Digital Room Correction - DIY

[Teleflubbie]

Digital Room Correction - DIY

Ben de laatste weken wat aan het experimenteren geweest met Digital Room Correction en wil mijn ervaringen hier met jullie delen.

Achtergrond
In onze nieuwe woning ben ik nooit echt tevreden geweest met het geluid in de woonkamer (groot , hoog, tegels en veel glas). Ondanks diverse akoestische aanpassingen (akotherm panelen, etc), bleef het geluid ‘onrustig’ en hard. Door de welbekende WAF factor, was het niet mogelijk om nog veel meer aanpassingen aan de ruimte te doen. Intussen had ik me ook georienteerd op actieve room correctie systemen, zoals Dirac Live en Room Perfect. Omdat de kosten hiervan relatief hoog zijn en ik niet wist of dit zou helpen, ben ik op een eigen manier wat gaan experimenten.

De aanpak
In mijn werkkamer streamde ik via een Raspberry Pi met Volumio. Ik ontdekte dat Volumio een plugin heeft voor EQ (FIR en IIR) filters. Opzet werdt daarom:

• Zelfbouw streamer / DRC op basis van Raspberry Pi + Allo DigiOne + lineare voeding
• USB meetmicrofoon UMIK-1 (toevallig tegenaan gelopen op Marktplaats)
• REW Room EQ Wizard. (https://www.roomeqwizard.com/) Software om room measurements te maken, te analyseren en om (minimal phase) EQ filters te generen op basis van een gewenste ‘home curve’
• rePhase (ttps://sourceforge.net/projects/rephase/). rePhase is een FIR generation tool waarmee volledige linear-phase filters gegenereerd kunnen worden. REW filter setting export kan in rePhase geimporteerd en verder ‘getuned’ worden.
• Volumio Brutefir plugin (https://github.com/balbuz...audio_interface/brutefir3). BruteFIR is een software convolution engine, die lange FIR filters op multi-channel digital audio kan toepassen. BruteFIR is behoorlijk efficient, waardoor de rekenkracht van een Raspberry Pi 2 al voldoende is. De plugin installeerd BruteFIR en zorgt dat deze zich ‘installeerd’ in de audio keten ([volumio]--->[Loopback]--->[Brutefir]--->[output /DAC]).

Ervaring
Hoewel ik nog niet klaar ben met experimenteren, heeft deze setup inmiddels al een grote verbetering gebracht. Belangrijkste aanpassingen:

• Room modes onder de 300HZ ‘gladgesteken’: In eerste instantie dacht ik dat ik door de ‘harde’ woonkamer veel problemen had met hoge frequentie (>1khz) reflecties. Maar na meten met REW werd me duidelijk dat m.n. de lage frequenties (<100hz) de boosdoener waren (room modes).
• Looptijd verschil tussen linker / rechter kanaal gelijk getrokken. Helaas is het in onze inrichting niet mogelijk om helemaal recht voor de speakers te zitten (driehoek), waardoor er nooit echt een lekker stereo beeld was. BruteFIR kan deze looptijden corrigeren. Het resultaat was voor mij echt een verassing.

Resultaat: veel meer gebalanceerd beeld met rust en een sterk verbeterd ruimtelijk stereo beeld.

DIY versus Dirac Live, Room Perfect
Hoe dit zich verhoud tot commercieele producten als Dirac Live en Room Perfect vind ik moeilijk in te schatten. Het zou wel interessant zijn om dat ooit eens te vergelijken.
Het resultaat is in ieder geval zeer bevredigend. Wat ik zelf als een groot voordeel ervaar, is dat tools als REW en rePhase je enorm veel inzicht geven in de akoestiek van je ruimte. Door hier zelf mee bezig te zijn, wordt het duidelijk waar de room modes zijn en waar sterke reflecties zijn. Hierdoor kan je met wat extra aanpassingen in de luisterruimte ook al e.a. verbeteren. Producten als Dirac Live en Room Perfect zijn wat meer ‘black box’.
En het laatste voordeel is natuurlijk de prijs. De kosten zijn verwaarloosbaar, waardoor het lekker laagdrempelig is om hier mee te ‘experimenteren’.

De hardware
Vervolgens de Raspberry met Allo DigiOne met lineare voeding netjes in een kastje weggewerkt, waardoor een compacte streamer met ingebouwde DRC ontstaat .

[Bart2005]

Teleflubbie schreef op zaterdag 9 maart 2019 @ 15:51:
Digital Room Correction - DIY
Resultaat: veel meer gebalanceerd beeld met rust en een sterk verbeterd ruimtelijk stereo beeld.

Dat zal wel weer. Wat mij zo tegenstaat is dat op de "Allo digione" site de angst voor jitter aangepraat wordt en dat je daarom hun ding moet hebben. Terwijl jitter nooit een probleem is geweest in het digitale domein. Zelfs met vele procenten jitter toegevoegd op kunstmatige wijze kunnen wij het verschil niet horen. Het is dus een non-probleem. Voedingen zijn ook nooit een issue hoewel het er wel leuk uitziet wat je ingebouwd hebt.

De verschillen die jij ervaart zijn voor psychologisch zoals altijd. Juist omdat je moeite doet en geld uitgeeft moet en zal het beter klinken. En dat hoort men dus altijd. Het wordt nooit minder, altijd weer beter.

Verder is het niet duidelijk of reflecties "erg" zijn. Een orgel en/of zang in een kerk klinkt vaak geweldig. Daar is het een voordeel. In een dode ruimte klinkt alles afschuwelijk. Met room correctie maak je het dus anders. Niet perse beter. Je heft met elektronica de reflecties natuurlijk niet op. Vandaar mijn wat gereserveerde houding ten opzichte van dit soort spullen.

[ Voor 29% gewijzigd door Bart2005 op 09-03-2019 16:18 ]

[Teleflubbie]

Volgens mij begrijp je de essentie van toelichting niet helemaal. Het gaat helemaal niet om de Allo DigiOne. Heb ook een HifiBerry Digi+ en Logitech Touch. Het verschil tussen die drie zit inderdaad voornamelijk tussen de oren. (maar als ik dan toch ga bouwen, dan gelijk wat mooie componenten).

Maar het de verbetering is volledig het gevolg van de DRC, die door BruteFIR wordt gerealiseerd. En daar is niets psychologisch aan.

[M14]

Dit is best vergelijkbaar met wat een minidsp doet. Waar het bij een minidsp in een mooi jasje is gestoken heb je hier de sample en filter algoritmen zelf gemaakt. Ik vind het wel mooi gemaakt.

Wat ik me wel afvraag, in hoeverre is de software op de rpi realtime? Met een standaard Linux distributie lukt dat niet, daar moeten wat zaken voor worden toegevoegd.

edit:

Ik zie nu dat je van redelijk kant en klare sw/plugins gebruik maakt

[ Voor 10% gewijzigd door M14 op 09-03-2019 16:29 ]

[Jag]

Teleflubbie schreef op zaterdag 9 maart 2019 @ 15:51:
Digital Room Correction - DIY

Ben de laatste weken wat aan het experimenteren geweest met Digital Room Correction en wil mijn ervaringen hier met jullie delen.

Je aanpak oogt wellicht grondig en je hebt een mooie openingspost gemaakt, maar je lijkt grondige kennis van psychoakoestiek te ontberen waardoor je tot verkeerde conclusies komt. Ik zal dit proberen toe te lichten.

In eerste instantie dacht ik dat ik door de ‘harde’ woonkamer veel problemen had met hoge frequentie (>1khz) reflecties. Maar na meten met REW werd me duidelijk dat m.n. de lage frequenties (<100hz) de boosdoener waren (room modes).[/li]

Dit is geen verrassing, maar aanwezig in elke luisterruimte van huiskamer formaat. Dit zijn reeds langs geleden beschreven fenomen. Hoe geluidsgolven zich gedragen wordt verdeeld in de modale regio, waarin staande golven overheersen. En de regio waarin reflecties te onderscheiden zijn. Dit is wat jij terug ziet in je meting. De modale regio zie je in een steady state amplitude response, dat is wat jij meet, terug als per locatie een verschillende response die gekenmerkt wordt door en snel opeenvolgende scherpe pieken en dalen. In het hoog zal de steady state response bepaald worden door de power response van de luidspreker icm de absorptie door de ruimte

Wat ik zelf als een groot voordeel ervaar, is dat tools als REW en rePhase je enorm veel inzicht geven in de akoestiek van je ruimte.

Het nut van meten van de steady state response is alleen duidelijk van nut voor de lage modale regio. Waarbij er nog een overgangszone is waarbij het mogelijk ook nuttig is. Voor het midhoog, het deel waarin je direct en gereflecteerd geluid onderscheidt, is de steady state amplitude response veel minder van nut. Het probleem is dat je altijd een combinatie meet van direct en gereflecteerd geluid. Als je de complexe som van deze twee gaat corrigeren naar een (redelijk willekeurige) target response, dan doe je het directe geluid geweld aan! Dit gaat dus nooit zinnige resultaten opleveren. De oplossing moet je heel ergens in zoeken, namelijk niet in EQ, maar in een luidspreker met goede off axis eigenschappen. Oftewel, een glad verlopende directivity index.

Dit probleem wordt in de diepte besproken in het volgende
artikel.

Het gladtrekken van fase response geldt altijd maar voor 1 punt in de ruimte, en is op zn zachtst gezegd omstreden .

Door hier zelf mee bezig te zijn, wordt het duidelijk waar de room modes zijn en waar sterke reflecties zijn. Hierdoor kan je met wat extra aanpassingen in de luisterruimte ook al e.a. verbeteren.

Room modes zijn er altijd en in grote hoeveelheid. Dat is een logisch gevolg van golflengtes weergeven die dezelfde orde grootte hebben als de luisterruimte. Aangezien we niet in een weiland leven, geeft dit kamer resonanties. Demping van deze room modes klinkt aardig, maar is in praktijk niet haalbaar / effectief. En kan bovendien het probleem verergeren door juist nog scherpere dalen en pieken te veroorzaken door slechts een deel te verminderen.

Het meten van reflecties kan deels, maar het meten van de spectrale inhoud ervan is problematisch. Vervolgens heb je ook geen middelen in handen om de spectrale inhoud ervan te beinvloeden. Ook hiervoor geldt dat de oplossing zit in goed luidspreker ontwerp.

[Bart2005]

Mooie post Jag.

[Teleflubbie]

@Jag Enig uitgevoerde correcties waren correctie van room modes onder de 200hz en looptijdverschil tussen speakers.

Room modes zijn inderdaad een natuurlijk verschijnsel, die in elke ruimte in meer of mindere mate voorkomt (afhankelijk van materialen en afmetingen).
Maar als je de nu pech hebt dat op je exact op je luisterpositie last hebt van een paar stevige pieken/dalen, kan hierbij EQ helpen heb ik gemerkt.

Helemaal eens dat EQ-en geen wondermiddel is. Het werkt enkel lokaal daar waar is ingemeten en zal elders best weer tot andere problemen leiden. Maar het was ook bedoeld om op die ene specifieke luisterplek verbetering te brengen.

[Teleflubbie]

M14 schreef op zaterdag 9 maart 2019 @ 16:27:
... vergelijkbaar met wat een minidsp doet......
.... in hoeverre is de software op de rpi realtime? Met een standaard Linux distributie lukt dat niet......

Klopt, dit is eigenlijk hetzelfde concept wat een miniDSP doet, Echter, een Raspberry is veel krachtiger dan de processor in de miniDSP, waardoor langere en meer FIR filters bij hogere frequenties toegepast worden.

Het real-time vormt in de praktijk geen issue. De latency van Volumio is al geoptimaliseerd (alhowel er volgens mij low latency kernel wordt gebruikt). De timing naar de externe DAC wordt volledig gedaan door de Allo gedaan en er is buffering in de 'keten'.

Waar je wel rekening mee moet houden is dat er een paar honderd milliseconden vertraging in het geluid zit (t.g.v. de FIR convolution algoritmes). Voor muziek/stereo geen probleem, maar voor HT toepassingen niet bruikbaar.

[Jag]

Teleflubbie schreef op zaterdag 9 maart 2019 @ 16:56:
@Jag Enig uitgevoerde correcties waren correctie van room modes onder de 200hz en looptijdverschil tussen speakers.

Room modes zijn inderdaad een natuurlijk verschijnsel, die in elke ruimte in meer of mindere mate voorkomt (afhankelijk van materialen en afmetingen).
Maar als je de nu pech hebt dat op je exact op je luisterpositie last hebt van een paar stevige pieken/dalen, kan hierbij EQ helpen heb ik gemerkt.

Helemaal eens dat EQ-en geen wondermiddel is. Het werkt enkel lokaal daar waar is ingemeten en zal elders best weer tot andere problemen leiden. Maar het was ook bedoeld om op die ene specifieke luisterplek verbetering te brengen.

Dat je alleen onder de 200hz had gecorigeerd had ik niet uit je verhaal gehaald, maar zeker, eens voor de modale regio is corrigeren van pieken absoluut nuttig. Het vermindert niet de seat-to-seat variatie, maar verbetert wel de response op 1 positie en dat is winst.

Het punt wat ik wilde maken is dat er hoop gebeurt met het geluid voordat het opgeteld bij je microfoon verschijnt. Dit heeft belangrijk implicaties voor hoe je daarmee om moet gaan. Eén daarvan is dat je niet deze steady state response moet gebruiken >700Hz (grens is enigsinds arbitrair). Dit wordt echter vaak wel gedaan, oa met systemen zoals DIRAC en andere "room correction algoritmen" zoals in alle moderne receivers. En dat leidt tot teleurstelling .

[meneervermeer]

Jag schreef op zaterdag 9 maart 2019 @ 17:16:
[...]

Dat je alleen onder de 200hz had gecorigeerd had ik niet uit je verhaal gehaald, maar zeker, eens voor de modale regio is corrigeren van pieken absoluut nuttig. Het vermindert niet de seat-to-seat variatie, maar verbetert wel de response op 1 positie en dat is winst.

Het punt wat ik wilde maken is dat er hoop gebeurt met het geluid voordat het opgeteld bij je microfoon verschijnt. Dit heeft belangrijk implicaties voor hoe je daarmee om moet gaan. Eén daarvan is dat je niet deze steady state response moet gebruiken >700Hz (grens is enigsinds arbitrair). Dit wordt echter vaak wel gedaan, oa met systemen zoals DIRAC en andere "room correction algoritmen" zoals in alle moderne receivers. En dat leidt tot teleurstelling .

Ik ben zeer geïnteresserd in dit onderwerp, en ben dan wel benieuwd naar wat je zelf zou adviseren om je kamer te 'corrigeren'. Goed luidpsrekerontwerp daargelaten.

[Teleflubbie]

Hangt helemaal vanaf welke akoestische problemen je momenteel ervaart!

1. Heb je last van veel 'reflecties'? Bijvb. 'harde' huiskamer met veel steen/tegels en glas?
In dit geval is DRC niet de meest voor de hand liggende oplossing.
Probeer reflecties te verminderen d.m.v. vloerkleed, gordijnen, akoestische panelen,.etc.

2. Of heb je last van 'roomnodes'? Bijvb. te weinig/te veel laag op specifieke plekken.
In dit geval kan je 'basstraps' proberen te gebruiken in je kamer.
Maar dit kost veel ruimte en moet maar passen in je Interieur en is daarom doorgaans weinig effectief.
DRC is hier uitermate voor geschikt en kan zeer effectief zijn

[Jag]

meneervermeer schreef op dinsdag 14 juli 2020 @ 11:56:
[...]


Ik ben zeer geïnteresserd in dit onderwerp, en ben dan wel benieuwd naar wat je zelf zou adviseren om je kamer te 'corrigeren'. Goed luidpsrekerontwerp daargelaten.

Leuk
Een deel staat al toegelicht in dit topic. De crux is dat je je kamer eigenlijk niet goed kan "corrigeren". En dat kamer akoestiek in grofweg 2 gebieden te verdelen zijn:

- laag frequent: staande golven
Bass traps worden er altijd weer bijgehaald maar bijna niemand gebruikt ze en dat is met goede reden: ze zijn onhandelbaar en/of niet effectief. Multisub icm individuele dsp is het meest ideale. Een enkele sub icm verschillende posities uitproberen en dsp kan ook al goed worden (iig voor de hoofdluisterpositie). Ik moet iets meer van je systeem weten voor wat handig is.
- hoog frequent: reflecties. Idd vooral goed speaker ontwerp. Niet op te lossen met eq, zie eerdere link. Evt nagalm tijd beperken en flutter echos tegengaan met breedbandige absorptie (+/-8cm dik mineraalwol of akotheen). Vroege reflecties beperken met absorptie is controversieel maar sommigen zijn er erg blij mee

Een prachtige presentatie waarin dit alles samengevat wordt is hier te vinden.