I.A. e audiofilia: progettazione di filtri

[Bunker]

Prendo spunto dal fatto che in questo momento la prima pagina di questa sezione ospita ben tre discussioni dedicate all'acustica ambientale; segno che, finalmente, a questo tema viene dato il giusto rilievo.

Recentemente sono stato coinvolto nel setup di un impianto multiamplificato di altissimo livello. Il sistema era installato in una sala d'ascolto che, nonostante le ottime intenzioni del proprietario e un investimento ingente, non performava all'altezza delle aspettative.

Per risolvere la situazione si è scelto di accostarsi all'Intelligenza Artificiale per la progettazione dei filtri. Questo approccio permette una configurazione "integrata", in cui l'intera catena composta da amplificazione, diffusori e ambiente viene considerata come un unico insieme sinergico.

 

Come primo passo, è stato effettuato un set completo di misurazioni acustiche per individuare le risposte dei singoli driver, il comportamento dei diffusori con un filtraggio "standard" Linkwitz-Riley a 24dB/oct, e la risposta delle trombe – quest'ultima fondamentale per mapparne la rotazione di fase agli estremi di banda introdotta dal caricamento acustico al fine di consentire alla I.A. di distinguerle da quelle introdotte dall'ambiente.

Tali rilievi hanno incluso anche l'analisi delle caratteristiche fisiche della stanza, tra cui i modi risonanti e i tempi di decadimento energetico. Queste misurazioni sono state ovviamente integrate con i parametri di Thiele & Small dei vari componenti.

 

I dati grezzi sono stati poi elaborati dall'I.A., che ha delineato la strategia per la costruzione dei filtri. Nel caso specifico, si è optato per una struttura ibrida: filtri IIR per le basse frequenze e filtri FIR per le superiori, aggirando così il noto limite di risoluzione (legato al numero di tap) degli speaker manager hardware. Senza dilungarmi troppo nei dettagli, l'algoritmo ha eseguito anche un'analisi SBIR accurata, sulla base della quale ha fornito le coordinate precise per generare un file di convoluzione dedicato alla correzione ambientale, comprensivo di un efficacissimo filtro subsonico quasi-brickwall a fase lineare.

L'I.A. ha inoltre mappato i limiti invalicabili per la correzione software, indicando gli interventi di trattamento acustico passivo necessari a completare l'opera. Nello specifico, ha calcolato la tipologia, la frequenza di risonanza e l'esatto posizionamento delle bass trap, fornendo persino le specifiche tecniche per la loro eventuale costruzione.

 

Questo approccio, verso il quale nutrivo inizialmente un certo scetticismo, ha permesso di ridurre drasticamente le iterazioni, nel senso di sessioni di trial and error per giungere a un risultato finale ottimale e, francamente, di grande impatto acustico.

L'unico vero risvolto negativo di questa metodologia risiede nella sua rigidità: la variazione di un singolo elemento della catena – inclusa una modifica geometrica del punto di ascolto – comporta il rifacimento, almeno parziale, del setup.

 

In sostanza, l'uso dell'I.A. ha permesso di incrociare simultaneamente una mole enorme di variabili e parametri complessi, portando in tempi rapidissimi a un traguardo che, con i metodi tradizionali, avrebbe richiesto tempi quasi biblici.

Leggevo proprio di recente che nel giro di pochi anni i calcoli strutturali in edilizia verranno quasi interamente demandati agli algoritmi predittivi, con forti ripercussioni occupazionali per ingegneri e geometri. Viene spontaneo chiedersi quali saranno le evoluzioni e gli scenari futuri in ambito audiofilo.

 

 

 

 

[il Carletto]

@Bunker Interessantissimo. Anche io sto utilizzando un approccio simile, pur non andando per il momento così in profondità. L’uso della AI mi ha permesso prima di tutto di ottimizzare il posizionamento dei diffusori, incrociando i dati dei driver, le misure della stanza e il suo trattamento con le misure acustiche della stessa. 
I benefici soprattutto sulla resa tridimensionale della scena sono stati rilevanti. Conto a breve di (ri)passare a breve alla multiamp attiva. L’approccio ad un sistema di filtri misto non l’avevo considerato. Me lo studierò. 
Grazie per aver condiviso l’esperienza. 

[Bunker]

9 minuti fa, il Carletto ha scritto:

Conto a breve di (ri)passare a breve alla multiamp attiva.

In presenza di una multiamplificazione attiva gestita con speaker manager, anche senza voler sposare la filosofia dell'approccio integrato, che e' estrema e di una certa complessita, puoi ottenere risultati quasi ottimali in maniera piuttosto semplice nel modo seguente.

A) Prima cosa calcola il ritardo da assegnare a ciascuna via per ottenere un allineamento temporale dei driver. Questo e' fondamentale se hai diffusori a tromba molto meno se sono in radiazione diretta. 

Puoi anche misurare l'offset fisico e farti dare dall'I.A. il dato da inserire nello speaker manager.

B) Imposta tutti filtri a LR 24 alle frequenze consigliate dal costruttore e misura. Dai i dati di frequenza e fase all'I.A., fatti suggerire i filtri e impostali sullo speaker manager.

3) Rimisura la frequenza e fase e fornisci i dati alla I.A. chiedendogli di darti indicazioni su come costruire un filtro in Rephase. Li hai due opzioni.

1) La maggioranza degli speaker manager che supportano FIR hanno anche la possibilita di importarli, quindi puoi importare il tuo filtro FIR Rephase nello speaker manager che pero generalmente a causa della potenza di calcolo dei processori (quasi sempre sharc) non puo applicarli a meno di 3-400hz.

2) se parti da una sorgente software (PC) puoi caricare il filtro nel convolver e avere una correzione a fase lineare su tutta la gamma.

In alternativa a rephase ci sono degli equalizzatori a fase lineare anche gratuiti (es Filtrate).

Se la correzione e' blanda, puoi anche applicarla mediante uno strumento del genere, sempre sulla base dei parametri che ti fornisce la I.A.

Poi alla fine prova e vedi (anzi senti...) perche comunque 2 o 3 iterazioni sono quasi sempre necessarie.

[il Carletto]

@Bunker Ho già utilizzato dei filtri di convoluzione Fir creati con DRC, caricati sul convolver di HQPlayer. Come speaker manager usavo, e riuserei, Armonia di Powersoft, con il quale ho già ricreato i tagli del crossover delle mie PMC. La parte che più mi risulta più ostica è quella relativa alla messa in fase dei driver. Calcolare le distanze fisiche dei driver o misurare l’impulso per poi rifasare agendo sui ritardi?

In ogni caso grazie per i suggerimenti di cui sopra. 

[Bunker]

12 ore fa, il Carletto ha scritto:

@Bunker La parte che più mi risulta più ostica è quella relativa alla messa in fase dei driver. Calcolare le distanze fisiche dei driver o misurare l’impulso per poi rifasare agendo sui ritardi?

Se si conosce con precisione il posizionamento del centro di emissione dei due altoparlanti (che non e' visibile da fuori) in teoria basta calcolare la differenza di offset.

Ma siccome questo raramente e' possibile, dopo aver "sgrossato" il ritardo in questo modo:

 

1) Misuri l'impulso (Time of Flight). Sottraendo i due tempi, ottieni un valore di delay iniziale preciso.

 

2) Verifichi la fase. Il vero allineamento si ottiene visualizzando la fase nella zona di incrocio. Regolando il delay a passi di frazioni di millisecondo, cerchi di sovrapporre perfettamente le pendenze della fase dei due driver intorno alla frequenza di taglio.

Questo puoi farlo in due modi, misurando al punto di ascolto o oppure a un metro in asse davanti al diffusore.

La misura al punto di ascolto in teoria e' preferibile ma viene "inquinata" dalle riflessioni ambientali, per cui e' necessario impostare una finestratura che isoli l'impulso.

Per contro nella misura a 1m hai meno problemi con le riflessionj, ma il posizionamento del microfono sull'asse verticale  influisce molto di piu sul risultato, anche in considerazione della posizione reale del punto di ascolto rispetto ai due driver in questione.

 

P.S. 

Alcuni pensano che sia inutile impazzire per ottenere un allineamento ideale, dato che poi comunque verra usato un sistema di correzione ambientale o un file di convoluzione che aggiusta anche la fase.

Questo e' un errore grossolano, perche il disallineamento causa lobing, sul quale un sistema di correzione ambientale non solo non puo fare niente, ma se lo individua e prova a correggerlo fa "piu danno che guadagno" per motivi che non mi dilungo a spiegarti.

 

Il lobing e' il nemico numero 1 del soundstage. Gli aspetti su cui si puo lavorare per ridurlo sono sostanzialmente tre:

1) la pendenza del filtro

2) l'allineamento temporale

3) Il matching della dispersione tra i due driver

Se i primi due sono relativamente gestibili via software/hardware e verificabili tramite iterazioni (li aiuta la I.A.), il terzo e' intrinsecamente dipendente dalle scelte progettuali, ed e' il motivo per cui le trombe a direttivita costante di ultima generazione (con una dispersione quasi sempre inferiore ai 45°, spesso intorno a 30°) e le "guide d'onda" sono delle cagate pazzesche (per uso hi-fi).

Se da una parte riducono le riflessioni ambientali, gestibilissime tramite correzione ambientale, dall'altra introducono problemi irrosolvibili di lobing, dovuti al mismatch della dispersione con la via inferiore.

La progettazione corretta dovrebbe partire dal considerare la dispersione della via inferiore alla frequenza di incrocio (se parliamo di un woofer prima che inizi a fare breakup e per tutti gli altoparlanti prima che inizino ad andare in beaming) e costruire un sistema con una dispersione coerente, o progressivamente e blandamente decrescente verso le vie superiori. Senza salti bruschi, tipo passare da 90° di dispersione a 45°.

 

 

 

[Aniroceppa]

L’uso di IA differenti conduce a risultati molto differenti, o sono comunque sovrapponibili?

[Bunker]

52 minuti fa, Aniroceppa ha scritto:

L’uso di IA differenti conduce a risultati molto differenti, o sono comunque sovrapponibili?

Guarda, secondo me la I.A. non ha niente di "intelligente". 

Non e' altro che un "calcolatore" che ha accesso a un smisurata serie di dati, formule e che impara anche dalle esperienze concrete. La comodita' e che puoi interrogarla come un umano, condividere files, foto dell'ambiente, del posizionamento dei diffusori ecc. e questo ti semplifica enormemente il lavoro. L'interfaccia e' importante, basti pensare a quando si passo'  dalle interfaccie testuali alle interfacce grafiche.

E' tutt'altro che infallibile perche ogni tanto ci mette del suo, per cui bisogna essere in grado di farglielo notare.

I limiti, su processi lunghi come il setup di un impianto sono due:

1) i dati che gli dai. Piu dati piu gli fornisci e meno variabili gli lasci e meno lei tende ad inventarsi cose strane di sana pianta. Ad esempio se gli fai calcolare il delay non sbaglia nemmeno di una frazione di millisecondo. Se invece gli chiedi "come risolvo questo problema di lobing ?"  devi essere in grado di capire se la soluzione che ti propone puo funzionare o no.

2) Tutte le I.A. hanno quello che potremmo tranquillamente assimilare a un buffer FIFO (first in - first-out) che a mio parere e' estremamente limitato.

In pratica le prime cose che vengono affrontate vengono "dimenticate", o ricordate in maniera sempre piu imprecisa, man mano che si allontanano nel tempo, questo puo diventare MOLTO frustrante.

Per questo motivo e' bene memorizzare tutto, sia i tuoi dati di partenza, comprese le foto, che le soluzioni intermedie che ti vengono proposte indicando che sono gia state oggetto di iterazione e il risultato.

Appena vedi che inizia ad "allucinare" (inventarsi cose o a ripetersi) riproporle il documento per rinfrescargli la memoria.

In questo modo eviti che ti venga proposta due volte la stessa soluzione, che magari hai gia verificato che non funziona, oppure che non rappresenta una variabile (perche magari non puoi arretrare i diffusori di 50cm perche sei gia a ridosso del muro).

Con questo approccio le soluzioni proposte dalle varie I.A. variano di pochissimo. Considerando che comunque alla fine la soluzione la devi validare "a orecchio" direi che le differenze sono sicuramente trascurabili, ammesso che siano udibili.

Gemini e Grok mi sembrano meglio di Chat GPT che tende a mettere costantemente in discussione il tuo approccio per importi il suo, non tenendo conto delle limitazioni che tu conosci e lei no, e cosi facendo finisce per perdere di vista l'obiettivo o a dilungarsi inutilmente.

 

Puo' sembrare un processo laborioso/tedioso (e lo e') ma consente comunque di arrivare a una soluzione in tempi accettabili.

Certamente il calcolo del ritardo lo puoi fare anche "a mano", ma se parliamo del discorso "progettazione integrata" dei filtri, non so quanto sia realmente possibile incrociare quella mole di dati e variabili in maniera tradizionale.

 

[Capa]

Volevo sapere l'altezza esatta di un diffusore tower, di cui si trovavano pochi informazioni in rete, dovendolo inserire in una bassa mansardina.
Essendo un tower stimavo l'altezza del cabinet tra i 900 e i 1000 mm.
L'IA, quella commerciale a tutti disponibile gratuitamente, mi dava come altezza 440 mm.
Facevo notare l'idiosincrasia. La stessa IA mi dava ragione ma continuava imperterrita a dirmi che fosse 440 mm.
A forza di insistere, e fargli notare che certamente sbagliava, a un certo punto, mi dice che l'altezza "potrebbe essere compresa tra 900 e 1000 mm".
Da lì i poi, insistendo un po' nella richiesta, tutte risposte sconnesse, tipo quelle che potrebbe darti un tizio con tasso alcolemico tra 3,5 e 4,20 g/l nel sangue.
Ancora ci andrei, quantomeno, cauto ...

[paolosances]

L'intelligenza artificiale ,allo stato è meno che attendibile: ho sottoposto all IA una mia foto che mi ritrae con una  amica; il responso è che in foto sono presenti il giocatore Beppe Baresi con la moglie.

Se tanto mi da'tanto...

[il Carletto]

Credo che un conto sia chiedere di riconoscere qualcosa o domandare opinioni, altro fargli fare dei calcoli scientifici. 

[ilmisuratore]

I.A andrebbe ben istruita...e se ben istruita le cose "le sa"

Domande irrazionali produrranno risposte altrettanto farlocche

[best_music]

22 ore fa, Bunker ha scritto:

Gemini e Grok mi sembrano meglio di Chat GPT

Se non erro trattasi di tre chatbot di impiego generico, non specificamente addestrati a capacità specifiche come la progettazione di filtri o, più in generale, di supporto alle problematiche di elettroacustica.

Interrogare un chatbot su questo tema serve solo a farsi dare un mix delle risposte più popolari su internet a domande simili con risultati che non hannop né pretendono di avere una validità tecnica.

 

[Felis]

State usando versioni gratuite?@Capa @paolosances

[one4seven]

7 ore fa, paolosances ha scritto:

il responso è che in foto sono presenti il giocatore Beppe Baresi con la moglie

 

Non sei Beppe Baresi? 

Di IA ce ne sono molte. Quelle che funzionano si pagano. Lo sviluppo tra l'altro non è orizzontale (generalista), ma verticale. Sono perlopiù settoriali. 

[faber_57]

 

9 ore fa, best_music ha scritto:

Interrogare un chatbot su questo tema serve solo a farsi dare un mix delle risposte più popolari su internet

Io utilizzo Gemini, sgancio 20 euro al mese e ho un assistente onnisciente che mi dà una mano per nulla popolare su qualsiasi cosa, compresi programmi audio di misura o programmi per il trattamento del segnale. Cose che mai avrei provato a fare prima proprio per mancanza di conoscenze. E io sono un pirla qualsiasi: immagino nelle mani di uno in gamba che cosa non riesca a fare.