Небольшой эксперимент о слышимости ГВЗ

[_Сам_]

Решил тут проверить на себе, а слышу ли я фазовые искажения, вносимые all-pass фильтрам?

1. В качестве испытательного сигнала использовал затухающий меандр длительностью примерно полсекунды и частотой 50 Гц. Фрагмент длиной 32768 семплов на частоте 48 кГц.
2. Пропустил меандр через high-pass фильтр 30 Гц с добротностью 0.707.
3. Срезал ВЧ частоты, пропустив сигнал через low-pass Бесселя 20-го порядка, с подавлением минус 120 дБ на 24 кГц. В прикреплённом архивеWav.Rarэтот сигнал называется s00.wav.
4. Сигнал s00 пропустил через all-pass LR2 с частотой раздела 1 кГц и назвал его s01.wav.
5. Синтезировал wav файл, в котором 10 раз повторяется фрагмент s00, s00, s01, s01. Кто захочет послушать, тот может скачатьLR2x01.wav.Rar

Лично я никакой разницы между s00 и s01 не услышал. Потому решил довести ситуацию до абсурда и сделал сигнал s20.wav, в котором all pass фильтр применяется последовательно 20 раз. На частоте 1 кГц такой фильтр привносит задержку 3.18 мс, ниже по частоте задержка больше и достигает до 6.36 мс на 0 Гц.

Ниже сравнительная картинка, где три сигнала изображены одновременно: s00 – жёлтый, s01 – белый, s20 – голубой.


Обращаю внимание на то, что амплитудный спектр всех трёх сигналов абсолютно идентичен. Он выглядит так (спектр s00 – жёлтый, спектр s20 - голубой):


Аналогично синтезировалLR2x20.wav.Rarиз четвёрки s00, s00, s20, s20 и вот тут разница стала прекрасно слышна. Появился характерный призвук пиу-пиу. В фантастиксих фильмах обычно так звучит выстрел из бластера )))

Вывод: получается, что хотя спектр сигналов одинаковый, но уши не работаю как спектроанализатор, а регистрируют пульсации около фронтов. Когда LR2 был один, то колебаний было мало и заметить их мне НЕ удавалось. При 20 последовательных LR2 колебаний уже 9 штук и их я прекрасно слышу.

[onv23]

Когда-то Сергей Иголкин (orthodox) говорил, что у него есть парочка знакомых уникумов звукорежей, которые способны на слух поймать ГВЗ 3мс. И что обычно достаточно укладываться в <5мс, это может считаться хорошим результатом (для связки саб-мид, ессно)

[mr-marlen]

5. Синтезировал wav файл, в котором 10 раз повторяется фрагмент s00, s00, s01, s01. Кто захочет послушать, тот может скачать LR2x01.wav.Rar

Лично я никакой разницы между s00 и s01 не услышал.

А я слышу разницу. Особенно отчетливо на завершающем этапе звука. s00 звучит как пуззззз-пуззззз, а у s01 конец заканчивается по-другому, что-то вроде пузззэзэз-пузззэзэз. Слышно не на основном звуке, а как бы на второстепенном.

Аналогично синтезировал LR2x20.wav.Rar из четвёрки s00, s00, s20, s20 и вот тут разница стала прекрасно слышна. Появился характерный призвук пиу-пиу. В фантастиксих фильмах обычно так звучит выстрел из бластера )))

Тут совсем караул.

[_Сам_]

А я слышу разницу.

от разрешения системы наверное зависит. Я слушал на работе через наушники затычки.

[mr-marlen]

от разрешения системы наверное зависит. Я слушал на работе через наушники затычки.

Также через наушники, но не затычки, а полноразмерные с ЗЯ по обе стороны и фильтром для достижения нужной АЧХ .

[E.Sokol]

В наушниках выслушивать разницу не спортивно. Интересно выслушать разницу в помещении, где на хвост фильтра из 10 мс накладывается реверберационный хвост помещения длительностью в 1 секунду. И - что-то я не вижу успешных результатов по решению моего маленького квеста.

[_Сам_]

В наушниках выслушивать разницу не спортивно.

а обосновать?

И - что-то я не вижу успешных результатов по решению моего

Сударь, участие в квестах дело сугубо добровольное. Кто хочет, тот участвует. Кому не интересно, тот проходит мимо. Швобода!

[mr-marlen]

И - что-то я не вижу успешных результатов по решению моего маленького квеста.

Я пропустил .
На слух, не зная оригинала:
С = оригинал;
B = гиббс;
D = фазовращатель с 3-мя частотами 4-го порядка;
A = фазовращатель с 3-мя частотами 4-го порядка, но реверсированный.

D, A мог перепутать местами, т.к. не знаю как звучит фазоваращатель, но между трэками разницу слышу. D просто ближе к типовым фильтрам, в А слышу немного неествественного звучания, поэтому решил что он реверсированный.

[E.Sokol]

а обосновать?

В том же сообщении обоснование. В комнате достаточно просто повернуть голову, чтобы АЧХ и ФЧХ поменялись, не говоря уже о точке прослушивания. Это хорошо видно на измерениях.

---------- Сообщение добавлено 20:49 ---------- Предыдущее сообщение было 20:48 ----------

С = оригинал;
B = гиббс;
D = фазовращатель с 3-мя частотами 4-го порядка;
A = фазовращатель с 3-мя частотами 4-го порядка, но реверсированный.

Ни одного попадания. Но за попытку - респект)

[mr-marlen]

Ни одного попадания. Но за попытку - респект)

Не печально, т.к. сравнивал в наушниках с ресемплером в 48кГц.
Но если знать как звучит оригинал и отдельно прослушать, что делает гиббс, что делают остальные, то потом можно будет определить.
И трэф фи..., сделай на чем-нибудь другом.

[Игорь Гапонов]

По сабжу и не только.

Практически все тесты на "слышимость ФЧХ" упираются в одинаковую ФЧХ по каналам (традиционная стереосистема). Но на первом месте "по слышимости" стоит же когерентность каналов! Уж столь раз говорил про это: как мы можем шо-то там услышать через АС с совершенно дикими исходными линейными искажениями (АФЧХ)? Вот соседка купила электропианинку месяц назад. А я только сегодня узнал (похвалил её за звук, мол, какая классная пианинка ) , что пианинка-то электрическая - реверберация и пол (она этажём ниже) всё очень красиво ретушнули. За шёл к ней в хату, она включила, и пипец, магии как не бывало.

[_Сам_]

В комнате достаточно просто повернуть голову, чтобы АЧХ и ФЧХ поменялись, не говоря уже о точке прослушивания.

Есть такая наука - метрология. Она занимается вопросами точности измерений. Ошибки при измерениях практически всегда складываются из нескольких состовляющих. Так вот, когда определяют метрологические характеристики прибора или методики, то каждую из составляющих измеряют. При этом в стандартах прямо сказано, что следует стремиться исключить или максимально уменьшить влияние всех других составляющих кроме измеряемой. Согласитесь, что это логично. Потому если мы хотим понять степень заметности звучания искажения ФЧХ от фильтра, то правильно исключить влияние интерференции АС между собой и с отражениями от стенок. Наушники в этом смысле мне кажутся ближе прочих к идеальным фазолинейным источникам звука

[Игорь Гапонов]

... Наушники в этом смысле мне кажутся ближе прочих к идеальным фазолинейным источникам звука...

Но мы же оцениваем (типа, "измеряем") слышимость искажений ФЧХ. И чтобы исключить влияние отсутствия головы и тела, что надо сделать, согласно метрологическим требованиям? Правильно. Симульнуть каким-никаким способом в обоих каналах для обоих ушей голову и тело так, чтобы ЛЮБОЙ человек НА СЛУХ не замечал присутствие наушников на голове. Т.е. нарываемся на парадокс: "экспериментальная установка" должна быть заведомо лучшей по ЛЮБОМУ параметру электроакустического разрешения, чем на то способен человек с самым изощрённым и тонким слухом.

Так вот. При попытках создания такой "экспериментальной установки" на трудности нарываемся уже с определения техусловий. Даже простое "списочное перечисление" (с теоретически точным техническим определением-дефиницией каждой позиции!) исчерпывающее любой возможный электроакустический параметр, влияющий на слуховое восприятие, представляет очень большую трудность.

[_Сам_]

Даже простое "списочное перечисление" .... представляет очень большую трудность.

Согласен, но я и не претендую на безупречную строгость и чистоту
Моя цель гораздо скромнее: я хотел своими ушами услышать насколько заметны отклоненние ГВЗ от const.
Иными словаими, а стоит ли биться за фазолинейность акустики.

Испытательный сигнал имеет максимумы энергии около частот 50 * ( 2 * N - 1 ) Гц, где N = 1, 2, 3...
20 штук allpass-ов LR2 1 кГц из-за непостоянства ГВЗ дают для первых десяти частот такое запаздывание:

50 Hz 6.35 ms
150 Hz 6.23 ms
250 Hz 5.99 ms
350 Hz 5.67 ms
450 Hz 5.29 ms
550 Hz 4.89 ms
650 Hz 4.48 ms
750 Hz 4.07 ms
850 Hz 3.70 ms
950 Hz 3.35 ms
...
т.е. дисперсия гармоник во времени составляет 3 мс.
Достаточно часто доводилось читать мнения, что для АС 3 мс ГВЗ это пустяк, это не слышно, но в моём эксперименте это оказалось совсем не так.
Если искажения LR2 и LR4 я не слышу (в отличие от Марлена, который распознает 0.15 мс), то изменение ГВЗ на 3 мс слышны отчётливо.

[mr-marlen]

Если искажения LR2 и LR4 я не слышу (в отличие от Марлена, который распознает 0.15 мс)

На акустике это намного заметнее, т.к. помимо самого фильтра есть еще влияние направленности АС и отражений. Т.е. имеем другое распределение амплитуд и комнатных отражений.

[Игорь Гапонов]

вообще я бы опыты по слышимости линейных искажений масштаба времени (думаю, тут пока такая тусовка, что говорить/напоминать о совершенно жёсткой связи ФЧХ и времени через ПФ не надо (*)) разделил на две группы.

Первая - влияние искажений когерентности, т.е. слышимость поканальной неидентичности ФЧХ при условной идентичности АЧХ, типа, "относительные искажения ФЧХ"

Вторая - слышимость искажений ФЧХ на фоне достаточно точной передачи первичного поля как эталона, типа, "абсолютные искажения ФЧХ " . (Марлен об этом и говорит, что, типа, если "натренироваться", то можно тягаться с довольно дорогой ЗК, через которую тренируешься , да и все из этой тусовки, которой "не надо объяснять за ПФ" это познали на собственной шкуре)

А так же надо постоянно помнить, что "домен события" (а значит и восприятия) - домен нашего пространства-времени, а "домен аппаратного анализа" в большинстве случаев - частотный/спектральный домен. Всё-таки, при комплексном рассмотрении акустических слуховых стимулов, больше или меньше влияющих на тот или иной аспект слухового восприятия считать спектральную модель слуха "непогрешимой" нет никаких оснований. И чем тоньше и точнее психоакустические исследования, тем всё яснее это становится: накапливается всё больше и больше фактов необъяснимых этой моделью.

(*) Конечно, точнее: жёсткая, однозначная связь через прямое и обратное ПФ между уровнем во времени и комплексным уровнем по частоте в линейной среде, которой с большой точностью является воздух атмосферы в нормальных человеческих условиях при адекватных человеческому слуху акустических уровнях.

[E.Sokol]

Есть такая наука - метрология. Она занимается вопросами точности измерений.

Да, но вот только она оперирует цифрами и фактами, а не субъективными ощущениями. И, в частности, не говорит, что чувствует разницу между люком и монеткой - а говорит хотя бы, что люк большой, а монетка маленькая.

---------- Сообщение добавлено 19:59 ---------- Предыдущее сообщение было 19:57 ----------

И, скажем, одно дело рассматривать каплю воды на стёклышке - и совсем другое рассматривать ту же каплю в стакане с водой.

---------- Сообщение добавлено 20:08 ---------- Предыдущее сообщение было 19:59 ----------

влияние искажений когерентности, т.е. слышимость поканальной неидентичности ФЧХ при условной идентичности АЧХ, типа, "относительные искажения ФЧХ

Сдвиг фазы между каналами конечно же слышно, с этим никто не спорит.

[Игорь Гапонов]

...
Сдвиг фазы между каналами конечно же слышно, с этим никто не спорит.

Но что же делать со "вторым" на фоне неопределённости первичного поля? И как оно связано с этим "первым"? Разве не интересней, чем каскадировать оллпассы и прочие кихи?

[_Сам_]

Да, но вот только она оперирует цифрами и фактами, а не субъективными ощущениями.

я специально придумывал методику сравнения такой, потому что в эксперименте измерительным прибором являются уши, очевидно метрологически несовершенные. Референсный и изменённый сигнал следуют друг за другом с минимальным интервалом и каждый имеет малую длительность звучания 0.5 с, т.к. при сравнении используется кратковременная слуховая память. Цель была определить заметность на слух LR2 и LR4. Хотя на глаз по осцилограммам эти сигналы сильно отличаются от исходного, но на слух без подготовки их оказалось весьма сложно отличить (что меня сильно удивило). Вопрос интерфенции с комнатой это совсем другая история. Хотя априори понятно, что отражения могут лишь затруднить сравнение за счёт наложения эха.

[Игорь Гапонов]

...Вопрос интерфенции с комнатой это совсем другая история. Хотя априори понятно, что отражения могут лишь затруднить сравнение за счёт наложения эха.

А вот и нет, так как именно "априори"-то не понятно: хорошо известны опыты по улучшению слухового разрешения в присутствии умеренной реверберации.

Опять же повторю: по-всей видимости, гораздо более интересен опыт по внесению контролируемых искажений ФЧХ только в один канал относительно другого. Вот тогда можно и посоревноваться с осциллографом, типа, "наглаз vs наухо".