FIR vs IIR für aktive Frequenzweichen, EQing - und Raumkorrektur?

[fosti]

wobei das nicht kausale Filter bei der Grimm LS1 recht "billig" ist bei 1,5kHz LR4 invers......im Tiefton wird es teuer, nicht mit ….€.......sondern mit Latenz

[Yogibär]

FIR Filter haben nur dann eine Verzögerung, wenn entweder ein Delay mit integriert wird oder irgendwelche Phasenspielchen (z. B. linear phase) damit getrieben werden. Ansonsten haben die keine Verzögerung und auch nicht zwingen Vorschwinger.

Hallo Jochen,

das stimmt meines Wissens nicht, zumindest nicht in Verbindung mit minidsp Hardware und rephase Software.
Nachdem man die Anzahl der Tabs festgelegt hat, sprich die frequenzbezogene Granularität der Korrektur, steht die Filterlänge und die Latenz errechnet sich aus 1/Abtastfrequenz (hier 96khz) x Anzahl Tabs (hier 2048) = 21,33 msec. Egal ob Du an der Amplitude oder Phase drehst oder gar nichts machst, diese Zeit braucht das Signal für das Durchlaufen des Filters immer.

viele Grüße

Thomas

[Azrael]

Ich weiß zwar so grob, was mit FIR im Unterschied zu IIR möglich ist, bin aber ansonsten ziemlich unbeleckt, was FIR angeht. Darum mal eine Frage zum Verständnis, ich hoffe, sie ist nicht zu doof :

Angenommen, ich möchte eine Gruppenlaufzeitverzerrung bei 35 Hz von knapp +40 ms einebnen, bedeutet das dann eine Latenz von prinzipiell mindestens 40 ms (wegen Nichtkausalität) plus üblicher DSP-Latenz? Falls ja, ist das auch in der Praxis so? Falls es deutlich mehr ist: warum ist das so?

40 ms plus Kleckerkram fände ich nämlich jetzt nicht soooooo schlimm.


Viele Grüße,
Michael

*edit*:

40 ms plus Kleckerkram fände ich nämlich jetzt nicht soooooo schlimm.

.....wobei das natürlich auf die Anwendung ankommt.

[JFA]

Schau mal hier: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Date...filter_df1.png
Das ist eine typische Realisierungsform. Die Blöcke z^-1 sind Verzögerungsglieder (1 Takt), die Dreiecke Koeffizientenmultiplizierer. Heißt: das erste Sample wird mit h(0) multipliziert und sofort auf den Ausgang gegeben. 1 Takt später wird es mit h(1) multipliziert, das zweite Sample mit h(0), und bei aufsummiert.
Die Latenz ist jedenfalls 0.

@Azrael: genau so

[Yogibär]

Hallo Michael,

die Frage ist keinesfalls doof.
Aber leider kann ich Dir darauf keine pauschale Antwort geben. Wie im obigen Post bereits gesagt, hat die Latenz nichts mit der gewünschten Korrektur zu tun, sondern hängt nur von 2 Werten ab. Da die Anzahl Tabs über den gesamten Frequenzbereich linear aufgeteilt sind, bedeuten 2048 Tabs bei 20 khz Bandbreite eine Auflösung von 9,8 Hz. In diesen Schritten wird korrigiert. Das ist im Bass wahrscheinlich zu grob, 8.000 Tabs wären besser, bedeuten aber eine Latenz von 83 msec.
Ob die FIR Software eine GLZ von 40 msec bei 35 Hz korrigiert, kann ich nicht sagen. Das käme auf einen Versuch an.

viele Grüße

Thomas

[Yogibär]

Schau mal hier: https://de.m.wikipedia.org/wiki/Date...filter_df1.png
Das ist eine typische Realisierungsform. Die Blöcke z^-1 sind Verzögerungsglieder (1 Takt), die Dreiecke Koeffizientenmultiplizierer. Heißt: das erste Sample wird mit h(0) multipliziert und sofort auf den Ausgang gegeben. 1 Takt später wird es mit h(1) multipliziert, das zweite Sample mit h(0), und bei aufsummiert.
Die Latenz ist jedenfalls 0.

@Azrael: genau so

Nach meinem Verständnis liefert das Filter erst dann das gewünschte Signal, ist quasi eingeschwungen, wenn das Signal alle Takte durchlaufen hat. Erst wenn mit h(4) multipliziert wurde und alle 4 Ausgänge einen Signalanteil liefern, ist das Ausgangssignal komplett.

viele Grüße

Thomas

[JFA]

Im Anfangszustand sind alle z^-1 Null. Das erste Sample wird dann mit dem ersten Takt mit allen 0×h(n) aufsummiert und auf den Ausgang gegeben

[BiGKahuunaBob]

doch....man kann einer GLZ nur mit einem nicht(!!!) kausalen Filter "begegnen" .....und das geht nur mit FIR.......IIR....keine Chance!
inverser Allpass geht nur mit FIR.

Dann verstehe ich, nicht warum man nicht direkt alles in FIR realisiert hat, wenn die Hardware es schon kann. Einfach ein Traget ansetzen und das auf perfekte Flanken und Verläufe optimieren (lassen). Warum das dann noch so "manuell" entzerren und "frickeln"?

Meiner Info nach hat(te) Grimm alte Hypex Technologie auch auf der DSP Seite und war daher so eingeschränkt. Aber vielleicht gab es da Updates...

[rkv]

Jochen hat schon recht. Die Latenz ist bei FIR-Filter nicht per se gegeben. Sie hängt auch nicht von Anzahl der Taps ab.
Signaltheoretisch betrachtet hängt die Latenz einzig von der Impulsantwort des Filters (also seiner Koeffizienten ab) und wie diese berechnet werden. Das wird an einem einfachen Beispiel sofort klar:
Wir nehmen als Impulsantwort für einen FIR mit 2048 Taps einen Dirac-Impuls. Das heisst, der erste Tap ist 1 alle anderen 0. Das ist ein zulässiger FIR-Filter, der jedoch keine Frequenz- oder Phasenbewertung aufweist. Dieser Filter weisst keinerlei Latenz auf, was anhand der Realisierungsform in Jochens Link sofort klar wird.
Nun verschieben wir die 1 um 1024 Taps, also erst 1024 0'en dann eine 1 und Rest wieder 0. Auch das ist ein zulässiger FIR-Filter und dieser führt wiederum keine Frequenzbewertung durch und auch keine frequenzabhängige Phasenbewertung. Er weisst jedoch eine konstante Verzögerung von 1024 Taps über alle Frequenzen auf, also eine Latenz von 1024 samples.

Raphael

P.S. On top kommt natürlich die Rechenzeit. Es gibt Prozessoren/DSPs die das mehr oder weniger direkt berechnen können und auch Prozessoren/DSPs, die das über den Umweg über FFT machen und daher etwas "Bedenkzeit" benötigen.

[Yogibär]

Hallo zusammen,

ich habe mal in meinen Screenshots von rephase Filtersettings nachgeschaut und korrigiere meine Aussage bezüglich der festen Latenz. Raphael hat Recht, der Sample Offset bestimmt die Latenz. Bei mir kamen dann häufig die zitierten Werte heraus, aber das ist keine Gesetzmässigkeit., abgesehen davon fehlte bei mir auch ein Faktor 2. Sorry für die Verwirrung.
Anbei ein Screenshot der Filterlinearisierung meines Grimm LS1 Nachbaus. Ich habe die GL des Subwoofers sowie alle TP/HP linearisiert.

Sample Offset und Latenz findet man unten rechts.
Die Linearisierung der GL des SW ist dann so aus:

Viele Grüße

Thomas

[fosti]

Dann verstehe ich, nicht warum man nicht direkt alles in FIR realisiert hat, wenn die Hardware es schon kann. Einfach ein Traget ansetzen und das auf perfekte Flanken und Verläufe optimieren (lassen). Warum das dann noch so "manuell" entzerren und "frickeln"?.......

Weil es i.A. nicht nötig ist. Warum dieser Aufwand? Bei PA mag das u.U. mal erforderlich sein, aber zu Hause und dann noch die Synchronisation mit dem TV Bild?! Warum einfach, wenn es auch schwierig geht.......
Die Latenz ist bei FIR nunmal da.....im günstigsten Fall auf die längste GLZ die man entzerren möchte......dann kommen die Rechenleistungen der Controller noch oben drauf......haben aber die Vorredner hier schon besser ausgeführt als ich....

[Micha_HK]

Bez. Bild-Ton-Versatz beim Fernsehen im Zusammenhang mit FIR für Audio kann man sich z.B. mit externen Sat-Receivern helfen. Die Bildverbesserer im TV haben eine gewisse Latenz und die könnte man für FIR des Audio nutzen, wenn es vom externen Receiver kommt.

[JFA]

https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r...1-I!!PDF-E.pdf

g)that subjective evaluations show that detectability thresholds are about +45 ms to –125 ms and acceptability
thresholds are about +90 ms to –185 ms on the average, a positive value indicates that sound is advanced with respect to
vision

+45 ms heißt Ton ist vorlaufend.

[fosti]

https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r...1-I!!PDF-E.pdf

+45 ms heißt Ton ist vorlaufend. [/FONT]

Ich mag zu blöd für Phantomschallquellen etc. sein......aber das sehe ich sofort.....

[JFA]

45 ms vorlaufenden Ton hörst Du? Ich nehme an, dass diese Limits aus einer statistischen Auswertung kommen, also der Wert bei dem ein klares Signal (so heißt das da) erkennbar ist. Würde bedeuten, dass du da besser bist.

Die Empfehlungen (stehen etwas weiter unten) sind auch kleiner (50%).

[Darakon]

Hinweis für die Praktiker:
man kann die von rephase erstellten IRs direkt und problemlos in APO Eq einbinden.
Man muss nur drauf achten auf jedem Kanal die selbe Latenz zu haben.
Damit hat man einen grenzenlosen FIR DSP zum Nulltarif.

[fosti]

Ich muss mal in meinen TV-Receiver schauen......normalerweise passt der Autoabgleich (mal Satellit mal Internetstream ganz gut.....manchmal ist es aber auch unerträglich) .....kann aber auch selber mal die Verzögerung einstellen, wobei man ja da nicht weiß wie der Ton/Video Stream schon ist

[wus]

Hier geht ja ganz schön die Post ab! Find ich klasse! So langsam formt sich ein Bild.

man kann die von rephase erstellten IRs direkt und problemlos in APO Eq einbinden.
Man muss nur drauf achten auf jedem Kanal die selbe Latenz zu haben.
Damit hat man einen grenzenlosen FIR DSP zum Nulltarif.

Gut zu wissen, vielen Dank! Das könnte bei mir vielleicht zum Tragen kommen wenn ich die Nahfeldmonitore mit dem Subwoofer erweitere.

Für zukünftige Projekte - etwa die Lines an denen ich immer noch bastel - möchte ich allerdings nicht von PCs abhängig sein (außer zur Einrichtung), da sollte es schon ein stand alone DSP sein.

[SNT]

Schaut euch doch mal dieses Video an, wie mal mit einem kleinen Elko brutalen Bass ohne DSP machen kann

https://www.youtube.com/watch?v=bgfWm2XkYiE

[ArLo62]

Das ist ja cool!! Könnte man vielleicht mit Elkos und Spulen einen Filter bauen der nur die Töne durchlässt die der Lautsprecher auch wiedergeben kann? Wenn man dann noch die Amplitude über einen Widerstand anpassen könnte, bräuchte man diesen ganzen old school DSP Quatsch nicht mehr...