Idee: Musik ans Ohr anpassen über DSP

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CyberSeb
Inventar
#1 erstellt: 07. Jul 2004, 21:36
Guten Abend zusammen!

Auf die Gefahr hin, dass ihr mich gleich für völlig verrückt erklärt, erzähle ich euch von einer kleinen Idee (nach 2 Bier ist das kein Problem für mich, also scheut euch nicht!)

Ich plane, bald eine Software rauszubringen, die das Musiksignal an den Frequenzgang des Ohres und der Kopfhörer anpasst (nur Kopfhörer, keine Lautsprecher).

Warum?
- Jeder hat eine anderer Hörschwelle, jeder empfindet verschiedene Frequenzen unterschiedlich laut. Das Emfinden verändert sich, während man altert, massiv.
- Jeder Kofphörer hat einen anderen Frequenzgang.
- Gehörschäden (besonders die, bei denen jedes Ohr anders hört, also Frequenzgang oder Lautstärke).
- Artefakte von MP3s (u.ä.) können besser kaschiert werden, da der Benutzer ja das hört (/hören soll...), was der Encoder aufgrund der Referenz-Gehörschwelle codiert hat.


-> Ziel: Das Signal soll so manipuliert werden, dass es im Gehirn (so verrückt es auch klingt), völlig "linear" empfunden wird, also auf den unlinearen Frequenzgang des Ohres und des Kopfhörers (meinetwegen auch der Anlagenkomponenten) angepasst.


Wie solls funktionieren?

1. Die Software erzeugt eine Test-CD mit Sinustönen in verschiedenen Frequenzen, die immer leiser werden. Man notiert dann, wann man das Signal nicht mehr hört. So wird die Hörschwelle in Verbindung mit dem Kopfhörer bestimmt.
Das ganze ist sehr flexibel und kann sehr fein getestet werden. Natürlich mit dem "Zielkopfhörer".

2. Die Software errechnet die Differenz von der "Referenz-Gehörschwelle" (nach DIN oder sonst was...). Dabei wird angenommen, dass diese das zu erreichende Ideal ist, dass alle Musikaufnahmen nach dieser abgemischt sind (was natürlich nicht stimmt, das ist klar).

3. Die Software wird mit der zu verbessernden Aufnahme gefüttert (WAV, von der CD gerippt). Dabei wird ein EQ angewandt, der das Singal anpasst. Die Ausgabe wird auf eine CD gebrannt. Das ganze könnte auch in Echtzeit ablaufen.


Ich gehe noch weiter:
- Anpassung des Schwingverhaltens (Nachschwingen, Einschwingen) der Membran durch Singnalanpassung.
- Heben und Senken von Frequenzen je nach Uhrzeit (das Gehörempinden ist zu unterschiedlichen Zeiten anders)


Was denkt ihr? Zerreist mich!

Gruß,
Sebastian
Passat
Moderator
#2 erstellt: 07. Jul 2004, 22:29
So etwas gibts schon, nämlich von AKG für den Kopfhörer K 1000
und in Form des Hearo 999.

Grüsse
Roman
fRESHdAX
Inventar
#3 erstellt: 07. Jul 2004, 22:39
also ist die Idee nicht übel.

Ich würd das dann gerne mal probehören (neugierig bin ich auf jeden Fall).

In diesem Sinne,
fRESHdAX
CyberSeb
Inventar
#4 erstellt: 07. Jul 2004, 22:45
Hallo Roman!

Mensch hast du mir einen Schrecken eingejagt. Da "erfindet" man was was es schon gibt
Aber das von AKG ist etwas anderes, meine Idee geht weiter (der AKG regelt scheibar nur die Balance auf das Ohr abgestimmt).

Gruß,
Sebastian
CyberSeb
Inventar
#5 erstellt: 07. Jul 2004, 22:54
Hallo fRESHdAX:

Ja, sobald die Software fertig ist (was noch lange dauern kann), kann sie jeder downloaden und testen.

Vielleicht funktioniert das ganze auch nicht. Ich hab ja noch nicht angefangen - mal schaun. Ist bis jetzt nur so eine Idee.
Heinrich
Inventar
#6 erstellt: 07. Jul 2004, 23:04
Hallo Sebastian,

jetzt muß auch ich Dich erschrecken - das gibt's tatsächlich schon. Eigentlich entwickelt für die Wiedergabe von mehrkanaligen Signalen in Kopfhörern, läßt sich dies System auch perfekt dafür anwenden, die persönliche Hörkurve zu korrigieren...

http://news.harmony-central.com/Newp/2001/BRS-Processor.html

Gruss aus Wien,

Heinrich


P.S.: Kleiner Trost - das System kam bislang nicht in den Handel. Allerdings will Studer angeblich nun doch noch loslegen...

P.P.S.: Und zum Zerreißen gibt's bei intelligenten Ideen nie einen Grund
CyberSeb
Inventar
#7 erstellt: 07. Jul 2004, 23:15
Hallo Heinrich!

Danke für deinen Link-Hinweis.

Ich habe das mal überflogen. Soweit ich das sehe, sollen Surroundsignale auf binaurales Stereo "heruntergemischt" werden. Das ist das gleiche wie das von AKG.

Von sowas halte ich nichts (wenn schon, dann richtige binaurale Aufnahmen!), mein Ziel ist die perfekte Anpassung der Hörkurve (UND der Kopfhörer. Denn die machen in der Regel mehr aus als die Hörkurve!).

Aber: Konkurrenz belebt das Geschäft ;-)
Ich möchte nicht wissen, was dieses Gerät kostet. Sollte ich meine Software wirklich mal verkaufen, wäre die viel billiger (sie soll auch für Menschen mit "durchschnittlicher" Ausrüstung eine Verbesserung bringen!) und flexibler!

Ich sehe schon, ich muss mich drüber machen!

Gruß,
Sebastian
cosmopragma
Inventar
#8 erstellt: 08. Jul 2004, 02:04
Wow.
Ich melde mich hiermit als Betatester.
Ernsthaft.
Zur Programmierung kann ich zwar nichts beitragen, aber ich versteh was von Kofhöreraudio und kann vielleicht ein paar nützliche Anregungen geben.
So eine Kalibrierung einer gesamten Kette Quelle-->headamp-->Kopfhörer-->Ohrmuschel-->Gehörgang ohne extrem aufwendige und teure HRTF-Messungen wäre ein echter Bringer.
Die Psychoakustik könnte ein bisschen tricky werden, aber vieles ist erforscht, bloss nicht in was Brauchbares umgesetzt.
Aber nu in die Heia, es ist 02:06 Ortszeit.
Master_J
Moderator
#9 erstellt: 08. Jul 2004, 07:52

-> Ziel: Das Signal soll so manipuliert werden, dass es im Gehirn (so verrückt es auch klingt), völlig "linear" empfunden wird, also auf den unlinearen Frequenzgang des Ohres...angepasst.

Und das soll gut und natürlich klingen, wenn man das ganze Leben "unlinear" gehört hat (nicht nur Konservenmusik)?

Gruss
Jochen
Heinrich
Inventar
#10 erstellt: 08. Jul 2004, 08:46
Hallo Sebastian,

das Geniale am Studerprozessor - da wird nichts einfach "nur" heruntergemischt! Was der Prozessor macht, ist wesentlich komplexer:

Unter Einbeziehung der HRTFs (Head Related Transfer Function) wird das mehrkanalige Signal so aufbereitet, daß es über einen zweikanaligen Kopfhörer PERFEKT wiedergegeben wird.

Der eindrucksvolle Versuch bei diversen Tonmeistertagungen lief dann so ab: Man hört ein mehrkanaliges Musiksignal über LS. Dann setzt man den Kopfhörer auf. Das Musiksignal läuft weiter - man hört KEINEN Unterschied. Und dieser Prozessor kann natürlich auch auf die individuelle Hörkurve (und den Kopfhörer) eingemessen werden.

Auch ich habe vor der Hörsession nichts davon gehalten - danach habe ich wie jeder der mitgemacht bloß zwei Fragen gestellt: wann? wieviel?

Und daran scheiterte es auf der ganzen Linie (der BRS ging wie gesagt nie in Serie und sollte nur sehr teuer verkauft werden...). Genau da könnte es für Deine Idee spannend werden - würde mich auch als Betatester zur Verfügung stellen...

Hier nochmals ein wenig Literatur zum BRS:
http://www.irt.de/wittek/hauptmikrofon/theile/BRS_TMT1998_.PDF
http://www.irt.de/wi..._AES_Munich_1999.PDF


Gruss aus Wien,

Heinrich
RealHendrik
Inventar
#11 erstellt: 08. Jul 2004, 09:00

- Jeder hat eine anderer Hörschwelle, jeder empfindet verschiedene Frequenzen unterschiedlich laut. Das Emfinden verändert sich, während man altert, massiv.


Das ist soweit richtig. Allerdings ist der "Frequenzgang", den ein menschlisches Gehör hat, nicht über unterschiedliche Schallpegel gleich, sondern variiert ziemlich heftig. Grob gesagt, müsstest Du bei niedrigen Schalldrücken (nahe der Hörschwelle) die Bässe und Höhen ziemlich anheben (übrigens schon seit Jahren bekannt in Form der "Loudness"-Schaltung), bei mittleren Schalldrücken "linear" halten und bei hohen Schalldrücken absenken.

Also mit einer einfachen fixen "Equalization" wirst Du Deine Idee nicht konsequent verfolgen können. Deine Idee wirst Du nur mit einem dynamischen Equalizer realisieren können.


- Jeder Kofphörer hat einen anderen Frequenzgang.
- Gehörschäden (besonders die, bei denen jedes Ohr anders hört, also Frequenzgang oder Lautstärke).


Stimmt.


- Artefakte von MP3s (u.ä.) können besser kaschiert werden, da der Benutzer ja das hört (/hören soll...), was der Encoder aufgrund der Referenz-Gehörschwelle codiert hat.


Das leuchtet mir allerdings nicht ein. Demzufolge müsstest Du Deine "Referenz-Gehörschwelle" bereits bei der Codierung von MP3s einsetzen... und die wären dann nicht kompatibel zu anderen Referenz-Gehörschwellen. (Oder habe ich was falsch verstanden?)


- Anpassung des Schwingverhaltens (Nachschwingen, Einschwingen) der Membran durch Singnalanpassung.


Da wirst Du noch ganz andere "Messungen" durchführen müssen, um dem entgegenzuwirken. Lässt sich meiner Ansicht nach gehörmässig gar nicht erfassen, sondern allenfalls durch ein geregeltes System (so eine Art "Motion Feed Back")


- Heben und Senken von Frequenzen je nach Uhrzeit (das Gehörempinden ist zu unterschiedlichen Zeiten anders)


Da hast Du zwar grundsätzlich recht, allerdings ist das nicht eine Frage der Uhrzeit, sondern eine Frage der Ermüdung des Gehörs. Du solltest eher das Problem mit der schalldruckabhängigen Gehör-Frequenzgang lösen.

Gruss,

Hendrik


[Beitrag von RealHendrik am 08. Jul 2004, 16:39 bearbeitet]
Hannes2k2
Stammgast
#12 erstellt: 08. Jul 2004, 11:48
Hi!


Und das soll gut und natürlich klingen, wenn man das ganze Leben "unlinear" gehört hat (nicht nur Konservenmusik)?


Ich fürchte auch, dass ein so linearisierter Klang fürchtbar unnatürlich klingt. Denn z.B. ein Cello klingt für jeden Menschen "anders", da jeder Mensch einen "anderen Freqeunzgang" hat (man klingt das seltsam...). Wenn jemand also sein Leben lang mit seinem ganz persönlichen verbogenen Frequenzgang hört wird für ihn auch die Referenz, das Original "verbogen" klingen, und ein linearer Klang somit nicht mehr dem Original entsprechen und unnatürlich oder gar unangenehm klingen.

Das sind natürlich alles nur Spekulationen, da ich so ein System noch nicht testen konnte...

Also: Lass Dich nicht enmutigen und entwickel das Programm ruhig zu Ende. Vielleicht ergeben sich ja tatsächlich einige ungeahnte Klangvervesserungen. Hier hilft wohl wie so oft nur: Probieren, Probieren, Probieren....
jaywalker
Stammgast
#13 erstellt: 08. Jul 2004, 13:35
Interessante Sache. Macht meiner Meinung nach aber nur als näherungsweiser Echtzeit-Prozessor Sinn, vor allem wegen der Loudnesskorrektur, die schon angesprochen wurde.
Schon allein deswegen wäre das System intressant: endlich einmal eine Loudness-Klangkorrektur, die sich an meinem Gehör und meinen Lautsprechern/Kopfhörern orientiert.

Ich teste das System gerne, auch wenn es nur als Kommandozeilenprogramm ohne graphische Oberfläche bereitsteht. Wenn es meine Zeit zuläßt kann ich mich evtl. auch etwas an der Programmierung beteiligen.

Viele Grüße
Heiner
CyberSeb
Inventar
#14 erstellt: 08. Jul 2004, 16:49
@RealHendrik:

Wegen MP3-Artefaktreduzierung: Doch, es funktioniert nur nach dem Decodieren, nicht vor dem Encodieren: Der Encoder hat ja auch diese "Referenzgehörkurve", nach der er auswählt, ob ein Ton nun aufgenommen oder verworfen wird, bedingt durch die Hörschwelle und Maskierungen, die auf dieser basieren. Er nimmt also an, dass diese Referenzkurve auch die ist, die der Hörer hat (was er eben erst tut, wenn man die MP3 decodiert und über mein Programm anhört).
Wenn man nun einen unlinearen bzw. einen nicht mit der Encoderreferenzkurve übereinstimmenden Frequenzgang HÖRT, kann es sein, dass z.B. Töne keinen Maskierungseffekt ausüben, wie es der Encoder annimmt. Der vom Encoder wegmaskierte Ton fehlt also beim Hörer und erzeugt ein "Loch" oder auch ein Artefakt. Ich kanns schlecht erklären.

Man sollte aus der mit meinem Programm abgewandelten WAV File keine MP3 (o.ä.) machen, was zwar geht, aber den Effekt von oben umkehrt. Es werden mehr Artefakte erzeugt!

Zum Motion Feedback: Klar, das kann man nicht mit den Ohren "messen". Man kann es vielleicht einstellen (so nach Stärke 1 bis 10 *g*) und testen. War auch nur eine Idee.

Zur Uhrzeit: Ja, das ist auch klar. Ich werde sogar bei meinem Programm darauf hinweisen, ob es sinnvoller ist mit "frischen" oder "eingehörten" Ohren den Frequenzhörtest zu machen. Das muss jeder selber entscheiden.

@die "Anderen":

Zum Thema linearer Klang: Ja, vermutlich wird das wirklich komisch klingen (evtl. sogar schlecht). Das muss man erst testen. Das Ziel ist ja eine Anpassung an den Durschnittsfrequenzgang der meisten Menschen, da der ja in der Theorie von den Tonmeistern angestrebt wird ;-)
Möglich wäre es auch (aus Spaß), einen völlig linearen, unmenschlichen Frequenzgang zu erzeugen ("Hören Sie wie eine Katze" ...)

Auch wichtig:
Das Programm kann nicht die Grenzen der Kopfhörer sprengen! Sollten die keinen Bass haben, wird man den auch nicht mit meinem Programm verbessern. Es geht eher um kleine Schwankungen. Also große "Wunder" wird es sicher nicht geben - wenn man überhaupt was hört!

Thema Echtzeit: Ja, das kommt aber später. Erstmal muss das Prinzip funktionieren!

Gruß,
Sebastian
RealHendrik
Inventar
#15 erstellt: 08. Jul 2004, 17:28

Zur Uhrzeit: Ja, das ist auch klar. Ich werde sogar bei meinem Programm darauf hinweisen, ob es sinnvoller ist mit "frischen" oder "eingehörten" Ohren den Frequenzhörtest zu machen. Das muss jeder selber entscheiden.


Bevor Du auf solche Feinheiten wie Gehörermüdung eingehst, solltest Du viel mehr das Problem der unterschiedlichen Hörempfindlichkeit bei unterschiedlichen Schalldrücken bearbeiten. Meiner Ansicht nach steht und fällt Dein Projekt genau mit diesem Punkt. Alles andere: nice to have, but not really nessecary.

Gruss,

Hendrik
PUH123
Ist häufiger hier
#16 erstellt: 09. Jul 2004, 12:52
Man müsste aber den gesamten Frequenzgang checken, d.h. in kleinen Schritten die Hörschwelle für alle Frequenzen bestimmen. Und zwar nach unten (bis man es nicht mehr hört) und nach oben (subjektive Lautstärkeanpassung an ein Referenzsignal).

@ Master_J: Es ist ja nicht gesagt, dass man dann immer mit dem ystem hören muss. Aber um eine Vergleichbarkeit herzustellen, zum Beispiel beim Probehören, ist es doch interessant. Mit Probehören meine ich nicht ein persönliches Probehören (welche LS will ich) sondern wenn mehrere Leute dasselbe Setup beurteilen sollen. Manche Leute lassen den Fernseher anund gegeb kein Signal ein, so dass die Bildröhre dann mit der Zeilenschreiberfrequenz fiept. Das macht mich wahnsinnig, aber manche Leute hören das einfach nicht. Da wäre ich froh, wenn denen mal jemand den Pegel so korrigieren würde, dass sie auch zerstrahlt werden
CyberSeb
Inventar
#17 erstellt: 09. Jul 2004, 16:23
@PUH123:
Ja, genauso wie du es beschreibst, möchte ich es machen (mit den Sinustönen). Steht oben beschrieben, wenn auch sehr knapp :-)
Hyperlink
Inventar
#18 erstellt: 08. Aug 2004, 01:09
Sinustöne sind relativ ungeeignet um einen Beitrag zu leisten zu einem "persönlichen Hörgerät".

Die Gründe sind recht einfach, denn sie "messen" nur einen relativ kleinen Aspekt des Gehörs aus, auf hörphysiologische und psychoakustische Aspekte kann man nicht verzichten. Mit reinen "Messen, steuern und regeln" kann in der Akustik kaum etwas bewegt werden. Es wird aber in gewisser Hinsicht aucheinfach als manche glauben, denn der Hörsinn ist vergleichsweise Tolerant und man gewöhnt sich sehr schnell an neue Formen des Hörens.

Der derzeitige Kenntnissstand kann anhand dieser Links
abgelesen werden:

http://www.hydrogenaudio.org/forums/index.php?showtopic=15821
http://www.hydrogenaudio.org/forums/index.php?showtopic=10667
http://www.hydrogenaudio.org/forums/index.php?showtopic=25009
http://www.hydrogenaudio.org/forums/index.php?showtopic=10611
http://www.hydrogenaudio.org/forums/index.php?showtopic=16166
http://www.hydrogenaudio.org/forums/index.php?showtopic=8592
http://www.hydrogenaudio.org/forums/index.php?showtopic=10631

eine wichtige Ressource in diesem Zusammenhang ist http://www.headwize.com

insbesondere die Suchworte

convolver
binaural
spatial audio (Klangfeld Synthese)
EAR Speaker
Neumann
Kunstkopf oder Dummyhead
HRTF

führen meist bei der weiteren Suche in unterschiedlichen Kombinationen zum Erfolg.

praktische Anwendungen gibts im Bereich HRTF welches oben beschrieben und verlinkt wurde, ansonsten kann ich auf das Winamp-Plugin von HUSTBÄR und Foobar2000-Crossfeed verweisen.

http://uberfast.ece.ucsb.edu/~mgrund/hrtf/index.htm

OT: akustik der Ohrmuschel - VISATON-Diskussionsforum:
http://www.visaton.de/ubb/Forum1/HTML/201606.html
http://www.hydrogenaudio.org/show.php/act/ST/f/1/t/7763

Der Kontakt mit den Crossfeed-Entwicklern geht über:
http://www.naivesoftware.com/crossfeed.html

Desweiteren bin ich auch persönlich intressiert.
Der Kontakt kann über http://www.audiohq.de und meinem dortigen Nickname "Lego" arrangiert werden.

Gruss Hyperlink


[Beitrag von Hyperlink am 08. Aug 2004, 20:30 bearbeitet]
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