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

[ostashv-evgeniyy]

Подкорректировал ссылку.

---------- Сообщение добавлено 16.13 ---------- Предыдущее сообщение было 16.08 ----------

Просто не хочется лишние деньги тратить на комп. железо, потому что самое ресурсоемкое Приложение- это Дефоника. Сейчас у меня кор 2 дуо е7500 (в автомобиле) хватает с головой. У меня вин8.1 и видеорегистратор в автозагрузке плюс включено либо видео с ютюба через Хром, либо Фубар.

---------- Сообщение добавлено 16.15 ---------- Предыдущее сообщение было 16.13 ----------

У меня так и будет. 2ух полоска и саб.

[Traktorist3d]

X4 840 на сайте сравнения нет, етсь 740, он не поддерживает AVX 1.0 но держит AVX 1.1 , надо смотреть что Emaster насчет AVX скажет и как влияют версии...

[emaster]

Максим, спасибо за развернутый ответ. А что скажете по процессорам AMD и дефонике? Насколько я знаю они в целом дешевле intel. По совместимости возможны проблемы? Или на сколько AMD ниже в цене настолько и ниже будет эффективность при работе с Дефоникой(дешевле в сравнении с intel разумеется):

Совместимы, поддерживают AVX. По производительности ничего не могу сказать - у меня просто нет ещё достаточных данных об использовании на этих процессорах.

---------- Сообщение добавлено 17.11 ---------- Предыдущее сообщение было 17.09 ----------

У амдэшников, насколько помнится, была технология задействования процессоров видеокарт для обработки звука. Хотя и не в тему, конечно.

В тему, конечно. Эта технология есть и для видеопроцессоров AMD и для GeForce. Но её использование порождает снежный ком проблем совместимости кроссовера и оборудования, для решения которых у меня пока нет ресурсов.

[anpir]

В тему, конечно. Эта технология есть и для видеопроцессоров AMD и для GeForce. Но её использование порождает снежный ком проблем совместимости кроссовера и оборудования, для решения которых у меня пока нет ресурсов.

Вроде как CUDA поддерживают обе платформы AMD и Nvidia, и при разработке нового софта просто грех не использовать эту возможность, ну если смотреть на пару шагов вперед.

[emaster]

emaster, я так понимаю, по алгоритмам в Вашей программе Straight FIR дает более точный результат нежели FFT FIR? А ощутима ли эта разница на слух или же по измерениям?

Очень плотно не мерял, на обычных АЧХ белого шума совпадают до десятых долей dB.
Реальные импульсные характеристики (т.е. воспроизводимость характеристик ядра фильтра) не мерял - это отдельная, довольно трудоёмкая история.
Слепые прослушивания тоже пока не устраивал.

И еще интересно, пробовали ли Вы сравнивать Дефонику с другими программами, использующими ФИР-фильтры?

Ну, для сравнения сначала нужно озадачиться критериями.
Сравнивал, конечно, но критерии касались пользовательского опыта использования кроссовера - я хотел лучшего user experience.

Судя по сообщениям на форуме, сейчас стало модно использовать Straight FIR, я поэтому спросил на форуме Acourate, почему в их программе используется только алгоритм FFT (также как и в конвольвере JRiver*a). Разработчик программ http://www.audiovero.de/en/acourateconvolver.php ответил не очень подробно, но понятно:
Uli Brueggemann: the FFT algorithm has advantages compared to straight forward convolution. The numerical accuracy is improved as the FFT convolution requires much less computations
Похоже это немного расходится с тем, что Вы пишете?

Вероятно, он имеет в виду straight свёртку с разрядностью 32-bit float и противопоставляет ей FFT свёртку с разрядностью 64-bit double.
У меня и та и та свёртка производятся в разрядности 64-bit double. И чисто математически доказуемо, что ошибок округления в FFT варианте будет больше по количеству (просто операций больше) и они просуммируются в результирующем сигнале. Насколько велика будет величина этих ошибок и насколько это будет слышимо - тема для исследовательской работы. Кажется, я пару месяцев назад давал ссылку на одну из них.

[Traktorist3d]

Emaster, что скажете о поддержке AVX AVX 1.1 AVX 2.0? Есть преимущества если больше AVX 1.0?

[emaster]

Получилось разное - почему (3й vs 4й).

А покажите pls ваше главное окно конфигуратора.

---------- Сообщение добавлено 17.25 ---------- Предыдущее сообщение было 17.24 ----------

А от оперативки зависит как-то работа дефоники?

Опосредованно зависит. Но у straight fir бутылочное горлышко - процессор. Скорость оперативки - на десятом месте.
От объема не зависит - главное, чтобы система не свопилась постоянно.

---------- Сообщение добавлено 17.31 ---------- Предыдущее сообщение было 17.25 ----------

Просто не хочется лишние деньги тратить на комп. железо, потому что самое ресурсоемкое Приложение- это Дефоника. Сейчас у меня кор 2 дуо е7500 (в автомобиле) хватает с головой. У меня вин8.1 и видеорегистратор в автозагрузке плюс включено либо видео с ютюба через Хром, либо Фубар.

Для автомобиля используйте fft fir и не заморачивайтесь абсолютно. Straight fir - для систем типа домашней у onv и к ним стремящимся.

---------- Сообщение добавлено 17.34 ---------- Предыдущее сообщение было 17.31 ----------

X4 840 на сайте сравнения нет, етсь 740, он не поддерживает AVX 1.0 но держит AVX 1.1 , надо смотреть что Emaster насчет AVX скажет и как влияют версии...

Сейчас straight fir поддерживает только первую версию AVX. Набросок с AVX2 есть, но до беспроблемности работы ему ещё предстоить добраться. В версии 3.1 поддержка AVX2 появится с большой вероятностью, когда до этой версии дойдёт дело.

[ostashv-evgeniyy]

сообщение было 17.25 ----------


Для автомобиля используйте fft fir и не заморачивайтесь абсолютно. Straight fir - для систем типа домашней у onv и к ним стремящимся.

Максим, вы думаете система в авто не может к ним стремиться?

[emaster]

Вроде как CUDA поддерживают обе платформы AMD и Nvidia,

Немного не так, это OpenCL поддерживается обеими платформами. А CUDA - только Nvidia. При этом OpenCL на AMD работает быстрее, чем на Nvidia.

и при разработке нового софта просто грех не использовать эту возможность, ну если смотреть на пару шагов вперед.

К сожалению, ресурсы на разработку всегда ограничены в любых проектах. Поэтому функционала, который хотелось-бы реализовать, всегда гораздо больше, чем возможностей это сделать.
Также этот функционал позже приходится поддерживать, а вопросы совместимости оборудования всегда самые сложные.
Поэтому подобные идеи улучшений у меня скапливаются в отдельном файлике, сортируются по приоритету и готовятся к воплощению в будущем.

---------- Сообщение добавлено 17.42 ---------- Предыдущее сообщение было 17.40 ----------

Emaster, что скажете о поддержке AVX AVX 1.1 AVX 2.0? Есть преимущества если больше AVX 1.0?

В текущей версии (как в нынешней пре-бета, так и в будущих бета и коммерческом релизе) поддержка только первой версии AVX.

---------- Сообщение добавлено 17.45 ---------- Предыдущее сообщение было 17.42 ----------

Максим, вы думаете система в авто не может к ним стремиться?

Как мне кажется, практичность и условия эксплуатации оборудования и акустики в автомобиле задают верхнюю планку для звука. И она всегда будет ниже, чем в специально оборудованной комнате, которая никуда не едет

[ostashv-evgeniyy]

Это понятно, что машина дааалеко не комната, но стремление-то есть всеравно к домашнему топу

[emaster]

Это понятно, что машина дааалеко не комната, но стремление-то есть всеравно к домашнему топу

Здесь мне, наверное, не хватает опыта - никогда не приходилось посещать авто, где есть что-то большее, чем дополнительный саб в багажнике

[Traktorist3d]

Здесь мне, наверное, не хватает опыта - никогда не приходилось посещать авто, где есть что-то большее, чем дополнительный саб в багажнике

Хорошо вам, забот зато меньше)

---------- Сообщение добавлено 01.22 ---------- Предыдущее сообщение было 01.14 ----------

Максим, получается в будущем появится поддержка AVX 2.0 , я так понимаю увеличится производительность при работе дефоники, можно примерно прикинуть на сколько %?

[ostashv-evgeniyy]

А какая версия AVX у AMD Athlon X4 840, то-ли я плохо ищу, то-ли на сайте у них нет ни чего про AVX?

---------- Сообщение добавлено 18.57 ---------- Предыдущее сообщение было 18.56 ----------

Хорошо вам, забот зато меньше)

О, да!

[Карта]

А покажите pls ваше главное окно конфигуратора.

[emaster]

Максим, получается в будущем появится поддержка AVX 2.0 , я так понимаю увеличится производительность при работе дефоники, можно примерно прикинуть на сколько %?

Примерно в 2 раза.

---------- Сообщение добавлено 19.44 ---------- Предыдущее сообщение было 19.41 ----------

Повторил, понял причину - для левого и правого каналов генерируются два разных коротких образца белого шума. И так, как они короткие, не происходит достаточного усреднения сигнала и появляется разница. Думаю, как лучше пофиксить.

---------- Сообщение добавлено 20.08 ---------- Предыдущее сообщение было 19.44 ----------

Исправил - теперь для каждого канала делается и усредняется 20 замеров. Графики стали как в учебнике.

[dee-jan]

Завтра, если кому-нибудь надо, проверю нагрузку на своем Хасвеле 4130 с AVX 2.0.

[Traktorist3d]

Завтра, если кому-нибудь надо, проверю нагрузку на своем Хасвеле 4130 с AVX 2.0.

Хоть дефоника еще не поддерживает AVX 2.0,все равно будет интересно. Если не трудно, сделайте 6 каналов, 2 из которых с бандпасс фильтрами, 4048 тапсов на всех, STR FIR. У меня в таком конфиге Core I5 2500K до 75% скачет загрузка.

---------- Сообщение добавлено 09.54 ---------- Предыдущее сообщение было 09.52 ----------

Если ваш 4130 в 100% не упрется, можно брать смело на вторичке i3 4370 и не париться.

---------- Сообщение добавлено 09.55 ---------- Предыдущее сообщение было 09.54 ----------

Примерно в 2 раза.

---------- Сообщение добавлено 19.44 ---------- Предыдущее сообщение было 19.41 ----------


Повторил, понял причину - для левого и правого каналов генерируются два разных коротких образца белого шума. И так, как они короткие, не происходит достаточного усреднения сигнала и появляется разница. Думаю, как лучше пофиксить.

---------- Сообщение добавлено 20.08 ---------- Предыдущее сообщение было 19.44 ----------

Исправил - теперь для каждого канала делается и усредняется 20 замеров. Графики стали как в учебнике.

Очень прилично... если в 2 раза...

---------- Сообщение добавлено 10.12 ---------- Предыдущее сообщение было 09.55 ----------

А какая версия AVX у AMD Athlon X4 840, то-ли я плохо ищу, то-ли на сайте у них нет ни чего про AVX?

---------- Сообщение добавлено 18.57 ---------- Предыдущее сообщение было 18.56 ----------


О, да!

Наверное только AVX 1.1

[ostashv-evgeniyy]

Наверное только AVX 1.1

А дефоника работает только с 1.0, как я понял, т.е. это железо не подходит?

[Traktorist3d]

Пока только с 1.0, в будущем будет и с 2.0. По идее и с процем без AVX будет работать, просто медленнее.... В принципе CORE I3(1150 сокет) можно брать, как появится в дефонике AVX 2.0 и I3 будет резвее перерабатывать STR FIR. Я дома в наушниках переключаю с FIR FFT на FIR STR не могу сказать что слышу разницу.

---------- Сообщение добавлено 21.41 ---------- Предыдущее сообщение было 21.38 ----------

ostashv-evgeniyy, core i3 можно на вторичке найти за те же деньги, что и атлон который вы привели в пример, и не париться, зная что у вас уже проц с AVX 2.0 и позже это будет задействовано. Тем боле в Санкт-Петербурге

[ostashv-evgeniyy]

Offтопик:
За бу проц в Питере хотят 7к рублей.
Заказал в Юлмарте на свою контору, мать ASUS H81I-PLUS и проц Intel Core i3-4170. Товар со следами эксплуатации. Плюс, так как заказываю на юр.лицо 18 процентов скидка, в смысле НДС , да еще и моя контора пост клиент и есть доп скидка. Короче мать с процом обходится примерно в десятку.