Sujet plug-ins d'EQ : sonnent-ils différemment ? pourquoi ?
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C'est celui-là ?
(ça fait quand même 20$)
(pas encore réussi à voir la version google-docs)
Le truc que j'avais mis ?
Apparemment c'est ce que disait un développeur.
(je me cite beaucoup, ça flatte mon égo)
Tu pourrais détailler un peu plus ?
Tu as peut-être aussi la réponse à une question que je me posais: quels sont les types de filtres utilisés en analogique pour faire des param EQ ?
J'ai l'impression que tu as plein d'infos à nous apporter. Mais il faudrait que tu fasses comme si on avait nettement moins de background et de connaissances...
Ta phrase m'étonne là.
Pour moi seuls les "EQ à phase linéaire" engendrent le "même retard dans chaque bande du spectre" (retard constant=déphasage proportionnel à la fréquence, donc linéaire, ce qui colle avec l'équation que tu as rappelée : y(t+φ) = ∑ (1/n) * sin(n*(t+φ)) = ∑ (1/n) * sin(n*t+n*φ) )
Les autres EQ ont un "retard de groupe" (group delay, en rouge) variable, comme pour le Butterworth suivant :
Du coup je ne dirais pas "mauvaise EQ" mais "Toutes les EQ, exceptées celles à phase linéaire". Non ?
Ce que tu dis est vrai en hardware analogique.
Par contre en numérique, avec un filtre à réponse impulsionnelle finie (FIR), il y a moyen d'avoir un filtre à phase linéaire, et beaucoup de plug-ins le proposent. La raison de ne pas utiliser que ça, c'est qu'il leur faux beaucoup plus de coefficients qu'en réponse impulsionnelle infinie, donc plus de calculs, et surtout une latence beaucoup plus élevée (qui les rend inutilisable en temps-réel).
Voir:
https://en.wikipedia.org/wiki/Finite_impulse_response
Notamment :
Ou encore: http://dspguru.com/dsp/faqs/fir/properties
Oui tu as raison, il est possible de faire des FIR à phase linéaire, avec des contraintes supplémentaires sur la courbe d'atténuation (le filtre doit être symétrique).
Dans la pratique il faudra alors s'attendre à une latence importante pour obtenir les "raideurs" usuellement exploitées en utilisant un nombre important de coefficients.
Je ne pense pas non plus que des FIR permettent de construire un EQ paramétrique souple (ça sera plutôt un banc de plusieurs filtres aux fréquences fixes).
Il me semble que la méthode classiquement utilisée pour la création des filtres d'un égaliseur c'est d'utiliser la transformation bilinéaire pour synthétiser un IIR (d'ordre 2 au moins pour pouvoir régler "F" e "Q" indépendamment). Il y a alors 2 problèmes qui arrivent tout de suite :
Je ne sais pas si tu es familier de la transformation bilinéaire, mais vu les 2 derniers posts que tu as fait j'ai l'impression que oui
Le warping des fréquences est en Fn = arctan(Fc) où Fn est l'espace des fréquences "numérique" et Fc l'espace des fréquences "analogique".
Quand Fc est proche de 0, la relation entre les 2 est quasiment linéaire. Dès que Fc se rapproche de Fe/2 ce n'est plus le cas...
Il y a alors plusieurs méthodes pour prévenir le phénomène de warping : "déwarping" du domaine fréquentiel avant application de la transformation bilinéaire, ajout d'un degré de liberté supplémentaire dans les paramètres du filtre (ce qui revient à ajouter un 2nd filtre de redressement), etc.
Si tu as déjà entendu parler de "Nyquist EQ" c'est de cela dont il s'agit : un design de filtre poussé pour corriger le problème du warping au voisinage de Fe/2 (la fréquence de Nyquist-Shannon).
Comme la phase est l'intégrale de la pulsation, le warping des fréquences introduit inévitablement des retards de groupe (en plus du fait que le filtre est un IIR), et il faudra bien les corriger pour qu'ils ne soient pas franchement audibles.
Mon stage de 2nde année d'école d'ingé (j'étais encore loin de "l'expertise en traitement du signal" ) c'était justement le design et l'implémentation sur un FPGA d'un filtre de redressement et d'une correction de phase en sortie d'un filtre IIR pour des applications audio.
Personnellement ce qui m'étonne c'est voir des plug avec un nom du genre "Nyquist EQ" ou "Linear Phase EQ" ce qui laisse entendre que des EQ ne disposent d'aucune correction... Alors que ce sont des problèmes identifiés depuis très longtemps avec des solutions efficaces qui existent elles aussi depuis très longtemps. J'ai appris ça il y a presque 10 ans sur des bouquins qui dataient d'au moins 20 ans ; les diagrammes de Black et de Nyquist on été inventés spécialement pour traiter ces problèmes.
La façon dont les choses m'ont été enseignées est que régler ce genre de problèmes fait partie intégrante du design d'un filtre et qu'il n'est même pas envisageable de mettre ceux-ci de côté.
Existe-t-il vraiment des EQ professionnels où les retards de groupe et le comportement aux fréquences proches de Fe/2 n'ont pas été pris en compte dans le design ?
guitoo
759
Posteur·euse AFfolé·e
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Dr Pouet
52156
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Membre depuis 20 ans
Citation :
Le papier s'intitule "Digital Parametric Equalizer Design With Prescribed Nyquist-Frequency Gain".
C'est celui-là ?
(ça fait quand même 20$)
(pas encore réussi à voir la version google-docs)
Citation :
J'ai vu, ici même, un papier d'Orfanidis qui corrigeait ce problème.
Le truc que j'avais mis ?
Citation :
A priori si c'est le cas c'est plus une question d'erreur humaine. Le papier date de 97 alors les dev sont sensé être au courant depuis.
Apparemment c'est ce que disait un développeur.
(je me cite beaucoup, ça flatte mon égo)
Citation :
Fait intéressant: Aucune des deux méthode ne parvient à exactement la même réponse que le filtre analogique.
Tu pourrais détailler un peu plus ?
Tu as peut-être aussi la réponse à une question que je me posais: quels sont les types de filtres utilisés en analogique pour faire des param EQ ?
J'ai l'impression que tu as plein d'infos à nous apporter. Mais il faudrait que tu fasses comme si on avait nettement moins de background et de connaissances...
[ Dernière édition du message le 20/01/2011 à 15:03:34 ]
guitoo
759
Posteur·euse AFfolé·e
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satchurator
502
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Dr Pouet
52156
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Membre depuis 20 ans
305 Posté le 25/04/2011 à 23:24:52 
Citation :
C'est ce qui peut arriver avec certains mauvais EQ dont les filtres n'introduisent pas les mêmes retards dans chaque bande du spectre.
Ta phrase m'étonne là.
Pour moi seuls les "EQ à phase linéaire" engendrent le "même retard dans chaque bande du spectre" (retard constant=déphasage proportionnel à la fréquence, donc linéaire, ce qui colle avec l'équation que tu as rappelée : y(t+φ) = ∑ (1/n) * sin(n*(t+φ)) = ∑ (1/n) * sin(n*t+n*φ) )
Les autres EQ ont un "retard de groupe" (group delay, en rouge) variable, comme pour le Butterworth suivant :
Du coup je ne dirais pas "mauvaise EQ" mais "Toutes les EQ, exceptées celles à phase linéaire". Non ?
[ Dernière édition du message le 26/04/2011 à 10:03:59 ]
[ Ce message faisait initialement partie de la discussion "Spectre harmonique de l'onde en dent de scie ?" qui a été fusionnée dans ce sujet le 26/04/11 ]
EraTom
2282
AFicionado·a
Membre depuis 13 ans
306 Posté le 26/04/2011 à 07:51:43
Ok j'ai été un peu rapide et je n'aurais sans doute pas du dire "les mauvais EQ" mais "les EQ économiques"
Tous les filtres introduisent des retards de groupes, notamment s'il s'agit d'un filtre à réponse impulsionnelle infinie (qui sont généralement employés car ils ont l'avantage d'être économiques en terme de complexité calculatoire) ou si le filtre a été synthétisé avec une transformation bilinéaire (le "warping" qui concerne les fréquences et les phases vient s'ajouter aux retards du filtre analogique équivalent).
Ça peut ne pas poser trop de problèmes lorsque le signal passe à travers un seul filtre, surtout si c'est un filtre passe-bas (vu que les harmoniques seront coupées...)
Mais dans un égaliseur c'est quand-même beaucoup plus gênant.
Le cas extrême c'est d'obtenir 2 sorties de filtres passe-bande pour lesquels les harmoniques vont se retrouver en opposition de phase. Tu auras beau jouer sur les gains, une partie du spectre sera perdue ou vraiment déformée.
C'est quelque chose qui a d'autant plus de chances de se produire que le signal d'entrée est riche en harmoniques avec un fondamental bas (la sortie d'une disto fuzz sur une basse électrique, par exemple), or c'est justement le cas de figure où l'on va multiplier le nombre de filtres pour avoir le maximum de contrôle en mixage...
Le rôle d'un égaliseur c'est avant tout de permettre de contrôler le timbre et il faut alors prévenir ce problème.
Si tu as l'occasion de disséquer un EQ et son banc de filtres, tu t'apercevras que la sortie de chaque filtre est suivi d'un correcteur de phase. Le but recherché par tous les concepteurs d'EQ est bien d'obtenir "la phase la plus linéaire possible".
Seulement, c'est comme tout le reste : des corrections de phases il y en a des plus ou moins sophistiquées et une correction qui s'approche de la "linéarité" ce n'est pas simple à développer (ça coûte plus cher) et ça demande aussi du temps de calcul.
Pour dire les choses simplement, tous les égaliseurs possèdent une correction de phase en sortie de chaque filtre avant sommation et une phase parfaitement linéaire ne pourra jamais être obtenue mais on peut s'en approcher.
Quand on tombe sur un EQ dit "à phase linéaire" c'est que le constructeur a porté un soin particulier sur les corrections de phases et il le met en avant dans une démarche commerciale. La correction ne sera jamais parfaite mais elle doit tomber sous le seuil d'audition (et si ce constructeur persiste à dire que son EQ est parfaitement linéaire, alors c'est un escroc
).
Un EQ "standard" aura lui aussi un étage de corrections de phases mais beaucoup moins fin, laissant entendre un changement de timbre même avec tous ses gains réglés à 0dB.
Je ne sais pas si tu connais le VST gratuit de chez Ohm Force, Frohmage. C'est un banc de filtres où les phases ne sont justement pas corrigées pour créer un effet particulier (ici c'est le but recherché).
En jouant avec le bouton "Evol" tu pourras te faire une idée de ce que donnerait un égaliseur sans correction de phase.
Peut-être connais-tu l'EQ paramètrique 8 bandes que l'on trouve dans Ableton Live. Avec un clic droit tu as accès à un paramètre "Haute Qualité".
Tout ce qui est fait en plus c'est d'apporter une correction de phase plus sophistiquée (sans toute fois rivaliser avec celle de l'EQ à "phase linéaire" de Wave). Ça s'entend, et ça se voit aussi au niveau de la jauge du CPU.
Si le sujet t'intéresse, je dois pouvoir retrouver de la littérature en .pdf dans mes vieilles archives sur CD (dans le carton au fond à gauche de ma cave), notamment sur les seuils de perception psycho acoustique des retards de groupe.
PS : Vu que tu es modo, peut-être pourrais-tu splitter le sujet en deux pour consacrer un thread aux les corrections de phases. Ça nous éviterait de faire du hors-sujet en veux-tu en voilà.
Tous les filtres introduisent des retards de groupes, notamment s'il s'agit d'un filtre à réponse impulsionnelle infinie (qui sont généralement employés car ils ont l'avantage d'être économiques en terme de complexité calculatoire) ou si le filtre a été synthétisé avec une transformation bilinéaire (le "warping" qui concerne les fréquences et les phases vient s'ajouter aux retards du filtre analogique équivalent).
Ça peut ne pas poser trop de problèmes lorsque le signal passe à travers un seul filtre, surtout si c'est un filtre passe-bas (vu que les harmoniques seront coupées...)
Mais dans un égaliseur c'est quand-même beaucoup plus gênant.
Le cas extrême c'est d'obtenir 2 sorties de filtres passe-bande pour lesquels les harmoniques vont se retrouver en opposition de phase. Tu auras beau jouer sur les gains, une partie du spectre sera perdue ou vraiment déformée.
C'est quelque chose qui a d'autant plus de chances de se produire que le signal d'entrée est riche en harmoniques avec un fondamental bas (la sortie d'une disto fuzz sur une basse électrique, par exemple), or c'est justement le cas de figure où l'on va multiplier le nombre de filtres pour avoir le maximum de contrôle en mixage...
Le rôle d'un égaliseur c'est avant tout de permettre de contrôler le timbre et il faut alors prévenir ce problème.
Si tu as l'occasion de disséquer un EQ et son banc de filtres, tu t'apercevras que la sortie de chaque filtre est suivi d'un correcteur de phase. Le but recherché par tous les concepteurs d'EQ est bien d'obtenir "la phase la plus linéaire possible".
Seulement, c'est comme tout le reste : des corrections de phases il y en a des plus ou moins sophistiquées et une correction qui s'approche de la "linéarité" ce n'est pas simple à développer (ça coûte plus cher) et ça demande aussi du temps de calcul.
Pour dire les choses simplement, tous les égaliseurs possèdent une correction de phase en sortie de chaque filtre avant sommation et une phase parfaitement linéaire ne pourra jamais être obtenue mais on peut s'en approcher.
Quand on tombe sur un EQ dit "à phase linéaire" c'est que le constructeur a porté un soin particulier sur les corrections de phases et il le met en avant dans une démarche commerciale. La correction ne sera jamais parfaite mais elle doit tomber sous le seuil d'audition (et si ce constructeur persiste à dire que son EQ est parfaitement linéaire, alors c'est un escroc
).Un EQ "standard" aura lui aussi un étage de corrections de phases mais beaucoup moins fin, laissant entendre un changement de timbre même avec tous ses gains réglés à 0dB.
Je ne sais pas si tu connais le VST gratuit de chez Ohm Force, Frohmage. C'est un banc de filtres où les phases ne sont justement pas corrigées pour créer un effet particulier (ici c'est le but recherché).
En jouant avec le bouton "Evol" tu pourras te faire une idée de ce que donnerait un égaliseur sans correction de phase.
Peut-être connais-tu l'EQ paramètrique 8 bandes que l'on trouve dans Ableton Live. Avec un clic droit tu as accès à un paramètre "Haute Qualité".
Tout ce qui est fait en plus c'est d'apporter une correction de phase plus sophistiquée (sans toute fois rivaliser avec celle de l'EQ à "phase linéaire" de Wave). Ça s'entend, et ça se voit aussi au niveau de la jauge du CPU.
Si le sujet t'intéresse, je dois pouvoir retrouver de la littérature en .pdf dans mes vieilles archives sur CD (dans le carton au fond à gauche de ma cave), notamment sur les seuils de perception psycho acoustique des retards de groupe.
PS : Vu que tu es modo, peut-être pourrais-tu splitter le sujet en deux pour consacrer un thread aux les corrections de phases. Ça nous éviterait de faire du hors-sujet en veux-tu en voilà.
[ Dernière édition du message le 26/04/2011 à 07:53:11 ]
[ Ce message faisait initialement partie de la discussion "Spectre harmonique de l'onde en dent de scie ?" qui a été fusionnée dans ce sujet le 26/04/11 ]
Danguit
3348
Squatteur·euse d’AF
Membre depuis 18 ans
307 Posté le 26/04/2011 à 08:34:18
Dr Pouet
52156
Membre d’honneur
Membre depuis 20 ans
Dr Pouet
52156
Membre d’honneur
Membre depuis 20 ans
Citation :
Quand on tombe sur un EQ dit "à phase linéaire" c'est que le constructeur a porté un soin particulier sur les corrections de phases et il le met en avant dans une démarche commerciale. La correction ne sera jamais parfaite mais elle doit tomber sous le seuil d'audition (et si ce constructeur persiste à dire que son EQ est parfaitement linéaire, alors c'est un escroc
Ce que tu dis est vrai en hardware analogique.
Par contre en numérique, avec un filtre à réponse impulsionnelle finie (FIR), il y a moyen d'avoir un filtre à phase linéaire, et beaucoup de plug-ins le proposent. La raison de ne pas utiliser que ça, c'est qu'il leur faux beaucoup plus de coefficients qu'en réponse impulsionnelle infinie, donc plus de calculs, et surtout une latence beaucoup plus élevée (qui les rend inutilisable en temps-réel).
Voir:
https://en.wikipedia.org/wiki/Finite_impulse_response
Notamment :
Citation :
They can easily be designed to be linear phase by making the coefficient sequence symmetric; linear phase, or phase change proportional to frequency, corresponds to equal delay at all frequencies. This property is sometimes desired for phase-sensitive applications, for example data communications, crossover filters, and mastering.
Ou encore: http://dspguru.com/dsp/faqs/fir/properties
Citation :
2.1.1 What is the association between FIR filters and "linear-phase"?
Most FIRs are linear-phase filters; when a linear-phase filter is desired, a FIR is usually used.
2.1.2 What is a linear phase filter?
"Linear Phase" refers to the condition where the phase response of the filter is a linear (straight-line) function of frequency (excluding phase wraps at +/- 180 degrees). This results in the delay through the filter being the same at all frequencies. Therefore, the filter does not cause "phase distortion" or "delay distortion". The lack of phase/delay distortion can be a critical advantage of FIR filters over IIR and analog filters in certain systems, for example, in digital data modems.
2.1.3 What is the condition for linear phase?
FIR filters are usually designed to be linear-phase (but they don't have to be.) A FIR filter is linear-phase if (and only if) its coefficients are symmetrical around the center coefficient, that is, the first coefficient is the same as the last; the second is the same as the next-to-last, etc. (A linear-phase FIR filter having an odd number of coefficients will have a single coefficient in the center which has no mate.)
2.1.4 What is the delay of a linear-phase FIR?
The formula is simple: given a FIR filter which has N taps, the delay is: (N - 1) / (2 * Fs), where Fs is the sampling frequency. So, for example, a 21 tap linear-phase FIR filter operating at a 1 kHz rate has delay: (21 - 1) / (2 * 1 kHz)=10 milliseconds.
[ Dernière édition du message le 26/04/2011 à 10:12:26 ]
EraTom
2282
AFicionado·a
Membre depuis 13 ans
Citation :
Par contre en numérique, avec un filtre à réponse impulsionnelle finie (FIR), il y a moyen d'avoir un filtre à phase linéaire, et beaucoup de plug-ins le proposent. La raison de ne pas utiliser que ça, c'est qu'il leur faux beaucoup plus de coefficients qu'en réponse impulsionnelle infinie, donc plus de calculs, et surtout une latence beaucoup plus élevée (qui les rend inutilisable en temps-réel).
Oui tu as raison, il est possible de faire des FIR à phase linéaire, avec des contraintes supplémentaires sur la courbe d'atténuation (le filtre doit être symétrique).
Dans la pratique il faudra alors s'attendre à une latence importante pour obtenir les "raideurs" usuellement exploitées en utilisant un nombre important de coefficients.
Je ne pense pas non plus que des FIR permettent de construire un EQ paramétrique souple (ça sera plutôt un banc de plusieurs filtres aux fréquences fixes).
Il me semble que la méthode classiquement utilisée pour la création des filtres d'un égaliseur c'est d'utiliser la transformation bilinéaire pour synthétiser un IIR (d'ordre 2 au moins pour pouvoir régler "F" e "Q" indépendamment). Il y a alors 2 problèmes qui arrivent tout de suite :
- La transformation bilinéaire introduit un "warping" des fréquences.
- Le filtre IIR + "warping" introduit un retard de groupe.
Je ne sais pas si tu es familier de la transformation bilinéaire, mais vu les 2 derniers posts que tu as fait j'ai l'impression que oui
Le warping des fréquences est en Fn = arctan(Fc) où Fn est l'espace des fréquences "numérique" et Fc l'espace des fréquences "analogique".
Quand Fc est proche de 0, la relation entre les 2 est quasiment linéaire. Dès que Fc se rapproche de Fe/2 ce n'est plus le cas...
Il y a alors plusieurs méthodes pour prévenir le phénomène de warping : "déwarping" du domaine fréquentiel avant application de la transformation bilinéaire, ajout d'un degré de liberté supplémentaire dans les paramètres du filtre (ce qui revient à ajouter un 2nd filtre de redressement), etc.
Si tu as déjà entendu parler de "Nyquist EQ" c'est de cela dont il s'agit : un design de filtre poussé pour corriger le problème du warping au voisinage de Fe/2 (la fréquence de Nyquist-Shannon).
Comme la phase est l'intégrale de la pulsation, le warping des fréquences introduit inévitablement des retards de groupe (en plus du fait que le filtre est un IIR), et il faudra bien les corriger pour qu'ils ne soient pas franchement audibles.
Mon stage de 2nde année d'école d'ingé (j'étais encore loin de "l'expertise en traitement du signal" ) c'était justement le design et l'implémentation sur un FPGA d'un filtre de redressement et d'une correction de phase en sortie d'un filtre IIR pour des applications audio.
Personnellement ce qui m'étonne c'est voir des plug avec un nom du genre "Nyquist EQ" ou "Linear Phase EQ" ce qui laisse entendre que des EQ ne disposent d'aucune correction... Alors que ce sont des problèmes identifiés depuis très longtemps avec des solutions efficaces qui existent elles aussi depuis très longtemps. J'ai appris ça il y a presque 10 ans sur des bouquins qui dataient d'au moins 20 ans ; les diagrammes de Black et de Nyquist on été inventés spécialement pour traiter ces problèmes.
La façon dont les choses m'ont été enseignées est que régler ce genre de problèmes fait partie intégrante du design d'un filtre et qu'il n'est même pas envisageable de mettre ceux-ci de côté.
Existe-t-il vraiment des EQ professionnels où les retards de groupe et le comportement aux fréquences proches de Fe/2 n'ont pas été pris en compte dans le design ?
[ Dernière édition du message le 26/04/2011 à 17:33:52 ]
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