OT: akustik der Ohrmuschel

[hustbaer]

Hi!

Ich hab die mail umgedreht so dass das wichtige zuerst steht, für die ungeduldigen leser:

Weis jemand von euch wo ich Informationen über den "Frequenzganges der Ohrmuschel (Aussenohr)" herbekommen könnte.

Interessant wäre der FG bei
* Schall kommt genau von vorne
* Schall kommt von 30° nach aussen weggedreht
* Schall kommt von 30° nach innen weggedreht

Der Pegelunterschied zwischen den letzten 2 (+ und - 30°) wäre auch sehr interessant.

Noch schöner wäre natürlich gleich die Impulsantwort und/oder Sprungantwort - bzw der Phasengang dazu - dann lässt sich das ja umrechnen (FG+PG <-(IFFT/FFT)-> Impulsantwort)

Ich hab schon im Netzt gestöbert aber nix gefunden... http://www.visaton.de/ubb/frown.gif *schnief*

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So jetzt für alle die wissen wollen wieso der olle hustbaer das wieder wissen will...:

Also, ich hab meinen "kopfhörer-PreAmp" Plan mal auf die ganz lange Bank geschoben, und statdessen Teil 1 meines Kopfhörer-Plugin für WinAmp (bzw. "Apollo" - der frisst die gleichen Plugins und ist nicht so doof http://www.visaton.de/ubb/wink.gif ) Plans verwirklicht.

Klingt schon ganz nett, Pegel (links-rechts trennung bzw. unterschied) ist jetzt nichtmehr so unrealistisch, stereo-effekt bleibt erhalten durch ein Delay von ~ 0,45 msec - das sollte in etwa dem entsprechen was bei einer +/- 30° Aufstellung von Boxen entsteht durch den Laufzeitunterschied von einem Ohr zum anderen.

Bei Interesse kann ich das Teil vermailen, aber wie gesagt, es ist erst Teil 1 der Plans erfüllt http://www.visaton.de/ubb/wink.gif

Teil 2 heisst: "Der Klang muss nach vorne" - raus aus dem Kopf.
SRS hat sich (meiner Meinung nach völlig erfolglos) daran versucht.
Der Trick ist (sollte sein) das oben erwähnte time-delay zu verwenden, UND - damit der Klang von vorne und nicht von oben oder von "im kopf" kommt - die Impulsantwort des Ohres zu simulieren.

Daraus ergibt sich eine schöne Frequenzgangkurve, die man einfach über das original-Signal drüberlegt, und - voila - der Klang kommt "von vorne"...

Das ganze liesse sich (inklusive time-delay) ganz nett mit 2 FIR Filtern implementieren - in Hardware etwas aufwändig, aber in Software geradezu gratis.

Achja, falls das ganze was wird bin ich gerne bereit das Plugin (wenn interesse besteht) zur Verfügung zu stellen - von miraus auch open-source zu legen.
Geht mir haupsächlich ums Basteln und darum das ich sowas noch nirgens gefunden habe.

Es liessen sich damit dann auch nett CDs brennen, die man dann im Discman hören kann, bzw. mp3s encoden...
whatsoever.

mfg.
--hustbaer

[Tomtom]

Hallo,

abgesehen davon, dass es keine zwei identisch funktionierenden Ohrmuscheln gibt sehe ich ebenfalls gewisse Probleme in der Art moderner Ohrhöher wie sie zuhauf bei Walkmen oder MP3-layern verwendet werden, da diese ja die Ohrmuschel völlig außen vor lassen und direkt in den Gehörgang abstrahlen.
Gleichwohl gibt es im Internet Informationen zur Übertragungsfunktion des Ohres an sich. Zu 'Ohr Übertragungsfunktion' findet Google 120 Links... zu 'ear transfer function' sind es schon mehr als 187.000.
Da bereits im Umfeld der Kunstkopfstereophonie derartige Untersuchungen und auch DSP-bezogene Anstrengungen in enormem Ausmaße unternommen wurden würde ich mir allerdings nochmal überlegen, ob ich an sowas weiterarbeiten würde.
Wozu das Rad mehrfach erfinden?


mfg

Tomtom

[gork]

wenn man sinnigerweise statt

ear transfer function

ear +"transfer function"

eingibt, reduziert sich die zahl der suchergebnisse auf unter 6000.

gruß
gork

[Tomtom]

Hallo,

yep, aber das reicht ja auch noch satt.
http://www.visaton.de/ubb/smile.gif


mfg

Tomtom

[gork]

in der tat. http://www.visaton.de/ubb/smile.gif

[maha]

Hi allseits!

Wieder wird ein Geheimnis gelüftet.

Der Winkel zwischen Ohrmuschel und Haupt hat einen mächtigen Einfluß auf das Hörempfinden!

Kann jeder selbst ausprobieren.....

Gruß, maha

[hustbaer]

hm.

danke erstmal an alle!

da hab ich wohl mit den falschen keywords gesucht.... http://www.visaton.de/ubb/wink.gif

@Tomtom:

kannst du mir eine firma nennen (oder besser gleich eine URL dazu) die sowas gemacht hat bzw. wo ich sowas irgendwie probehören oder gleich runterladen könnte?
würde mich sehr interessieren.

wie gesagt, das SRS-Headphones system kenn ich schon - und das find ich beschissen - wie alle SRS systeme http://www.visaton.de/ubb/wink.gif

muss jetzt heia, melde mich wieder, danke,

mfg.
--hustbaer

[Tomtom]

Hallo,

wenn Du Kunstkopfstereophonie meinst solltest Du Dich an AH wenden, der kennt sicherlich die besten Links.
Was Spielereien mit Kopfhörern betrifft gibt es doch auch von Sennheiser ein DSP-System, oder täusche ich mich da?

Darüber hinaus kann ich Dir leider auch nicht weiterhelfen. (DSP ist nicht meine Richtung.)
Ich glaube aber, dass Du in UseNet-Foren oder an US-amerikanischen Unis sicher schnell fündig werden könntest, wenn Du da mal 'ne Anfrage losschickst. Auch in Finnland, man staune, gibt es sehr viele DSP-Freaks, aber da hapert's oft mit der Verständigung.


mfg

Tomtom

[hustbaer]

Hi Tomtom!

Danke!

Ist nicht der "audio-stocker" auch von einem Finnen?
Naja, ich werd dann mal ein wenig basteln.
Das DSP System von Sennheiser ist das SRS System.
Das ist glaub ich von Sennheiser lizensiert http://www.visaton.de/ubb/frown.gif

Naja, werd dann mal weitersuchen http://www.visaton.de/ubb/smile.gif

mfg.
--hustbaer

hi Hustbaer

ich bin sehr an Deinem Plugin intressiert
könntest Du Dich mal bei mir melden per mail mad_ojo*web.de oder per icq 147935708

es gibt von STAX übrigens einige sehr intressante patente zu deinen Themen und von Peter M. Pfleiderer ein Buch und einige ERfindungen zum Thema mitsamt einem damals noch analogen Vorverstärker für Kopfhörer.

DIe ENtzerrkurve das menschlichen Ohres ist nach meinem ERkenntnisstand übrigens nicht wirklich wichtig für eine räumliche Lokalisation von schallquellen.

Probier mal folgendes:
mit einem Wav-Editor und entsprechenden Delays mischt zu zum linken kanal das Signal des rechten um sagen wir mal in der lautstärke um 30 db reduziert und mit 20ns verzögert. auf dieses Signel legst Du einen bandpass filter der nur noch Frequenzen über 200 hz bis 3 khz durchläßt mit eineer Flankensteilheit von 6db nach unten und 6db nach oben

mit variationen in der lautstärke und in den Filter kannst Du verschiednene Raumsimulaionen erzeugen die der stereo AUfstellung von lautsprechern ähneln

Gruss

[hustbaer]

Hi LeGo!

Werde sobald ich zuhause bin kontakt aufnehmen http://www.visaton.de/ubb/wink.gif

Zu deinen Vorschlägen:

Ich machs derzeit so:

links OUT=
...links IN mit minimaler dämpfung der Höhen
...und einem "echo" von irgendwo zwischen
...-10 und -20 dB nach ~0.4 ms (-> "Schulterreflektion")
PLUS
...rechts IN mit delay von ~~0.4 ms
...(delay linkes<->rechtes ohr bei Einfall von ~~30° schräg)
...und einer ziemlich starken Dämpfung der Höhen.
...genauen dB-Wert kann ich keinen angeben,
...ich hab die Filter immer selber getippselt
...Gesamtpegel von "rechts IN" ist vielleicht 1-2dB niedriger als
...von "links IN" (abgesehen vom Tiefpass)

die -30dB halte ich für viel zu viel (bzw. wenig - je nach dem),
der Schall kommt am "anderen" Ohr niemals mit 1/1000 ( = -30dB) des original-durcks an.
-3dB ist denke ich schon ziviel.

die links<->rechts effekt leidet auch nicht unter der geringen dämpfung, das delay von
0.4 ms reicht aus.

die 20ns sind ziemlich sicher viel zu wenig.
0.4 ms klingen noch relativ "unverfälscht" und von der anatomie des menschlichen kopfs sollte
das auch hinkommen...

das "positions-hören" hängt übrigens meines wissens stark von spektralen änderungen ab.
eine schallquelle die genau von vorne kommt hört man z.b. mit einem verdammt starken einbruch bei ca. 10khz
und das ist die einzige möglichkeit zwischen "von oben" und "von vorne" zu unterscheiden.

auch das "von hinten" hören ist eine reine frequenzganggeschichte - die delays sind ja gleich...

ich werd dir das plugin mal schicken - allerdings darf man sich in der derzeitigen version keine
umwerfenden effekt erwarten.

alles was bis jetzt gut hinhaut ist das eliminieren des lästigen "hyper-stereo" effekts in den ohren
bei beibehaltung der "ortbarkeit" - allerdings spielt die musik immernoch "im kopf".

naja, bis denn,

mfg.
--hustbaer

[Basstler]

Hi Hustbaer, <==(Woher der Name?)

Ich habe den Thread bisher nur im Hintergrund mitgelesen, finde deine Ansätze aber sehr interessant. Ich mag dieses Hyper-Stereo sehr, aber immer nur eine begrenzte Zeit, danach wird es extrem lästig. Ich kenne mich zwar mit dem System nicht so aus mit dem du dein Projekt verwirklichst, aber soweit ich weiß wird ja gerade dieses Hyper-Stereo oft auch als Plugin angeboten um es auf normalen Lautsprechern zu verwirklichen. Man könnte deshalb mal so einen Plugin "auseinanderbauen" und schauen wie denn dieses Hyper-Stereo erzeugt wird und dann umkehren (falls dies kein zu großer Aufwand ist).
Soviel dazu. Hat mich richtig gefreut mal sowas zu lesen, denn auch ich bin ein Fan digitaler Klangoptimierung. Weiter so!!!

Mit freundlichen Grüßen Sebastian

[hustbaer]

Hi Basstler!

"hustbaer" ist die usernamen-8-buchstaben-konforme Version von "Hustinetten-Bär"...
(daher auch (fast) immer kleingeschrieben, und immer mit "ae" statt "ä")
Wie ich auf Hustinetten-Bär gekommen bin weiss ich auch nichtmehr, hab eigentlich keinerlei Ähnlichkeit http://www.visaton.de/ubb/wink.gif
Finde die Figur allerdings ziemlich "drollig" - von daher...

Der Hyper-Stereo hoch (-1) Ansatz ist glaube ich nicht zielführend...

Einen Hyper-Stereo Effekt zu generieren ist nämlich nicht so schwer - und was ganz anderes, als über Kopfhörer (!) eine Räumliche Wahrnehmung zu faken.

Das Problem dabei ist nämlich dass man den Sound so modifizieren muss, dass unter verwendung von einem Kopfhörer auf dem Trommelfell das ankommt, was ankommen würde, wenn man mit gut aufgestellten Boxen hören würde...

Da spielen unter anderem der Kopfhörer selbst eine Rolle, die Verzerrungen die entstehen dadurch dass die Membran genau "neben" dem Ohr steht, die Verzerrungen die fehlen weil der Schall nichtmehr von vorne kommt etc.

Das alles braucht man für Hyper-Stereo nicht zu berücksichtigen - da reichts die Kanaltrennung künstlich zu erhöhen und vielleicht noch ein paar kleine "cancelled stereo" Effekte reinzubasteln - was allerdings schwieriger ist als ersteres http://www.visaton.de/ubb/wink.gif

Das auseinanderbauen so eines Plugins wäre (abgesehen davon dass ich es aus oben genannten gründen für sinnlos halte) allerdings ein nicht unerheblicher Aufwand...
Wenn so ein Plugin z.B. mit (I)FFTs arbeitet, dann halte ich es für nahezu unmöglich den Assembler-Code zu lesen.
Ist schon schwer genug ne optimierte FFT als solche zu erkennen wenn man den C-Sourcecode hat http://www.visaton.de/ubb/smile.gif

Falls es dich oder andere interessiert - ich hab ein einfaches C++ Framework für den VC6 gemacht das WinAmp 2.0 Plugins ausspuckt - man muss nurnoch von ner Klasse ableiten und 4 Funktionen überschreiben...
Wer also Lust hat zu spielen http://www.visaton.de/ubb/wink.gif
(VC6 und C++ Kenntnisse sind halt erforderlich)

mfg.
--hustbaer

[hustbaer]

Hallo nochmal ich!

Und nochmal danke an Tomtom & gork!
Hab im internet mit euren Tips was gefunden.

Wer sich auch für sowas interessiert, die passenden Keywords zum suche sind
HRIR und
HRTF

Für "head related impulse response" und "head related transfer function".

Ein interessanter link zu dem thema ist http://interface.cipic.ucdavis.edu/
- da gibts eine recht ordentliche "Datenbank" von HRIR Messungen.
Leider nur im MATLAB 5.0 Format.

Hab leider noch keine Resultate, melde mich wieder http://www.visaton.de/ubb/wink.gif

Noch eine kleine Entschuldigung an VISATON:

Ich weiss, das gehört nicht hierher, aber da ich kein guten Audio Forum kenne, und es auch wieder etwas dauern würde sicht woanders "einzuleben" mach ich das hier.
Stört hoffentlich nicht allzusher http://www.visaton.de/ubb/smile.gif

mfg.
--hustbaer

[Lego]

hi

hab das Plugin von dir wirklich ausgiebigst getestet, finds nicht schlecht. Die Prozessorbelastung merk ich nich.

hab hier auch ein ganz gut klingendes Plugin für winamp gefunden
http://www.url.ru/~copah/SpeakersSimulator.htm

Irgendwie denke ich das das auch unkomplizierter gehen muss, wenn man die ersten beiden zeitverzögerten Wellenfronten eines Signals simuliert. Hab das mit Wavelab schon ausprobiert und es klang sehr überzeugend. Ich habe die Effektkanäle vertauscht L=R R=L und dieses SIgnal dann zeitverzögert mit 25 ms und 40 ms auf den anderen Kanal gegeben. außerdem habe ich die bässe abgesenkt ab 200 Hz mit 12 db und die Höhen ab 10 Khz und in den mitten um 1khz den Pegel um 3 db absenkt. die Vocals klangen danach natürlicher. Allerdings bin ich noch am basteln. Mit unterschiedlichen Platten ergeben sich unterschiedliche Effekte. Mit neueren cds kommen ganz merkwürdige Fehlortungen zustande. Bei cds mit kleine INstrumentiereungen kommt diese Art der Bearbeitung allerdings sehr gut und baut ein fast natürliches Stereobild auf.

Gruss
Lego

[hustbaer]

hoi!

ich bin im moment weihnachtsbedingt zuhause, da hab ich nur meinen laptop und keine kopfhörer (zumindest nichts was ich so nennen würde), von daher pause bis nächste woche.

danke für den link, ich werd das ding testen sobald ich wieder in linz bin - d.h. ab kommenden montag.

das mit dem 25-40ms ist zuviel, glaubs mir.
für "ohr-zu-ohr" distanzen kommen werte bis maximal 0.8 ms in frage.
bei 40ms bist du bereits auf 25Hz herunten -das ist schon fast ein echo und kein stereo-reverb mehr.
ausserdem hast du dann ne fette auslöschung bei 50Hz also im bassbereich - kein wunder dass das seltsam klingt.

vonwegen filtern muss ich meine FIR und IIR filter-rechen gehirnzellen wieder anwerfen.
ist alles schon lange her.

ich werd aber mal "nachsehen" was das plugin so macht.
sollte sich anhand seiner stereo-impulsantwort schön nachsehen lassen wie das arbeitet...

bis demnächst mal, frohes fest,
mfg.
--hustbaer

p.s.:
hohoho!

[Dieser Beitrag wurde von hustbaer am 24. Dezember 2002 editiert.]

[Ben]

Hallo Hustbaer,

bin gerade dabei eure Tools zu testen, und noch eineige andere, um zu sehen, welches am besten funktioniert und was genau Du versuchst zu erreichen...

sende mir doch bitte Dein Plugin an benjamin.koerner@web.de

danke

[Basstler]

Hi,

Ich kann zwar zu dem Thema leider nichts beitragen, freue mich aber weiterhin über die Entwicklung und auf neue Plugins...

Mit weihnachtlichen Grüßen de Basstler

[Lego]

gibts was neues ?

[VISATON]

Wenn einer was zur Übertragungsfunktion des Außenohres sagen kann, dann ist es Dr. Theile vom IRT (Institut für Rundfunktechnik, München). Vor 20 Jahren hat er sich intensiv im Rahmen der Kunstkopfstereophonie damit beschäftigt (Google: IRT Theile).

Admin

[hustbaer]

ho alle zusammen!

@Lego (aber nicht nur):

teilweise.
hab mich mit dem entwickler des "SpeakersSimulator" plugins in verbindung gesetzt.
der macht im grossen und ganzen was meine neue testversion machen soll.
tiefpassfilter auf "den anderen" kanal, pegel leicht reduzieren, delay drauf - und das ganze draufmischen.

er macht das über ne fft (ohne fensterfunktion - wobei mir ganz angst und bange wird wenn ich nur drann denke), und kompensiert nebenbei noch den kammfilter-effekt.

mit impulsantwort ohr macht der auch nix, konnte mir diesbezüglich auch nicht weiterhelfen http://www.visaton.de/ubb/frown.gif

ich hab im moment wieder viel zu tun in der arbeit, deswegen geht grad nicht soviel weiter.
die derzeitige bastel-version klingt allerdings (mit der kamm-filter-effekt-kompensation ein) zu 99% gleich wie das original - nur der "ungleiche druck" auf den ohren ist weg.
und das ist mir doch etwas zuwenig - da muss noch etwas mehr räumlichkeit her.

mfg.
--hustbaer

[hustbaer]

@VISATON:

danke, mann (oder leute?) - werd mir das gleich mal ansehen...

mfg.
--hustbaer

[hustbaer]

@all:

ich suche derzeit gerade nach einer methode FIR-koeffizienten für filter mit "analoger" characteristik (verstärkung und phase wie bei nem R-C glied) aber weniger (!) als 6db flankensteilheit zu berechnen.

der 08/15 R-C filter berechnet sich nach

(1) X=1
(2) Ausgabe nächster Koeffizient mit IR[n] = X*K
(3) X=X*(1-K)
(4) gehe zu (2)

mit 0 < K < 1

die benötigten filterkoeffizienten sind im übrigen die impulsantwort des filters, also wenn mir jemand einen tipp geben kann wie die IR eines z.b. -1,5dB/okt filters aussieht würde das auch schon was bringen.

für nen tipp wie man ein EQ-glied (beliebige güte, beliebige frequenz) mit einem FIR filter realisieren könnte wäre ich auch dankbar http://www.visaton.de/ubb/smile.gif

------------------

grund ist der (wens interessiert), dass die sperrdämpfung der hochfrequenten anteile im crossfeed signal zu hoch ist, d.h. ich möchte mehr höhen (aber trotzdem kontinuierlich abfallenden pegel).

danke euch wiedermal,

mfg.
--hustbaer

[Basstler]

Hi,

wäre es denn viel Aufwand nen einfachen Poleshifter für Winamp zu erstellen???

Mit freundlichen Grüßen de Basstler http://www.visaton.de/ubb/smile.gif

[hustbaer]

nö, eigentlich nicht wirklich.
nur dass ich die poleshifter gleichungen nicht kenne.

im prinzip ist ein polsshifter ja nicht viel was anderes als ein EQ...

also lass mal die gleichungen rüberwachsen - irgendwas mit impulsantwort oder wenigstens frequenz & phasengang etc. - vielleicht kann man da was machen.

kommt eben immernur darauf an wie kompliziert der eigentliche kontroller ist - das winamp-plugin selbst ist hundselendiglich einfach.
kann ich dir ein "leeres" schicken, oder auch den code für das "HeadPlug" wie ichs genannt habe.

mfg.
--hustbaer

[Basstler]

HÄ??? äh Hi!!!

No Plan von dem Zeug, ich sollte mich vielleicht mal damit beschäftigen. Ich kann nur die normale Exel-Tabelle anbieten.

MfG de Basstler

[hustbaer]

wiedermal ich!
al-so.

@VISATON:
vonmiraus könnt ihr diesen thread gerne ins forum elektronik verschieben http://www.visaton.de/ubb/smile.gif
(ich darf das selber ja nicht - zumindest sagt mein browser mir das wenn ichs probier)

@all:

ich hab jetzt eine einigermassen brauchbare beta-version meines plugins fertig...

einstellbar ist derzeit:
crossfeed-power von 0-1
crossfeed-delay von .0-.8ms
crossfeed-höhen anteil von 0-1
die "main-signal-compenastion" von 0-1
und dabei noch die "decomb" funktion von 0-1

vom crossfeed-power 0-0.5 ist es "normales crossfeed" von 0.5-1 ist es so ne art inverse-hyper-stereo oder so.

die "main-signal-compensation" bügelt den frequenzgang wieder glatt indem das haupt signal soweit im bass gedämpft wird wie er durch das crossfeed lauter wird.
der decomb-regler bestimmt dann noch um wieviel der kammfilter-effekt der durch das crossfeed signal entsteht gemindert wird...
alles SEHR kompliziert http://www.visaton.de/ubb/wink.gif

das ganze hier genau zu erklären würde den rahmen sprengen...

wenn noch jemand interesse hat, kann ich das ding wieder mailen.
derzeit hab ich leider keinen eigenen webspace http://www.visaton.de/ubb/frown.gif

werde vielleicht noch bei "headwize" nachfragen ob die 's ins netz stellen bzw. überhaupt interesse haben.

für die (wenigen) die die "alpha-versuchs-dummy-version" gehört haben, die gedämpften höhen sind jetzt futsch, frequenzgangmässig passt jetzt alles (ausser man verstellt die entsprechenden regler natürlich).

whatsoever, so long,

mfg.
--hustbaer

[Lego]

Intresse hat *g*

[Lego]

Feedback:
http://www.hydrogenaudio.org/index.php?act=ST&f=1&t=7763&
http://www.mpex.net/forum/viewtopic.php?t=7932

Hustbärs Plugin ist "entdeckt" worden

[hustbaer]

hey, wahnsinn!!!

naja, kaum mal 2 leuten geschickt, mit dem hinweis man darf es ruhig verbreiten...
*freu*

danke für den hinweis!

mfg.
--hustbaer