О фазолинейности. Продолжение или революция?!

[mr-marlen]

Всем привет! Хочу поделиться впечатлениями от вот какого опыта..

Перечитывал тут статьи Кресковского (и не только, но как я понял благодаря ему) на тему "A Loudspeaker That Can Play Square Waves?", ну и решил попробовать как все же "звучат" АС с абсолютно фазолинейной фильтрацией..
Забрел я на неё чисто случайно. Хотел посмотреть, что на сайте софта SoundEasy есть из нового. И напоролся на эту статью: http://www.bodziosoftware.com.au/Square_Wave.pdf .
Читаю значит и вижу вот это:

Inverting System Phase
A technique that allows us to reverse phase response of an LTI system is based on time-inverting it’s impulse response. In practical terms, you need to reverse time scale of the impulse response. Typical impulse response described in time domain starts with a high peak, followed by it’s decaying tail. Imagine reversing time scale – it would be like the start of the impulse was the tail end of it, and then we arrive at the peak. If you perform this operation as convolution, interestingly, the phase response becomes it’s own mirror image around zero degrees. And that’s exactly what we are looking for. In addition, if we are using FIR ( Finite Impulse Response) techniques to accomplish the convolution, the amplitude response of the process can be decoupled from the inverted phase response and then forced to become flat.
Figure

И сразу в голову полезли воспоминания о том, что в LSPLAB есть возможность сделать Reverse Impulse. Попробовал получилось. Думаю надо срочно искать плагин. Захожу на сайт фубара и воля - http://www.foobar2000.org/components/view/foo_convolve . Как пишет автор данный DSP предназначен для имитации различных помещений и т.д. Но нам то нужно другое .
Вставляю значит я в симуляцию LSP CAD АЧХ всех драйверов с маленьким импульсом без отражений, а для басовика беру из симуляции ящика, нормирую по уровню и ставлю задержку так, чтобы совпадало по фазе при АЧХ восстановленной из короткого импульса. Фильтры мои пассивные заданы.
Делаю Export Impulse Response при 44,1кГц. Т.к. Convolver требует, чтобы частоты сэмплирования совпадали. У меня ЦАП с обратной синхронизацией и работает на фиксированной частоте 44,1кГц для чего стоит ресемплер, поэтому надо оставлять 44,1кГц. Иначе будет не правильно.
Импортирую в LSPLAB. Делаю заветную операцию Reverse Impulse. Exportирую 32бит wav.
Открываю Foobar. В настройках, во вкладке DSP применяю convolver, импортирую в качестве импульса свой реверсионный импульс. Убираю галочку на Auto Level Adjust. Жму проигрывать сигнал прямоугольник с уровнем 0dB (желательно прогнать несколько т.к. на разных определенных частотах могут появляться большие добавки к амплитуде), открываю нормальный спектроанализатор фубара и понижаю уровень в настройках convolver так, чтобы максимальный уровень основной гармоники был не выше 0дБ.
Теперь при перемотке в фубаре есть совсем маленькая задержка перед тем как начинает играть, но это совсем не страшно. Около 90мс - длина реверсированного импульса.
Затем слушаю и наслаждаюсь. Уши сразу поняли, что фазолинейность - вот она!
Басы так звучат, что даже не веришь, детальность выше, тихие звуки Все слышны и голоса такие Большие... В общем наушники в ауте.
Внизу немного картинок т.к. я не до конца своим ушам доверяю и все проверяю .
Первые картинки - это во что фубар превращает прямоугольники, а вторые измеренные на оси АС с 0,4м. С большого расстояния отражения сильно мешают.
Кстати, пробовал в наушниках слушать музыку из фубара при загрузке обычного импульса моей АС - очень похоже начинает звучать и кричать где не надо. Таким образом можно временные характеристики у разных АС сравнивать.
Главное - теперь тётки поют, где орали и дудки стали похожи на дудки .
Всем желаю Удачи! Вроде довольно ясно расписал, если чего не понятно по мере появления буду отвечать.
Забыл уточнить моя АС полностью пассивная. При измерении микрофоном прямоугольники пускал из фубара.
Кажется я осознал кончину эры CD в качестве источника .

[karmalex]

Здесь немножко плохо то, что много вещей "как бэ по памяти из того, что давали в институте", но без ориентирования на возможные конкретные вещи, которые есть сейчас. Поэтому все эти размышления про "матовое стекло".

В теме про тесты, измерения, модификации головок люди так теоретизировали про всякие Bl/Mms в отрыве от всего прочего, а еще было "Это не измеряется микрофоном..." [мы это не измеряем, нам это не нужно, и вот те другие технические подробности - это не важно... а важна наша личная правота, за этим мы здесь]

---------- Сообщение добавлено 08:35 ---------- Предыдущее сообщение было 08:31 ----------

(ну, а, может быть, людям просто кажется, что других вещей нет...)

[Игорь Гапонов]

Ну, меня в институте на кафедре электроакустики ничему такому "пространственному" особо не учили. Всё сам. Уж лет 40 как. "Матовое стекло"? Мне показалось, что для иллюстрации лучше зрительная интерпретация: линейные пространственные искажения бывают настолько непривычными, что даже страшно назвать их линейными. А между тем оптическое и акустическое рассеивание - процессы очень даже линейные.

И вопрос об "измерениях" обычно упирается не в "возможно/невозможно" а в "не знаем/знаем как" . Последнее признать публично скорее стыдно, чем трудно. Вот и ищем виноватых на стороне.

[karmalex]

Публичное общение вообще в интернете часто превращается в некую бойню, где воины сами не знают, воины ли они.

Ну, в общем, безотносительно того, насколько я прошарен в теме и так далее - не замечал толком влияния запаздывания частот в настроенной АС, которое вызывалось бы НЧ оформлением или же кроссовером/динамиками.
Я даже пробовал это компенсировать (подставлял обратный импульс), менялось только на измерениях - вместо затухающего колебания от LR4 кроссовера был только пик.

Что касается НЧ, то я не раз экспериментировал (в наушниках, где спад НЧ вызван только неплотным прилеганием динамика к уху и происходит ниже 20 Гц), в т.ч. менял порядок среза до достаточно большого, и миллисекунд ГВЗ там было страшно и много. Всё вылилось в то, чтобы не рубить спектр там, где много слышимых составляющих.

И если НЧ срезать FIR фильтром фазолинейным, то с предзвоном ненатуральный эффект, нужно только минимальную фазу.

---------- Сообщение добавлено 08:54 ---------- Предыдущее сообщение было 08:52 ----------

Кроссовер влияет на диаграммы направленности и на распределение акустической мощности по частотам, его задержки там вообще не при делах.

[Игорь Гапонов]

Что касается НЧ, то я не раз экспериментировал (в наушниках, где спад НЧ вызван только неплотным прилеганием динамика к уху и происходит ниже 20 Гц), в т.ч. менял порядок среза до достаточно большого, и миллисекунд ГВЗ там было страшно и много. Всё вылилось в то, чтобы не рубить спектр там, где много слышимых составляющих.

в смысле "составляющих частотного спектра"? Ну, дык, на "одном синусе" вообще только синус и слышно, причём "отовсюду" . Думаю, что Вы в конце концов поймёте о чем тут я. Судя по Вашим сообщениям - надежда есть. (например, предлагаю Вам поглубже поразмышлять, почему "предзвон" слышно, ведь не должно же, а?)

[karmalex]

например, предлагаю Вам поглубже поразмышлять, почему "предзвон" слышно, ведь не должно же, а?

В ухе есть свое подобие разложения на частоты, но разрешение по времени больше, чем по частоте. То есть "короткое окно частотного анализа", если в каком-то дальнем приближении это можно назвать. Так что мы можем выделять как бы нарастающее и потом спадающее воздействие на рецепторы согласно нарастанию и спаданию колебаний. Ну, при условии, что подаем идеальную ступеньку или дельта импульс.

Ну. а потом всё это подается на медленные рецепторы (волоски или как их там) и по медленным нервам в медленный и очень параллельный мозг (мозг - это такая вещь, в которой очень сильный параллелизм "вычислений"). И вот мы ставим LR4 кроссовер, а его "всепропускающие" свойства получаются недостаточны, чтобы на фоне погрешности слуха выявить его задержки.

Собственно, "предзвон" можно получить у всех инструментов, если звуковую дорожку проигрывать задом наперед.

[E.Sokol]

Ну, в общем, безотносительно того, насколько я прошарен в теме и так далее - не замечал толком влияния запаздывания частот в настроенной АС, которое вызывалось бы НЧ оформлением или же кроссовером/динамиками.

Я делал тест для слепого прослушивания - его прошли 0 человек, и ни запаздывание, ни предзвон никто не услышал.

[Игорь Гапонов]

В обоих каналах одинаково? А давай первый файл запустим в правое ухо, а шестой в левое. А?

[karmalex]

Слепые прослушивания имеют репутацию в народе такую: "мы без них всегда слушали и все слышали, а пришли тут яйца и кур учить вздумали..."
Такие темы слишком для людей революционны и грозят крахом всему, во что они верят.

и ни запаздывание, ни предзвон никто не услышал.

Про предзвон и звон я говорю в контексте воздействия идеальной ступеньки в идеальных безэховых условиях. Однажды я пробовал резать полосы минимально-фазовыми фильтрами "под нож", и в условиях реверберации комнаты этот "бульк" на импульсе был не слышен, а был только в наушниках различим (в наушники подавалась сумма выходов кроссовера).

---------- Сообщение добавлено 11:07 ---------- Предыдущее сообщение было 10:21 ----------

Если тестировать на музыкальных фрагментах, то успех очень переменный, и сложно сказать, вылезет ли [влияние кроссовера как allpass со своим звоном]

Коцать полосы очень высоким порядком не имеет смысла по другой причине.
Во-первых, после определенной крутизны спада использование амплитуды хода практически не улучшается (а до точки кроссовера даже наоборот, к примеру, если мы режем пищалку "под нож", то тянем 0 дБ практически до точки кроссовера, то есть зона совместной работы разделяет между головками работу, за счет чего выше перегрузочная, а тут мы зону совместной работы сокращаем, и чуточку отступить от точки раздела - уже одна головка работает).

Во-вторых, что самое главное, при разделении полос "под нож" несогласованность этих самых полос "по акустической мощности" образует на "энергетической" АЧХ резкий переход. В общем говоря, стык более направленного и менее направленного излучателей. В таком случае при более пологих спадах "энергетическая" АЧХ искривляется плавнее, ну, и сам звук более благоприятно воспринимается.

[uriy]

а был только в наушниках различим (в наушники подавалась сумма выходов кроссовера).

Странно, чёт похоже на некую ошибку при эксперименте, т.к. я делал подобное исследование, но я сумму сигнала подавал не на наушник, а на вход звуковой карты, и ни чё я там не увидел, кроме того что фир разделение полос самое точное из всех доступных.
Вот тут в посте номер пять и номер шесть результаты экспериментов.
https://forum.vegalab.ru/showthread.php?t=88159

[Nabludatel]

А давай первый файл запустим в правое ухо, а шестой в левое.

Зачем?

[E.Sokol]

В обоих каналах одинаково? А давай первый файл запустим в правое ухо, а шестой в левое. А?

Это не совсем честно, но я не против) Задача та же.

[Nabludatel]

Это не совсем честно

Это совсем нечестно, потому как разница ФЧХ между каналами прекрасно слышна. Гапонов как обычно...

[Игорь Гапонов]

Это не совсем честно, но я не против) Задача та же.

Мы же "ищем" критерий заметности, не так ли? Почему тогда должны быть исключены все варианты, а оставлен только тот, который расчитан на достаточно долговременную слуховую память , причём с явным уклоном в сторону тембров? Или "память" (и адаптация!) и тембры исчерпывают все разновидности слуховых феноменов?

Всё достаточно серьёзно и логично, а потому именно "честно". В данном твоём случае "по воле-произволу экспериментатора" ( ) пытаемся отличить фонограммы после (слушаем по очереди во времени)их прослушивания, а не во время (слушаем одновременно или с очень короткими промежутками) их прослушивания. Ясень пень, что сравнение до прослушивания нарушает принцЫп каузальности, поэтому исключается. Но надо на стадии планирования эксперимента рассматривать все варианты и обоснованно и открытым текстом исключать какие-то из них. Почитай Блауэрта "Пространственный слух" или работы Бекеши, поучись. Они очень щепетильны были (и не зря!) в этом отношении.

P.S. Вообще, учёт бинауральности может существенно повлиять на результат экспертизы.

Offтопик:

Скрытый текст

Как пример (приводил тут где-то на веге не однократно). Предположим, что двухканальный тракт вносит искажения в одинаковой степени в каждом канале (одинаковая амплитудно-амплитудная характеристика, одинаковая частотнозависимая нелинейность, одинаковые линеqные искажения- АЧХ/ФЧХ и т.д.) . Если сигнал в обоих каналах одинаков (типо "моно", хотя двуухое слушание сохраняется), то и продукт нел.искажений одинаков. Если разный - то продукт поканально разный, причём зависящий от общего уровня и спектрального состава ("от громкости" и частотно зависимой нелинейности). В первом случае эксперта "лишают" возможности оценивать пространственные слуховые ощущения ("по условиям опыта"- акустический стимул в обоих ушах должен быть одинаков, во всяком случае надо стремиться к этому). У эксперта "остаётся" только тембральная и громкостная оценка, хочет он этого или нет. Однако, во втором случае пространственная оценка обязана присутствовать. И надо сориентировать эксперта соответственно до опыта, типа, оценивай кроме тембров и ощущения громкости всякие пространственные штучки. И оценка, например, заметности НИ сразу поменяется и не в пользу "затупления слуха"! Этому есть вполне рациональное объяснение - именно при разных сигналах в каналах СИЛЬНО нарушается изначальный "баланс-корреляция" канальных сигналов. Действительно, есть существенная связь между нелинейностью тракта и, например, ощущениеми "глубины сцены" и вообще с пространственной разборчивостью. Я называю это "нелинейными искажениями когерентности". Ну и т.д.

[свернуть]

[siemens_off]

Интересно было бы посмотреть РЕАЛЬНЫЕ картинки (импульс, степ) системы с фазовой коррекцией. Связка rew и rephase может синтезировать корректирующий импульс раздельно для двух каналов.

[ViktKors]

Интересно было бы посмотреть РЕАЛЬНЫЕ картинки (импульс, степ) системы с фазовой коррекцией.

Вот тут приводил картинку до и после коррекции:

Это с пары метров от двух АС (в моно) в точке прослушивания в комнате. Шум - комп, ну и отражения, куда без них.

Здесь вывернута взад не только фаза кросса, но и фаза нижнего среза АС (АЧХ не трогалась).

Собственно, по опыту, в типичном случае выравнивание кросса не дает ничего значимого.
Выворачивание нижнего среза очень здорово помогает басу.
Как ни странно, падает его субъективный уровень, но четкость становится куда лучше.

Правда есть специфический момент. На большинстве фонограмм такой "отвернутый" бас кажется опережающим.
В чем причина - судить не берусь. Может дело в том, что фонограммы изначально сводят на подтормаживающих АС (в той или иной степени они все таковы).
А может дело в том, что отворачивание фазы на нижнем срезе АЧХ без коррекции самой АЧХ неминуемо означает "расплытие НЧ-импульса по оси времени.
Коррекция по нулевой ГВЗ правильно позиционирует центр НЧ-посылки, но передний фронт и впрямь появляется чуть раньше (а задний все равно чуть запаздывает).
Вот (очень) примерная картинка того, как это выглядит для переднего фронта:

Это примерно как "предзвон" у кросса. Есть некоторые отличия, но не суть.

Фактически слуховой оптимум по ГВЗ на НЧ был не "нулевой фазой", а фазой примерно как у среза первым порядком.

[karmalex]

По НЧ ГВЗ - это просто. Берем ЗЯ с высокой частотой среза, сто герц. ГВЗ маленькие. Смотрим, что делает ЗЯ. На частоте первой моды помещения он валит свою АЧХ и ослабляет гудение моды. Если болит нога, рубим ногу.

[E.Sokol]

Мы же "ищем" критерий заметности, не так ли?

Нет. Специфика человеческого мозга такова, что он может слышать разницу между совершенно идентичными сигналами, о чём есть достаточно обсуждений, например. Всё дело потому что контекст разный - первую запись послушали в 11:30 после чашки кофе, а вторую - в 11:35, когда кофе начало нормально так штырить. Чуть в менее клиничиских вариантах можно видеть разницу между символами "А", "а" и "а" - хотя очевидно, что это одни и те же символы и информация в них заложена одна и та же. Но в них вполне можно идентифицировать начертание - и вряд ли в этом кто-нибудь будет ошибаться даже в одном случае из 100.

[sia_2]

Вот тут приводил картинку до и после коррекции:

Это с пары метров от двух АС (в моно) в точке прослушивания в комнате. Шум - комп, ну и отражения, куда без них.

Здесь вывернута взад не только фаза кросса, но и фаза нижнего среза АС (АЧХ не трогалась).

Собственно, по опыту, в типичном случае выравнивание кросса не дает ничего значимого.
Выворачивание нижнего среза очень здорово помогает басу.
Как ни странно, падает его субъективный уровень, но четкость становится куда лучше.

Правда есть специфический момент. На большинстве фонограмм такой "отвернутый" бас кажется опережающим.
В чем причина - судить не берусь. Может дело в том, что фонограммы изначально сводят на подтормаживающих АС (в той или иной степени они все таковы).
А может дело в том, что отворачивание фазы на нижнем срезе АЧХ без коррекции самой АЧХ неминуемо означает "расплытие НЧ-импульса по оси времени.
Коррекция по нулевой ГВЗ правильно позиционирует центр НЧ-посылки, но передний фронт и впрямь появляется чуть раньше (а задний все равно чуть запаздывает).
Вот (очень) примерная картинка того, как это выглядит для переднего фронта:

Это примерно как "предзвон" у кросса. Есть некоторые отличия, но не суть.

Фактически слуховой оптимум по ГВЗ на НЧ был не "нулевой фазой", а фазой примерно как у среза первым порядком.

Так и есть. Основную роль играет то, что практически все записи контролируются и сводятся на АС с "классическим" НЧ срезом - или близким к минимально-фазовому (ЗЯ), или, что чаще, фазоинверторным. Это добавляет субъективного "мяса" в звук, воспроизводимый АС. Не так ярко, как на большинстве бытовых АС с горбом на 60-80 Гц, но механизм тот же - задержка наиболее низкочастотных составляющих делает более слышимой атаку. Эффект не драматичный, но вполне заметный.

[siemens_off]

Красиво! А фазу заровняли по самые помидоры? У меня +-20 град, картинки не такие красивые. Боюсь что коррекция фазовых пиков с высокой добротностью добавит предзвона.

[karmalex]

задержка наиболее низкочастотных составляющих делает более слышимой атаку. Эффект не драматичный, но вполне заметный.

Ну, вот в наушниках динамик работает на камеру малого объема, и при достаточно герметичном прилегании полоса от единиц Гц, идеальная частотка, можно сказать. Делается срез на 40 Гц, меняется крутизна спада, толку 0. Если подсунуть микрофон, то все изменения фиксируемы объективно.

---------- Сообщение добавлено 10:56 ---------- Предыдущее сообщение было 10:54 ----------

хотя очевидно, что это одни и те же символы и информация в них заложена одна и та же. Но в них вполне можно идентифицировать начертание - и вряд ли в этом кто-нибудь будет ошибаться даже в одном случае из 100.

Давление авторитета, например. Так сказать, если человек "опиниен мейкер", то его проще подхватят, и если с ним кто-то вдруг начнет дискутировать, то и некомпетентные участники за него вступятся.