Цифровой программный кроссовер

[emaster]

Господа! Представляю вам свою разработку. Изначально это была консольная программа-кроссовер, которую я сделал для использования с НЧ акустикой требовательной к фильтрации сигнала (tapped horn). А недавно у программы появился графический интерфейс к консольной части и я решил, что возможно мой кроссовер будет полезен кому-то ещё.

Программа делает из компьютера с одной или несколькими звуковыми картами аналог «железного» цифрового кроссовера, обрабатывая сигнал со входов звуковых карт в реальном времени и выдавая его на выходы. Причём число выходов обычно больше чем число входов.
Аналогичный компонент для foobar – всем известный xover. Есть ещё некоторые vst плагины, которые можно вставить в vst host, есть драйверы kxProject в которых можно (наверное, не пробовал) сделать кроссовер прямо во внутреннем dsp карты. Но объединяет все эти способы одно — каждый пользователь настраивает окружение (т.е. весь набор программ) в котором работают эти плагины практически с нуля. В моей программе настройка и запуск кроссовера делаются гораздо проще.

В текущей версии доступны следующие возможности:

- вся обработка производится в 64-bit floating point
- доступны семейства фильтров IIR: chebyshev, butterworth, elliptic, legendre
- доступен FIR фильтр
- доступны типы фильтров lowpass, highpass, bandpass, bandstop
- регулировка усиления на входе и на выходе канала
- настраиваемая задержка в каждом канале
- компрессор динамического диапазона
- возможность работы с несколькими звуковыми картами одновременно (но без перенаправления звука с одной звуковой карты на другую — разбегутся тактовые генераторы)

Программа состоит из двух компонентов — composer и launcher. В composer-e пользователем определяется конфигурация кроссовера, выбираются устройства-источники и устройства-получатели. После чего конфигурация сохраняется и запускается в launcher-e. Сейчас у launcher-a минимальный функционал — запуск конфигурации, отображение уровней сигнала и отладочная консоль.

Текущая версия использует DirectSound через интерфейс BASS, с задержкой сигнала вход-выход около 500 мс. Есть asio версия, в которой задержка определяется возможностями оборудования — менее 20 мс для драйвера asio4all и менее 10 мс для audigy2. Asio версия в перспективе планируется как коммерческая, поэтому в открытом доступе её нет. Но я готов отправить её некоторому количеству пользователей в обмен на тестирование и информирование меня об успехах в её использовании.
Самым активным тестировщикам могу обещать полную asio версию после её релиза.

Контактный e-mail: info@dephonica.com
Сайт программы: http://dephonica.com/
Размер дистрибутива — 1.1 Мб. Программе для запуска необходим установленный в системе .NET framework 4. Если его нет, при запуске будет предложение скачать его с сайта Microsoft или с сайта программы.

Текущая версия живёт в надежде на бета-тестирование, супер надёжностью и функционалом пока не наделена, но по моему опыту вполне работоспособна. Поэтому буду рад вашим отзывам, комментариям и опыту использования.

Видео канал dePhonica: http://www.youtube.com/user/dephonica/videos

[dee-jan]

А какой именно? Тот что в Рипере грузит проц очень сильно.
Подскажите FIR VST с корр. АЧХ и ФЧХ под WIN

C коррекцией фазы я не видел VST плагов, оно в проф. муз. практике как-то и не надо.

[emaster]

Вот это тоже режет глаз. Вы проводили сравнение шумов ошибок округления?

Поднимитесь вверх по теме, я давал ссылку на работу где такое сравнение проводилось.

Здравый смысл мне подсказывает

Это такие базовые вещи, что я даже спор начинать не буду. Тут несложная математика, которую проходят на втором курсе технического вуза.

[Ka4aN]

А зачем-же тогда он упоминает про секционирование с перекрытием?

Ну так секции эти своими перекрытиями вполне аддитивно складываются, и вроде все норм. С БПФ таже фигня, надо дать сигналу "хвостик" из нулей, чтобы при разБПФчивании "хвостик" от сигнала не влез в начало сигнала. Причем здесь оконные функции и выборка из середины буфера? На второй моей картинке об этом написано прямым текстом.

---------- Сообщение добавлено 00.13 ---------- Предыдущее сообщение было 00.12 ----------

я давал ссылку на работу

Ок.

[onv23]

Так у тебя FFT FIR, с ним нет проблем по быстродействию. Ты в STR FIR попробуй.

Ну в STR понятно, что так не разгуляешься. У меня на этом же планшете при 176400 на входе 6ктапсов еще проходят, а 8к уже рвут звук

[emaster]

Ну так секции эти своими перекрытиями вполне аддитивно складываются, и вроде все норм.

Сильно не вчитывался, но нужны очень специальные условия, чтобы перекрытия можно было сложить.

С БПФ таже фигня, надо дать сигналу "хвостик" из нулей, чтобы при разБПФчивании "хвостик" от сигнала не влез в начало сигнала.

А ничего, что это получится ступенька? Или всё-таки здесь применяются

оконные функции

?

Ок.

http://oldweb.mit.bme.hu/books/quantization/fir.pdf

Upd: Почитал подробнее приведенные вами страницы. Очень непривычный язык. Да, такой метод реализации фильтра (overlap add) у меня был изначально. Не подошел потому, что не масштабируем - не позволяет произвольно уменьшать латентность фильтра.

[Ka4aN]

А ничего, что это получится ступенька?

КМК, абсолютно ничего. Следующая секция начнется с продолжения этой ступеньки, а поскольку свертка, какая она бы ни была, обладает несколькими базовыми свойствами, как и любая линейная операция, то для нее вполне применим принцип суперпозиции, суть декомпозиции-синтеза.

---------- Сообщение добавлено 00.48 ---------- Предыдущее сообщение было 00.46 ----------

http://oldweb.mit.bme.hu/books/quantization/fir.pdf

Спасибо! Мой английский плох, впрочем верю на слово.

---------- Сообщение добавлено 00.52 ---------- Предыдущее сообщение было 00.48 ----------

Да, такой метод реализации фильтра (overlap add) у меня был изначально.

Чем плох, если не секрет?

---------- Сообщение добавлено 01.02 ---------- Предыдущее сообщение было 00.52 ----------

Не подошел потому, что не масштабируем - не позволяет произвольно уменьшать латентность фильтра.

Почему не позволяет? берем короче секцию сигнала, сворачиваем с каким угодно длинным ядром. Тут только затраты на лишние вычисления растут. Одно дело провести один 8к-БПФ из 4к-тапов сигнала с 4к-ядром, а другое 40штук 4к-БПФ для 100тапов с 3,9к-ядром... Да еще потом это 40 раз складывать

[anpir]

Господа! Представляю вам свою разработку. Изначально это была консольная программа-кроссовер, которую я сделал для использования с НЧ акустикой требовательной к фильтрации сигнала (tapped horn).

Хотелось бы попробовать консольную версию программы, если возможно.
Вообще консольная версия, как вариант не рассматривается?
Думаю что такой вариант кроссовера будет интересен не только для меня.
Хочу попробовать прикрутить ваш кроссовер к серверу, как альтернативу Brutefir в windows системе, графический интерфейс не нужен.

[emaster]

Почему не позволяет? берем короче секцию сигнала, сворачиваем с каким угодно длинным ядром.

Тогда от каждой операции свёртки секции длиной N будет оставаться "хвост" из taps семплов. Так как N<<taps, то таких хвостов будет много, они будут пересекаться и их нужно будет складывать.
Я погуглю насчёт формального доказательства того, что такое многократное сложение хвостов эквивалентно прямой свёртке. В принципе от такой реализации есть плюсы - упрощение кода и уменьшение внутренних буферов фильтра. Если нагуглю - сравню текущую реализацию с overlap add.

---------- Сообщение добавлено 15.32 ---------- Предыдущее сообщение было 15.19 ----------

Хотелось бы попробовать консольную версию программы, если возможно.

Консольная есть в комплекте первой версии кроссовера. Файл xdsp.exe.
Запускается как xdsp.exe @configuration.json, где configuration.json - файл конфигурации.
Пример файла конфигурации: http://pastebin.com/vechcSMT

Вообще консольная версия, как вариант не рассматривается?

В ближайшее время - нет.

Думаю что такой вариант кроссовера будет интересен не только для меня.
Хочу попробовать прикрутить ваш кроссовер к серверу, как альтернативу Brutefir в windows системе, графический интерфейс не нужен.

Суть разработки моего кроссовера - в получении продукта, который устанавливается и сразу работает.
Конструктор в виде отдельного конволвера, модуля ввода-вывода и т.д. переносит кроссовер в другую категорию, с бОльшим количеством конкурирующих альтернатив.
А так как кроссовер изначально задумка коммерческая, это для меня существенно.

[anpir]

Спасибо. Буду пробовать.

[emaster]

Поигрался немного с сегодняшней версией.
....
Как видим - уровень нормальный, соответствует -6дБ, но есть пик на левой часто раздела этой полосы на -105дБ.

Сегодня целый день провёл в измерениях - тестировал фильтр 800-4000 Гц, подавая на него синусоиду 1250 Гц.
При этом, вдобавок к своей реализации сделал ещё три - порадовать форумчанина Ka4aN Реализации были вот такие:

1. Метод overlap add с размером фильтруемого блока много меньше размера ядра фильтра.
Этот вариант не заработал (в общем, и не должен был - доказательств работоспособности я не нашел) - многократно перекрывающиеся блоки при суммировании давали артефакты.
2. Метод overlap add с размером фильтруемого блока сравнимым с ядром фильтра (желтый на графике ниже).
3. Метод overlap save с размером фильтруемого блока сравнимым с ядром фильтра (красный на графике).
4. Моя текущая реализация (синий на графике).

Методы 2 и 3 нагружали процессор примерно на 30 и 15 процентов больше, чем текущая реализация.
Размер ядра фильтра был 16364 taps. Получилось вот так:



Ни на одной реализации "палки" на частоте раздела нет и заставить её там появиться не удалось. Если-бы палка была на какой-то другой частоте, я подумал-бы на ресемплер (некратные частоты).
Решил оставить свою реализацию без изменений.
И, для сравнения, все те-же условия, но 65536 taps на текущем fft фильтре:

[Анатоль]

в измерениях - тестировал

Что нужно, чтобы попробовать , где что качать или ...

[emaster]

Что нужно, чтобы попробовать , где что качать или ...

На данный момент пре-бета тестирование завершено.
Готовится коммерческая версия для публичного бета-тестирования.
Анонс будет в этой теме.

[Traktorist3d]

emaster, Может будет полезно чтоб были кнопки(всплывали при активации поля ввода) переключения пошаговый(погерцовый или других параметров), или мини клавиатуры для набора чисел, чтоб все функции настройки можно было производить в полном экране и только мышью. При вводе текста мини панель с кнопками алфавита(при именовании пресетов). Типа как в voxengo плагинах.

---------- Сообщение добавлено 22.05 ---------- Предыдущее сообщение было 21.52 ----------

Типа такого

[ostashv-evgeniyy]

Собрал новый ПК в автомобиле. Источник Фубар, вывод на девайс Алекса. НЧ лоупас 66Гц два канала 10 K taps, мидвуфер - бандпас 66Гц-4кГц 2 канала 38 K taps, ВЧ хайпас 4 кГц 2 канала 38 K taps.

---------- Сообщение добавлено 20.58 ---------- Предыдущее сообщение было 20.55 ----------

Кстати, а что даёт высокое количество тапов для звука?
Ну так в общих чертах.
Я пока отслушать не могу, ЦАПов нет

[anpir]

Кстати, а что даёт высокое количество тапов для звука?
Ну так в общих чертах.
Я пока отслушать не могу, ЦАПов нет

В программе rephase хорошо видно, высокое количество тапов нужно только на НЧ.

Поиграйтесь с настройками, все станет ясно.

[ostashv-evgeniyy]

Греется как паровоз. Надо что-то мутить с охлаждением.

[anpir]

Греется как паровоз. Надо что-то мутить с охлаждением.

А чем Вы так загрузили процессор ?

[Traktorist3d]

Что-то на одном скринщоте i3 4360 на другом 4170

[zloday]

возможно невнимательно читал, но ветка погрязла в лишних обсуждениях железа итп.
скачал версию с страницы.
запустилось, ругнулось на framework.
поставил указанную версию.
всё равно ругается, выдаёт ошибку.
что делать ? протокол ошибки выслал на ваш ящик.

[ostashv-evgeniyy]

Что-то на одном скринщоте i3 4360 на другом 4170

У меня на самом деле 4170, прога глючит походу.