Forum: Digitale Signalverarbeitung / DSP / Machine Learning Partner für ein DSP-Audio-Projekt


von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Hallo,
zur kommerziellen Umsetzung eines als Prototyp existierenden 
Hörverstärkers suche ich einen Partner für die DSP-Programmierung und 
die Realisierung der Hardwarekomponenten. Zum Projekt einige Stichworte:
Der Prototyp auf der Basis ADAU1701 bildet die Frequenzgangentzerrung 
und die Kompression meines/eines Hörgerätes nach. Hierbei sind 
Anhebungen (bei mir) von ca. 40db nötig, es können aber auch mal 60db 
werden. Das Gerät wird vor einen HiFi-Kopfhörer geschaltet, und erlaubt 
dann eine sehr viel bessere Wiedergabe, als es Hörgeräte oder gar die 
einfach nur lauten Hörhilfen  leisten können. Im Gegensatz zum Hörgerät 
kommt dieser Verstärker mit Frequenzgangentzerrung und Kompression aus, 
automatische Filterveränderungen... sind nicht erforderlich.
Das Gerät soll durch den Benutzer auf dessen Hörfehler eingestellt 
werden.
Wer Interesse hat, dieses Projekt umzusetzen und mit mir zu vermarkten, 
soll sich melden: harders@khtronik.de. Wenn es in Kleinserie im 
Direktvertrieb geht, rechne ich mit ca. 500 bis einigen 1000 
Geräten/Jahr. Gelingt es einen Vertreiber zu finden, der im Markt ist, 
kann es auch mehr werden :-).
Grüße, Kurt

von noname (Gast)


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Hm ....

... eigentlich benutzt man Hörgeräte mit adaptiven Filtern zu genau dem 
Zweck, dass alle Frequenzen unabhängig vom Klangbild optimal verstärkt 
werden, sodass das Gehirn gleichmässig auf alle Frequenzen trainiert 
wird und bleibt, weil man erfahren hat, dass das Gehirn das Hören 
verlernt.

Bist du sicher, dass Deine Hörhilfe eine Verbesserung ist?

Moderne HG bieten ja den wireless Anschluss zu externen Quellen wie 
Radio, DVD etc...

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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noname schrieb:
> ... eigentlich benutzt man Hörgeräte mit adaptiven Filtern zu genau dem
> Zweck, dass alle Frequenzen unabhängig vom Klangbild optimal verstärkt
> werden, sodass das Gehirn gleichmässig auf alle Frequenzen trainiert
> wird und bleibt, weil man erfahren hat, dass das Gehirn das Hören
> verlernt.
Wenn man eine definierte Signalquelle hat, hier also den Ausgang z.B. 
der HiFi-Anlage, und ein wohldefiniertes Programmmaterial, ist es 
ausreichend, den Frequenzgang und die frequenzabhängige Kompression 
einmal zu ermitteln. Die adaptiven Möglichkeiten eines modernen 
Hörgerätes werden zur Anpassung an die verschiedenen Hörsituationen und 
Programmquellen benötigt. Das Multimedia-Koppelungsprogramm meines 
Hörgerätes kennt für die Audioquelle auch keine parametrischen 
Frequenzganganpassungen.
>
> Bist du sicher, dass Deine Hörhilfe eine Verbesserung ist?

Ja, denn ich verwende sie z.B. zum Fernsehen und Musikhören, und bin 
mittelstark hörbehindert.
>
> Moderne HG bieten ja den wireless Anschluss zu externen Quellen wie
> Radio, DVD etc...
Sowas hat mein Hörgerät auch, aber im Bereich ab ca. 200Hz ist endgültig 
Schluss, da ist der "Lautsprecher" einfach überfordert. Auch die Dynamik 
ist meist mässig. Ein guter HiFi-Kopfhörer, oder noch besser ein 
Studiokopfhörer, sind da deutlich besser, weil sie bis zu tiefsten 
Frequenzen wiedergeben und auch hinreichende Schalldrücke erzeugen.
Grüße, Kurt

von Michael (Gast)


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Hallo,

was ist noch zu realisieren. Es existiert ein Prototyp ist da die 
Software nicht schon fertig? Wie sieht das HMI aus? Ich denke das HMI 
ist das komplexestes an deinem Produkt.

Mfg

Michael

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Michael schrieb:
> was ist noch zu realisieren. Es existiert ein Prototyp ist da die
> Software nicht schon fertig? Wie sieht das HMI aus? Ich denke das HMI
> ist das komplexestes an deinem Produkt.
Der Prototyp läuft auf einem ADAU1701 und wird grafisch programmiert. 
Die erforderliche Frequenzganganpassung wird durch ein "wildes" 
kombinieren von EQs erreicht, was sicher effektiver und evtl. mit einem 
anderen Prozessor preiswerter umsetzbar ist. genau da sind aber meine 
Fähigkeiten am Ende.
Das "Drumherum" des DSP ist weitgehend klar und durch die Forderung, 
einen HiFi-Kopfhörer voll auszusteuern klar umrissen. Das HMI soll in 
einem kleinen Prozessor implementiert werden, und stellt für die 
Parametrierung im wesentlich die Erfassung zweier Audiogramme dar. Die 
dafür, und für die Nutzung erforderliche haptische und optische 
Schnittstelle sind in Varianten auch klar.
Hast Du Interesse? :-)
Grüße, Kurt

von Michael (Gast)


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Hallo Kurt,

ich kenne den ADAU1701 nicht, habe mir gerade aber mal das Datenblatt 
angesehen. Sieht so schlecht ja nicht aus. Können die Parameter der 
Filter nicht zur Laufzeit geändert werden? Dann kann doch dieser 
Prozessor weiter verwendet werden. Dann ist nur noch ein kleiner PIC, 
AVR nötig der die Filterparameter übergibt und das HMI bedient.

Mfg

Michael

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Michael schrieb:
> ich kenne den ADAU1701 nicht, habe mir gerade aber mal das Datenblatt
> angesehen. Sieht so schlecht ja nicht aus. Können die Parameter der
> Filter nicht zur Laufzeit geändert werden? Dann kann doch dieser
> Prozessor weiter verwendet werden. Dann ist nur noch ein kleiner PIC,
> AVR nötig der die Filterparameter übergibt und das HMI bedient.
Du hast da im Prinzip recht. Das Design-Tool (SigmaStudio) erzeugt 
C-Header mit allen erforderlichen Informationen. Da das Design-Tool aber 
keine Filter mit z.B. 40dB Anhebung enthält, muss man sowas 
zusammenbasteln, was dann zu sehr vielen gekoppelten Parametern führt. 
Das wäre auch nicht so wirklich schlimm, wenn ich diese Parameter 
verstehen würde :-). Also, genau den, der diese Parameter versteht, den 
suche ich als Partner. Die Kommunikation zu einem ATMega o.ä. ist dann 
wieder mein Bier, da kenne ich mich aus.
Grüße, Kurt

von Sebastian M. (compressed)


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kann man das "sigma studio" auch ohne Hardware ausprobieren?

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Sebastian M. schrieb:
> kann man das "sigma studio" auch ohne Hardware ausprobieren?

Nein, da man den Key erst mit einem Entwicklungssystem erhält.

Grüße, Kurt

von SigmaStudio User (Gast)


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Kurt Harders schrieb:
> Sebastian M. schrieb:
>> kann man das "sigma studio" auch ohne Hardware ausprobieren?
>
> Nein, da man den Key erst mit einem Entwicklungssystem erhält.
>
> Grüße, Kurt

Stimmt nicht, man kann sich bei Analog Devices registrieren und bekommt
den Key zugeschickt (or you can contact us), ein Entwicklungssystem ist 
nicht Bedingung.

https://form.analog.com/Form_Pages/sigmastudio/SSDownLoad.aspx

You will get a software key with the evaluation board, or you can 
contact us at sigmadsp@analog.com to request a software key.

von Michael (Gast)


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Hallo Kurt,

kannst du mal so ein C-Headerfile Posten?

Mfg

Michael

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Michael schrieb:
> kannst du mal so ein C-Headerfile Posten?
Da die Headerfiles ziemlich groß sind, hier eine URL:
http://www.kharders.de/downloads/Entzerrer-ADAU1701.zip
Das ist der Output vom SigmaStudio und ein wenig Code für einen Atmel.
Grüße, Kurt

von Michael (Gast)


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Die Headerfiles sehen doch ganz gut aus. Startet der ADAU1701 aus einem 
EEPROM oder schreibst du im das Programm über den AVR in das RAM. Das 
Programm und die Parameter über den AVR zu schreiben währe sicher der 
erste Schritt zur Steuerung über den AVR. Die Parameter für Biquad zu 
berechnen ist noch einmal eine Kunst für sich. Hier kann ich dir aber 
helfen wenn du genau definierst was du alles an diesen Filtern 
einstellbar haben möchtest. Bei den Dynamikkompressoren müßte ich aber 
auch zuerst noch ins Datenblatt schauen.

Mfg

Michael

von Sebastian M. (compressed)


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falls du wirklich diese enormen Pegelunterschiede realisieren willst, 
wäre es dann nicht sinnvoller den DSP Eingangsseitig voll auszusteuern 
und dann mittels Filter nur Signalabsenkungen zu machen? Quasi dein 
Vorhaben zu invertieren.

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Hallo Michael,
Michael schrieb:
> Die Headerfiles sehen doch ganz gut aus. Startet der ADAU1701 aus einem
> EEPROM oder schreibst du im das Programm über den AVR in das RAM. Das
> Programm und die Parameter über den AVR zu schreiben währe sicher der
> erste Schritt zur Steuerung über den AVR.
Der ATMega soll das Programm, welches ja auch als include-File vorliegt, 
in den ADAU schreiben. Da ich mit der Umsetzung der Schaltung in eine 
Platine noch nicht ganz fertig bin, wird das sicher der nächste Schritt.
> Die Parameter für Biquad zu
> berechnen ist noch einmal eine Kunst für sich. Hier kann ich dir aber
> helfen wenn du genau definierst was du alles an diesen Filtern
> einstellbar haben möchtest. Bei den Dynamikkompressoren müßte ich aber
> auch zuerst noch ins Datenblatt schauen.
Das wäre dann die Zusammenarbeit, die ich suche :-).
Grüße, Kurt

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Hallo Sebastian,
Sebastian M. schrieb:
> falls du wirklich diese enormen Pegelunterschiede realisieren willst,
> wäre es dann nicht sinnvoller den DSP Eingangsseitig voll auszusteuern
> und dann mittels Filter nur Signalabsenkungen zu machen? Quasi dein
> Vorhaben zu invertieren.
Das werde ich auch noch versuchen. Mir waren nur EQs vertrauter. Ich 
werde noch einmal schauen, was SigmaStudio so anbietet.
Grüße, Kurt

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Hallo Sebastian,
Sebastian M. schrieb:
> falls du wirklich diese enormen Pegelunterschiede realisieren willst,
> wäre es dann nicht sinnvoller den DSP Eingangsseitig voll auszusteuern
> und dann mittels Filter nur Signalabsenkungen zu machen? Quasi dein
> Vorhaben zu invertieren.
Ich habe das gerade mal ausprobiert. Dabei habe ich gesehen, dass 
SigmaStudio auch FIR-Filter mit einer Koeffiziententabelle kann. Mit 
WinFilter berechnete Tabellen haben funktioniert.
Bei weiterem Probieren kam ich dann bei meinem Audiogramm mit einer 
Kombination von zwei Hochpääsen aus. Das mag aber bei anderen Personen 
anders aussehen, da frage ich mal meinen HNO-Arzt.
Auf dieser Basis werde ich erst einmal di8e Kommunikation zum Prozessor 
versuchen und simple Parameter ändern (Laustärkeeinstellung z.B.).
Grüße, Kurt

von Michael (Gast)


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Hallo Kurt,

FIR Filter sind natürlich viel einfacher zu dimensionieren. Brauchen 
aber deutlich mehr Rechenleistung. Wenn ein FIR Filter aber noch in den 
Prozessor passt ist das auf jeden Fall vorzuziehen. Hier ist auch eine 
linearphasige Auslegung möglich.

Mfg

Michael

P.S. Ich hätte die Software im DSP anders realisert. Zuerst eine 
Filterbank mit ca 10 Ausgangsfrequenzen. Danach dann 10 Kompressoren für 
jedes Frequenzband einer. In diesen Kompressoren kann dann für jede 
Frequenz die Verstärkung und der Maximale Pegel eingestellt werden. 
Danach alle Bänder wieder zusammenrechnen und auf den Ausgang.

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Hallo Michael,
Michael schrieb:
> P.S. Ich hätte die Software im DSP anders realisert. Zuerst eine
> Filterbank mit ca 10 Ausgangsfrequenzen. Danach dann 10 Kompressoren für
> jedes Frequenzband einer. In diesen Kompressoren kann dann für jede
> Frequenz die Verstärkung und der Maximale Pegel eingestellt werden.
> Danach alle Bänder wieder zusammenrechnen und auf den Ausgang.
So ähnlich hatte ich es auch versucht, war dann aber bei 6 Frequenzen 
und 6 Kompressoren in Stereo jenseits des verfügbaren Speichers des DSP.
Ich habe mir noch einmal die typischen Kurven bei Schwerhörigkeit 
angeschaut, und werde dafür mit WinFilter mal versuchen FIR-Filter zu 
berechnen. Es läuft wohl auf Hochpässe bei ca. 50Hz mit 
unterschiedlicher Flankensteilheit und leichter Korrektur im Bereich 
1-3kHz durch eine Bandsperre hinaus.
Wenn die Kombination läuft, schaue ich, was noch an Platz bleibt.
Grüße, Kurt

von Harko (Gast)


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Kurt Harders schrieb:
> Es läuft wohl auf Hochpässe bei ca. 50Hz mit
> unterschiedlicher Flankensteilheit
macht man wegen der Dämpfung des Nachbesprecheffektes

> und leichter Korrektur im Bereich 1-3kHz durch eine Bandsperre hinaus,
macht man wegen der Unterdrückung des subjektiven Präsenzeindrucks


genrell muss man ein wenig aufpassen: die einzelnen Bänder sollten nicht 
beliebig verstärkt werden, weil sonst die Klangkonstellation ruiniert 
wird und das Signal unverständlicher wird

eine Methode ist, ein monotones Verhalten der Bänder vorzugeben, d.h. es 
gibt nur eine Krümmung in der Kurve und keinen Wendepunkt.

von Michael (Gast)


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Hallo,

habe gerade noch einen interesanten Link gefunden:

https://www.mikrocontroller.net/attachment/56647/schulung005.pdf

Ich würde eine Filterbank mit 3 oder 4 Kanälen und einstellbaren 
Grenzfrequenzen vorschlagen. Aber ist ja dein Projekt.

Mfg

Michael

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Hallo Michael,
Michael schrieb:
> Ich würde eine Filterbank mit 3 oder 4 Kanälen und einstellbaren
> Grenzfrequenzen vorschlagen. Aber ist ja dein Projekt.
Nachdem ich den Artikel gelesen habe, gebe ich Dir völlig Recht. Für 
mein Projekt ist ja nur die Kompression und die Frequenzgangentzerrung 
relevant, da weder Umweltgeräusche zu unterdrücken, noch Rückkoppelungen 
zu erkennen sind. Da ist man mit 3-4 Kompressionsknälen sicher gut 
aufgestellt.
Wenn Du willst, kann es unser Proijekt werden :-).
Grüße, Kurt

von Michael (Gast)


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Hallo Kurt,

mache gerne bei deinem Projekt mit. Kann aber nicht allzuviel Zeit dafür 
abzweigen. Habe aber geschäftlich schon viel mit digitalen Filtern 
gemach (TAS2108). Möchtest du den Höhreindruck noch einmal mit 3-4 
Kompressionskanälen probieren? Schaltungstechnisch habe ich auch einiges 
an Erfahrung. Ich kann also gerne noch einmal einen Blick auf deinen 
Schaltplan oder Layout werfen.

Was kann ich helfen?

Mfg

Michael

von Harkan (Gast)


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Michael schrieb:
> TAS2108
?

von Michael (Gast)


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Ich meine natürlich TAS3108 von TI.

Michael

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Hallo Michael,

können wir auf den direkten Weg umsteigen?
harders@khtronik.de

Da ich aus diesem Forum einiges an Anregungen bekommen habe, werde ich 
natürlich Ergebnisse veröffentlichen.

Grüße, Kurt

von Sebastian M. (compressed)


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könnte dir mal eine GUI für den DSP zeigen, vielleicht als kleine 
Anregung für dein Projekt.

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Hallo Sebastian,
Sebastian M. schrieb:
> könnte dir mal eine GUI für den DSP zeigen, vielleicht als kleine
> Anregung für dein Projekt.
Meinst Du den ADAU1701 und das SigmaStdio? Oder hast Du eine GUI zum 
Verändern von Parametern im programmierten ADAU1701?
Grüße, Kurt

von Sebastian M. (compressed)


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nein, ich habe eine GUI für Endanwender. Nicht veränderbar! aber 
vielleicht was nach nachbauen.

von Kurt H. (Firma: KHTronik) (kurtharders)


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Hallo Sebastian,
Sebastian M. schrieb:
> nein, ich habe eine GUI für Endanwender. Nicht veränderbar! aber
> vielleicht was nach nachbauen.
Hast Du einen Screenshot oder eine Info, was die GUI tut?
Grüße, Kurt

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Michael schrieb:
> Ich meine natürlich TAS3108 von TI.
>
> Michael

Nettes kleines Teil und sehr gut über I2C zu steuern. Modern isser auch, 
kann ich nur empfehlen. Habe hier ein schönes Projekt mit dem 'grossen' 
Bruder TAS3208 zu laufen. Es gibt bei TI auch ein Low Cost EVM für den 
TAS3208:
http://www.ti.com/tool/tas3208evm-lc
Der TAS3208 hat einen eingebauten Kopfhörerverstärker , und liefert ganz 
schön Druck.
Als Beispiel für ein PurePath Projekt, so sieht so etwas aus:
http://www.schoeldgen.de/bassalizer/tas3208pfw.jpg

von Audiohans (Gast)


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