Binaurale Messung unter Acourate

Ulis Mess- und Korrekturprogramm

Binaurale Messung unter Acourate

Beitragvon Mister Cool » 25.12.2017, 10:58

Ich habe mir gerade zwei kurze aber interessante Schritt-für-Schritt Einführungen in Acourate angeschaut. Eine von Audiovero Seite und eine Mitch Barnett

https://www.computeraudiophile.com/ca/c ... lkthrough/

Zum Schluß nennt er sein nächstes Projekt, das mein Interesse geweckt hat: „Binaural Microphones“.

Das Thema hat mich vor kurzem sehr beschäftig. Mit Hilfe von selbstgebauten „Semi-Kunstkopf-Mikros“ wollte ich herausfinden, wie unterschiedlich sich das Musiksignal im Auto (ja, ich weiss, schon wieder das Auto... :( ) durch das linke und rechte Ohr anhört. Es ging mir um folgende Problemstellung:
Das linke Ohr wird von den rechten Chassis durch den Kopf abgeschattet. Anderseits ist es zu der harten, spiegelnden linken Seitenscheibe ausgerichtet.
Das rechte Ohr ist weit weg von der rechten Seitenscheibe, aber wird direkt durch den rechten MT/HT „bestrahlt“.
Wird das Signal per normales Mono-Mikro gemessen und auf dieser Basis der DSP dementsprechend eingestellt (also die Frequenzgänge L/R ungefähr deckungsgleich eingestellt), hört sich die tonale Ballance nicht gut an (meiner Meinung nach). Ich mußte anschliessend per Ohr mit Hilfe von Terzfrequenz-Rauschen die Ballance nachkorrigieren.

Mit den gebauten binauralen Mikros wollte ich die Unterschiede gleich beim Messen erfassen und sich das Nachjustieren des DSPs per Ohr ersparen.

Und jetzt zurück zu Acourate. Ich konnte nichts zu dem Ergebnis des Binauralen Projetes von Mitch finden, aber das würde mich interessieren, wie man diese Technik in einen DRC System integrieren kann.

Hat sich sonnst noch jemand damit beschäftigt?

Zu meinen DIY „Semi-Kunstkopf-Mikros“
Ich habe zwei In-Ear Kopfhörer geopfert, die Triber ausgebaut und zwei Mikrokapseln mit Heißkleber reingeklebt. Anschliessend habe ich die Kopfhörer in meine Ohren reingesteckt, sich in das Auto gesetzt und die Messung gestartet. Mein eigener Kopf war der „Semi-Kunstkopf“ :)

Es sollten keine Nonplusultra-Mikros werden, es ging einfach um ein Experiment und um das Erforschen und Verstehen der Unterschiede bei der monauralen und binauralen Messung im Auto, bzw. ob man sich diese Technik für DRC Zwecke nützlich machen kann

Das Thema Laufzeitkorrektur habe ich ausgeklammert (die habe ich per LZK pro Chassis in dem DSP angepasst)

Grüsse,
Alwin
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Beitragvon uli.brueggemann » 25.12.2017, 11:56

Alwin,

in Acourate ist derzeit eine binaurale Aufnahme nicht eingebaut. Das wäre zwar kein Problem (ich mach für mich solche Aufnahmen dann mit meinem eigenen Audiorecorder, da weiss ich was der tut), aber je mehr das Programm kann umso mehr gibt es auch die Klagen bzgl. einer steilen Lernkurve.
Wie aber bereits beschrieben, kann man ja die Logsweepdatei auch mit einem anderen Player abspielen und dann auch entsprechend mit einem beliebigen 2-Kanal-Recorder aufnehmen. Die Auswertung ist dann mit Acourate wiederum durchführbar.

Grüsse
Uli
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Beitragvon Mister Cool » 25.12.2017, 17:36

Das werde ich bestimmt ausprobieren. Ich stelle mir das wie Folgt vor:
Ich mache vier Messungen
1. Linker Kanal, linkes Ohr
2. Linker Kanal, rechtes Ohr
3. Rechter Kanal, linkes Ohr
4. Rechter Kanal, rechtes Ohr

Ich habe vier Messergebnisse + meine Target Curve.
Was mir jetzt fehlt ist erstmal Methode (einfach das Wissen), wie ich die gemessenen Unterschiede zw. 1. und 2. bzw. zwischen 3. und 4. nterprätiere und dann z.B. mittels Acourate verarbeite. Salopp gesagt wie generiere ich aus den zwei Messungen (Linkes Ohr, rechtes Ohr) einen Schnitt, den ich dann Acourate-mässig wie eine einzelne Messung durch die entsprechenden Makros bearbeiten kann
Aber, kommt Zeit kommt Rat...

Grüsse,
Alwin
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Beitragvon freezebox » 25.12.2017, 17:47

Hallo,
Sennheiser hat da gerade was Neues auf den Markt gebracht. Ein in-ear Kopfhörer mit Noise-Cancelling Funktion. Das Geniale dabei, dass die Mikros für das NC auch zur binauralen Aufnahme auf dem Gerät verwendet werden können. Nennt sich Ambeo oder so ähnlich..

Grüße,
Jörn
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Beitragvon Mister Cool » 25.12.2017, 18:00

Hi,
Das ist ja sicherlich interessant, nur solange man nicht weiß, wie man die gewonnenen Daten (sprich Messungen) verarbeiten kann, sind sie ziemlich nutzlos. Wir messen das ganze nicht nur des Messens wegen.

Wie KSTR hier neulich geschrieben hat : wenn man es nicht 100% weiß, was und wie man besser machen will, dann wird es meistens auch nicht besser :-)

Grüsse,
Alwin
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Beitragvon h0e » 25.12.2017, 18:13

Hallo Uli,

man kann doch mit dem Logsweeprecorder links und rechts getrennt messen.
Damit könnte man doch wenigstens quasi das rechte und linke Ohr getrennt messen.
Ist tatsächlich zu erwarten, dass man sinnvoll weiterbearbeitbare Infos bekommt,
wenn man je Kanal beide "Ohren" bewertet?
Mir klingt das eher nach akademisch richtig statt praxisrelevant!?

Grüsse Jürgen
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Beitragvon Mister Cool » 25.12.2017, 18:28

Hi Jürgen,

Noch mal, es ist kein Problem das Signal Kanal und Ohrgetrennt zu bekommen/zu messen, sondern was man anschliessend damit macht. Wie bewerte ich sie dann? Mache ich aus den Messungen linkes Ohr/rechtes Ohr ein Durchschnitt Halbe/Halbe oder kommt eine Gewichtung dazu z.B. linker Kanal linkes Ohr 2/3 und rechtes Ohr 1/3, oder..., oder...

Irgendwie muß ich die vier Messungen auf ein Stereosignal, sprich zwei Kanäle reduzieren.

Grüsse,
Alwin
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Beitragvon Hans-Martin » 25.12.2017, 19:58

Hallo Alwin,
ich habe in einem Raum in der jeweiligen Ohrposition L mit L und R mit R den jeweiligen Kanal gemessen und nach derselben Zielkurve korrigiert. Dann stellte ich schon bei kleinen Kopfbewegungen fest, dass L und R gegenläufige Effekte entstanden, die mich auf die Mittelposition zwangen. Aber dort kann man es nicht lange aushalten, irgendwann bewegt man doch den Kopf.
Im Auto kommen noch durch die sowohl kleinen Abmessungen verglichen mit dem Wohnzimmer viel ausgeprägtere Kammfilter L und R bei Kopfbewegung zustande, neben der Unbalance im Abstrahlverhalten (Bündelung), wo eine relativ kleine Bewegung des Kopfes schon eine deutliche Winkeländerung gegenüber der LS-Achse bewirkt. Das kann man abwägen gegen die erwünschten Vorteile der 2-Ohren bezogenen Messungen.
Ich würde da eine Gruppe von Messungen durchführen, die den Bewegungsradius des Hörers mit berücksichtigen.
Perfektion ist nicht zu erwarten, Verbesserung im Bass/Mitteltonbereich schon, und Laufzeitunterschiede können auch ausgeglichen werden.
Grüße Hans-Martin
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Beitragvon Mister Cool » 25.12.2017, 20:44

Hi,

Das mit den mehreren Messungen entlang des Bewugungsradius habe ich schon seit langem praktiziert und ausprobiert (man nennt das in den „Auto-Kreisen“ die gewedelte Methode -> man führt das Mikro vom Ohr zu Ohr um die Nase herum und nimmt in der Zeit das Messignal (Rosarauschen) kontinuierlich auf. So entsteht irgendwie gemitteltes Signal für die ganze Strecke/Raum). Aber das spricht nicht das Problem an, das mich hier interessiert: unterschiedliche Wahrnehmung durch das linke und rechte Ohr. Und die ist in manchen Umgebungen (wie Auto) durch die extreme akustische Asymetrie des Raumes besonders ausgepregt. Deshalb ist es für mich so interessant.
Das mit der Kopfbewegung ist eine „andere Baustelle“.
Grüsse,
Alwin
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Beitragvon Hans-Martin » 25.12.2017, 21:45

Die "gewedelte" Methode schließt sich bei Acourate aus, weil ein Logsweep als Messsignal eine Ablauf Frequenz über Zeit hat, räumliche Veränderung während die Messung die veränderte Frequenz erfasst, schließt ein ordentliches Ergebnis aus, da jede Frequenz nur einmal erfasst wird, egal, wo das Mikrofon gerade ist. Da mittelt sich nicht das Ergebnis verschiedener Mikrofonstandorte.
Grüße Hans-Martin
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Beitragvon h0e » 25.12.2017, 23:14

Hallo Hans-Martin,

die gewedelte Variante ist auch nur eine Art des Beamformings, in sofern m.E. nach schon möglich,
oder habe ich das etwas falsch verstanden?

Grüsse Jürgen
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Beitragvon Hans-Martin » 26.12.2017, 00:19

Mister Cool hat geschrieben:Das mit der Kopfbewegung ist eine „andere Baustelle“.

Hallo Alwin,
Korrektur im Bereich oberhalb 2kHz macht nur Sinn, wenn die Bedingungen innerhalb 1/4 Wellenlänge stabil sind, sich durch Kopfbewegungen nicht ändern. 5cm können da schon zuviel sein.
Im Auto gibt es frühe Reflexionen, wie man sie im Wohnraum selten hat, z.B. mit dem Kopf kurz vor der Wand, aber wer hat die Schulter so nah an der Seitenwand wie beim Autofahren?
Grüsse Hans-Martin
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Beitragvon Mister Cool » 26.12.2017, 07:27

Hallo Hans-Martin,
ich kann Deine Hinweise auf die Problematik mit der Kopfbewegung sehr gut nachvollziehen, aber sie ist nicht "autospezifisch". Ich würde sogar frech behaupten, dass sie an dem heimischen Hörplatz deutlich stärker ausgeprägt ist.
Im Auto sitze ich in einem Schallensitz, der eine absolut feste Position hat. Es gibt kaum Spielraum, sich etwas mehr nach links oder rechts zu setzen. Ich kann nicht eher senkrecht/hoch oder "lümmelnd"/tief sitzen. Die engen, gut geformten Autositze erzwingen bestimmte Sitzhaltung. Dadurch ist die Position des Kopfes sehr stark fixiert und deutlich genauer und reproduzierbarer als Zuhause. Daher würde ich das hier in dem Zusammenhang nicht überbewerten. Die wenigen, gelegentlichen Bewegungen beim Wegschauen ignoriere ich. Der Hauptübeltäter sind (m.M.n) die Erstreflektionen und die Asymmetrie des Raumes und nicht die Kopfbewegungen.

Aber um das ganze etwas zu "neutralisieren", von dem Auto wegzukommen und auf meinen Hauptfokus zurückzulenken, könnte man die Aufgabenstellung etwas allgemeiner/reduzierter formulieren:
Wie bewerte ich ZWEI getrennt pro linkes/rechtes Ohr aufgenommene Messsignale und wie fasse ich sie dann zu EINEM Messsignal zusammen, wenn die Schallquelle stark seitlich angeordnet war (deutlicher Unterschied zwischen dem linken und rechten Ohr)

Ich spinne ein Bisschen und nenne denkbare Modele/Beispiele:

Der Schall komt von Links (linker Kanal), also:

- ich addiere die Messung vom linken Ohr und rechten Ohr gleichwertig, also 1:1 und senke den Summenpegel entsprechend
- ich addiere die Messung vom linken Ohr zwei mal (weil links dominant ist) und vom rechtem Ohr nur ein mal (weil es abgeschattet ist), also 2:1 und senke den Summenpegel entsprechend
- ich ermittle die Differenz zwischen den beiden Messungen, ich verarbeite irgendwie die Differenz und addiere das Ergebnis der Verarbeitung zu dem linken Messsignal
- usw....

Grüsse,
Alwin
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Beitragvon uli.brueggemann » 26.12.2017, 10:27

Alwin,

der klassische Ansatz für das Problem wäre eigentlich eine Crosstalk Cancellation.
Was aber schon bei guten Abhörbedingungen ein dickes Problem ist. Im Auto potenziert sich das m.E. noch eher.

Dein gedanklicher Ansatz zu fragen, wie man das mit einer zuerst einkanaligen Wiedergabe wäre, sollte zumindest weiterhelfen. Bei der zweikanaligen Wiedergabe wird das Problem verdoppelt und unübersichtlicher. Also zuerst einmal den gesamten Komplex in sinnvolle Einzelteile aufsplitten.

Wenn also z.B. nur der linke Lautsprecher spielt und dann aber mit linkem Ohr und rechtem Ohr inkl. der Umwege = Reflektionen gehört wird so wäre die Frage, wie muß man das Signal korrigieren damit es insgesamt optimal klingt. Zu berücksichtigen ist dabei, dass man bei Hören mit großer Wahrscheinlichkeit feststellt, dass der LS sich auf der linken Seite befindet. Was schon mal ein Indiz dafür wäre, dass bei der Schallverarbeitung das zeitlich frühere und weniger abgeschwächte Signal dominant ist.

Wiki zum Haas-Effekt hat geschrieben:Der zuerst beim Zuhörer eintreffende Direktschall ist allein richtungsbestimmend. Hierbei entsteht nur ein Hörereignis. Die mit einer Laufzeitverzögerung von Δ t > 2 ms eintreffende Reflexion erhöht bei dem Hörereignis die Lautstärke, verändert die Klangfarbe und erhöht den Eindruck von größerer räumlicher Ausdehnung. Selbst wenn das nachfolgende Signal (Reflexion) einen höheren Pegel hat und mit einer Laufzeitverzögerung innerhalb von Δ t < 35 ms eintrifft, bestimmt allein das zuerst eintreffende Signal die wahrgenommene Einfallsrichtung.


Das deutet also darauf hin, dass man auf jeden Fall das Signal am linken Ohr für eine Korrektur höher bewerten muss, weil es führend ist.

Damit folgt logischerweise die Frage, wie weit man nun das Signal am rechten Ohr mitbewerten muss. Denn wenn hieraus eine zusätzliche Korrektur erfolgt, überlagert diese wiederum die evtl. optimale Korrektur für das linke Ohr. An dieser Stelle werden die Grenzen sicher verschwimmen. Aus der Mathematik lässt sich ein Optimum nicht ableiten, der Rest ist eher eine rein individuell persönliche Angelegenheit. Aus diesem Grund macht es keiner und Du wirst keine Antwort dazu finden, außer: selbst probieren und eine Theorie und eine Lösung dazu entwickeln (vor Haas hat ja auch kein anderer seine Antwort gegeben).
Willkommen im Neuland :wink:

Was mich dabei eigentlich noch wundert: wenn es denn im Auto so problematisch ist, wieso findet man nicht Kopfstützen mit eingebauten LS á la Voice of Germany? Die könnten für jeden Mitfahrer optimal und individuell eingestellt werden. Also jeder kann prima hören. Das Thema Anfangszeitlücke lässt sich durch Hinzumischen eines Hallanteils verbessern.
Möglicherweise hat aber spätestens der TÜV etwas dagegen, weil er per Definition auf die Einhaltung gestzgeberischer Maßnahmen zu achten hat.

Grüsse
Uli
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Beitragvon Hans-Martin » 26.12.2017, 12:32

Hallo Alwin, Uli
Kein Wunder, weil unser Hören praktisch pragmatisch adaptiert ist. Lothar Cremer hat 1948 den Präzedenzeffekt beschrieben - vor Helmut Haas, der 1951 aufzeigte, dass nach einem größeren Zeitfenster eintreffender Schall die Lautstärke erhöht, aber die Lokalisation nicht mehr beeinträchtigt (Haas-Effekt). Und der Franssen-Effekt schlägt auch in diese Kerbe, wennauch fernab der Realität, denn man muss das Tonmuster technisch konstruieren (ich habe das nach Nico Franssens Buch Stereofonie (1963) ausgeführt für Wikipedia), weil es so in der Natur wohl kaum vorkommen kann. Kernaussage: Anfangs gibt es einen kurzen Zeitraum zur Richtungbestimmung durch Direktschall, diese Information wird gegenüber dem dann im eingeschwungenen Zustand des Raums dominanten Nachhall (Schall aus allen möglichen Raumrichtungen gleichzeitig) so lange beibehalten, bis wieder eine Richtungsinformation auswertbar ist.
Im Auto habe ich zwischen den BMT zum jeweils näheren Ohr links 1m , rechts 1,40m - also weniger als 1,3ms, womit Summenlokalisation gut funktioniert. Die KalottenHT im Spiegeldreieck sind dagegen L 0,86 und R 1,0m also gerade 1ms auseinander.

Ich würde unter Alwins Schalensitz-Bedingungen für L am linken Ohr, für R am rechten Ohr FG glätten, L/R Laufzeitunterschiede kompensieren, das spätere Eintreffen des jeweils anderen Kanals unberücksichtigt lassen.
uli.brueggemann hat geschrieben:Was mich dabei eigentlich noch wundert: wenn es denn im Auto so problematisch ist, wieso findet man nicht Kopfstützen mit eingebauten LS á la Voice of Germany? Die könnten für jeden Mitfahrer optimal und individuell eingestellt werden. Also jeder kann prima hören. Das Thema Anfangszeitlücke lässt sich durch Hinzumischen eines Hallanteils verbessern.

Sowas hat mein Freund aus der Schweiz vor 35 Jahren mitgebracht, in seinem alten Mercedes an den Kopfstützen.
Mit LS, deren Schallstrahl von hinten schräg auf die Ohren wirken und sich über die Nase vorn um den Schädel beugen, bekommt man trotzdem eine passable Vorn-Ortung.

Eine allzu authentische Musikwiedergabe ist der Konzentration aufs Autofahren abträglich, das hat mich bisher davon abgehalten, korrigierte CDs für diese Anwendung zu brennen.
Grüsse Hans-Martin
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