Как исправить ачх наушников программно

Делаем звук в наушниках объёмным. Цифровая обработка сигналов для домашнего применения

Если вы когда-нибудь прослушивали музыку через наушники и через колонки, то наверняка обращали внимание, что звучит она по-разному. В наушниках часто возникает ощущение, что источник звука находится где-то внутри головы. Бывают и другие негативные эффекты: некоторые старые записи сделаны так, что, например, гитара полностью смикширована в левый канал, а ударные — в правый. На колонках это звучит нормально — как будто гитарист стоит примерно там где один из громкоговорителей, но в наушниках — это весьма неприятно, потому что неестественно: в природе не бывает такого, чтобы звук слышало только одно ухо.

Скажу больше: подавляющее большинство коммерческих аудиозаписей рассчитаны именно на прослушивание через колонки. То есть звукорежиссёр при подготовке записи делает всё, чтобы она правильно (в соответствии с задумками автора) звучала в студийных мониторах, а как оно будет в наушниках — с большой вероятностью даже не проверит.

Казалось бы, если нравится — всегда можно слушать через колонки. Но увы, бывают ограничения: хочется послушать музыку в офисе, в транспорте, да или просто поздно вечером, когда дети/родители/соседи уже давно спят. Кроме того, стоимость качественных акустических систем в разы превышает стоимость качественных наушников. А есть ещё может понадобиться отдельный усилитель, акустическая обработка комнаты и т. д. Иногда колонки просто негде разместить в квартире. С наушниками всё проще.

Что делать?

Одну минуточку! Но ведь когда мы слушаем музыку через колонки (или вообще сидим в концертном зале), каждого уха достигает совершенно определённый акустический сигнал. Значит если записать этот сигнал с помощью маленького микрофона, расположенного внутри каждой ушной раковины, и потом воспроизвести через хорошие наушники, то мы получим то же самое ощущение присутствия в зале. Разве что за исключением низкочастотных сигналов, ощущаемых грудной клеткой. Впрочем, это слишком сложная процедура, хотя такие записи (их называют бинауральными) иногда делают, и даже продают.

А что если воспроизвести через колонки какой-то тестовый сигнал, записать его этими самыми крошечными микрофонами в ушах, определить, как сигнал преобразовался, и потом аналогичным образом преобразовывать любимую музыку перед проигрыванием через наушники?

HRTF и HRIR

Представьте себе, что у вас есть только одна колонка, и она стоит, допустим, справа от вашего монитора. Подадим на неё короткий импульс. Излучаемый акустический сигнал обозначим как x(t). Тогда Вашего правого уха соответствующая акустическая волна достигнет чуть раньше, чем левого. Кроме того, от левого уха колонку будет заслонять ваша голова, в результате туда попадёт чуть более «глухой» и более тихий звук. На самом деле, до правого уха этот звук тоже не дойдёт неизменным: помимо прямого сигнала, будет ещё сигнал, отражённый от виска, от ушной раковины и т. д. Об отражениях от монитора, стола, стен, потолка, пола и мебели говорить пока не будем, представим себе, что их нет. Обозначим сигнал, принятый левым ухом, как X_L(t), а правым ухом — X_R(t). Эти сигналы можно представить как исходный сигнал, преобразованный двумя разными функциями: X_L(t)=F_L(x(t)) и X_R(t)=F_R(x(t)).

Подобные преобразования, вносимые в акустический сигнал можно описывать по-разному — можно нарисовать амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики, можно расписать передаточную функцию в виде многочленов, а можно задать импульсную характеристику и описать это преобразование как операцию свёртки (обозначим её символом *), тогда:

где h_L(t) и h_R(t) — импульсная характеристика фильтров соответственно для левого и правого уха.

Но как узнать вид этих передаточных функции или импульсных характеристик? К счастью, это уже было сделано (и не один раз). Например, в 2003-м году в институте IRCAM (Франция) были обследованы несколько десятков человек. Каждого из них сажали на стул в специальной акустической безэховой камере, устанавливали в уши крошечные микрофоны, а дальше воспроизводили тестовые сигналы с помощью небольшого, но сравнительно качественного студийного монитора, закреплённого на специальном сервоприводе так, чтобы можно было перемещать его в двух плоскостях, сохраняя неизменным расстояние до слушателя. Таким образом звук приходил к голове испытуемого под разными углами. Записанные сигналы обрабатывались, производилась коррекция для исключения неидеальности характеристик микрофонов и акустической системы. В результате для каждого человека было получено почти по две сотни импульсных характеристик. Их называют Head-Related Impulse Response — импульсная характеристика относительно головы. В литературе чаще встречается термин HRTF , это почти то же самое.

Казалось бы, задача решена. Ищем в базе данных IRCAM импульсную характеристику, снятую на уровне глаз с азимута, скажем, 30 градусов, всю прослушиваемую музыку пропускаем через соответствующий FIR-фильтр и подаём на хорошие наушники с плоской АЧХ . К сожалению, всё несколько сложнее…

Реальные наушники

В мире есть пара десятков крупных брендов, предлагающих качественные головные телефоны — Sennheiser, AKG, Beyerdynamic, Sony и т. д. Многие из них занимаются этим бизнесом не один десяток лет и придерживаются определённых традиций. Одна из них — фонограмма должна звучать в наушниках аналогично колонкам: никакие частоты не должны «выпячиваться» или «проваливаться» по сравнению с прослушиванием аналогичной фонограммы на качественных акустических системах с плоской АЧХ. Проблема в том, что для этого приходится делать наушники с кривой АЧХ. Например, часто в качестве оптимальной АЧХ наушников принимают одну из семейства кривых «Harman Target Curves». Таким образом, фактически, производители наушников уже давно и достаточно успешно рещают задачу имитации «прямой» импульсной характеристики, то есть звук из правой колонки воспринимается также, как звук из правого наушника. «Обратный» звук — такой, который попадает из правой колонки в левое ухо, в обычных наушниках отсутствует. Именно его нам и нужно сформировать, обладая знанием об HRTF.

На самом деле, помимо имитации «прямой» HRTF осуществляется ещё и некая стандартная эквализация, но об этом поговорим как-нибудь в другой раз.

Немного рассуждений

Если вы прониклись концепцией, но зеваете при виде формул — можете пропустить этот раздел.

Итак, у нас есть комплект импульсных характеристик: h_R(t) и h_L(t). Мы предполагаем, что «прямая» HRTF (то есть h_R(t) в нашем примере) имитируется за счёт конструкции головных телефонов, иначе говоря, наушники производят преобразование вида F_R(), то есть делают свёртку сигнала с h_R(t). Теперь нам нужно придумать фильтр, который сделает так, чтобы в левое ухо попал сигнал X_L(t) — как если бы мы слушали колонки. Обозначим импульсную характеристику этого фильтр как h_corr(t). Должно выполняться равенство: h_corr(t)*h_R(t)*x(t)=h_L(t)*x(t). Здесь появляется свёртка с h_R(t), так как левый наушник имеет точно такую же конструкцию как правый и преобразует сигнал точно также. Сократим лишнее (со свёрткой так можно): h_corr(t)*h_R(t)=h_L(t).

У меня в институте не было курса по цифровой обработке сигналов, но о преобразовании Фурье нам, конечно, рассказывали в рамках курса мат. анализа. Поэтому я помню, что преобразование Фурье — это фактически переход из временной области в частотную, а свёртка во временной области эквивалентна умножению в частотной области. Обозначим преобразование Фурье как fft(). Тогда:
fft(h_corr(t)) ⋅ fft(h_R(t)) = fft(h_L(t))
(символом ⋅ обозначаем поэлементное умножение).
Тут здорово то, что в частотной области не возбраняется не только поэлементное умножение, но и деление:
fft(h_corr(t)) = fft(h_L(t)) / fft(h_R(t)).

Дальше остаётся перейти снова во временную область (выполнить обратное преобразование Фурье), и мы получаем импульсную характеристику необходимого нам фильтра!

Если углубиться в теорию, то выяснится, что такой фокус — перейти в частотную область, поделить и перейти обратно во временную область — не всегда возможен. Забегая вперёд скажу: в данном случае возможен.

Для полноты картины нужно отметить, что в итоге нужно к сигналу, подаваемому в левый наушник прибавить сигнал правого канала, пропущенный через найденный нами фильтр, а к сигналу, подаваемому в правый наушник прибавить сигнал левого канала, также пропущенный через этот фильтр.

Я считаю, что нахождение фильтра, определяющего именно разность между сигналами для каждого из ушей концептуально более правильно, чем раздельное преобразование сигналов для правого и левого уха. Ведь мозг ничего не знает об истинном характере звука в пространстве. Он воспринимает только сигналы от обоих ушей, и по разнице между этими сигналами пытается определить направление на источник звука.

Второй важный момент: для локализации звука (то есть определения направления) не имеет особого значения АЧХ самих наушников (как и их «target curve») — она сократилась в наших уравнениях. Однако, необходимо, чтобы левый и правый наушники были максимально похожи. Поэтому, никто не мешает до или после данного фильтра использовать обычную эквализацию, чтобы получить именно такой спектр звука, какой нам хочется. Заодно можно компенсировать недостатки АЧХ наушников и/или недостатки записи.

О существующих решениях

Я не претендую на полный обзор, но кое-что перечислить всё-таки нужно. Во-первых есть много плагинов для разных программных аудио-плееров и редакторов, осуществляющих так называемый cross-feed. Подавляющее большинство из них — просто подмешивают звук противоположного канала. Иногда слегка его фильтруют и/или добавляют задержку. К сожалению. я не нашёл ни одного плагина такого типа, позволяющего сформировать звуковую картину, аналогичную прослушиванию на хороших колонках, когда можно с закрытыми глазами показать, где «находится» каждый из исполнителей. Возможно, причина в том, что у меня не самая типичная голова — значительно шире среднестатистической (замучился выбирать велосипедный шлем для катания зимой).

Единственный готовый инструмент из тех, что я пробовал, обеспечивший хорошую локализацию в пространстве — Dolby Headphones. Существует плагин-обёртка для известного в узких кругах аудиоплеера foobar2000, позволяющая обрабатывать звук соответствующей библиотекой от Dolby. Но у неё есть два недостатка. Во-первых, она искажает АЧХ. Есть подозрение, что она рассчитана именно на наушники с ровной АЧХ (как в рассуждениях выше). Это можно выправлять эквалайзером, но как-то неаккуратненько. Второй недостаток — сомнительная легальность. Наверное, можно купить программный пакет, в который входит эта библиотека от Dolby, но не знаю, насколько будет правомерно использовать её отдельно. Также есть очевидные сложности с использованием на ОС, отличных от Windows. Можно, конечно, снять импульсные характеристики, и использовать их, но это уже reverse-engineering, что тоже не всегда легально.

Разбираемся в нюансах и кодим

Если хочется наконец попробовать, и лень читать все эти буквы — в конце есть ссылка на GitHub, но лучше всё-таки прочитать, т. к. комментариев в коде немного, а readme.md я пока не написал.

Традиционно подобные фильтры часто делают в Matlab. Я никогда раньше с ним не работал, но решил повозиться с открытым аналогом — GNU Octave. Итак, за дело.

Для начала посмотрим, как выглядят импульсы от IRCAM. Виртуальные колонки у меня будут стоять под углом +-30 градусов — это классическая расстановка, когда колонки и слушатель образуют равносторонний треугольник. Вначале был соблазн взять единственный стерео-файл, в котором записаны сигналы для правого и левого уха, но оказалось, что импульсы правого и левого каналов могут ощутимо различаться (вероятно, вследствие асимметрии головы у большинства людей), поэтому стоит брать один и тот же канал, например, левый и файлы, снятые под разными углами. Я после ряда проб и ошибок выбрал файлы IRC_1006_R_R0195_T030_P000.wav и IRC_1006_R_R0195_T330_P000.wav, но, повторюсь, у меня не самая типичная голова, поэтому Вам с большой вероятностью лучше подойдёт какая-нибудь другая пара импульсов.

Здесь 1006 — идентификатор испытуемого, 0195 — расстояние от громкоговорителя до головы в сантиметрах, 030/330 — азимут (0 — колонка ровно перед слушателем, 90 слева, 180 — сзади, 270 — справа), 000 — нулевой угол над горизонтом. Также на сайте IRCAM доступны xml-файлы с описанием испытуемых — рост, расстояние между ушами, длина волос, размер ушных раковин и т. п. Посмотрим как выглядят эти импульсы.

Direct impulse Opposite impulse

Длина импульсов составляет 8192 сэмпла, при частоте дискретизации 44.1кГц. Получается 186мс, что соответствует длине волны 63м. Очевидно, что длина сильно избыточна, поскольку при такой длине волны (на 2 с лишним порядка больше размера головы!) никакого стереоэффекта нет, и оба уха слышат идентичный сигнал. Поэтому при загрузке файлов их можно сразу обрезать до 1024..4096 семплов. Например так:

Данные ненужного канала тоже выкинем.

Далее проведём наши вычисления на основе быстрого преобразования Фурье:

По-умному это называется deconvolution или system identification (т. к. позволяет определить свойства системы на основе входного и выходного сигналов). Посмотрим, что получается:

FFT deconvolution

Что-то получилось 🙂 Скажу больше, оно в целом даже работает как ожидалось. Однако, отношение сигнал-шум в этом импульсе не радует глаз. Перфекционист внутри меня негодует. Можно провести свёртку, и проверить, что h_corr(t) * h_R(t) = h_L(t).
Посмотрим, как будет выглядеть «сигнал ошибки»:

FFT error

Не скажу, что идеально, ошибка порядка нескольких процентов. Видимо не всё так просто.

Пришлось засесть за Гугл и найти учебники по цифровой обработке сигналов. Оказывается, проблема известна уже чуть ли не пол века: деконволюция через преобразование Фурье даёт большие ошибки. К счастью, более подходящие методы тоже давно известны. Один из классических — метод наименьших квадратов (МНК) с использованием матрицы Тёплица и её инверсией методом Дурбина-Левинсона. Было найдено несколько готовых реализаций для Matlab, из которых получилось сделать то, что хотелось (подробности здесь приводить не буду, если интересно — можно посмотреть на гитхабе).

Сам импульс, полученный с помощью МНК:

LMS deconvolution

И «сигнал ошибки»:

LMS error

Теперь получше, ошибка около одного процента.

Попробуем увеличить масштаб картинки с полученным импульсом:

LMS deconvolution, zoomed-in

Мне кажется, в этом импульсе многовато высокочастотных составляющих. Что ж, попробуем обрезать всё, что выше 20кГц (за пределами диапазона слышимых частот) с помощью ФНЧ :

LMS deconvolution, LPF

Выглядит ещё лучше.
Я слабо верю, что можно услышать разницу с использованием ФНЧ и без. На ресурсоёмкость это тоже не должно влиять. В общем, решение спорное, но я захотел сделать так.

Так, мы совсем забыли о длине… Мы же говорили, что 8192 сэмпла — это безумно большой запас, а сами сделали всего лишь вдвое меньше. Причём значительная часть энергии в импульсном отклике этого фильтра — банальный шум! Думаю, здесь стоит применить так называемую оконную функцию, например, функцию Блэкмана.

Честно говоря, я не стал выяснять, какая оконная функция здесь подходит лучше всего, но функция Блэкмана используется, например, в программе DRC, выполняющей похожую задачу, и я решил поступить также. Надеюсь, автор DRC посвятил этому вопросу больше времени 🙂
Не уверен, будет ли слышно разницу, но перфекционизм.

Сначала определим, где будет центр оконной функции. Для этого возьмём медиану группового времени задержки, которое даёт наш фильтр:

Теперь сформируем собственно оконную функцию и поэлементно умножим на неё наш импульс.

LMS deconvolution, LPF, windowing

Неплохо. Часть лишнего удалось убрать. Думаю, если уменьшить длину импульса ещё в 2..4 раза, то будет совсем красиво. Но тут надо оценивать на слух — я отчётливо слышал разницу в зависимости от длины импульса. Впрочем, это могли быть артефакты фильтрации на лету при прослушивании.

Дальше имеет смысл визуально сравнить полученный импульс после свёртки с исходным (примерно это мы делали при попытке использовать FFT). Я вывел на один график сами импульсы, и их же в частотной области, то есть после преобразования Фурье — отдельно модуль (то есть по сути АЧХ), действительную часть и мнимую часть:

Выглядит годно. Заметные отличия (и то если увеличить :)) — в области самых верхних частот, где мы собственно применили ФНЧ. То есть, похоже, что всё правильно.

Осталось сохранить полученный импульс в два стерео-файла, отличающихся только переменой правого и левого каналов.

Теперь осталось проверить, что собственно получилось. Для этого я использовал уже упоминавшийся аудиоплеер foobar2000 с плагином «Stereo Convolver». Настроен он у меня следующим образом:

Также рекомендую заняться эквализацией — значительных изменений тонального баланса от этого фильтра быть не должно, но тем не менее… Да и вообще, эквализация под свои вкусы никогда не помешает.

Если результат в плане пространственного разрешения фонограмм не понравился — можно попробовать выбрать другой импульс из базы IRCAM и попробовать снова. Либо закрыть эту страницу и заняться чем-нибудь более интересным.

В комментариях был задан вопрос о целесообразности использования для прослушивания свёртки в реальном времени на основе FFT. В теории известно, что вычисление свёртки на основе FFT (с лучае правильной реализации) имеет не худшую точность, чем «прямая» реализация свёртки. Однако позднее была проведена серия экспериментов, которая показала, что именно этот плагин — Stereo Convolver — выполняет свёртку недостаточно точно. Имеют место кореллированные с сигналом ошибки величиной порядка 0.05. По меркам численных методов это много, хотя на слух сильной разницы лично я не уловил. Тем не менее, имеет смысл заняться подбором/разработкой более точного плагина. К слову, вычисление свёртки с помощью FFT в GNU Octave (функция fftconv()) даёт ошибку порядка 10 -17 , то есть на уровне погрешностей округления — как и должно быть в теории.

Заключение

В общем, результаты этого хоббийного исследования меня удовлетворяют. Лучшего пространственного разрешения в наушниках я пока не слышал. Ну и заодно слегка подтянул знания в области цифровой обработки сигналов.

Есть и кое-какие мысли по дальнейшему развитию подхода.

Да, пара иллюстраций позаимствована с Википедии. Вроде бы лицензия это допускает.

Источник

     
Наш youtube    

  
Наш инстаграм   

 ☝ Сказать спасибо!   

      
Правила форума   

Программная коррекция звучания наушников.

Модератор: LinuxManiac

Наверное многие помнят нашумевший обзор, когда автор получил сверхровную АЧХ при использовании DSP процессоров. Хотите повторить подобный эксперимент с наушниками? Тогда я к вам иду!

1. Вместо введения.
Около года назад разработчиком lamer911 была получена просто сказочная АЧХ:

График в полном размере доступен в авторском обзоре.

Самый интересный вопрос так и остался без ответа: а как всё это звучит?
Ведь не у каждого есть возможность напроситься к автору на прослушивание сетапа.

Тогда же было озвучено (тыц 1 и тыц 2), что подобные проекты — удел избранных.

Для реализацииповторения проекта требуется выполнение ряда условий:
— знания и умения
— оборудование (в т.ч. измерительное)
— комплектующие и материалы
— инструменты иили доступ к станкам
— время
— финансирование

Не удивительно, что проект так и остался в единственном экземпляре (авторском).

Муза часто толкает меня на всякие авантюры. Так и в этот раз.
А можно ли повторить идею линеаризацию АЧХ, но не для АС, а для наушников?
И, конечно же, более доступными средствами и без знаний программирования.
Да, возможно!

Техническое задание:
— не использовать для проведения эксперимента самодельные или покупные микропроцессорные устройства
кроме оговоренных ниже
— не использовать паяльник и другие радиолюбительские инструменты (отвёртки, клещи и т.д.)
— результат

должен быть пригоден для повторения обычными пользователями

в обычных жилых условиях (никаких лабораторий с пропускным режимом, полигонов

в штате Невада

, железобетонных бункеров со стальными дверями и подобного)

1. Список оборудования, который потребуется:
— усилитель для наушников (например, SMSL sApII TPA6120A2 )
— измерительный микрофон или любой другой микрофон, которому Вы доверяете
— персональный компьютер или ноутбук
— программа SpectraLab
— проигрыватель Aimp v.3.10 build 1074
— стандартные соединительные кабели

Ну и конечно же

проводные

наушники CCZ Coffee Bean DC-1.
Их то мы и будем «жарить» (нет, это не то, о чём подумали многие ).

Наушники способны создать значительное звуковое давление, особенно при подводимой мощности 10х и более.
Поэтому статья «Осторожно: головные телефоны!», опубликованная в журнале Радио №8 в далёком 1997 году,
не потеряла свою актуальность. Берегите свой слух!

3. Постановка эксперимента.
Начнём со схемы подключения:

Как пользоваться Спектралабом — смотрите Компьютерный практикум по электроакустике (Вологдин Э.И., Санкт-Петербург 2012).

Схема одинаковая для ряда задач:
— проверка АЧХ АС и наушников (в октавной шкале частот)
— проверка THD, IMD, отношения S/N и др. (в логарифмической шкале частот)
— калибровка микрофонов

Т.е. для Спектралаба без разницы, что калибровать, хоть соединительный кабель. )))

Построение файла калибровки для любого микрофона — уже пройденный этап. Файл «калибровки» для наушников ничем не отличается от файла к измерительному микрофону.

И так, АЧХ наушников получена в недавнем обзоре:

Компенсирующая АЧХ — это по сути зеркальная копия.

Если бы файл калибровки можно было загрузить в программный или аппаратный плеер, было бы супер.
Но «скормить» файл калибровки плееру — это задачка для программистов, а я таковым не являюсь.

Нужно что-то простое. Решение найдено!
Это 18-и полосный эквалайзер, который есть в плеере Aimp.
Теперь источником сигнала будет не генератор розового шума в Спектралабе,
а трек с записью розового шума.
За воспроизведение трека отвечает плеер Aimp, а движками эквалайзера мы будем подстраивать АЧХ по живому,
наблюдая результат в Спектралабе.

Процедура следующая:
1) запустить на воспроизведение трек в плеере
2) усреднение в Спектралабе следует установить 40..50
3) коррекцию следует начинать с частоты, отклонение на которой относительно 1 кГц наибольшее (НЧ или ВЧ — на Ваш выбор)
ПРИМЕЧАНИЕ
Если диапазона регулировки +-15 дБ не достаточно, можно схитрить: сдвинуть диапазон СЧ вверх или вниз.
Т.о. можно использовать полный диапазон регулировки 30 дБ !
4) медленно и печально подстраиваем АЧХ до желаемого вида

У меня в первый раз на это ушло почти полчаса. ))

Картинка в ходе эксперимента:

Результат n1 (октавная шкала с усреднением 1/6 октавы):

Эквалайзер покрупнее:

Результат n2 (октавная шкала с усреднением 1/3 октавы):

Я оставил настройки эквалайзера n2.

Нетрудно заметить, что использован

полный диапазон регулировки

от -15 дБ до +15 дБ.
Поясняю для тех, кто не в курсе, сколько это 30 дБ.
В линейных единицах это соответствует в 31,6 раза по напряжению или в 1000 (!) раз по мощности.

Чтобы внести настолько значительную коррекцию, требуется серьёзный усилитель для наушников.
Питание SMSL sApII TPA6120A2 — 24 Вольта, т.е. он способен спалить любые маломощные наушники.
Естественно, что портативные усилители для наушников
с питанием 3,7..5 В для эксперимента не годятся.

4. Теперь можно приступать к жарке кофейных зёрен, т.е. к прослушиванию.
Я несколько опасался сразу же спалить наушники, поэтому установил регулятор(ы) громкости в винде, плеере и на усилителе на самый минимум.
А при чём тут жарка? Да потому что наушники были буквально прожарены мощностью.

Не буду тянуть кота за хвост. Эффект «ВАУ» был достигнут!
НЧ появились, как попкорн из кукурузы: звук такой же, как от саба 100л.
Разница лишь в том, что при работе саба НЧ воспринимается не только ушами.
Первое впечатление: НЧ многовато, но быстро привыкаешь.
Если не наваливать громкости, то всё супер.

Я переслушал некоторые композиции из списка, который использовался для тестирования Coffee Bean.
Как бы описать результат одним словом? Это Жир!

Теперь можно расслабиться и послушать бестовый сборник YELLO:

Если увеличивать уровень громкости, становятся заметны похрипывания.
Не удивительно: это банальный перегруз динамиков наушников.

5. Выводы:
— задача коррекции АЧХ выполнена успешно (условия ТЗ выполнены в полном объёме)
— измерительный микрофон — наше всё (настроить 18 полос эквалайзера без микрофона (на слух) сможет только киборг)
— если уж получилось исправить насколько кривую АЧХ, то для наушников с более ровной характеристикой это возможно и подавно
— наушники CCZ Coffee Bean DC-1 честно подтвердили свою живучесть

Всем удачных экспериментов!

Первостепенным параметром звуковоспроизводящей аппаратуры является равномерность АЧХ, именно от неё зависит корректность передачи информации от звукорежиссёра до слушателя. К сожалению добиться ровной АЧХ практически не возможно, и у любой акустики/наушников(т.к. речь тут про наушники, то АС далее не будет упоминаться) есть свои изъяны, выраженные своеобразным окрасом, зачастую весьма красивым, но имеющим мало общего с натуральностью, по мимо этого часто встречаются весьма не приятные горбы/провалы,которые коверкают звук, например, горб на 250-300гц делает звук глуховатыми грубоватым, а на 3-4кгц звонким, аж сибилянты везде вылезают, провал же на этой частоте прибивает эмоциональность, умертвляя звук. Таких примеров можно привести массу, но общее одно – отклонение от нейтральной/плоской АЧХ приводит к негативным последствиям, за редким исключением. В случае наушников, единственный выход из ситуации – использование эквалайзера.

У ряда эквалайзеров есть масса недостатков, явно ухудшающих звук и вносящих искажения, а так же общий недостаток – изменение фазачастотных характеристик, что не критично, но всё же не приятно, к тому же нарушает локализацию источников в пространстве.

После долгих поисков, множества прослушиваний, и кучи замеров, пришёл к неутешительному выводу, почти всем эквалайзерам к распространённым плеерам(winamp, foobar, WMP) место на виртуальной помойке, от них больше вреда, чем пользы. Небольшое подведение итогов по эквалайзерам – годны только параметрические, из проф. пакетов по работе со звуком(wawes, ozone, …….). Их недостаток – весьма не удобно использовать рядовому пользователю, т.к. ориентированы они на профессионалов в звуке, и ставить кучу софта, делать специфичные настройки, для простого юзера, желающего просто насладиться звуком, слишком напряжённо.

За то есть порт одного из таких эквалайзеров под обычный аудиоплеер – это izotope ozone, в версии для winamp и WMP(нормально работает с foobar через winamp DSP plugin).

Стянуть можно тут(2169 Kb):

http://websound.ru/mirrors.pl?file=player/iz_oz.zip

Этот эквалайзер пожалуй лучшее, что можно найти, ни каких искажений, корректность, не ресурсоёмок(для параметрического типа), удобен и понятен.


//st.overclockers.ru/legacy/v1/35137.jpg

Для настройки вам обязательно понадобиться АЧХ вашей модели наушников, небольшая подборка есть тут:


http://graphs.headphone.com

headphone.com является крупнейшим мировым дистрибьютором наушников, у них весьма серьёзный подход к измерениям, а так же доступ к солидному измерительному оборудованию, но, увы замешены маркетинговые интересы

однако, для отправной точки их графиков достаточно.

Для замера результативной АЧХ лучше всего подойдёт RMAA.


http://audio.rightmark.org

Замер через плеер – сгенерировать сигнал 44.1/16 в RMAA, если карта не поддерживает на прямую 44.1(например, creative), то в 48. В плеере записать его в файл(т.е. как бы прогнать сигнал через плеер(в винампе для этого выбрать Nullsoft Disk Writer в output, в фубаре – через контекстное меню convert>run conversion, настройки с обоих плеерах – без ресемпринга, вывод в PCM, в фубаре обязательно галочка, в настройках, use DSP)), проанализировать исходный файл в RMAA.

Только надо не забыть везде, кроме окна эквалайзера, выставить, вверху справа, bypass.

Цель всего этого – компенсировать АЧХ наушников с помощью коррекции АЧХ сигнала, для этого надо инверсно интерполировать график АЧХ наушников, на сетку RMAA. Удобнее всего это сделать в графическом редакторе, построив кривую, в отдельном слое, по опорным точкам(частотам). Пример, красная линия вручную перенесённая с АЧХ наушников, зелёная – конечный результат:


//st.overclockers.ru/legacy/v1/35169.png

при наличии АЧХ ваших наушников, и свободного времени(1-3часа), можно коренным образом улучшить звучание, особенно это касается не дорогих наушников за 30-100$.

Но это только для базовой настройки, в поисках идеала можно проковыряться не один месяц

Замеры АЧХ стоит использовать лишь в качестве отправной точки, и последний этап, это подгон на слух. Очень хорошо бля выравнивания тонального баланса подходит рок, не большое отклонение в любой области АЧХ уже коренным образом влияет на восприятие, но для этого надо предварительно послушать записи на референсном тракте. Для конечного прослушивания лучше всего подходит классика, т.к. является самым сложным жанром для воспроизведения(но годиться только для прослушивания, корректировать эквалайзер на слух, при прослушивании классика, не получиться).

Пример пресета для профессиональных наушников мониторного типа Sennheiser HD250II (годно только при использовании данных наушников. поместить в pleerPluginsOzone):

[url]
http://cp.people.overclockers.ru/cgi-bin/dl.pl?id=8008&filename=iZOzone.cfg[/url]

пресет HD250_flat, вручную на слух подкорректированная настройка – пресет HD250(стоит по умолчанию).

Так же там есть пресет(HD250_fl_cr) для использования с плагином crossfeed, который можно скачать с официального сайта:


http://www.naivesoftware.com/software.html

данный плагин немного приближает образ сцены к типу, что на колонках, не много, но хоть что то, особенно эффект заметен на звуках по краям стереопанорамы при этом не вносит не приятных искажений, единственное, что чуть-чуть нарушает тональный баланс, но это поправимо.

Именно этот присеет я сейчас использую, и на мой взгляд/слух он самый сбалансированный, т.к. коррекция проводилась на слух, очень кропотливо, с прослушиванием изменений на каждый децибел. Настройка конечно не идеальна, у неё есть изъяны, и возможно весьма существенные, но идеала всё равно не достичь, как бы того не хотелось..

После подключения эквалайзера, с этими настройками, звучание меняется до неузнаваемости(естественно в лучшую сторону), улучшая восприятие на порядок, от былых недостатков в звучании не остаётся и следа. И такое можно сделать с большинством наушников! кроме конечно же самых дешёвых, т.к. ушам до 30-40$ уже ни чего не поможет.

С акустикой обстоит всё сложнее, т.к. очень многое зависит от помещения.

Дерзайте и экспериментируйте!

Вы так же можете поделиться своими мыслями, и задать интересующие вопросы в специальной ветке форума:


https://forums.overclockers.ru/viewtopic.php?p=1559991

2005, Александр Буненков.