Transportieren von Höreindrucken via Kunstkopfaufnahmen

[FoLLgoTT]

Wie schon angekündigt, habe ich mir einen Kunstkopf gebaut, mit dem ich binaurale Aufnahmen inklusive HRTF erstellen kann. Er besteht aus einem Styroporkopf, zwei Ohren aus Silikon und zwei Mikrofonkapseln (WM61A, danke noch mal an eltipo!). Insgesamt besteht er also aus günstigen Komponenten.

http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/attachment.php?attachmentid=11594&stc=1&d=1469882902

http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/attachment.php?attachmentid=11595&stc=1&d=1469882902

http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/attachment.php?attachmentid=11596&stc=1&d=1469882902

Einen Schönheitswettbewerb wird die Hackfresse wohl nicht gewinnen, aber das muss er auch nicht! :D

Die Idee ist, Schall so aufzunehmen, wie wir ihn hören. Also inklusive Beugung am Kopf, Übersprechen und Resonanzen im Ohrkanal (sofern möglich). Wenn man so eine Aufnahme mit In-Ear-Kopfhörern anhört, wird die eigene Kopfübertragungsfunktion ausgeschaltet und man hört es so, wie es der Kunstkopf hörte (bzw. aufnahm). Das funktioniert in einem gewissen Rahmen.
Mehr Informationen zu Kunstkopfaufnahmen und deren Schwächen/Fallen gibt es in diesem Dokument (https://mediatum.ub.tum.de/doc/1138533/797325.pdf).

Zunächst: das Ding muss entzerrt werden. Kopfhörer sind diffusfeldentzerrt, emulieren damit quasi eine gemittelte HRTF. Das muss rückgängig gemacht werden, da sie sonst zweimal in dem Signal vorhanden ist (einmal vom Kopfhörer und einmal vom Kunstkopf). Daher falte ich die Aufnahmen einmal mit einer Entzerrungskurve, die ich von meinen In-Ear-Kopfhörern erstellt habe. Dummerweise sind alle Kopfhörer unterschiedlich, sogar oft linker und rechter Kanal. Eine einheitliche Entzerrung gibt es also nicht. Idealerweise müssten alle dieselben Kopfhörer benutzen und diese vorher durch Messung selektiert haben. Aber das würde zu weit führen...

Leider ist unser Gehör stark mit der visuellen Wahrnehmung verknüpft und wir wissen, in welcher Umgebung wir uns befinden. Daher funktionieren einige Dinge in einer Kunstkopfaufnahme nicht richtig. Z.B. kann man die Entfernung zu einem Schallereignis ganz schlecht schätzen. Das habe ich mit eigenen Aufnahmen selbst schon erlebt. Dafür gibt es aber auch Schallereignisse, die einem so realistisch vorkommen, dass man sich automatisch umdreht, wenn es z.B. direkt neben einem auftritt. :)

Ich habe den Versuch mit stehendem und liegendem AMT (http://www.diy-hifi-forum.eu/forum/showthread.php?t=13652) bereits mit dem Kunstkopf ausprobiert. Man hört tatsächlich im Groben die Unterschiede, die ich auch so höre. Nur der Entfernungseindruck ist eben nicht so prägnant wie in der Realität. Auch bei der Kunstkopfaufnahme hört man die (eher subtilen) Unterschiede am besten, wenn man direkt umschalten kann (z.B. mit dem ABX-Modul (http://www.foobar2000.org/components/view/foo_abx) in Foobar2000).

Die folgenden Aufnahmen stammen von einem frei erhältlichen Stück. Es wird also kein Urheberrecht verletzt.

Anmerkung: ab und zu "ploppt" es leicht in den Aufnahmen. Ich konnte bisher noch nicht herausfinden, woran das liegt. Es ist definitiv kein Clipping. Komischerweise tritt es immer auf beiden Kanälen auf, egal ob ich mit WASAPI oder WDM aufnehme. Ich muss noch herausfinden, wie das entsteht.
Ein weiteres Problem ist auch noch, dass der linke und rechte Kanal voneinander abweichen. Zur Not muss ich die noch mal einzeln entzerren.

Aufnahmen:

Test: klatschend einmal um den Kopf laufen (http://hannover-hardcore.de/infinity_classics/!!!/Kunstkopf%20klatschen.mp3)

AMT liegend (http://hannover-hardcore.de/infinity_classics/!!!/Melanie%20Ungar%20AMT%20liegend.flac)
AMT stehend (http://hannover-hardcore.de/infinity_classics/!!!/Melanie%20Ungar%20AMT%20stehend.flac)


Anleitung zum Abspielen:


ABX-Modul für Foobar2000 (http://www.foobar2000.org/components/view/foo_abx) herunterladen und installieren
Die beiden Dateien in Foobar2000 markieren und im Kontextmenü unter Utilities -> ABX tracks... auswählen. Trainig Mode anhaken und bestätigen. Mit den Tasten a und b kann jetzt direkt umgeschaltet werden.
Unbedingt In-Ear-Kopfhörer benutzen!
Augen schließen und sich vorstellen, man stünde in einem 16-m²-Raum und der Hochtöner würde ca. 1,5 m vor einem auf einem Stativ stehen.


Es hilft, sich Zeit zu nehmen und auch mal eine der beiden Versionen etwas länger zu hören. In der Regel wird der Aha-Effekt dann beim Umschalten größer.

Ich bin auf eure Eindrücke gespannt! :ok:


PS: Das Erstellen von Impulsantworten, damit man jede Quelle falten kann und nicht immer Aufnehmen muss, habe ich natürlich auch schon ausprobiert. Der echte Erfolg steht hier aber noch aus. Das Problem ist, dass es hier sehr auf die Qualität der Messung ankommt (was bei der simplen Aufnahme nicht so ist).

[F.A.Bi.A.N.]

Hi,


ich habe mir die Hörbeispiele (noch) nicht angehört, kann dir aber aufgrund eigener Bastelerfahrung sagen, dass die Unterschiede gegenüber den "amtlichen" Kunstköpfen mit IEC-gerechten Ohrsimulatoren recht deutlich sein werden, was zuerst mal daran liegt, dass dir ein richtiger Ohrkanalsimulator fehlt. Es reicht leider nicht aus, einfach ein Loch in das Silikon zu machen und die Kapsel hinten anzubringen.

Die Kontur des Ohres ist jedoch ok und entspricht recht gut der IEC-Norm, kannste ohne Bedenken verwenden. Ich habe die wie gesagt ebenfalls verbastelt. Wenn du mal die Preise für Ohren der Industriemesstechnikhersteller siehst, fällste echt hinten über!

Ich gebe später (bei mehr Freizeit) noch etwas Senf dazu.
Schönes WE :dance:!

mfG,
Fabian

[FoLLgoTT]

Es reicht leider nicht aus, einfach ein Loch in das Silikon zu machen und die Kapsel hinten anzubringen.

Erstmal danke für den Einwand. Die Ohrkanalresonanz ist bisher eine der Unbekannten an meinem Konstrukt. Weißt du, wie das bei professionellen Köpfen realisiert ist?

[EMP]

Du könntest Modelle von dir und deiner Familie anfertigen und dann vergleichen :built:

Oder ist die Resonaz nicht von Belangen weil das Gehirn sie "ausgleicht". Weil sonst würde sich ja für jeden alles anders anhören.

[FoLLgoTT]

Mir ist gerade aufgefallen, dass sich die beiden Silikonohren unterscheiden. Das erklärt auch die unterschiedlichen Amplitudengänge auf beiden Ohren. Die Unterschiede sind relativ groß und vor allem die Resonanzen über 10 kHz sind nicht gleich. Ich muss mich wohl nach anderen Ohrmodellen umsehen.

Hat denn überhaupt mal jemand in die Aufnahmen reingehört? ;)

[Mad Bat]

Hi,

ja, ich habe die Aufnahmen am Handy gehört (mit in ears).
Beim Klatschen war die Position recht gut auszumachen, bei den AMT aufnahmen, auch nach mehrmaligen hören beider aufnahmen) war es nur ein undefiniertes "irgendwie anders".
Aber wie gesagt, beim klatschen kann man die richting recht gut ausmachen, entfernung sehr undefiniert.

Gruß

(Am Handy mit Tapatalk getippt)

[BiGKahuunaBob]

Hat denn überhaupt mal jemand in die Aufnahmen reingehört? ;)

Bist Du beim in die Hände klatschen Barfuß gegangen? :-)

[FoLLgoTT]

Bist Du beim in die Hände klatschen Barfuß gegangen? :-)

Ich glaube schon, es ist ja Sommer. Wie hast du das denn gehört? :D

[BiGKahuunaBob]

Ich glaube schon, es ist ja Sommer. Wie hast du das denn gehört? :D

Naja, mit etwas Konzentration ist es eben zu hören :-) Hört sich an als ob blanke Fußsohlen über einen Hartboden "schluffen"...

[sonicfury]

Nils Daumen hoch für deine Experimentierfreudigkeit. Auch wenns nvielleicht nicht wissenschaftlichen Normen entspricht, ich finds spannend.

PS: Mit Kopfhörer kann man sich das "Fussohle platscht auf Fussboden"- Geräusch wirklich erhören :)

[FoLLgoTT]

Nils Daumen hoch für deine Experimentierfreudigkeit. Auch wenns nvielleicht nicht wissenschaftlichen Normen entspricht, ich finds spannend.

Danke! Nein, nach wissenschaftlichen Standards ist das sicher nicht. ;)

Ich denke, man kann den Versuch, Höreindrücke via Kunstkopfaufnahme zu transportieren, als gescheitert ansehen. Es wird mit einer festen Universal-HRTF immer nur in Grenzen funktionieren und es werden immer Limitierungen bleiben.

Trotzdem konnte ich einiges dabei lernen und die Unterschiede, die man hören kann, sind zumindest deutlich größer als mit einer monauralen Aufnahme. Für gewisse Dinge kann man mal ab und zu so eine Aufnahme hernehmen, aber solange berechtigte Zweifel beim Gegenüber bleiben, sehe ich darin kein Universalwerkzeug. Leider. Es wäre so schön gewesen, das Hifi-Geschwurbel endlich aus Diskussionen zu entfernen. ;)

[incoggnito2]

Hallo,

Du hattest wohl die gleiche Idee wie ich :D
Die Aufnahmen hören sich bei mir schon ziemlich gut an (Beyerdynamic DT 880).
Auch wenn zu einem Head Acoustics KK wohl noch ein größerer Unterschied besteht.

Wo sitzen die Kapseln (mit oder ohne Hörgang), welche verwendest du?
Wo hast du dir das Silikonohr besorgt?
Hast du schonmal einen Torso drangebaut?
Ist der Styoroporkopf innen dämpfend gefüllt?

grüße Inco

[adicoustic]

Hallo Nils,

binaurale Aufnahmen sind ein spannendes Thema. Dabei muss man jedoch Hinterkopf behalten, dass Kunstköpfe nicht gemacht wurden, um perfekte Räumlichkeit abzubilden. Das eigene Gehör ist auf den ganz eigenen Hörkanal und dessen Übertragungsfunktion getrimmt. Und deswegen wird mit einem Kunstkopf immer nur eine Annäherung bleiben und der Erfolg nur mit In-Ohr-Mikrofonen sich einstellen.

David Griesinger (vielleicht bekannt) hat sich erschöpfend mit diesem Thema befasst. http://www.davidgriesinger.com/

Eine andere, zum Kunstkopf kompetente Quelle ist natürlich Klaus Genuit (Head Acoustics) http://head-acoustics.de/de/publications_binaural_technology.htm

In seinem Aufsatz Artificial Head with Simplified Mathematical Describable Geometry (http://head-acoustics.de/downloads/publications/binaural_technology/ICA04_Artificial_Heads_with_simplified_geometry.pd f) finden sich sogar bemaßte Skizzen des Urform des "Aachen Head". Und irgendwo auf Google Patents liegt sogar die Patentschrift mit detailierter Beschreibung.

[thewas]

Hier ein interessanter Ansatz zur Entzerrung der individuellen HRTF der eigenen Ohren und Kopfhörer:

How to equalize headphones for accurate timbre and frontal localization without head tracking (https://youtu.be/1VaKZr208Dc) (Youtube Video)

This video shows in some detail the process of equalizing headphones to achieve truly accurate timbre and frontal localization without head tracking. Frontal localization fails because the ear canal resonances are highly individual. We self-calibrate to the resonances we have - but headphones alter them dramatically. To achieve frontal localization it is essential that the frequency spectrum at the eardrum of the listener from a pair of headphones matches the spectrum at the eardrum from a frontal sound source - in this case a frequency flat frontal loudspeaker. Our method uses the listener's own eardrum as the sensor to make the measurement. It is quick, painless, non-invasive and fun.
The listener first adjusts different 1/3rd octave noise bands from a loudspeaker to be the same loudness as a reference band at 500Hz using a Windows computer application. The procedure is then repeated with a pair of headphones. By subtracting the headphone data from the loudspeaker data the equalization for the headphones is found.
The result is accurate timbre, frontal localization without head tracking - and often fantastically beautiful sound.


Accurate reproduction of non-individual binaural recordings without head tracking (http://www.davidgriesinger.com/accurate_reproduction_2.pptx) (AES Presentation auf dem oberes basiert)

Binaural hearing, Ear canals, and Headphones (https://youtu.be/a-JGAobDwGs) (Youtube Video zur obigen AES Presentation)

Schöne Grüße
Theo

[Soren]

Hallo,

dass der Kunstkopf zur Erreichung des definierten Ziels ungeeignet ist, wurde bereits klar.

Die einzige Methode, mit der es funktioniert, ist die Jecklin-Scheibe. Die produziert aber "langweilige" Aufnahmen, weil sie viel zu "natürlich" sind :bye:

Sie zeigen drastisch, wie viel bei der üblichen Aufnahmetechnik rumgemischt und verunstaltet wird.

Grüße Soren

[thewas]

Bei der oberen Arbeit geht es aber hauptsächlich nicht um die Aufnahme sondern wie man ohne besonderes Equipment die eigenen HRTFs und Kopfhörer entzerrt damit überhaupt binaurale Aufnahmen einigermaßen funktionieren.

Sowas geht natürlich auch viel besser mit sowas
http://smyth-research.com/products.html
http://smyth-research.com/technology.html
was aber auch deutlich mehr Aufwand und Kosten hat.

Schöne Grüße
Theo

[adicoustic]

Danke für diesen Beitrag, Theo :ok:

[Gaga]

Hallo Theo,


Hier ein interessanter Ansatz zur Entzerrung der individuellen HRTF der eigenen Ohren und Kopfhörer:

How to equalize headphones for accurate timbre and frontal localization without head tracking (Youtube Video)

Vielen Dank für den Hinweis!

Gruß,
Christoph

[BDE]

https://www.minidsp.com/images/stories/virtuemart/product/282A1617.jpg

Für 179USD fertig aufgebaut, wie brauchbar es ist wird man sehen..

https://www.minidsp.com/products/acoustic-measurement/ears-headphone-jig

[Azrael]

Das Teil scheint ja eher zum Testen von Kopfhörern gedacht zu sein. Bei der Kunstkopfstereophonie spielt aber mit Sicherheit auch der Kopf und wie sich der Schall um ihn herum bricht eine Rolle.

Viele Grüße,
Michael