисовать блок схему, на входе I2S, на выходе I2S. Или взять китайскую платку за копейки.
Другой вариант - микросхемы цифровой задержки и 4 ЦАП, но ИМХО это посложнее.

С другой стороны можно проще.
Что я сделал за пару часов:
1) Рисую схему как на первой картинке.
2) Открываю VST Host - Reaper. Беру плагин задержки, например Voxengo Delay, беру плагин эквалайзера, например Electri-Q (все есть на рутрэкере ).
3) Создаю новый проджэкт в Reaper. Перенаправляю потоки, уменьшаю уровни (чтобы не было перегрузки при суммировании), ставлю плагины, задержку по схеме, рисую эквалайзер. Можно вбить на свой вкус под нужное как delay, так и эквалайзер.
4) Загружаю файл в трэк 1, получаю в трэк 8 сконвертированный файл. Либо просто слушаю результат, нажимая плэй.
Можно еще немного покопать, наверняка в рипере есть возможность создания чего-то вроде автоконвертера по шаблону, чтобы попроще конвертировать свою библиотеку. Грузишь файл, на выходе сохраняешь готовый wav.

Картинка 1 - блок схема. Картинка 2 - вид рипера. Картинка 3 - получаемые результаты при прогоне единичного импульса (брал не идеальный, какой под руку попал).
Также в приложении положил оригиналы и пару конвертированных трэков (нормализованных), чтобы каждый мог оценить эффект лично :). В настройках Delay 260us, АЧХ на картинке 3.
Christina Aguilera Hurt - https://cloud.mail.ru/public/886j/REX7QphcJ
Pink Floyd - Money (1973 - The Dark Side of the Moon) - https://cloud.mail.ru/public/Mo7R/RsXML7X12
(какой же интернет тугой на отправку файлов .....)

[begemot]

изменения по АЧХ и фазе можно рассматривать как минимально-фазовые

А как это можно доказать? Кто сказал что это минимально фазовая штука?

[nazar]

Mr-marlen на первый раз неплохо, но ачх далека от нужной, задержка на самом деле частотнозависима, результат необработан для получения того же тон баланса что и без бинауралки итд
То что это проще всего сделать в какомто СигмаДСП это точно(если ей фифо хватит), хоть оно и не универсально, но если в следующий раз надо будет суто для цифры такое делать то сделаю скорей всего именно в нем.

[mr-marlen]

А как это можно доказать? Кто сказал что это минимально фазовая штука?

В данном случае звуковая волна от АС встречает на своем пути препятствие в виде баффла головы. Его огибание - есть чистой воды дифракция. Никаких других изменений с сигналом не происходит и происходить не может. Т.к. источник волны один, то АЧХ в противоположном ухе будет являться ничем иным как результатом интерференции вторичных волн, которые возникнут на препятствии. В результате будет увеличение или уменьшение результирующей амплитуды на каждой частоте с соответствующим изменением фазы.
Также стоит учитывать, что АЧХ наушников не должна быть ровной линией, т.к. наше ухо является эквалайзером. Идеальная кривая для затычек должна быть как у Etymotic https://www.etymotic.com/media/wysiwyg/e...v1_opt.png
Такая кривая получается, если засунуть микрофон голове-маникену вместо перепонки и воспроизвести звук с АС, имеющей ровную АЧХ и расположенную по "типовому" https://www.etymotic.com/technology/hwmra .
Я как-то пытался проверять на себе, делая измерения АЧХ своих АС в комнате микрфоном в ухе http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t...ost1642327 . Примерно совпадает (отражения мешают).
Вот отсюда подмешиваемая кривая и имеет волнистость, т.е. складываются два эффекта: первый - уменьшение уровня АЧХ из-за препятствия, второй - эквализация АЧХ звуковым каналом уха. Итог - кривая как у Назара и в статейках, которые он привел.
Вообще здесь целая кладезь информации - https://www.etymotic.com/publications

[mr-marlen]

Mr-marlen на первый раз неплохо

Спасибо.

но ачх далека от нужной

Это я просто для примера привел. Как-нибудь надо копнуть темку поглубже.

задержка на самом деле частотнозависима,

У суммарного сигнала - да, а если рассматриваем отдельно корректирующий сигнал, то он будет определяться двумя параметрами: дополнительным временем распространения относительно другого уха и эквализированной АЧХ. Т.к. в эквализированной АЧХ сидят минимально-фазовые фильтры, то задержка как раз и получится частотнозависимой (в зависимости от АЧХ где-то будет больше, где-то меньше времени).

результат необработан для получения того же тон баланса что и без бинауралки итд

Это я не очень понял. Рост уровня басов из-за суммы? Так оно при прослушивании в АС так и будет.
Тут ИМХО самое сложно - это нужная эквализированная кривая. Есть варианты её измерения, но сложно.

[nazar]

Также стоит учитывать, что АЧХ наушников не должна быть ровной линией,

эта фраза по сути неверна так как все зависит от того как мерять. И в твоем примере это не ачх наушников а ачх наушники+ухо

Я как-то пытался проверять на себе, делая измерения АЧХ своих АС в комнате микрфоном в ухе

сто раз так мерял наушники и не только, но опять же надо понимать что эти измерения специфические, надо ж учитывать закрытый/открытый канал, сопротивление барабанной/ микрофона итд

У суммарного сигнала - да, а если рассматриваем отдельно корректирующий сигнал, то он будет определяться двумя параметрами: дополнительным временем распространения относительно другого уха и эквализированной АЧХ. Т.к. в эквализированной АЧХ сидят минимально-фазовые фильтры, то задержка как раз и получится частотнозависимой (в зависимости от АЧХ где-то будет больше, где-то меньше времени).

это еще дядюшка баер намерял в мохнатых годах

Это я не очень понял. Рост уровня басов из-за суммы? Так оно при прослушивании в АС так и будет.

Но у нас не АС, и +6дб в полосе до килогерца на ровных наушниках это вынос мозга полный

Тут ИМХО самое сложно - это нужная эквализированная кривая

не совсем, хотя и нахождение минимально достаточного варианта и занимает много времени но имхо самое сложное не напортачить на всяких вторичных моментах :)

Вообще здесь целая кладезь информации - https://www.etymotic.com/publications

спасибо посмотрю

[mr-marlen]

эта фраза по сути неверна так как все зависит от того как мерять. И в твоем примере это не ачх наушников а ачх наушники+ухо

А мне кажется верна. Если ты слушаешь АС, то обязательно перед тем как звук попадет в перепонку его эквализирует ухо+канал. Поэтому измеренная АС микрофоном в канале среднестатического уха+среднесмоделированное ухо из мягкого материала и такая же черепушка дадут искомую "идеальную кривую", которую должны давать любые наушники. Хоть ты потом затычку вставь в канал, хоть надень сверху лапоть, итогом должна получится такая же кривая как с ровных АС.

И в твоем примере это не ачх наушников а ачх наушники+ухо

Как раз таки в моем примере АЧХ наушников. Я пробовал мерить Etymotic ER4P и получал (в зависимости от изоляции между микрофоном-трубкой-наушником) - http://forum.vegalab.ru/attachment.php?a...1383155960
А вот такую карявину дают Sennheiser HD380Pro, измеренные микрофоном не до конца вставленным в моё ушное отверстие - http://forum.vegalab.ru/attachment.php?a...1383329185 . Засунь глубже и получи еще более похожую кривую именно на это: https://www.etymotic.com/media/wysiwyg/e...v1_opt.png

сто раз так мерял наушники и не только, но опять же надо понимать что эти измерения специфические, надо ж учитывать закрытый/открытый канал, сопротивление барабанной/ микрофона итд

Я не очень понимаю, что означает закрытый/открытый канал, сопротивление барабанной/микрофона итд. Неважно какие у тебя будут наушники и как они будут надеваться на ухо, главное чтобы на перепонке они создавали такую кривую - https://www.etymotic.com/media/wysiwyg/e...v1_opt.png
Т.к. при прослушивании АС ты автоматически эквализируешь её ровную АЧХ своим ухом и каналом именно в эту кривую.
Поэтому идеальный вариант - использовать приближенный к реальности маникен, если нужно чисто для себя, то можно сделать слепок уха и по нему + твоей голове заказать маникенчик :).
Вот, например, захочу я сделать наушники на 4...8 драйверах, которые вставляются внутрь канала, то я поступлю проще. Засуну микрофон в полумягкую трубку диаметром 7 мм и длиной около 26 мм, с другой стороны вставлю Etymotic ER4S. Сделаю измерение АЧХ, получу эталон. Затем после сборки наушника из драйверов засуну его выход вместо мотиков и фильтрами (акустическими или электрическими) добьюсь повторения АЧХ. Таким образом маникен можно будет обойти. Для накладных уже нужно будет ухо :). Но конечно с маникеном будет точнее.

Но у нас не АС, и +6дб в полосе до килогерца на ровных наушниках это вынос мозга полный

Здесь я соглашусь, +6дБ действительно много. В пространстве АС играют в 4пи, но подъем на НЧ все же остается. На мой взгляд до +2...3дБ будет более правдоподобным.

хотя и нахождение минимально достаточного варианта и занимает много времени

Если найдешь где-то в статьях реальное измерение таких кривых маникеном с микрофоном для типовой расстановки АС - скинь сюда, я тогда закину такую эквализацию в Reaper и выложу сюда.

P.S. сори за off в теме.

[mr-marlen]

Нагуглил статью где неплохо расписано про то какой должна быть АЧХ ушей.
https://www.innerfidelity.com/content/he...e-part-one
Там очень интересным выглядит рисунок:
https://www.innerfidelity.com/images/140...eWelti.jpg
и подпись к нему:

The graph above shows the ear drum response as measured on a dummy head at the normal listening position between a pair of speakers. The green dashed line shows the ear drum response for a speaker that has been equalized flat at the listening position. The black line shows the adjustment away from flat while wearing headphones that most people chose as more pleasing.
Read more at https://www.innerfidelity.com/content/he...kI04U4D.99

За сим я сделаю вывод, что для ровных ушей компенсировать подъем в 6дБ из-за бинуралки не нужно, а вот если уши уже с подъемом АЧХ, т.е. "условно кривые, оптимизированные для слушателей", то придется опустить :).

[mr-marlen]

На мой взгляд интересная завязалась дискуссия по данной теме.

Происходящие изменения по АЧХ и фазе можно рассматривать как минимально-фазовые, т.е. изменение АЧХ сдвигает фазу. Поэтому можно спокойно обойтись задержкой и эквалайзером в режиме IIR. Лучше всего задачу можно решить одним чипом вроде ADAU от Analog Devices и Sigma Studio :).
Там можно прямо таки сразу нарисовать блок схему, на входе I2S, на выходе I2S. Или взять китайскую платку за копейки.
Другой вариант - микросхемы цифровой задержки и 4 ЦАП, но ИМХО это посложнее.

С другой стороны можно проще.
Что я сделал за пару часов:
1) Рисую схему как на первой картинке.
2) Открываю VST Host - Reaper. Беру плагин задержки, например Voxengo Delay, беру плагин эквалайзера, например Electri-Q (все есть на рутрэкере ).
3) Создаю новый проджэкт в Reaper. Перенаправляю потоки, уменьшаю уровни (чтобы не было перегрузки при суммировании), ставлю плагины, задержку по схеме, рисую эквалайзер. Можно вбить на свой вкус под нужное как delay, так и эквалайзер.
4) Загружаю файл в трэк 1, получаю в трэк 8 сконвертированный файл. Либо просто слушаю результат, нажимая плэй.
Можно еще немного покопать, наверняка в рипере есть возможность создания чего-то вроде автоконвертера по шаблону, чтобы попроще конвертировать свою библиотеку. Грузишь файл, на выходе сохраняешь готовый wav.

Картинка 1 - блок схема. Картинка 2 - вид рипера. Картинка 3 - получаемые результаты при прогоне единичного импульса (брал не идеальный, какой под руку попал).
Также в приложении положил оригиналы и пару конвертированных трэков (нормализованных), чтобы каждый мог оценить эффект лично :). В настройках Delay 260us, АЧХ на картинке 3.
Christina Aguilera Hurt - https://cloud.mail.ru/public/886j/REX7QphcJ
Pink Floyd - Money (1973 - The Dark Side of the Moon) - https://cloud.mail.ru/public/Mo7R/RsXML7X12
(какой же интернет тугой на отправку файлов .....)

http://www.audio-perfection.com/forum/at...p?aid=5529
http://www.audio-perfection.com/forum/at...p?aid=5530
http://www.audio-perfection.com/forum/at...p?aid=5531

begemot писал(а):
А как это можно доказать? Кто сказал что это минимально фазовая штука?
В данном случае звуковая волна от АС встречает на своем пути препятствие в виде баффла головы. Его огибание - есть чистой воды дифракция. Никаких других изменений с сигналом не происходит и происходить не может. Т.к. источник волны один, то АЧХ в противоположном ухе будет являться ничем иным как результатом интерференции вторичных волн, которые возникнут на препятствии. В результате будет увеличение или уменьшение результирующей амплитуды на каждой частоте с соответствующим изменением фазы.
Также стоит учитывать, что АЧХ наушников не должна быть ровной линией, т.к. наше ухо является эквалайзером. Идеальная кривая для затычек должна быть как у Etymotic https://www.etymotic.com/media/wysiwyg/e...v1_opt.png
Такая кривая получается, если засунуть микрофон голове-маникену вместо перепонки и воспроизвести звук с АС, имеющей ровную АЧХ и расположенную по "типовому" https://www.etymotic.com/technology/hwmra .
Я как-то пытался проверять на себе, делая измерения АЧХ своих АС в комнате микрфоном в ухе http://forum.vegalab.ru/showthread.php?t...ost1642327 . Примерно совпадает (отражения мешают).
Вот отсюда подмешиваемая кривая и имеет волнистость, т.е. складываются два эффекта: первый - уменьшение уровня АЧХ из-за препятствия, второй - эквализация АЧХ звуковым каналом уха. Итог - кривая как у Назара и в статейках, которые он привел.
Вообще здесь целая кладезь информации - https://www.etymotic.com/publications

Решил продолжить здесь.

но ты ж не меряеш АС как АЧХ АС+канала :)

Как это представляю я. В аудио сообществе договорились об эталонной ровной АЧХ на калиброванном (есть способы с помощью постоянного давления) микрофоне.
Это означает, что если звукорежиссер что-то задумал, то правильно оно будет воспроизведено стандартным приближенным к студийному его оборудованию. Обычно это мониторы с ровной АЧХ и типовой расстановкой на небольшом расстоянии. Потом доводится на дальних. Я говорю про хорошие студии.
При этом перепонка в нашем ухе воспринимает далеко не ровную кривую мониторов, а именно эквализированную по всем параметрам как головой, так ухом, так и каналом. Отсюда логичный вывод - нужно "стрелять в уши" маникена АС с ровной АЧХ и типовым расположением. Внутри канала монтировать такой же калиброванный микрофон. Полученная кривая и будет оптимальная кривая для АЧХ любых наушников. Дальше можно задать эту кривую как эталон (коррекция микрофона) и уже по ней добиваться с ушей ровной АЧХ.
Тут как раз для меня вопросов нет.

это затычки, соответственно у тебя АЧХ затычек+ачх канала

Я указывал не на мои личные измерения Etymotic ER4P в трубке, а эталонную кривую, которой добиваются Etymotic для своих затычек. Мои измерения только подтверждают то, что они именно добиваются этих кривых. И на мой слух они ровненько играют.
https://www.etymotic.com/media/wysiwyg/e...v1_opt.png эта картинка не затычки+канал, а АЧХ самих затычек для случая если исключить голову, уши и канал. Именно такая кривая получится при измерении ровной АС калиброванным микрофоном, расположенным в ушном канале маникена, с ухом и головой при типовом расположении АС.

потому что это все настолько сложно что до сих пор не научились нормально мерять ачх наушников, ну до 8-9кгц еще тудым сюдым научились както интерпретировать, и то далеко не все, а ты тут уже идей настрочил с наскока всяких разных :) не все так просто в нашем королевстве

Мы тоже не лыком шиты :) Я вот взял сегодня да и измерил все что нужно . Позже будут графики.
Итого я имею:
1) АЧХ своей АС с 0,6 м (почти ровная линия). Нужно FIR фильтром выровнять в ровную и исключить её погрешность во всех полученных измерениях.
2) АЧХ микрофона в моём ухе (без учета ушного канала) для левого и правого уха для типового расположения АС.
3) На сайте есть общая АЧХ Etymotic ER4P с учетом ушного канала, уха и головы https://www.etymotic.com/media/wysiwyg/e...ph_opt.png

Осталось покумекать с импульсами и получить более точные кривые, преобразовать все в минимальную фазу, а дальше на базе кривой 3) и ближнего уха вывести АЧХ канала. Применить АЧХ канала к АЧХ дальнего уха. Получить АЧХ+ФЧХ для дальнего уха.
Загрузить в мою риперовскую прогу и наслаждаться звуком.

[mr-marlen]

Назар, я понимаю, что Вы хотите сделать рекламу своим изделиям, но будьте же профессионалом. Не стоит принижать сделанное другими до Вас

А я наоборот скажу спасибо Назару. Мало того, что выложил своё устройство, так еще собрал кучу полезных ссылок и меня побудил таки сделать программный конвертер, а то бы никогда :).
Дальше писать буду сюда - http://www.audio-perfection.com/forum/sh...4#pid33324

[nazar]

Марлен все эти штучные уха(брюлевский у меня в подвале пылится в своей коробке из красного дерева ) и "манекены" изначально были сделаны для слуховых аппаратов, а там интересуемый частотный диапазон и погрешность измерения совсем не те что надо сейчас для измерения наушников. Да работы ведутся в этом направлении но стоит понимать что на данный момент это все находится на очень далеком от приемлемого уровне, и "манекенов" выпускают несколько кантор, и они не "взаимозаменяемые" итд

[mr-marlen]

Для начала выложу картинки того на чем измерял. Видно, что нужно немного подкорректировать в снятых кривых.
Если бы повторно промерял, то поднял бы уровень басов. Похоже с 0,6 м их отдаленность от микрофона относительно ВЧ-СЧ прилично уменьшила общий уровень.
Завтра остальное.

[mr-marlen]

Продолжаем в картинках.
Конвертнул АЧХушки, заровнял все - на выходе нужная кривая левого ушка. Позже перерисую мотиковскую кривую и из своей 3ей и их кривой получу АЧХ "ушного канала".
Затем применю коррекцию "ушным каналом" к измеренному правому уху без его учета и на выходе получу искомую кривую, которую нужно загрузить в эквалайзер.
Хотя на ВЧ можно бы добавить 1 дБ, т.к. в ухе диаметр пены немного уменьшается.

[mr-marlen]

Добавил ВЧ и посмотрел с длинным окном, чтобы понять где средний уровень по НЧ.
Комната мешает, но общая кривая прослеживается.

[mr-marlen]

Среднее по картинкам и окончательный вариант, который возьму для вычислений.

[mr-marlen]

Продолжаем...
Осталось чуть-чуть и будут трэки.

[mr-marlen]

Конец. Забиваем в rephase фильтр и переносим в программу.
Поправленные картинки.