Achim (Teufel Consono 35 Mk3)

[wisler]

Hi liebe Community,

heute möchte auch ich mich kurz vorstellen und wie zu ich Audio gekommen bin.

Ich glaube es hat alles angefangen, als ich mein erstes 5.1 System vom Aldi gekauft habe. Es war nicht teuer ca. 50€ und heute ist mir die Klangwelt doch etwas dürftig geworden, aber jeder fängt klein an. Zuerst habe ich es in meinem Kinderzimmer benutzt und später in meinem Wohnzimmer, heute ist es sogar noch an meinem Arbeitsrechner angeschlossen.

Meine aktuelle Ausstattung ist ein Denon X2000 mit Teufel Consono 35 Mk3 (ist jetzt vielleicht nicht High End, doch für mich im Moment vollkommen ausreichend). Für die Wiedergabe verwende ich einen Asrock ION 330 mit LUbuntu und einer modifizierten Kodi (früher XBMC) Version, wozu ich gleich noch mehr schreiben möchte. Dies wird auch der Grund sein, dass man mehr von mir in der Kategorie Computer-HiFi lesen wird.

Nun noch mehr zu mir selbst. Ich bin 28 Jahre alt und im Moment noch Elektrotechnik Student. Ich denke erst mein Studium und meine Abschlussarbeit haben mich richtig zu Audio gebracht, denn es hat mich fasziniert was man alles mit digitaler Signalverarbeitung machen kann. In meiner Bachelor Abschlussarbeit habe ich versucht die Klänge einer E-Gitarre zu simulieren und diese auf einer CUDA GPU berechnen zu lassen. Später sind im Rahmen einer Projektarbeit eine Verstärkersimulation (Abschlussarbeit von einem Kommilitonen) und die schnelle partitionierte Faltung (gleicher Algorithmus wie BruteFIR nutzt) dazu gekommen.

In der Projektarbeit hat es mir so viel Spass gemacht die Schnelle Faltunng zu implementieren, dass ich beschlossen habe daraus die Bibliothek LibXConvolver) zu entwickeln. Das "X" steht für die Optimierung (Native, SSE, später auch CUDA, OpenCL, AVX, ...), die man verwenden möchte. Es soll sozusagen ein BruteFIR der next Generation werden, denn ich möchte auch die GPU verwenden. Dadurch sollte es möglich sein auch mit einem kleinen PC, wie es der Asrock ION 330 ist, viele FIR-Filter gleichzeitig berechnen zu lassen. Eine GPU hat einfach mehr Recheneinheiten wie eine normale CPU und der Algorithmus für die Schnelle Faltung bietet sich für eine Parallelisierung förmlich an.

Weiterhin sind mit einer Bibliothek einfach mehr Anwendungen realisierbar, als mit einem einzelnen Programm. Deshalb habe ich angefangen LibXConvolver in ein Kodi Addon zu integrieren (adsp.xconvolver). Damit soll es später möglich sein in Kodi nativ FIR-Filter zu laden und diese mit dem Audiosignal verrechnen zu lassen. Im Moment ist die AudioDSP-Implementierung noch nicht offiziell, aber Alwinus und ich versuchen diese Funktion in die nächste Kodi Version zu integrieren.

Ich möchte gerne mit dem Addon verschiedene Dinge ausprobieren:

1. digitale Raumkorrektur
2. Raumsimulation
3. Binaural Hearing (räumliches Hören mit Kopfhörern)
4. und was man sonst noch so mit einer Faltungsengine machen kann

Das sind auch die Gründe warum ich mich hier im Forum angemeldet habe, denn ich möchte gerne mehr über digitale Raumkorrektur lernen und es mit meinem Addon ausprobieren.

Ich bin jetzt vielleicht nicht der große Musikhörer, aber dafür ein riesen Fan von guten Filmen mit Surround Sound.

So das war es schon von meiner Seite, falls ihr noch mehr wissen wollt scheut euch nicht zu fragen.

[uli.brueggemann]

Hallo Achim,

willkommen hier im Forum.

Ich bin (zugegeben als kommerzieller Anbieter) immer interessiert an neuen Ideen bzgl. Faltung. Dass hier Cuda interessante Möglichkeiten bietet ist mir auch schon länger bekannt. Es setzt aber voraus, dass man wiederum eine geeignete GPU verwendet, was ja nicht bei allen PCs der Fall ist.

Sofern nun der LibXConvolver ohne Cuda eingesetzt wird: worin unterscheidet er sich z.B. von Brutefir? Gibt es hier Leistungsverbesserungen oder letztlich dasselbe Ergebnis da Brutefir ja ebenfalls FFTW3 verwendet?

Wie kann die Library z.B. mit anderen Programmiersprachen verwendet werden? Stehen dazu unter Windows z.B. DLLs zu Verfügung?

Es gibt noch mehr Fragen. Aber nicht alles auf einmal

Grüsse
Uli

[wisler]

Hallo Uli,

im Moment ist LibXConvolver (LXC), noch unter GPLv3 (wegen FFTW) veröffentlicht. Ich plane für stabile Versionen eine LGPL anzustreben, womit auch kommerzielle Anwendungen möglich werden sollten. Doch im Moment kenne ich mich noch zu wenig mit solchen Lizenmodellen aus. Ja, man braucht eine NVidia GPU, doch ich möchte später OpenCL hinzufügen. Dadurch sollten auch andere GPUs oder Multicore CPUs verwendbar sein. Du darfst LXC nicht als reiner Convolver sehen, sondern als Bibliothek, die dir verschiedene Optimierungen durch ein einheitliches Interface zur Verfügung stellt.

Es ist im Moment nicht viel anders als BruteFIR, da auch SSE3 zum Einsatz kommt und wie du schon gesagt hast FFTW verwendet wird. Ein Leistungsvergleicht konnte ich noch nicht vornehmen ist aber in Planung. Doch meine Software Architektur lässt es zu andere FFT-Implementierungen zu verwenden und man ist nicht auf FFTW angewiesen. Deshalb möchte ich später für die GPU cuFFT verwenden und kann mir so sparen die FFT-Daten zwischen CPU und GPU hin und her zu kopieren. Dadurch läuft die komplette Faltung auf der GPU.

Im Moment steht die Bibliothek nur unter der Sprache C zur Verfügung. Dadurch sollte es jedoch ohne weiteres möglich sein sie z.B. in Python zu integrieren.

Stell nur ruhig alle Fragen, wenn ich eine Antwort weiß bekommst du sie.

[Hans-Martin]

Ich möchte gerne mit dem Addon verschiedene Dinge ausprobieren:

1. digitale Raumkorrektur
2. Raumsimulation
3. Binaural Hearing (räumliches Hören mit Kopfhörern)
4. und was man sonst noch so mit einer Faltungsengine machen kann

Das sind auch die Gründe warum ich mich hier im Forum angemeldet habe, denn ich möchte gerne mehr über digitale Raumkorrektur lernen und es mit meinem Addon ausprobieren.

Hallo Achim

Auch von mir ein herzliches Willkommen!

Und ich scheue mich nicht, deiner Aufforderung nachzukommen, sogleich zu fragen, ob du Literatur zum Thema Binaural Hearing hast, oder konkrete Ausführungsansätze dazu. Im Gegensatz zur digitalen Raumkorrektur, wo man per Mikrofon die Ist-Situation erfassen kann, ist beim Binaural dieser Weg verbaut. Erschwerend kommt hinzu, dass Aufnahmen überwiegend für Lautsprecherwiedergabe abgemischt werden, da kann eine Diffusfeldentzerrung für den Hörer helfen. Man möchte der üblichen im-Kopf-Lokalisation ein Schnippchen schlagen.

Der Kopfhörer hat einen individuellen Frequenzgang, wie man den Testergebnissen der Zeitschriften entnehmen kann, gemessen am künstlichen Ohr von B&K. Die relativen Unterschiede sind sehr deutlich, wieweit für das individuelle Hören relevant, und vor allem nach welchen Kriterien korrigierbar, weiß ich (noch) nicht. Denkbar wäre ein individueller Vergleich gegen linearisierte Lautsprecher im reflexionsarmen Raum, um gehörmäßig Pegelunterschiede für eine Korrektur festzustellen.

Ich habe noch nicht versucht, Dolby Headphone zu entschlüsseln, das wird auch zu kompliziert, und ich bin bekennender Stereo-Hörer.

Grüße Hans-Martin

[wisler]

Hallo Martin,

Und ich scheue mich nicht, deiner Aufforderung nachzukommen, sogleich zu fragen, ob du Literatur zum Thema Binaural Hearing hast, oder konkrete Ausführungsansätze dazu.

Ich habe mich mit dem Thema noch nicht zu sehr auseinander gesetzt. Das einzige was ich bis jetzt gefunden habe ist die ARI HRTF Database. Dort kann man HRTFs runterladen. Die ich gerne einmal mit LibXConvolver testen möchte. Ein weiteres Ziel von mir ist, LXC in Unity3d zu integrieren und es für Spiele zu nutzen. Ich möchte damit gerne zeigen, dass Audio in den letzten Jahren etwas in den Hintergrund rückt und das Bild immer mehr in den Vordergrund rückt. Ich finde aber für ein gutes Spiel braucht man beides. Ich hatte mal ein Buch gefunden, kann mich aber nicht mehr genau erinnern wie detailliert dort die Binaural Thematik beschrieben war. Bei Interesse würde ich nochmals genauer in meinen Unterlagen suchen und poste es hier.

Bis jetzt habe ich nur foobar mit einem DolbyHeadphone Plugin und einem Bose AE2 genutzt. Ich empfand die Hörsituation mit dem Kopfhörer viel angenehmer, da die Tonquelle nicht direkt aus dem inneren des Kopfes kommt, sondern sie schwebt sousagen etwas vor einem. Als ich mich dann genauer mit der schnellen Faltung und LXC auseinander gesetzt habe, bin ich auf die Idee gekommen es einmal mit LXC verwenden zu wollten.

Falls du mehr zur Korrektur von Kopfhörern findest, benachrichtige mich bitte da ich daran auch Interesse habe.