Sujet Master en 192/24 d'un WAV en 44.1/16
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D'abord la mesure que tu as réalisée n'est pas non plus conforme à l'AES17 :
9.3 Signal-to-noise ratio or noise in the presence of signal
The test signal for the measurement shall be a 997-Hz sine wave producing – 60 dB FS at the output of the EUT. Any 997-Hz test signal present in the output shall be removed by means of a standard notch filter. The remaining noise shall be filtered with the standard weighting filter. The measurement shall be limited in bandwidth to the upper band-edge frequency or 20 kHz, whichever is lower. The resulting measurement shall be read as dB FS and reported as dB FS CCIR-R.M.S.
La sinusoïde que tu as injectée était pleine échelle à 1000 Hz, provoquant une erreur systématique périodique. Le décalage de 3Hz est important pour éviter ce phénomène et obtenir un comportement de l'erreur de quantification proche du bruit (c'est aussi pour cette même raison que j'avais opté pour 1347Hz).
Voici ce que j'obtiens avec mon script en choisissant une sinusoïde à 1000Hz :
Et à 997Hz :
Ensuite cette recommandation ne répond pas au bon objectif de mesure (i.e. de mesurer la puissance de l'erreur en dB pour étudier le nombre de bits effectifs d'une quantification).
Son but est de mesurer la performance finale et globale de tout une chaîne en "boîte noire". La mesure de performance du SNR visée par le standard est celle du SNR global (toutes les sources de bruits) dans la bande audible.
C'est important pour comparer du matériel, je ne dis pas le contraire, mais ce n'est pas ce qui permet de savoir si une quantif / décimation vers 16bits@44kHz est réalisée avec perte de bits effectifs.
(D'où mon analogie avec le filtre d'aliasingn qui n'était sans doute pas la meilleure : C'était pour essayer d'illustrer que la mesure ne vise pas la bonne chose).
Si tu veux vérifier que les 16bits finaux sont tous utilisés il ne faut mesurer QUE le bruit de quantification (sans le dithering alors que l'AES recommande de l'appliquer systématiquement pour la perfo globale, et c'est normal si l'on veut tous les posts de bruit), pleine échelle (contrairement à la préconisation de l'AES qui sert à ne pas titiller la distorsion de la partie analogique puisqu'elle serait prise dans la mesure) et connaître sa puissance totale dans la bande qui code toute l'information.
Pourquoi toute la bande même celle inaudible ?
En forçant grossièrement le trait, si on se contente de mesurer une bande de 1000Hz autour du signal de test on ne peut pas en déduire que les bits du CAN sont effectifs parce qu'il manque 21/22ème de la bande où la puissance du bruit de quantif peut varier comme bon lui semble.
Plus réaliste et qui peut se rencontrer, si jamais on obtient un bruit de quantification mis en forme par une modulation sigma-delta par exemple dont la puissance grimpe en flèche entre 20 et Fe/2 (ce qui arrive si l'ordre de la modulation n'est pas assez grand) les bits de poids faibles ne seront pas effectifs.
Autre cas de figure : Un appareil qui fonctionne avec une bande bien plus large que la bande audible, à 96kHz par exemple. Si tu veux caractériser le nombre de bits effectifs c'est un non sens de se limiter à la moitié de la bande.
Si tu veux obtenir N bits effectifs avec un CAN il faut t'assurer que la puissance totale du bruit de quantification est assez faible sur la canal, de 0 à Fe/2.
C'est comme cela qu'un fabriquant peut te refiler un CAN 24bits qui ne propose en réalité que 23 à 21bits effectifs. Bravo l'arnaque !
Dans mon labo au début des années 2000, on se battait régulièrement contre des "concurrents" qui proposaient des CAN sigma-delta dont l'ordre de la modulation ne permettait pas d'atteindre les perfo bits/Fe annoncées en dévoyant l'AES17.
Si tu limites la mesure à la bande audible et si elle ne couvre pas tout le canal alors tu ne seras pas en mesure de vérifier avec cette mesure de SNRq que les bits de poids faibles sont effectifs.
Ce n'est pas "que théorique" : C'est comme ça que ça marche réellement.
Si un CAN sigma-delta permet d'augmenter la résolution en sous-échantillon c'est parce que le bruit de quantif est assez bas sur toute la bande passante jusqu'à Fe/2 et pas seulement dans la bande audible.
J'ai fait la mesure pour du 16bits 48kHz vers 44,1kHz avec mes échantillons que je pensais suffisants.
Voici les mesures pour tes deux fichiers :
"16 bits 44.1Khz.wav" : 96.256 dB
"16 bits 48 to 44.1Khz.wav" : 92.618 dB
Une dégradation de 3.638dB.
Pour le faire il faut aussi avoir les moyens de le mesurer avec une estimation du SNRq dont l'erreur est négligeable devant le LSB (<<6dB) ; le fait que l'erreur sur un signal à 1000kHz ne puisse pas être considérée comme un buit uniforme peut rajouter un biais.
Ce sont deux considérations purement pratiques qui n'étaient malheureusement pas atteintes avec la mesure que tu proposais, d'où ma première réaction.
Enfin, les mesures montrent que la conversion 24bits@48kHz vers 16bits@44.1kHz peut-être réalisée en gardant le bit de poids faible effectif si l'on réalise d'abord le sous-échantillonnage avec une interpolation correcte puis la quantification sur 16bits.
Ce n'est pas que c'est négligeable par rapport à un signal enregistré directement en 16bits@44.1kHz, c'est que c'est réalisé sans post d'erreur plus grand que la quantif finale.
Si on réalise le sous-échantillonnage en 24bits, l'erreur porte sur le LSB des 24bits ==> Il ne pèse rien par rapport au LSB des 16 bits finaux. C'est bien ce que montrent les mesures.
Si l'on réalise la quantification vers 16bits puis le sous-échantillonnage, on se trimbale le dernier bit en erreur avec la mesure du SNRq totale qui baisse d'environ 1/2 pas de quantif au mieux, soit ~3dB. C'est possible d'observer 5dB mais ce n'est alors pas une très bonne interpolation...
Au final :
- Avec une résolution de 24bits initiale pour une cible de 16 bits, le gain supposé de travailler à une fréquence multiple de la fréquence cible par rapport à une fréquence supérieure "quelconque" n'est pas avéré ;
- Pour avoir un résultat optimal, il faut simplement éviter de faire la quantification vers 16bits avant le sous-échantillonnage. La quantification et l'application éventuelle d'un dithering doit être la dernière étape du processus.
Reno-Theplankton
419
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Reno-Theplankton
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Hors sujet :
J'ai oublié les petits smiley en écrivant ça.
Le fond de ma pensé va simplement dans le sens des bases à apprendre en passant par le chemin des études, autodidacte pourquoi pas à condition de trouver la bonne direction, par la suite, le suivi de l'évolution de l'audio numérique nécessaire au domaine qui te concerne. Plus loin, bien entendu la curiosité permet de si intéresser et de se former. Bref, je ne convois pas mieux, fouiller le web, poser des questions ( attention aux questions qui ont besoin d'être compris par soi même pour pouvoir les poser).
[ Dernière édition du message le 19/04/2015 à 15:44:35 ]
marc34.o
1959
AFicionado·a
Membre depuis 15 ans
EraTom
2282
AFicionado·a
Membre depuis 13 ans
Citation de marc34.o :
Ca n'amène strictement rien en effet tout comme le fait de me signaler qu'Audio Precision fait du bon matériel de mesure, d'où la phrase qui suivait :Tu fais de la contradiction dans le pur but de la contradiction? Qu’est ce que ça amène au débat?
Citation de EraTom :
Et nous voilà bien avancés.
Citation de marc34.o :
Bon ok, je n'arrive vraiment pas à me faire comprendre... Je vais le dire frontalement : A mon avis tu fais une mauvaise interprétation et un mauvais usage de la recommandation AES17.Comment mesurer le recul du bruit dans la bande audible si tu n'utilises pas le filtre AES17?
D'abord la mesure que tu as réalisée n'est pas non plus conforme à l'AES17 :
9.3 Signal-to-noise ratio or noise in the presence of signal
The test signal for the measurement shall be a 997-Hz sine wave producing – 60 dB FS at the output of the EUT. Any 997-Hz test signal present in the output shall be removed by means of a standard notch filter. The remaining noise shall be filtered with the standard weighting filter. The measurement shall be limited in bandwidth to the upper band-edge frequency or 20 kHz, whichever is lower. The resulting measurement shall be read as dB FS and reported as dB FS CCIR-R.M.S.
La sinusoïde que tu as injectée était pleine échelle à 1000 Hz, provoquant une erreur systématique périodique. Le décalage de 3Hz est important pour éviter ce phénomène et obtenir un comportement de l'erreur de quantification proche du bruit (c'est aussi pour cette même raison que j'avais opté pour 1347Hz).
Voici ce que j'obtiens avec mon script en choisissant une sinusoïde à 1000Hz :
Et à 997Hz :
Ensuite cette recommandation ne répond pas au bon objectif de mesure (i.e. de mesurer la puissance de l'erreur en dB pour étudier le nombre de bits effectifs d'une quantification).
Son but est de mesurer la performance finale et globale de tout une chaîne en "boîte noire". La mesure de performance du SNR visée par le standard est celle du SNR global (toutes les sources de bruits) dans la bande audible.
C'est important pour comparer du matériel, je ne dis pas le contraire, mais ce n'est pas ce qui permet de savoir si une quantif / décimation vers 16bits@44kHz est réalisée avec perte de bits effectifs.
(D'où mon analogie avec le filtre d'aliasingn qui n'était sans doute pas la meilleure : C'était pour essayer d'illustrer que la mesure ne vise pas la bonne chose).
Si tu veux vérifier que les 16bits finaux sont tous utilisés il ne faut mesurer QUE le bruit de quantification (sans le dithering alors que l'AES recommande de l'appliquer systématiquement pour la perfo globale, et c'est normal si l'on veut tous les posts de bruit), pleine échelle (contrairement à la préconisation de l'AES qui sert à ne pas titiller la distorsion de la partie analogique puisqu'elle serait prise dans la mesure) et connaître sa puissance totale dans la bande qui code toute l'information.
Pourquoi toute la bande même celle inaudible ?
En forçant grossièrement le trait, si on se contente de mesurer une bande de 1000Hz autour du signal de test on ne peut pas en déduire que les bits du CAN sont effectifs parce qu'il manque 21/22ème de la bande où la puissance du bruit de quantif peut varier comme bon lui semble.
Plus réaliste et qui peut se rencontrer, si jamais on obtient un bruit de quantification mis en forme par une modulation sigma-delta par exemple dont la puissance grimpe en flèche entre 20 et Fe/2 (ce qui arrive si l'ordre de la modulation n'est pas assez grand) les bits de poids faibles ne seront pas effectifs.
Autre cas de figure : Un appareil qui fonctionne avec une bande bien plus large que la bande audible, à 96kHz par exemple. Si tu veux caractériser le nombre de bits effectifs c'est un non sens de se limiter à la moitié de la bande.
Si tu veux obtenir N bits effectifs avec un CAN il faut t'assurer que la puissance totale du bruit de quantification est assez faible sur la canal, de 0 à Fe/2.
C'est comme cela qu'un fabriquant peut te refiler un CAN 24bits qui ne propose en réalité que 23 à 21bits effectifs. Bravo l'arnaque !
Dans mon labo au début des années 2000, on se battait régulièrement contre des "concurrents" qui proposaient des CAN sigma-delta dont l'ordre de la modulation ne permettait pas d'atteindre les perfo bits/Fe annoncées en dévoyant l'AES17.
Si tu limites la mesure à la bande audible et si elle ne couvre pas tout le canal alors tu ne seras pas en mesure de vérifier avec cette mesure de SNRq que les bits de poids faibles sont effectifs.
Ce n'est pas "que théorique" : C'est comme ça que ça marche réellement.
Si un CAN sigma-delta permet d'augmenter la résolution en sous-échantillon c'est parce que le bruit de quantif est assez bas sur toute la bande passante jusqu'à Fe/2 et pas seulement dans la bande audible.
Citation de marc34.o :
Et moi je trouve que ça serait aussi plus instructif et valorisant de ne pas se perdre en digression sur l'application de l'AES17 et la qualité du matériel, surtout à la lumière de ce qui précède.Il aurait été bien plus utile, instructif et valorisant pour le débat que tu fasses la même analyse pour le fichier 16 bits 48 to 44.1Khz.wav afin de voir si tu retrouvais la même différence de SNR avec le fichier 16 bits 44.1Khz.wav que ce que le logiciel trouve.
J'ai fait la mesure pour du 16bits 48kHz vers 44,1kHz avec mes échantillons que je pensais suffisants.
Citation de EraTom :
Voici les résultats :
SNR quantif 16 bits théorique = 98.0905 dB
SNR quantif 16 bits @44,1kHz = 98.0262 dB
SNR quantif 16 bits @48kHz = 98.1678 dB
SNR quantif 24 bits théorique = 146.2553 dB
SNR quantif 24 bits @44,1kHz = 146.2242 dB
SNR quantif 24 bits @48kHz = 146.2635 dB
SNR quantif 16 bits @44,1kHz à partir du signal 24 bits @48kHz = 97.9536 dB
Et le cadeau bonux :
SNR quantif 16 bits @44,1kHz à partir du signal 16 bits @48kHz = 95.3974 dB (tiens tiens...)
(ce n'est pas le bon ordre, il faut baisser la quantif après avoir sous-échantillonné, sinon on trimbale l'erreur sur le bit de poids faible des 16bits)
Voici les mesures pour tes deux fichiers :
"16 bits 44.1Khz.wav" : 96.256 dB
"16 bits 48 to 44.1Khz.wav" : 92.618 dB
Une dégradation de 3.638dB.
Pour le faire il faut aussi avoir les moyens de le mesurer avec une estimation du SNRq dont l'erreur est négligeable devant le LSB (<<6dB) ; le fait que l'erreur sur un signal à 1000kHz ne puisse pas être considérée comme un buit uniforme peut rajouter un biais.
Ce sont deux considérations purement pratiques qui n'étaient malheureusement pas atteintes avec la mesure que tu proposais, d'où ma première réaction.
Enfin, les mesures montrent que la conversion 24bits@48kHz vers 16bits@44.1kHz peut-être réalisée en gardant le bit de poids faible effectif si l'on réalise d'abord le sous-échantillonnage avec une interpolation correcte puis la quantification sur 16bits.
Ce n'est pas que c'est négligeable par rapport à un signal enregistré directement en 16bits@44.1kHz, c'est que c'est réalisé sans post d'erreur plus grand que la quantif finale.
Si on réalise le sous-échantillonnage en 24bits, l'erreur porte sur le LSB des 24bits ==> Il ne pèse rien par rapport au LSB des 16 bits finaux. C'est bien ce que montrent les mesures.
Si l'on réalise la quantification vers 16bits puis le sous-échantillonnage, on se trimbale le dernier bit en erreur avec la mesure du SNRq totale qui baisse d'environ 1/2 pas de quantif au mieux, soit ~3dB. C'est possible d'observer 5dB mais ce n'est alors pas une très bonne interpolation...
Au final :
- Avec une résolution de 24bits initiale pour une cible de 16 bits, le gain supposé de travailler à une fréquence multiple de la fréquence cible par rapport à une fréquence supérieure "quelconque" n'est pas avéré ;
- Pour avoir un résultat optimal, il faut simplement éviter de faire la quantification vers 16bits avant le sous-échantillonnage. La quantification et l'application éventuelle d'un dithering doit être la dernière étape du processus.
[ Dernière édition du message le 20/04/2015 à 01:38:39 ]
marc34.o
1959
AFicionado·a
Membre depuis 15 ans
Anonyme
359
110 postes, rien de neuf sous les cocotiers. 
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