Звукозапись

[Dimka]

Никто не знает, есть ли какие-нибудь типовые (находящиеся в продаже по умеренным ценам) приспособления, которые бы позволили вести синхронную звукозапись с 3-х и более микрофонов на один компьютер (ноутбук)? Синхронность с точностью в пределах интервала дискретизации.

Дополнительным условием является возможность автономной работы: либо на аккумуляторах, либо питание через USB. В общем, чтобы в поле (на природе) работало. Простота соединения с микрофонами и ноутбуком (без каких-то дополнительных PCI-карточек и т.п.).

Ну и, естественно, необходимый для этого софт. Звук нужен без обработки и компрессии по каждому каналу отдельной записью (без микширования каналов). Частота дискретизации как можно выше, в идеале 192 кГц. Квантование не так уж важно - достаточно 16 бит, можно и меньше, но не менее 8.

[Ochkarik]

есть но они по-моему все  дорогие...
по фирмам M-Audio, Aardvark, Echo Digital Audio Corporation2, MIDIMan, Marian и TerraTec Electronic.

[Dimka]

Мда... Многоканальные записывающие карты для 192 кГц с USB 2.0 около 20 тыс. рублей, а главное, отнюдь не мобильные - в поле такие вытащить проблематично.

Может проще будет раздобыть на время 3 нетбука и достичь синхронизации их записей звуковым синхроимпульсом из точки с одинаковым до всех микрофонов расстоянием... Геометрически это возможно.

[RXL]

"В поле" - это подразумевается "на себе" или "на авто"? И какое время автономной работы необходимо.

[Ochkarik]

ESI MAYA44 USB
посмотри, но там только 48к
http://prirodazvuka.ru/katalog_tovarov/studijjnoe_oborudovanie/zvukovye_karty/zvukovye_karty_usb/page2/#_content

Добавлено через 4 минуты и 34 секунды:
разные карты синхронизировать проблеммно: тактовые будут разбегаться.

[RXL]

Ochkarik, он имеет в виду синхронизировать внешним звуковым сигналом, подаваемым через микрофоны. Если известно расстояние от источника сигнала до микрофона, можно рассчитать, на сколько сдвинуть дорожки для восстановления синхронности.

А девайс по ссылке с линейными входами.

[Ochkarik]

RXL, я понял. но это лишь часть проблемы. поскольку кварцы на каждой плате не идеальные - где нибудь с расстройкой 5-10ppm(еще и плавающую от температуры), то такую синхронизацию придется повторять раз в несколько секунд, и раз в несколько секунд отбрасывать по одному-два отсчета.
в промежутках между точками синхронизации задержка менее одного такта выродится в линейный по частоте наклон ФЧХ. причем, этот наклон ФЧХ будет линейно расти со временем, и прыгать на PI в точках пересинхронизации.
кроме того, точность такой синхронизации будет пропорциональна ширине полосы синхронизирующего сигнала. то есть для синхронизации в пререлах одного такта, полоса такой звуковой метки должна быть равна половине частоты дискретизации(грубо) (это еще хрен излучишь, я уже  не говорю о ФЧХ).

...то бишь для реализации фазовых методов акустической пеленгации надо будет не-немного помучаться... если я правильно идею восстановил)

[Dimka]

"В поле" - это подразумевается "на себе" или "на авто"?

На себе, никаких авто в округе быть не должно - распугают объектов "прослушивания". Надо поставить в поле и отойти подальше на часок, а оно там пусть записывается.

...то бишь для реализации фазовых методов акустической пеленгации надо будет не-немного помучаться... если я правильно идею восстановил)

Совершенно верно восстановил.

Но тобою вышеописанное производит впечатление идеальной пеленгации. На самом деле точность направления в десяток градусов и (если удастся оценить расстояние) в несколько десятков сантиметров при дистанции метров 5 от микрофонов будет достаточной. Поэтому кое-какой фазовый "люфт" допустим. Главный вопрос, какой?

При частоте 192 кГц один отсчёт занимает интервал около 5 мкс. За какое время "кварцы" разъедутся настолько? За секунду?

Микрофоны будут стоят правильным треугольником в плоскости, параллельной земле, на "блине" диаметром около 50 см. Излучатель синхронизирующего сигнала можно поставить в центре. Ветер заведомо будет либо отсутствовать, либо будет очень слабым. Скорость звука постоянна - около 350 м/с (будет вычислена по температуре и давлению во время записи). За время, которое звук проходит примерно 0,5 м, при частоте 192 кГц успеет "отсчитаться" что-то около 270 отсчётов. Это и определяет разрешающую способность всей конструкции. При частоте 96 или 48 кГц предельное количество отсчётов будет, соответственно, около 140 и 70.

[RXL]

Дим, а каковы финансовые лимиты?

[Dimka]

RXL, чем скромнее, тем лучше.

Ochkarik, можно ли допустить с какой-то большой вероятностью, что если "кварцы" расходятся по частоте, то это расхождение даёт систематическую ошибку синхронизации за какое-либо достаточно длинное время - допустим, минуту? Грубо говоря, определив количество отсчётов по каждому каналу в интервале между редкими синхронизирующими сигналами, пройтись по записям и проредить более длинные, удалив "лишние" отсчёты, полагая, что эти отсчёты появлялись в записи через равные интервалы. Не факт, что это так, но можно ли такой эвристикой улучшить результат, сократив накопление ошибки?

[Ochkarik]

ошибка кварцев из двух компонент сложится - систематическая начальная расстройка + то что набежит от температуры. плюс будет бегать от температуры в процессе...
теперь к фазам, и расстояниям. вопрос - что пеленговать надо? что за сигнал? полоса, длительность?

[Dimka]

Ochkarik, так насколько оно бегает в процессе? И в какую сторону предпочитает бегать?

Сигнал - щелчки однотонные, на частотах несколько кГц (в зависимости от источника сигнала), обычно в районе 5 кГц. Длительность щелчка что-то около 10-20 мс. Для распознавания удобно то, что щелчки идут сериями, а серии и паузы между ними образуют пакеты. Структура пакета всегда одинакова, однако темп может меняться.

[RXL]

Птицы, насекомые?

Наверно все таки нужен многовходовый девайс с единым задающим генератором, т.к. устройства с внешней синхронизацией относятся к проф.оборудованию и стоить будут дорого.

Кстати, видел на sourceforge проект 8-ми входового (дифференциальные микрофонные входы) устройства с USB 2.0 и частотами дискретизации от 48 до 192 кГц. Приложенные фотографии говорят, что девайс был реализован.
http://sourceforge.net/projects/eightsoundsusb/
http://sourceforge.net/apps/mediawiki/eightsoundsusb/index.php?title=Main_Page
http://www.xmos.com/applications/usb-audio

[Ochkarik]

Температурная нестабильность частоты в интервале температур:
-10...+60°С; -40...+70°С; -40...+85°С                          ± (10...50)х10-6
*Точность настройки при температуре (+25±5)°С          ± 5,0х10-6
*Долговременная нестабильность частоты                ≤±15х10-6
это я первый попавшийся не термостабилизированный кварц взял БМГ+. не самый плохой.
так что рассчитывайте, что от температуры каждый будет на 10^-5 в диапазоне ±20°С. в какую сторону - сложно сказать. они же взаимно бегать будут. абсолютные значения думаю не очень важны.

обработка... тут либо тупо фронты искать - но это ошибка большая будет. либо попарно сворачивать.
на вскидку... ну допустим если при 10мс сигналах ошибка ну.... пусть процентов 1-5 от длительности импульса будет, если по одному.
0.5мс->17см... 0.1мс->3см... строим на плоскости треугольники - чет не очень  выходит..
не, нельзя так считать... грубо. ширина пика при свертке - от автокорреляционных свойств самого сигнала будет зависеть.
записей случайно нет, хотя бы одноканальных? желательно не одного импульса.

PS тогда уж дешевле чем разрабатывать плату - взять готовую на 4канала за 100 баксов и добавить микрофонный усилитель

PPS частота дискретизации - это ерунда. по найквисту пардон, для однозначного представления сигналов в дискретной форме с верхней частотой Fв достаточно частоты дискренизации 2Fв. остальное от лукавого.

[Dimka]

Температура от +25 до +40 примерно.

обработка... тут либо тупо фронты искать - но это ошибка большая будет.

...

PPS частота дискретизации - это ерунда. по найквисту пардон, для однозначного представления сигналов в дискретной форме с верхней частотой Fв достаточно частоты дискренизации 2Fв. остальное от лукавого.

Высокая дискретизация именно для того и нужна, чтобы искать фронты и их смещения на разных микрофонах. "Большая ошибка" - это всё как-то субъективно. Лучше конкретно. Задержка фронта между микрофонами x мс (от 0 до 2 где-то), какова абсолютная погрешность? Вот ответ на этот вопрос интересен. Методы снижения абсолютной погрешности тоже.

записей случайно нет, хотя бы одноканальных? желательно не одного импульса.

http://entomology.ru/orthoptera/son_chi.html
Тут осциллограммы. Есть и запись, но формат не знаю какой - rm.

PS тогда уж дешевле чем разрабатывать плату - взять готовую на 4канала за 100 баксов и добавить микрофонный усилитель

Про "разрабатывать" речи и не шло. Именно что интересуют готовые устройства.

[RXL]

rm - вероятно это real media. Для воспроизведения может потребоваться Quicktime.

[Dimka]

RXL, нет, QuickTime его читать отказывается. Windows Media Player тоже. А VLC не пробовал ещё.

[Ochkarik]

переоцифровал на 44.1кГц.

АКФ на длине 4096 точек (порядка 4 импульсов)
2мс/клетка

и крупно участок максимума 100мкс/клетка

и 1мкс/клетка (сверху сам сигнал под ним АКФ - задержал на 50 тактов чтоб симметрично было)

PS поправил, ошибся с разрешением на клетку)

[Ochkarik]

---------------------------
c6195.rm
---------------------------
File:  c6195.rm
FileSize:  64793 Bytes
Title:  Conocephalus chinensis
Author:  Alexander Benediktov
Copyright:  ©2003
Comment:  RealEncoder 5.1.0.32 WinNT 5.0 2195 Pentium MMX 1 Live = 0 ac = 80 Kbps Music Mono abw = 80.0 asi = 44100 abi = 16 abo = 16 ach = 1

Statistics:
Maximum Bit Rate:   81882
Average Bit Rate:   81882
Maximum Packet Size:   348
Average Packet Size:   348
Number of Packets:   177
Duration :   6165 ms
Number of streams:   1

---------------------------

PS да, чет у меня после переоцифровки 7.1 сек получилось вместо 6.1...  перекидывал в wav плюгином от winamp, вопроизводил каким то плюгином winamp для RM. оба кривенькие.
ОК  
---------------------------

[Ochkarik]

но это АКФ.
была бы запись хотя бы стерео - можно было бы честное ВКФ посмотреть.

[RXL]

RXL, нет, QuickTime его читать отказывается. Windows Media Player тоже. А VLC не пробовал ещё.

Формат точный:
audio/x-pn-realaudio
RealEncoder 5.1.0.32

Просто нужен декодер.

[Ochkarik]

если ширина лепестка АКФ порядка 200-400мкс. то если по максимому искать будет чуток получше.  по ВКФ найдется попарная разница хода задержек, дальше геометрией.
как разность АЧХ-ФЧХ трех микрофонов будет влиять не знаю, но думаю не очень пложительно.
ИМХО, примерно такая точность для этих сигналов.
это метод что называется "в лоб". есть еще методы сверхразрешения, но тут я пас)

[Dimka]

по ВКФ найдется попарная разница хода задержек, дальше геометрией.

В первом приближении Разумеется, сигналов будет много с разных сторон, и их ещё надо будет отделять друг от друга.

[Джон]

rm = rmf - контейнер для MIDI
http://www.fileinfo.com/extension/rmf

VLC его тоже не проигрывает, хотя и открывает.

[Dimka]

Джон, не, у меня VLC эти rm-файлы проиграл успешно. И это было явно не MIDI.

[RXL]

RXL, нет, QuickTime его читать отказывается. Windows Media Player тоже. А VLC не пробовал ещё.

Формат точный:
audio/x-pn-realaudio
RealEncoder 5.1.0.32

Просто нужен декодер.

Я эти строки из самого файла взял.