Les gri-gris en Hi-Fi
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Dr Pouet
Et tout cela suite à quelques discussions entamées dans le pub d'AF.
nifargov
Anonyme
c'est pas que ta réflexion me tracasse plus que ça.
c'est juste que je ne voudrais pas me retrouver en première page de voici avec une légende erronée.
à part ça, l'argumentation économique pour justifier un non-sens théorique m'a beaucoup fait rire !
Pov Gabou
Citation :
Sauf que ce problème est généralement résolu depuis longtemps sur les platines "pas premier prix" (mais pas très chères quand même). La solution est une conversion vers 88kHz par upsampling, puis filtrage avec une pente pas trop élevée, à une fréquence qui doit être vers 44kHz, justement pour éviter le repliement de fréquences.
Je dis pas le contraire, c'est pas pour rien que j'ai insiste (je croyais l'avoir trop fait, mais visiblement pas assez) sur les differences entre support, conversion, etc...
Citation :
(vous inquiètez pas, chez les concepteiurs de sound-forge il doit bien y avoir qq mecs aussi intelligents que vous !!!).
Honnetement, pas sur. Je veux dire, sans vouloir me la peter, faut bien voir qu'il y a encore quelques annees, pas mal de softs audio (pas tous non plus, hein) etaient faits par des programmeurs qui n'y connaissaient que d'alle en audio, et internet n'etait pas aussi repandu/complet/fourni. La preuve que SF n'est pas si malin, d'ailleurs, cool edit (a la base fait par des personnees ui s'y connaissent en son) lui ne relit pas par des droites. TU peux faire l'experience, tu verras. C'est pas pour rien que beaucoup utilisent ce soft au lieu d'autres pour le traitement de signal.
Citation :
simplement il ne faut pas relier chaque point par une droite mais le considérer comme le sommet d'une barre d'histogramme (désolé je ne sais pas dessiner).
Ben non, justement. Les points sont relies en theorie par des sinus cardinaux, qui sont les fonctions de reconstruction du theoreme de Shanon. En pratique, tu vas faire des filtrages avec autre chose, car les sinus cardinaux sont jamais nuls a l'infini. Mais c'est bien different d'une droite.
Tiens, un example:
https://cnx.org/content/m11126/latest/
Citation :
et un échantillonage est bien (graphiquement) la réalisation d'un histogramme plus ou moins serré selon la fréquence d'échantillonnage.
Ca, je suis d'accord, mais la, on parle bien de la reconstruction a partir des echantillons ;)
bara
Citation : vous semblez considérer que la limite ultime d'un son est la limite audible humaine.
mais pour caricaturer, le 20 khz c'est des basses pour une chauve-souris.
Hors sujet : Pourquoi je pense au sketch de Bigard en t'imaginant grimper en haut de mon immeuble pour me mordre 192 000 fois par seconde ?
Citation : et si t'échantillonnes une basse de 100 hz en fréquence d'échantillonage de 200 hz, v'la l'horreur !
Ben fais le et fais nous écouter, alors. Au passage, Shannon dit "supérieur à 2 fois", non ? Donc échantillonne nous un sinus de fréquence 100 Hz à une fréquence de, disons, 220 Hz. Colle nous tout ça en wav quelque part, et on fera de vrais essais.Si il suffisait de faire ce genre de test pour renvoyer Nyquist et Shannon au bac à sable, ça se saurait. Mais je fais volontiers un test: j'ai peut-être mal compris tout ça quand j'étais à l'école (je dis ça sans ironie aucune, mais avec beaucoup de curiosité).
Dr Pouet
Citation : Oh mon dieu qu'ont-ils fait de ce thread si sympathique ??? 
Ce thread s'est Gaboutisé
Mais moi j'aime bien : Gabou explique bien, et en le lisant on apprend toujours des trucs. Possible que pour toi tout ça évoque trop ton boulot quotidien !
Citation : vous semblez considérer que la limite ultime d'un son est la limite audible humaine.
Non seulement nous, mais plein d'autres hérétiques : en gros tous les scientifiques depuis une centaine d'années.
En fait, en 1822, Joseph Fourier a présenté le principe de décomposition d'un signal périodique en une somme de sinusoïdes.
Un signal périodique, fondamentalement, c'est un signal à une dimension (pour l'air qui se déplace d'avant en arrière) et qui revient souvent à zéro (= juste une vibration et pas du vent). Ca marche aussi pour les ondes sur une flaque d'eau (verticalement cette fois).
Le principe démontré et éprouvé est que : ce signal peut être représenté comme une somme (très longue, infinie généralement) de sinusoïdes, chacune d'une fréquence donnée. Si la somme est assez longue le signal original et la somme de sinusoïdes sont parfaitement identiques.
On peut donc considérer la musique comme une somme de sinusoïdes. Pour que le son reproduit par la chaîne hi-fi soit parfaitement identique au son original, il faudrait une somme infinie, et donc une bande passante infinie. Heureusement, le capteur (notre oreille) ne perçoit pas les sinusoïdes de plus de 20kHz (voire moins en vieillissant ;) ) ; on peut donc les laisser tomber, et si l'on reproduit correctement toutes celles de fréquence inférieure ou égale à 20kHz, l'illusion est parfaite.
En gros : si ce que l'on voit par la fenêtre est convaincant, pas la peine de dessiner autour ce que l'on ne voit pas, ça ne sert à rien, ça ne sera pas perçu de toute façon. C'est pour ça qu'en gros, n'importe quel son peut être parfaitement enregistré par une bande passante de 0 à 20kHz.
Après il y a le problème du numérique : et là le théorème de Shanon et le critère de Nyquist nous enseignent que pour identifier parfaitement une sinusoïde de 20kHz, il faut sampler à 40kHz.
Et si jamais un instrument de musique n'avait plus aucune harmonique au delà d'une fréquence F (ce qui est super rare), l'échantillonner à une fréquence 2xF suffirait effectivement à une illusion parfaite. Mais en pratique comme les convertisseurs fabriquent plutôt des crénaux que des sinusoïdes, il vaut mieux sampler à 4xF et mettre derrière un filtre passe-bas à 2xF (c'est le truc dont on a discuté plus haut).
Supposons que l'on cherche à reproduire le signal en dent de scie suivant (assez chaud car bourré d'harmoniques) de fréquence F :
Voici ce que l'on obtient simplement en additionnant des sinusoïdes de fréquences F, 2xF, 3xF, 4xF et 5xF (chacun ayant une amplitude subtilement calculée par une transformée de Fourier ) :
Bon, c'est pas facile à expliquer en quelques lignes, mais j'ai fait de mon mieux !
Sinon pour nonco, le convertisseur que j'ai comparé à mon Marantz CD72 est le suivant :

http://www.northstar.it/northstar_eng.html?audio=model192.html
Dans les 1200 euros neuf, environ, chez un pote qui a des enceintes avec un tweeter à ruban et un Mark levinson comme ampli de puissance. On a déjà vu pire comme matos !
Dr Pouet
Citation : Je dis pas le contraire
Je sais bien que tu ne dis pas le contraire, disons que je complétais ;)
Citation : vous inquiètez pas, chez les concepteiurs de sound-forge il doit bien y avoir qq mecs aussi intelligents que vous !
Certes. Mais je pense que la vrai raison est : relier les points par des droites prend 3 lignes de codage, les relier par un signal représentatif demande beaucoup plus de travail au programmeur, puis au CPU (alors que l'on aimerait mieux que le CPU se concentre sur le traitement audio plutôt que sur l'affichage)...
Dr Pouet
Citation : En fait l'idée principalement évoqué est que lorsqu'on cherche à obtenir un échantillonage à 192 Mhz, il faut des machines supérieurement puissantes et beaucoup plus précises.
Au delà du coût de conception, cela veut dire que les composant de ces machines doivent être tous de qualité supérieure et donc le produit finit devient énormément plus cher à produire et calibrer.
Par conséquent, il est probable que certains cherchent des compromis pour maintenir les couts dans une fourchette raisonnable avec pour conséquence de produire des machines qui échantillonnent mal à 192 Mhz et donc génèrent plus d'erreurs et d'imprécisions que si on échantillonnait à des taux "économiquement" plus abordables, avec des machines moins puissantes mais plus précises, à leur niveau.
Ca ça correspond à l'argumentation après "further disadvantages", mais avant il y a ça :
Citation : There is an inescapable tradeoff between faster sampling on one hand and a loss of accuracy, increased data size and much additional processing requirement on the other hand.
AD converter designers can not generate 20 bits at MHz speeds, yet they often utilize a circuit yielding a few bits at MHz speeds as a step towards making many bits at lower speeds. The compromise between speed and accuracy is a permanent engineering and scientific reality.
qui, selon ce gars, semble donc un compromis incontournable entre précision de la mesure et fréquence élevée de la mesure. Peut-être que Gabou et nonconforme peuvent décoder l'article et nous dire si son contenu est crédible ?
Pov Gabou
Faut voir aussi que l'affichage d'ondes sonores est un probleme pratique (niveau programmation) beaucoup plus complexe qu'il n'y parait (ceux que ca interesse peuvent regarder les mails de P. Davis pour ardour).
Dr Pouet
Citation : Mais je fais volontiers un test: j'ai peut-être mal compris tout ça quand j'étais à l'école (je dis ça sans ironie aucune, mais avec beaucoup de curiosité).
Mmmmmh
Citation : Si il suffisait de faire ce genre de test pour renvoyer Nyquist et Shannon au bac à sable, ça se saurait.
Ce serait plutôt ça la vérité...
nifargov
Citation : There is an inescapable tradeoff between faster sampling on one hand and a loss of accuracy, increased data size and much additional processing requirement on the other hand.
AD converter designers can not generate 20 bits at MHz speeds, yet they often utilize a circuit yielding a few bits at MHz speeds as a step towards making many bits at lower speeds. The compromise between speed and accuracy is a permanent engineering and scientific reality.
ça rejoint ce que Nonconforme disait plus tôt : "faut savoir que les oscillos qui tournent au MHz quantifient sur 6-8 bits, 12 grand max et à des tarifs prohibitifs."
...et donc l'inverse de ce que je disais : the sky is NOT the limit, du moins pour le moment. La limite est plus basse que le ciel : Aller à 20 bits à ces fréquences semble actuellement relever encore de la science fiction, donc si quelqu'un choisissait d'échantilloner au MHz, il devrait sacrifier la quantité de bits, et, de plus, payer le prix fort en terme de quantité de données et de puissance de processeur (sans parler du prix tout court)
Anonyme
Citation : Il y a cette raison aussi, oui... Tu peux faire l'experience avec pleins de softs: tu generes une sinusoide a 10 khz avec sampling rate de 44.1 khz, et tu zoomes. Cool edit, en 2002, le faisait tres bien; la plupart des autres softs, non. Ca a peut etre (surement ?) change depuis.
Non non, le caca que j'ai pondu plus haut sort d'une des dernieres version de soundforge. Comme quoi ...
Pour le reste druide degonfles un peu tes chevilles. Il y a sur ce threads des gens qui depassent de tres tres loin nos savoirs respectifs. Alors quand on me dis "non tu te trompes", j'essaye de lire et d'apprendre, et pas de considerer que je suis seul detenteur de verité.
Pov Gabou
Citation :
i quelqu'un choisissait d'échantilloner au MHz, il devrait sacrifier la quantité de bits, et, de plus, payer le prix fort en terme de quantité de données et de puissance de processeur (sans parler du prix tout court)
Ca se fait deja, c'est le DSD du SACD, et c'est aussi un peu ce que tu vois lorsque tu as ecrit one bit stream truc sur les chaines hifi de base. Faire des convertisseurs a pleins de Mhz, c'est tres facile.... Sur un ou deux bits.
Citation :
Non non, le caca que j'ai pondu plus haut sort d'une des dernieres version de soundforge. Comme quoi
J'ai teste avec tous les logiciels qui me passaient sous la main sous linux, et aucun ne le fait "correctement". C'est entre guillemets, parce que finalement, c'est pas super utile la plupart du temps, ca n'est que la representation graphique.
Pov Gabou
Citation :
On pourrait comparer le sujet avec les objectifs d'appareils photo :
Pour un objectif de 400 mm avec une très grande ouverture (F2.8) et une grande qualité d'image (pas de distortion), il faut débourser 7000 dollars.
D'autre part, on trouve des objectifs de 400 mm qui ouvrent à F5.6 et dont les lentilles ne sont pas aussi bonnes, pour 1500 dollars. Ils vont aussi loin, mais leur image est nettement moins bonne
C'est vrai pour la comparaison technique et de couts. Mais la raison fondamentale donnee dans la premiere page du document cite par Pouet donne exactement l'argument que ce qu je tente d'expliquer (qui est vraiment dur a comprendre sans aucune notion mathematique, je pense que l'article le fait bien quand meme).
SI on laisse de cote les problemes techniques, pratique de l'echantillonage, une sinusoide a 19.99 Khz peut etre retrouvee exactement avec un echantillonage a 40 khz. Passer de 40 khz a 50000 Ghz ne changera *RIEN*. C'est comme dire que 1.0000000000000000 est une meilleure approximation que 1.0000 de 1. En maths, ca n'a pas de sens.
En pratique, ca peut aider d'aller au dela, mais ca revient a une des solutions possibles a un probleme de conception. C'est une limitation technologique, et non pas une limitation *inherente* du numerique.
L'approximation du numerique, c'est pas au niveau theorique qu'elle est faite, c'est au niveau pratique (quand on parle pas de quantification).
Nick Zefish
Citation : et si t'échantillonnes une basse de 100 hz en fréquence d'échantillonage de 200 hz, v'la l'horreur !
Oui mais non, enfin ça dépend.Je vais un peu répéter ce qui a été déjà dit, mais peut-être qu'en le disant autrement ça aidera à comprendre.
Supposons pour commencer qu'on ne travaille qu'avec des signaux sinusoïdaux. On a donc un basse à 100Hz sans harmonique (un basse spéciale "John cage" en quelque sorte).
Si on échantillone à 200Hz, on obtient un beau signal carré à 100Hz. Ou est la différence ? D'après ce que nous apprends Fourrier, le signal carré est la somme d'une sinusoide à 100Hz, d'une autre à 200, d'une autre à 300, etc. La sinusoïde à 100Hz est la fondamentale, les autres sont des harmoniques. Au final, notre conversion A/D puis D/a a conservé le signal d'origine et y a ajouté une bonne qantité d'harmoniques indésirables. Et c'est clair qu'on va les entendre et que ça va donner un truc dégueulasse.
Maintenant, si tu filtres ta sortie pour éliminer tout ce qui est au delà de 100Hz, tu élimines toute ces harmoniques et tu retrouves parfaitement ton signal original.
Ce qu'il faut retenir de Shanon, Nyquist, Fourier et Cie, c'est que quand on échantillone un signal, le premier artefact apparait à la moitié de fréquence d'échantillonage. En dessous, les fréquences sont reproduites correctement.
Si maintenant on a affaire à des signaux plus complexes, Fourrier (toujours lui), nous dit qu'on peut décomposer ce signal en somme de sinusoides. et on revient au cas de la sinusoïde.
Bon, tout ça pour dire que pour enregitrer correctement un signal, il faut utiliser une fréquence d'échantillonage au double de la fréquence du signal la plus haute. OK. Mais quelle est cette fréquence maximale? Ben ça dépend de la source! Si on se point dans la nature avec un très bon micro, il se peut trés bien qu'il fournisse des fréquence jusqu'à 100kHz. Faut-il alors échantilloner à 200kHz? Sachant que l'oreille humaine n'entend rien au delà de 20kHz, c'est un peu du gâchis. D'ou l'idée de filtrer le signal à enregistrer avant échantillonage.
La chaine audio devient alors:
signal -> passe bas 20kHz -> convertisseur A/D 40kHz -> D/A -> passe bas 20kHz -> sortie
C'est un peu approximatif car par exemple il n'est pas possible de filtrer de manière brutale à partir d'une fréquence donnée. Dans le cas du CD, On ne peut pas conserver intégralement ce qui est avant 20kHz et rien à 20,001. D'ou l'utilité d'avoir un peu de marge dans la fréquence.
L'intérêt de l'échantillonage à 192kHz réside surtout dans la possibilité de faire des calculs plus précis (traitements de dynamique, égalisation). Ces calculs engendrent toujours une perte de qualité. Si on part d'une qualité supérieure à ce qui est requis pour l'oreille, on peut espérer avoir une qualité suffisante en fin de chaîne, même après dégradation par les traitements.
Pov Gabou
Citation :
Si on échantillone à 200Hz, on obtient un beau signal carré à 100Hz
Petit detail: il faut plus que deux fois la frequence, le theoreme demande un strictement plus grand que, mais c'est un detail.
Par contre, echantilloner une sinusoide de 99 Hz a 200 Hz, tu peux reconstruire exactement. Stricte egalite mathematique. C'est pas intuitif, mais c'est vrai.
Citation :
a sinusoïde à 100Hz est la fondamentale, les autres sont des harmoniques. Au final, notre conversion A/D puis D/a a conservé le signal d'origine et y a ajouté une bonne qantité d'harmoniques indésirables. Et c'est clair qu'on va les entendre et que ça va donner un truc dégueulasse.
Maintenant, si tu filtres ta sortie pour éliminer tout ce qui est au delà de 100Hz,
C'est pas comme ca que ca marche, car si on fait comme tu dis, on obtient du repliement spectral. Si tu prends un signal carre de fondamentale 50 Hz, que tu echantillonnes a 200 hz, si tu filtres pas, le 150 Hz va passer a 50, le 200 a 0, les 250 a -50 cad 150, etc...
Donc l'erreur n'est pas annule par reconstruction. Par contre, la technique que tu suggestes est utilisees dans certains types de filtres, entre autre les filtres dits a bande critique, utilises entre autre pour le codage audio (mp3). Certains types de bancs de filtre utilisent cette technique, appelee aliasing cancellation (MDCT, pour modified cosinus transform).
bara
Hors sujet : Citation : mais c'est un detail
nifargov
nonconforme
Je rappelle tout de même que le sujet du thread c'est les gris gris en hifi, tu démontres parfaitement (et ça c'est de l'économique en effet) qu'il y a un GROS marché pour ce genre de trucs.
Affiliation : Dirigeant Fondateur d'Orosys - Two notes Audio Engineering
Loony
Citation : Je rappelle tout de même que le sujet du thread c'est les gris gris en hifi
Ce serait sympa de revenir sur le sujet, effectivement.
le reverend
Merci Gabou
Putain, 22 ans que je traine sur AF : tout ce temps où j'aurais pu faire de la musique ! :-( :-)
Dr Pouet
Citation : Ce serait sympa de revenir sur le sujet, effectivement.
On y va, on y va
Citation : J'ai presque tout compris (sauf le repliement spectral
Ca pour le coup c'est vraiment pas intuitif, et pas facile à expliquer...
nifargov et Gabu > ok. En lisant l'introduction du doc de Dan Lavry, j'ai cru qu'il y avait aussi un phénomène genre incertitude Heisenberg (ça ça pète comme dénomination
Mais apparemment je l'ai trop survolé, son argumentation serait juste : 44kHz suffit pour sampler du 20kHz (éventuellement 96kHz est royal pour l'anti-repliement) et donc le 192kHz ne peut être que moins bon que du 96kHz (et à plus forte raison à coût égal). C'est bien ça ?
Citation : Il y a sur ce threads des gens qui depassent de tres tres loin nos savoirs respectifs.
Je dois avouer que je ne suis pas un vrai docteur (à la différence de certains contributeurs), ce pseudo est donc une imposture en quelque sorte
Plus sérieusement : seuls comptent les arguments, les explications... L'argument d'autorité devrait généralement être évité (même s'il est vrai que renvoyer Nysquist, Shannon et Fourier au bac à sable serait bien prétentieux
le reverend
Putain, 22 ans que je traine sur AF : tout ce temps où j'aurais pu faire de la musique ! :-( :-)
Dr Pouet
Citation : Sans rire cette fois, combien de foyer sont à votre avis équipés d'une pièce dont l'acoustique se prête à l'audition d'un excellent enregistrement sur du matériel ultra-haut de gamme ?
Ca parait con, mais je ne vois pas trop pour l'instant l'intérêt d'un enregistrement ultra topissime alors que la grande majorité des amateurs de musique ne sont équipés que de matos assez standard dans un environnement passable.
Citation : Je ne suis pas d'accord:
Primo, ... On vends de nos jours des CDs avec des enregistrements mono datant des années 50, tout simplement parce que même si le son est aujourd'hui techniquement pourri par rapport à ce que l'on sait faire, l'interprétation est historique et mérite toujours l'écoute. Or ces enregitrements ont été réalisés avec le top du matériel de l'époque. Tu imagines ce que ça donnerait si on avait utilisé du matos bas de gamme sous prétexte que le phonographe de M. tout-le-monde est pas top? (..)
Tercio parce que même sur une chaine pas tip-top, on entend la différence entre un enregistrement qui déchire sa race et un moins bon. ...
Effectivement le disque devrait viser à la qualité idéale, c'est ce qui a le plus de pérénité. Néanmoins, sur la plupart des enregistrements, la limitation ne vient pas du support (genre "seulement" du 16 bits 44kHz), mais de beaucoup d'autres causes. Mais ça on en trouve les raisons dans plein de topics d'AF !
Citation : Deuxio, parce qu'on ne travaille pas toujours que pour la majorité. Sinon le serpent se mord la queue: "on fait des enregistrements médiocres parce que les gens ont des chaînes médiocres", "pas la peine d'acheter une bonne chaîne, de toute façon les enregistrments sont médiocres". Avec ce raisonnement là, on aurait pas inventé le CD.
Le problème c'est que beaucoup de producteurs font justement ce calcul : le pré-mastering sert notamment à "castrer" le son de sorte qu'il passe aussi sur la "kitchen radio" : compression importante (pour garantir des dynamiques faibles), suppression des basses amples et fermes qui vont affoler les petits HPs, des aigus qui vont être aggressifs sur plein de matos... et même vérification de la compatibilité mono (pour la kitchen radio) !!!
Pas la peine d'avoir des câbles à 500€ dans ces conditions
J'ai lu aussi que sur des disques mixtes (SACD et CD ?? ) les éditeurs dégradent sciemment la qualité du côté CD pour "démontrer" la supériorité du SACD. C'est malin ça !
Citation : Ma Onkyo Liverpool PCS32 vient de claquer aprés plus de 10 ans de bons et loyaux services, par quoi la remplacer ?
C'est une mini-chaîne ? Je sais pas trop. Onkyo n'en fait plus ? Teac, Denon et Yamaha doivent faire des produits sérieux non ?
révérend > un docteur en médecine ? en théologie ?
le reverend
Hors sujet : >Dr Pouet
Theologie, of course !!!
naaaaan ! Sciences (Thermodynamique pour etre exact)
Mais c'était il y a longtemps, j'l'ai pas fait expres. Et puis je voulais pas aller travailler après mon diplome d'ingénieur héhé BACALF (bien au chaud à la fac)
Putain, 22 ans que je traine sur AF : tout ce temps où j'aurais pu faire de la musique ! :-( :-)
bara
Désolé, je passe surement pour un benet, mais moi j'ai jamais entendu la différence, et théoriquement on a vu que si le filtrage était correct (ce qui doit être le cas quasi tout le temps à partir d'un certain niveau de matos heureusement de plus en plus bas) ça s'entend pas.
Moi je suis ingénieur, donc j'ai dû étudier ça. Mais moi ma spécialité c'est le VHDL, donc bon...
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