Vor- und Nachteiule von FFT EQs

[Alphacodex]

Hallo,


Keine Ahnung ob das das richtige Forum ist, aber da ich kein "Effekte" Forum gefunden habe passts hier wohl noch am besten...

Prinzipiell haben EQs ja recht viele Vorteile:
- die [g=44]Flankensteilheit[/g] ist fast unendlich (ok bei z.B. 8096 bins und einem Frequenzspektrum bis 44100 kHz hat man etwas mehr als 5Hz Schritte)
- man kann beliebige Frequenzverläufeeinzeichnen und ist nicht auf eine feste Anzahl an Bändern beschränkt


Nachteile aus meiner Sicht wären:
- Der FFT EQ färbt nicht, so wie es manche nachmodellierten EQs tun, was ja manchmal ganz schön klingen kann - er ist halt streng mathematisch und dementsprechend klinisch sauber (kann aber auch ein Voretil sein)
- Durch die Fourier-Transformation könnten Artefakte in das Audiomaterial gelangen (sowas ähnliches wie Quantisierungrauschen oder irgendwleche Unsauberheiten an den Bin-Übergängen)
- Der CPU Aufwand ist relativ hoch


Ob es irgendwelche Unterschiede in Phasenreinheit gibt, weiss ich nicht...


Ich behaupte nicht, dass ich mich mit der FFT Technik und EQs im allgemeinen super auskenne - das ist nur wie ich es, nachdem was ich so gelesen und gehört habe beurteilen würde... mich würde aber brennend interessieren, wie andere das sehen und obs noch andere Argumente dafür / dagegen gibt...


Viele Grüße
Codex

 

[gincool]

naja "färben" is ja eigtl nichts anderes wie den frequenzverlauf abändern oder z.b. zusätzliche obertöne genierieren usw. das kann man alles mit einer seperaten stufe hinzufügen ^^

 

[buffi]

kannst du mir mal erklären was ein "Bin-Übergang" ist?

 

[JayT]

Hi,

Ich finde die Dinger aus tonteschnischer Sicht und vom Höreindruck einfach nicht so brauchbar. Wie oft kommt es vor, dass man bei einem parametrischen EQ einen Q von 100 braucht? Im Prinzip nie, außer man muss irgendein technisches "Pfeifen" reparieren.

Und einen gesamten Frequenzbereich Balken für Balken "zusammenzeichnen" ist einfach nicht wirtschaftlich und intuitiv.

Soundmässig versucht man immer so wenig wie möglich und so viel wie nötig zu machen. Das ist mit FFT-EQs auch nicht wirklich möglich.
Prinzipiell: Je steiler die [g=44]Flankensteilheit[/g] bzw. höher der Q, desto mehr Phasen- und Frequenzgang-Schweinereien + Schwingverhalten.

Im Zuge von Effekten usw... könnte das schon Einsatz finden. Aber nicht fürs "Standard-EQing".

lg. JayT.

 

[Alphacodex]

Hallo,

@buffi
Ohne die Mathematik dahinter wirklich vollständig zu verstehen, soll bei der FFT das Signal ja letztlich als eine feste Anzahl an Sinuswellen voliegen. Dazu wird das Frequenzspektrum in eben diese Anzahl Bänder "zerlegt" (nicht wirklich durch Filterung oder so, aber man kann es sich so vorstellen). Übliche FFT [g=43]Filter[/g] arbeiten mit 4096 oder 8192 solcher Bänder, oder Bins genannt. Bei 8192 Bändern wären das also am Ende eine Sinuswelle für etwa alle 5Hz. Genau hier könnten ja jetzt Unsauberheiten auftreten. Z.B. wenn der Bassbereich von 75-80Hz durch eine Sinuswelle repräsentiert wird und von 80-85Hz durch die nächste - da geht ja zwangsweise etwas "verloren"

Wenn mich nicht alles täuscht ist das letztlich das gleiche Prinzip das auch bei der Resynthese oder bei der Additiven Synthese eingesetzt wird.

Wenn sich jemand noch besser mit dem Thema auskennt darf er gern korregieren und ergänzen...


@JayT
Ok, mal abgesehen von der komplexeren Bedienung (wobei z.B. das beim Voxengo CurveEQ durch die Gummibänder gar nicht so unterschiedlich von einer "normalen" EQ-Bedienung ist) ist die [g=44]Flankensteilheit[/g] ja eben nur so steil wie man sie einzeichnet. Ich würde also vermuten, dass ein FFT-EQ auch nicht mehr Schweinereien macht als ein normaler EQ wenn man die gleiche EQ Kurve erzeugt. Wenn man natürlich zwischen 90 und 100Hz einen 120db Abfall einzeichnet ist der Übergang auch entsprechend scharf und künstlich - aber wenn ich weiche Kurven einziehe, dann müsste es ebenso weich klingen wie mit einem klassischen EQ, oder?


Grüße
Codex

 

[JayT]

Alphacodex schrieb:
...das gleiche Prinzip das auch bei der Resynthese oder bei der Additiven Synthese ...

Da bin ich mir nicht sicher. Dann müsste es nämlich schon deutlich hörbare (sicher ein cooler [g=132]vocoder[/g]-ähnlicher Effekt) Veränderungen geben, wenn alle Einstellungen noch bei "0" sind. Das würde ja dann heißen, dass das Orginalsignal synthetisch aus einer begrenzen Anzahl von Sinuswellen wieder "nachgebaut" wird.

Ich tippe eher darauf, dass der "gezeichnete" Frequenzgang via Faltung im Zeitbereich realisiert wird. Habe da aber zugegebener-maßen jetzt auch nicht 100% die Ahnung davon.

Alphacodex schrieb:
- aber wenn ich weiche Kurven einziehe, dann müsste es ebenso weich klingen wie mit einem klassischen EQ, oder?

Jep. Das dürfte funktionieren. Vermute, dass dieser "gezeichnete" Frequenzgang dann einfach auf das Zeitsignal angewandt wird.
Wenn man also den Frequenzgang eines parametrischen EQ's nachzeichnet und der Algorithmus gut ist, müsste das auch ein vergleichbares Ergebnis liefern. Also ich tippe auf ja. Wobei ich dann auch lieber den parametrischen verwenden würde.

lg. JayT.

 

[Rausch_zustand]

was ist ein FFT EQ ?

 

[derchris]

Ein FFT-EQ wird im Frequenzbereich falten, im Zeitbereich ist das zu langsam. (Im Grunde wird immer im Frequenzbereich gefaltet)

Eine FFT ist eine vollstaendige Transformation, d.h. es gehen keine Informationen verloren, es gibt keine Artefakte, hoechstens Rundungsfehler die sich anders auswirken koennen als im Zeitbereich. Bei guter Programmierung sollte sowas aber nicht vorkommen.

Ich wuerde die Nachteile eher in der [g=5]Latenz[/g] und der meist ungewohnten Bedienung sehen. Ausser fuer Spezialklump arbeitet man einfacher mit einem normalen EQ.

Edit:

was ist ein FFT EQ ?

Ein EQ der nicht Baender etc. hat, sondern bei dem man den Frequenzgang zeichnen kann, ReaFIR z.B.


gruss, Chris

 

[Alphacodex]

Ja...

andere Vertreter wären
- Elevayta FreqBoy

oder eben der bereits angesprochene
- Voxengo CurveEQ


Ich würde echt mal gerne jemanden befragen der sich wirklich so richtig damit auskennt - finde das ganze Thema schon sehr spannend.

Ich bin davon ausgegangen, dass es sich um eine ReSynthese handelt, weil FFT (FastFourierTransformation) ja eben eine Fourier-Transformation ist. Und Fourier war ja der Herr der damals behauptete jede Wellenform lasse sich in eine diskrete Anzahl an Sinuswellen zerlegen.

Kurzer Auszug aus der Wiki:
Die Fourier-Analyse beschreibt das Zerlegen eines beliebigen periodischen Signals in eine Summe von Sinus- und Kosinusfunktionen (eine Fourier-Reihe). Sie zerlegt ein Signal damit in seine Frequenzanteile. Die Fourier-Synthese hingegen beschreibt das umgekehrte Verfahren, die Erzeugung beliebiger Signale aus Sinus- und Kosinusfunktionen. Für eine ausführliche Diskussion der verschiedenen Verfahren ähnlichen Namens und eine mathematische Herleitung sei auf den Artikel zur Fourier-Transformation verwiesen.

Übrigens, dass man bei früheren additiven Synthesizern oder ReSynthese Samplern auch in der 0-Stellung Artefakte hört liegt daran, dass diese auf Grund der begrenzten Rechenkapazität (und Bedienbarkeit) das Signal nur in z.B. 64 Sinuswellen zerlegt haben und das ist dann schon noch ne recht grobe Annäherung an das Originalsignal. Moderne FFT-EQs arbeiten aber mit 4000 oder sogar 8000 und noch mehr Teilen, da dürfte man dann echt keinen Unterschied mehr hören. Dürfte so ähnlich sein wie die Entwicklung der Bitraten: Bei 8bit Sound hörst Du auch noch, dass es nicht echt ist, 16bit ist dagegen nicht mehr vom Original zu unterscheiden...


Grüße
Codex

 

[Alphacodex]

Hier gibts übrigens ein sehr cooles JAVA applet mit dem man FourierTransformation mal live ausprobieren kann:

http://www.falstad.com/fourier/

Ich empfehle, rechts mal Sägezahl zu wählen, das ist nämlich wegen dem Sprung recht schwer zu resynthetisieren und dann den Regler "Number of terms" mal langsam nach rechts und links zu bewegen. Da sieht man dann schön wie der Sägezahn aus einer bestimmten Anzahl von Sinuswellen (=Number of Terms) nachgebaut wird. Wenn der Regler ganz rechts ist entspricht das etwa 150 Sinuswellen - wie gesagt moderne FFT Plugins arbeiten mit 4000 - 8000 Sinuswellen.

Wenn man "Sound" noch anschaltet kann man das ReSynthese-Ergebnis sogar hören!

Viele Grüße
Codex

 

[jakobert]

http://www.falstad.com/fourier/

Das ist echt interessant, vor allem wenn man die number of terms langsam erhöht und mehr und mehr Obertöne dazukommen.

Und wer selber mal Fourier-Reihen bis zum x-ten Grad berechnen musste, wirds auch interessant finden.

 

[derchris]

Alphacodex schrieb:
Hier gibts übrigens ein sehr cooles JAVA applet mit dem man FourierTransformation mal live ausprobieren kann:

Das ist keine Fourier-Trafo, sondern Fourier-Reihe. Eine FT geht bei beliebigen Signalen, die von der [g=349]Frequenz[/g] in das Fenster passen und dargestellt (Samplerate) werden koennen. Bei einer FR ist die Grundfrequenz bekannt, und man betrachtet nur die Harmonischen samt Phase.


gruss, Chris

 

[Alphacodex]

Ah... ok danke für die Aufklärung...

Aber das Prinzip, das Signal in eine diskrete Anzahl von Sinuswellen zu zerlegen, ist das gleiche, oder??


Grüße
Codex

 

[genesysx]

Frage an die Profis: Wie schaut das dann eigentlich mit STFT aus und wieso wählt man gerade FFT und nicht STFT?

 

[derchris]

Bei einer STFT (Short Time Fourier Transformation) wird nicht ein grosser Block transformiert, sondern zeitlich hintereinander viele kleine. Anstatt z.B. mit dem 5-Min Stueck eine FFT zu machen, wird es in kurze Abschnitte zerhackt (die sich ggf. auch ueberlappen) und diese transformiert. Man erhaelt dadurch eine niedrigere Frequenzaufloesung, dafuer aber den Zeitlichen Verlauf des Spektrums. (Vgl. Spektralansicht bei Audacity)

Alphacodex schrieb:
Aber das Prinzip, das Signal in eine diskrete Anzahl von Sinuswellen zu zerlegen, ist das gleiche, oder??

Die Fourierreihe entspricht eher der normalen Fouriertrafo, da sie mathematisch nicht abgebrochen wird (real natuerlich zwangslaeufig), also aus unendlich vielen Freq. besteht.
Der Unterschied liegt eben darin, das die FT fuer beliebige Signale (oder math. Funktionen) gilt, die FR aber nur fuer periodische Signale gilt (von denen man sich eine Periode rauspickt).

Der Unterschied Fourier-Trafo und Diskrete Fourier-Trafo (die FFT ist nur ein schneller DFT-Algorithmus) ist, dass bei der FT alle Frequenzen enthalten sind, bei der DFT aber nur bestimmte (daher diskret).


gruss, Chris