Je libo ekvalizér přímo v ALSA?

24.5.2008 12:13 | Přečteno: 3653× | Linux | | poslední úprava: 24.5.2008 12:14

Dnes ráno jsem si říkal jestli je to možné, a ono je, a ani to není nijak pracné. Má to jen jedno malé ale – zátěž procesoru.

Takže na notebooku, kam tento nápad byl primárně mířen, moc uplatnění mít nakonec nebude. Alespoň jsem si udělal nějaké tabulky no downmix surround do sterea :)

Co budeme potřebovat:

textový editor, těm otrlejším postačí cat

zvukovou kartu a reproduktory či sluchátka

funkční ALSA, čím novější tím lepší, rozhodně aby uměla používat ladspa pluginy

ladspa plugin „Multiband EQ“, je v knihovně mbeq_1197.so, v Arch Linuxu balíček swh-plugins

přehrávač který mixuje do ALSA a umí nastavit ALSA device, třeba Amarok, Audacious, MPlayer…

nějakou tu hudbu, na které to budeme ladit, já jsem použil album Charango od Morcheeby

sluch, tady je to relativní

Co je cílem

Kvalitní zvuková karta s kvalitní aparaturou a kvalitním zdrojem (což není mp3 s bitovým tokem 96 kbps) ekvalizér nepotřebuje, ale pokud máte nějaké šumítko, tak můžete posílit středy, nebo třeba já jsem chtěl trochu výrazněji vykreslit basy u sluchátek.

Trocha teorie

Ladspa je rozhraní pro pluginy zpracovávající zvuk. Dostupné pluginy umí skoro všechno co vás napadne upmix, downmix, zdroj bílého šumu, oscilátor, zesilovač… (už jsem v blogu psal o frekvenčních filtech). Ladspa využívá třeba gstreamer, nebo Audacious. Kdyby něco chybělo, tak si to můžete napsat . Kromě toho lze ladspa používat přímo v ALSA (wow). Celá konfigurace se ukládá do ~/.asoundrc pro uživatele, nebo /etc/asound.conf pro systém.

OK, dem na to

Nejprve uvedu kompletní konfiguraci a pak si to rozebereme :).

pcm.eq{
  type            ladspa
  slave.pcm       default
  channels        2
  plugins {
    0 {     
      id                      1197
      policy                   duplicate
      input.bindings.0        "Input"
      utput.bindings.0        "Output"
      input {
# range -30~70    #50Hz 100Hz 156Hz 220Hz 311Hz 440Hz  622Hz 880Hz 1250Hz 1750Hz 2500Hz 3500Hz 5000Hz 10000Hz 20000Hz
        controls [  2    3     4     3     2      2     2     1      1     -1     -2     -2     -2     -2      -2 ]
      }
    }
  }
}

pcm.stereo {
  type            plug
  slave.pcm       eq
}

nadefinovali jsme PCM zařízení „stereo“, vstup do ekvalizátoru a „eg“, které má výstup napojen na výchozí (default) zařízení ALSA. Zařízení eq hostuje plugin ladspa s identifikátorem 1197, což je plugin Multiband EQ. Politika je nastavena na „duplicate“, tedy opakovat pro všechny kanály, máme nastaveno, že zařízení má dva.

Teď už by měl ekvalizátor fungovat, ověřit to můžete například příkazem

speaker-test -twav -c2 -Dstereo

měl by být znát rozdíl od zařízení default

speaker-test -twav -c2 -Ddefault

pokud rozdíl neslyšíte poštelujte si nastavení v poli „controls“.

Ekvalizér tedy funguje a nezbývá nic jiného, než nastavit zařízení stereo jako výchozí v přehrávači a začít ladit nastavení. Pozor po změně nastavení je potřeba přehrávač vypnout (většinou nestačí stop, protože po play se neinicializuje zvukový sýstup), aby si načetl znovu nastavení, proto se bude hodit něco do konzole :).

Něco na přilepšenou

Jak jsem naznačil, ekvalizér sice funguje, ale má za následek určité zvyšení zátěže CPU a u notebboku to znamená kratší čas běhu na baterii. Tak jsem si alespoň nadefinoval zařízení pro downmix :).

~/.asoundrc

pcm.eq{
  type          ladspa
  slave.pcm     default
  channels      2
  plugins  {
    0 {
      id        1197
      policy    duplicate
      input.bindings.0  "Input"
      utput.bindings.0  "Output"
      input {
# range -30~70    #50Hz 100Hz 156Hz 220Hz 311Hz 440Hz  622Hz 880Hz 1250Hz 1750Hz 2500Hz 3500Hz 5000Hz 10000Hz 20000Hz
        controls [  2    3     4     3     2      2     2     1      1     -1     -2     -2     -2     -2      -2 ]
      }
    }
  }
}

pcm.stereo {
  type       plug
  slave.pcm  eq
}

pcm.!surround40 {
  type       route
  slave.pcm  stereo
  slave.channels  2
  ttable {
    0.0  1
    0.1  0.1
    1.1  1
    1.0  0.1
    2.0  0.8
    2.1  0.1
    3.1  0.8
    3.0  0.1
  }
}

pcm.!surround41 {
  type       route
  slave.pcm  stereo
  slave.channels  2
  ttable {
    0.0  1
    0.1  0.1
    1.1  1
    1.0  0.1
    2.0  0.8
    2.1  0.1
    3.1  0.8
    3.0  0.1
    4.0  0.5
    4.0  0.5
  }
}

pcm.!surround50 {
  type       route
  slave.pcm  stereo
  slave.channels  2
  ttable {
    0.0  1
    0.1  0.1
    1.1  1
    1.0  0.1
    2.0  0.8
    2.1  0.1
    3.1  0.8
    3.0  0.1
    4.0  0.5
    4.1  0.5
  }
}

pcm.!surround51 {
  type       route
  slave.pcm  stereo
  slave.channels  2
  ttable {
    0.0  1
    0.1  0.1
    1.1  1
    1.0  0.1
    2.0  0.8
    2.1  0.1
    3.1  0.8
    3.0  0.1
    4.0  0.5
    4.1  0.5
    5.0  0.5
    5.1  0.5
  }
}

pcm.!surround71 {
  type       route
  slave.pcm  stereo
  slave.channels  2
  ttable {
    0.0  1
    0.1  0.1
    1.1  1
    1.0  0.1
    2.0  0.8
    2.1  0.1
    3.1  0.8
    3.0  0.1
    4.0  0.5
    4.1  0.5
    5.0  0.5
    5.1  0.5
    6.0  1
    7.1  1
  }
}

       

Komentáře

[belisarivs]

Jak je to horke s tou zatezi CPU?

[vogo]

na noťasu s dvoujádrem Intel T2130 to dělá 10% při taktu 798 MHz…

[belisarivs]

Tak to je dost.

[vogo]

no je to stejně jako ekvalizer v amaroku, audacious je na tom o trošičku lépe, na výdrži baterky to ubere z 3.5 hodin 0.25 hodiny…

[Radek Podgorny]

Ahoj, mam dotaz, ktery az tak nesouvisi s tvym zapiskem, ale i tak to zkusim...

Co kdybych chtel z PC udelat ekvalizer? To znamena pouzit alsu a ladspa plugin, ale nechtel bych, aby to ovlivnovalo jen zvuk z userspace (pres libalsa), ale i to, co leze z line-in apod...

Nevedel bys (nebo nekdo) nahodou?

[Kvakor]

Pokud zvukova karta umi full fuplex (dnes temer vsechny), tak to neni problem, staci nahravat a hned posilat na vystup (napr. pres Sox). Pamatuju, jak jsem kdysi davno na SB16 zkousel DOSovy programek, co dokazal delat ruzne efekty se zvukem diky duplexnimu provozu (SB16 byla jedna z prvnich beznych zvukovych karet pro PC, co to umela), i kdyz tenkrat jen jednoduche efekty typu echo ci zpozdeni, protoze vic by tehdejsi procesy nezvadaly).

A pozdeji jsem videl podobne reseni delane pro karty zalozene na Emu10k (SB Live! a Audigy), ktere ale to same delaly hardwarove (Emu10k je vlastne signalovy procesor). Jednoduchy ekvalizer (petipasmovy, myslim) se dokonce vyskytuje jako jeden z prikladu v balicku s emu-dspmgr, ale nevim, jestli to je pouzitelne i pro Alsu (emu-dspmgr je, pokud vim, jen pro OSS driver). Alsa ma v sobe v ovladaci pro emu10k1 defaultne dvoupasmovy ekvalizer, i kdyz neni nic moc.

Osobne bych ale PC k podobnemu ucelu nepouzival, ve srovnani se spotrebou klasickeho (tj. analogoveho ci postaveneho na specializovanych DSP) ekvalizeru je spotreba PC primo desiva, nehlede na mozne problemy s rusenim. A kdyz uz, tak pomoci prave nejake karty s Emu10k, diky ktere by to zvladl i nejaky opravdu slaby stroj (napr. neco usporneho jako VIA Epia), protoze by pouze nastavoval vlastnosti onoho ekvalizeru, samotne vypocxty by delal chip na zvukove karte.

[Radek Podgorny]

Diky za tipy, myslenka hnat data pres userspace tam a zase zpatky se mi moc nezamlouva, ale asi to jinak nepujde .

Jinak, co potrebuji neni ekvalizer, ale kompresor (kvuli televizi - nebavi me porad snizovat a zvysovat hlasitost). Na PC jsem to chtel delat proto, ze je proste pobliz . Jinak, pokud byste vedel o nejake HW alternative, budu vdecen za kazdou radu...

[Josef Kufner]

Uděláš líp, když televizi vypneš úplně

[dustin]

Userspace jsou i pluginy do alsy. Obecně se nedoporučuje dělat takové vychytávky v kernel spacu, tam patří jen ovladače a nejnezbytnější infrastruktura. Každá chybka vede k pádu, blbě se do debuguje, musí se hlídat velikost použité paměti, atd.

Overhead vytažení do userspacu je minimální.

[dustin]

Ještě k té TV. Chce to vyzkoušet, ale kolečko zvukovka in - kompresor - zvukovka out bude mít nějakou latency. Pokud nelze zpozdit obraz (u TV asi problém), může být i malá latence na dialozích znát. Ale třeba se dostaneš na dobrá čísla.

[dustin]

Uff, samozřejmě latenci, už jsem z té angličtiny zblblý :)

[petr_p]

zpoždění ;)

[Kvakor]

Jinak, co potrebuji neni ekvalizer, ale kompresor (kvuli televizi - nebavi me porad snizovat a zvysovat hlasitost).

Navod na omezovac hlasitosti jsem videl kdysi v nejakem casopise, je to celkem jednoduce zapojeni, ktere funguje jako zesilovac se ziskem rizenym napetim, ktere se ziskava integraci vstupniho signalu. Myslim, ze tam byly jen 4 OZ v jednom pouzdre a pak uz jen odpory a kondenzatory, plus jeden stabilizator (7809, myslim). Jedina nevyhoda je, ze a) je pak treba externi zesilovac (zisk tohohle "zesilovace" je totiz pouze v intervalu 0-1) a b) nejspis to kvuli integrujicimu charakteru vstupu ma urcite nejakou nenulovou latenci, leda ze charakteritika predelala z PI na PID.

Osobne problem s vyssi hlasitosti reklam v televizi resim tlacitkem Mute, pripadne nahranim celeho poradu a preskakovanim casti, ktere nechci ...