159 lines
13 KiB
Markdown
159 lines
13 KiB
Markdown
# Roadmap: bit-exact реверс DSP-ядра oeksound soothe2 (v1.1.2)
|
||
|
||
## Цель
|
||
Воспроизвести DSP-путь soothe2 в виде **собираемого standalone C++** с **побайтово
|
||
идентичным** выходом (bit-exact) на верификационных свипах, с пониманием логики
|
||
и подписанными функциями.
|
||
|
||
## Результат
|
||
`re-tools/dsp/` — `*.cpp/*.h` (классы DSP, подписаны), `CMakeLists.txt`, `harness.cpp`
|
||
(WAV16 → рендер → WAV24), `dsp_notes.md` (карта функция↔смысл, константы, LUT),
|
||
`verify_bit_exact.py` (прогон всех свипов, побайтовое сравнение).
|
||
|
||
## Текущий статус (2026-08-19)
|
||
|
||
- **Статический декомп DSP-ядра — закрыт (~90%)**: twin-резонатор, генератор case8,
|
||
level-path (0x530d30/0x529fe0), LUT-кривая (FUN_180563440), IIR-трекеры (FUN_180563ce0),
|
||
FFT-conv (0x535a70) декодированы; `.dis` в `handoff/nls_dasm/`. Остаток — runtime-значения
|
||
(окно 0x540658, sens-источник, IIR update-loop).
|
||
- **Численная модель = frame-рендер `framed_render.py`** (STFT N=2048, hop=512, sqrt-Hann,
|
||
twin-env tatt=11ms/trel=80ms): `C(f)=G·LUT(xv)+W·warp(f)^A`, `gain=(1−C)·res^(rp0·Q^drp)`.
|
||
- **Честная тримнутая метрика** (длина выхода = длина входа): Q-dep rp → **mean=0.175 dB**
|
||
(q0.1/q10 идеальны, боттлнек q1@2000=−0.71); joint free-knot LUT (B.15) → **dual mean≈0.027 dB**.
|
||
- **Цель bit-exact (Phase C) — в работе**: twin-транскрипция в `dsp/` готова, порт
|
||
res_power/Q-dep-rp/LUT — TODO.
|
||
- **ВАЖНО про метрику**: ранние записи "mean=0.160/0.144" считались на выходе НЕтримнутой
|
||
длины (`nfr*HOP+N`) и были артефактом; честный базлайн для scalar `rp=0.0169` = **0.280**.
|
||
Все числа в этом файле — на ТРИМНУТОЙ метрике.
|
||
|
||
## Модель в двух строках
|
||
|
||
```python
|
||
xv = log10(A_k / res_k) # A_k = 2|X_k|/wsum (twin-env), res = |2B/A| case8
|
||
C = G * LUT(xv) + W * warp(f_k)**A # additive mask (НЕ мультипликация warp·LUT)
|
||
gain = max(1 - C, eps) * res_k**rp # rp = rp0 * Q**drp (res_power)
|
||
```
|
||
|
||
- LUT — Pchip; warp — `0.87·7.942·x/(7.942+x)`, x=f/2000 (аппроксимация runtime-вычисления FUN_180563440);
|
||
- Q-dep rp: `rp0=0.0275, drp=0.2159` (mean 0.175); B.15 joint-free-knot LUT: G/W/A/rp0/drp =
|
||
`0.9752/0.3394/1.0222/0.0254/0.2231` (dual mean 0.027).
|
||
- Запуск канона: `python3 framed_render.py dual`.
|
||
|
||
## Статус по фазам
|
||
|
||
- **Фаза 0** — сделано (OCR стр.30 manual → `pipeline_ocr.txt`, топология ниже).
|
||
- **Фаза A (статический RE)** — закрыта ~90%. Карта «что декодировано → где детали»:
|
||
|
||
| Компонент | Функция | Детали |
|
||
|---|---|---|
|
||
| Twin-резонатор | FUN_180535880/536f90 | `handoff/NOTES_TWIN.md`, `dsp/twin.*` |
|
||
| Генератор case8 | FUN_180533ec0 (RBJ bell, middle=−2cos w0) | `handoff/SESSION_HANDOFF.md §4` |
|
||
| Writer коэффициентов | FUN_1805316e0 (17 case, mode→тип полосы) | `NOTES_LEVEL.md`, B.7 |
|
||
| Level-weight | FUN_180530d30 (численно НЕ даёт tilt) | `NOTES_LEVEL.md`, B.9/B.14 |
|
||
| LUT-кривая | FUN_180563440 (linear/power-law, 1024 бин) | `handoff/nls_dasm/f_563440.dis`, B.13 |
|
||
| IIR level-трекеры | FUN_180563ce0 (init: 341 бин, α=0.1) | `handoff/nls_dasm/f_563ce0.dis`, B.13 |
|
||
| Mask-применитель | FUN_180529fe0 (PRNG, depth, mask 1−C) | `handoff/nls_dasm/f529fe0.dis` |
|
||
| FFT / twiddle / Cody-Waite | FUN_180008140 / FUN_180039b00 / 1801de760 | `notes_giant_fft.md`, `dsp/fft*` |
|
||
|
||
- **Фаза B (численная модель)** — пройдена до B.15: от B.10 (rmse 0.109 dB) до full frame-рендера
|
||
Q-dep rp (0.175) и joint free-knot LUT (dual 0.027). Канон — `framed_render.py`.
|
||
- **Фаза C (C++ bit-exact)** — in progress: `dsp/twin.*` готов и проходит float-parity (1.27e-5);
|
||
остальное построено, но res_power/Q-dep-rp/LUT/verify_bit_exact — TODO.
|
||
|
||
## Ключевые находки (итог)
|
||
|
||
- **Маска аддитивная**: `C = g·LUT(xv) + w·warp^a`, НЕ мультипликация warp·LUT (та проваливается >10 dB).
|
||
warp-terм ≈ `warp^3.14·w` — кратный каскад freq-axis ∏0x540688/FFT-conv.
|
||
- **res_power**: `gain = (1−C)·res^rp` — закрывает 500Hz-residual для q0.1/q1 (envRmse 0.64→0.05 dB).
|
||
- **0x530d30 дважды NEGATIVE**: спектральные веса численно ≈0 (10⁻⁴⁰…10⁻²⁰⁰) → тилт 2000-vs-500
|
||
из них НЕ идёт (подтверждено при N=1024 и N=2048).
|
||
- **Форма LUT**: Pchip-эмпирика была немонотонна (провал при xv≈−0.5); настоящая кривая
|
||
FUN_180563440 — гамма/монотонная; при замене на монотонную (free-knot или структурную)
|
||
q1@2000 закрывается до 0.000.
|
||
- **Константы из дампа**: SCALE=1/1024, ONE=1.0, TWO=2.0, NEG1=−1.0, HALF=0.5, DEPTH_SCALE=4.0,
|
||
DB_CONV=8.6859, FLOOR=−6.9078, IIR α=0.1, LCG_OFFSET=0x3cdca.
|
||
|
||
## Контракт из manual (`soothe2_ManualFAQ.pdf`, v1.0.0)
|
||
|
||
| # | Факт | Следствие для DSP |
|
||
|---|---|---|
|
||
| M1 | Soft/Hard: режим меняет всё; depth 3.0 в soft ≠ hard (стр.7) | mode = глобальный препроцессор детектора |
|
||
| M2 | Depth — референтный dB (−18..18), реальная глубина до 60dB (стр.8) | вход depthcurve-LUT; clip 60dB |
|
||
| M3 | Sharpness: выше = глубже и уже (стр.8) | Q_notch растёт с sharp |
|
||
| M4 | Selectivity: 0 = «everything must go» (стр.9) | отбор/порог пиков, число нотчей НЕ лимитирует |
|
||
| M5 | Attack/Release: реальные времена частотно-зависимы (стр.11) | Env НЕ один one-pole; нужен частотный масштаб |
|
||
| M6 | Oversample = расчёт reduction-фильтра в высшем разрешении (стр.11) | интерполяция детекторной сетки → фильтра |
|
||
| M7 | Resolution = частота обновления детекции/фильтра (стр.11) | период пересчёта коэффициентов |
|
||
| M8 | Stereo: link 100% = сумма каналов; 0% = dual mono; balance; L/R vs M/S | детектор на sum; коррекция симметрична/раздельна |
|
||
| M9 | Trim регулирует ТОЛЬКО wet; Delta = x−wet; Mix 0..100% (стр.14) | порядок: detect→notch→trim→mix/delta/bypass |
|
||
| M10 | Банды: 2 cut + 4 general; general: peak/shelf/reject/tilt (стр.17-19) | `FilterGraph<float,6,0x400>`, `DigitalFilter` мультитипный |
|
||
| M11 | Кривая = inverse EQ, сумма band-кривых = белая (стр.17) | `red(f)=base+ΣW_i·H_i` |
|
||
| M12 | Sidechain; Input trim — скрытый предусилитель анализа (стр.26) | отдельный вход/гейн анализа |
|
||
|
||
## Топология пайплайна (Приложение A, стр.30 — `pipeline_ocr.txt`)
|
||
|
||
```
|
||
main inputs ──┐
|
||
sidechain ────┤ (sidechain enabled?)
|
||
▼
|
||
input trim ──► analysis (детекция; depth/sharpness/selectivity; EQ из per-band balances)
|
||
│
|
||
stereo apply + balance (channel link + global balance)
|
||
│
|
||
ms encode? ──► processing (нотч-синтез в M/S) ──► ms decode?
|
||
│
|
||
mix ──► bypass? ──► output
|
||
```
|
||
|
||
- mid/side ручка: обработка в M/S-области — стерео-путь подтверждён диаграммой.
|
||
- GUI/visualisation — побочная ветвь, в DSP-ядро не входит (кроме параметров).
|
||
|
||
## Журнал вех (детали — в handoff/ и git log)
|
||
|
||
| Веха | Дата | Суть / ключевые числа |
|
||
|---|---|---|
|
||
| B.1 | 08-17 | C++ каркас `dsp/*` (twin, spectral, filter, detect, ms, fft, cody, twiddle, harness) |
|
||
| B.2 | 08-17 | `libsoothe2_dsp.so` + harness WAV16→WAV24; фиксы WAV-алиасинга / in-place |
|
||
| B.3 | 08-17 | TODO: twiddle-loader FUN_18014ec20 (Dekker+Cody-Waite), bit-reverse 18003b6c0, транскрипция fft.cpp |
|
||
| B.4 | 08-17 | burst500: corr 0.995, SNR 19.8 dB, diff −0.065 dB; детектор = уровнезависимый floor |
|
||
| B.5 | 08-17 | FUN_180535880/536f90 — реальный SSE-код в дампе; .vst3 совпадает с дампом в `.text` |
|
||
| B.6 | 08-17 | Dispatch-модель исправлена (у каждого стаба своя таблица); полный twin-алгоритм; артефакты `det_*.dis` |
|
||
| B.7 | 08-18 | band-структура (+0x800 mode/0x804 freq/0x808 sens/0x80c Q), writer 5316e0 (17 case); XML mode=1 → case8 (RBJ bell) |
|
||
| B.8 | 08-18 | Коррекция middle=−2cos(w0); `mask(f)=|2B/A|(fc,Q,gain)`; freq-path 530850 + warp, level-path 56e3e0 |
|
||
| B.9 | 08-18 | Level-path замкнут (потребитель 529fe0, аккумулятор 0x5407c8); формула 530d30; warp-ось sigmoid; конструктор 535ae0 (0x24=40000) |
|
||
| B.10 | 08-18 | Единая модель `C=depth·tilt·D0·(L0/res)^p`; парадокс dual_b1q решён (tilt-наклон); rmse 0.109 dB (31 pt); `model_dual.py` |
|
||
| B.11 | 08-18 | LUT-кривая извлечена (36 pt на одну кривую); PCHIP 10 узлов rmse 0.0718 dB; колено x≈0.58; `model_lut.py` |
|
||
| B.12 | 08-18 | Bridge-модель `C=g·LUT(xv)+w·warp^a` (a≈π, аддитивно), rmse 0.236; FFT-conv размаплен; freq-axis offline const; `model_fir.py` |
|
||
| Ph.5 | 08-18 | `render_parity.py`; dB-parity 36 pt rmse 0.268 dB (рефит 0.203); остаток структурный (0x540658) |
|
||
| B.13 | 08-19 | res_power `gain=(1−C)·res^rp` (500Hz resid решён); декомп 563440/563ce0/529fe0; константы из дампа |
|
||
| B.14 | 08-19 | **Артефакт-коррекция** (честная тримнутая метрика; базлайн scalar=0.280); Q-dep rp → mean 0.175; 530d30 повторно NEGATIVE (N=2048) |
|
||
| B.15 | 08-19 | Диагноз LUT-немонотонности → joint free-knot LUT (8 узлов, dual+al_*) → **dual mean≈0.027 dB**; остаток al_* lv24 dC=+0.10 |
|
||
|
||
## Риски
|
||
|
||
- **FFT bit-exact**: DSP-STFT FFT найден и транскрибирован; главный нерешённый риск — порядок
|
||
double-операций в dispatch-ядрах при побайтовом сравнении.
|
||
- **Хост-зависимость**: точный размер буфера/фрейма (рендеры при разных RENDER_RANGE должны
|
||
давать одинаковые байты).
|
||
- **Stereo**: все текущие свипы mono; для bit-exact графа M8 нужны стерео-рендеры (link/balance/ms).
|
||
- **Честная метрика**: тримнутая длина выхода обязательна (артефакт B.14); fit-цели проверять на
|
||
`render_trim`/`framed_render.synthe`.
|
||
|
||
## Открытые вопросы
|
||
|
||
1. **Форма LUT в зоне xv<−0.3**: joint-fit даёт dual≤0.07, но al_* lv24 dC=+0.10 — нужна структурная
|
||
кривая FUN_180563440 (linear/power-law) вместо Pchip-эмпирики.
|
||
2. **warp-терм**: эмпирическая формула — аппроксимация runtime-вычисления FUN_180563440;
|
||
для bit-exact заменить на реальный расчёт.
|
||
3. **Стерео-верификация (M8)** — приоритет mono-путь или сразу стерео-граф.
|
||
4. **0x540658 window** — статически невидим; живые копии `rwin_*.npy` (48k) требуют warp-нормализации
|
||
под 44.1k рендеры.
|
||
|
||
## Где лежат детали
|
||
|
||
- `handoff/SESSION_HANDOFF.md` — инвентарь декомпа (§0), трансляция/ключевые адреса (§2), Phase-5 план (§6).
|
||
- `handoff/NOTES_TWIN.md` — twin-резонатор, caller, grid/oversample.
|
||
- `handoff/NOTES_LEVEL.md` — level-path, LUT-нога, res_power протокол, спектральные веса.
|
||
- `handoff/nls_dasm/` — 120+ дизассемблей (f_563440, f_563ce0, f529fe0, twin, iface, fft).
|
||
- `notes_giant_fft.md` — FFT-планировщики/ядра/twiddle/Cody-Waite.
|
||
- `git log` — полная журнальная хронология с номерами коммитов. |