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Quelques pièges des lecteurs audio

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Sujet de la discussion Quelques pièges des lecteurs audio
Bonjour,
Après m'être fait avoir en ne m'étant pas aperçu dans des tests que le fichier lu ne correspondait pas à ce que j'attendais, je me suis amusé à faire quelques mesures pour essayer d'y voir plus clair.
Le fichier à jouer est un balayage de 20Hz à 40kHz en 1mn à fe=88.2kHz généré par Goldwave.
Un oscilloscope récupère la voie G en sortie casque d'une Babyface réglée à 44.1 puis 88.2k et trace l'enveloppe du spectre.
Le format Son (dans le panneau de configuration) est de 44.1kHz/24 bits.
image.php
Pour la Babyface à 44.1kHz, le signal est manifestement réchantillonné pour cette fréquence et l'on constate l'utilisation de SRC différents (mais c'est le même pour Audacity, VLC et ASUSDVD) qui donnent notamment une réponse différente en haut du spectre. Si le projet est à 44.1k, Cubase (non représenté) propose de le réchantillonner.
A 88.2kHz, certains lecteurs montent bien jusqu'à 40kHz sans atténuation visible, en revanche VLC commence à couper plus tôt alors que les effets sont désactivés (investigation à faire) et Quick Time reste manifestement à 44.1k.

On constate donc qu'en fonction du logiciel, de son SRC, de l'interface audio et du réglage par défaut (format Son) les résultats peuvent être différents en terme de bande passante et aussi de fréquences parasites (non représentées ici).
Par conséquent il y a toujours intérêt à vérifier que la fréquence d'échantillonnage réelle en lecture est bien celle attendue.

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

2
Ce qui m'interpelle c'est que l'on trouve vraiment de tout, même dans la bande utile, dès que l'on dépasse le standard 44,1kHz : QT qui coupe à moins de la moitié de la bande...
3
Citation :
QT qui coupe à moins de la moitié de la bande...
Je pense que c'est parce qu'il se base sur le format Son et non le réglage de l'interface audio, et donc réchantillonne à 44.1k alors que les autres ont pris en compte ce réglage.
J'ai fait ces quelques manips pour montrer que l'on peut trouver n'importe quoi en fonction du système et du logiciel, sachant que par défaut dans Windows le format Son est à 48k, ce qui implique que le 44.1k (le plus répandu en audio) est systématiquement réchantillonné.
On peut aussi constater que le niveau n'est pas toujours le même, d'où une différence qui sera audible.

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

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J'ai vu des mesures de différents dispositifs dits HD (logiciels, numériques hardware) et on trouve vraiment de tout. Par exemple un lecteur dont le filtre du CNA coupe 2kHz plus bas lorsque l'on augmente la Fe de 96kHz à 128kHz, un autre dont la bande de transition s'étale de 20kHz à 40kHz (dans la bande utile), etc.

Lorsque la fréquence d'échantillonnage est de 44.1kHz on est à peu près sûr de trouver un filtre qui commence à couper à partir de 20kHz avec une pente qui tient sur 2kHz.
Avec du 48kHz on trouve parfois des filtres qui repoussent légèrement la fréquence de coupure.
Avec ce que l'on appelle la HD on trouve de tout, et généralement c'est assez loin de ce que pourrait offrir l'augmentation de la Fe.

Déjà que d'un point vue de psychoacoustique ces fréquences sont d'un intérêt discutable, quand on voit en plus ce que les constructeurs en font réellement...

[ Dernière édition du message le 05/06/2015 à 17:09:35 ]

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un truc interessant à ce sujet, ici

http://src.infinitewave.ca
6
Citation :
un truc interessant à ce sujet, ici
Intéressant mais connu, et ce n'est pas vraiment le sujet dans la mesure où le problème est plutôt que le SRC est souvent utilisé à l'insu de l'utilisateur (qui va par exemple s'extasier du son obtenu avec du 96k alors que son lecteur l'aura transformé sans le prévenir en 44.1 ou 48k).

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

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J'ai fait une autre série d'essais, cette fois avec un fichier en 44.1k, balayage de 20Hz à 22.05kHz en 2mn, sortie audio via le chip son du PC et réglages différents du format (Son/lecture/propriétés/statistiques avancées), ceci pour les lecteurs VLC, Music et WMP (ces deux derniers sont manifestement identiques).
image.php
Si le système était parfait on devrait trouver une coupure brusque à 22.05k et rien au-dessus, sachant que tout ce qui est au-dessus de 22.05kHz est un signal parasite (image du signal mal filtrée par le système)

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

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VLC en 44.1 coupe plus tard qu'en 96 ?? :8O:
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Citation :
VLC en 44.1 coupe plus tard qu'en 96 ?? :8O:
Et qu'en 48k, ce qui paraît logique.
En 44.1 il y a lecture directe du fichier (en 44.1), donc on retrouve la forme du filtre de reconstruction qui laisse passer l'image du signal en haut de gamme(> 22.05k).
Aux autres réglages il y a réchantillonnage, avec ici un filtre qui coupe plus bas et ne donne pas de remontée au-dessus de 22.05k.

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

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Ah ok, c'est donc le filtre anti image de ton chip PC qui coupe trop haut
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Citation :
Ah ok, c'est donc le filtre anti image de ton chip PC qui coupe trop haut
Ce n'est pas spécifique à mon chip son, j'ai fait des mesures sur des RME et autres, et c'est pareil (sur mon profil il y a des mesures de repliement et de réponse hors bande (*)) et la reconstruction est à peu symétrique par rapport à Fe/2).
(*) exemples : https://img.audiofanzine.com/image.php?lang=fr&identifier=image&size=normal&module=user&userPhoto_id=259862
https://img.audiofanzine.com/image.php?lang=fr&identifier=image&size=normal&module=user&userPhoto_id=223976
https://img.audiofanzine.com/image.php?lang=fr&identifier=image&size=normal&module=user&userPhoto_id=241953

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

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Wouah une mine d'or ton profil !!
C'est étonnant je trouve que même du RME ait autant de repliements !
En tout cas super boulot toutes les mesures que tu fais !
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Et pour continuer la série j'ai voulu comparer la bande en sortie analogique d'un fichier 20Hz-22kHz en fonction de Fe, toujours avec le chip son pour simplifier les tests.
Au vu des résultats j'ai essayé de comprendre pourquoi la bande était aussi limitée avec VLC et je me suis aperçu dans les préférences qu'il y a par défaut application automatique d'un SRC (pas le plus performant). En le désactivant le résultat est plus conforme à ce qui était attendu et ressemble à ce que donne WMP. Donc un piège de plus !
On peut alors constater qu'en 44.1k à 20kHz il y a # 1dB de perte, beaucoup moins avec 48k et rien avec 96k.

Que cela s'entende ou non est une autre histoire et ce ne sont pas mes oreilles vieillissantes qui donneront la réponse.
image.php

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Wow c'est vraiment intéressant. Merci pour ces mesures.
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Les remontées à 23/24 kHz et 26 kHz m'intriguent quand même beaucoup !
En tout cas un rapport signal/bruit de 70dB sur ton chip son ça suffit à bien bosser déjà c'est plutôt cool !
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Citation :
Les remontées à 23/24 kHz et 26 kHz m'intriguent quand même beaucoup !
Il n'y a rien d'anormal, il suffit de se rappeler que le spectre d'un signal échantillonné est périodique, c'est à dire que l'on retrouve l'image du spectre du signal de Fe/2 à Fe, puis le signal de Fe à 3*Fe/2, etc., l'enveloppe étant filtrée par la forme de l'échantillonnage et le filtre de reconstruction. Comme ces derniers ne sont pas parfaits il reste un résidu qui parasite le signal en sortie de CNA. cf. exemple : https://img.audiofanzine.com/image.php?lang=fr&identifier=image&size=normal&module=user&userPhoto_id=263695
Quant au rapport S/B il n'est pas très significatif ici car il est fonction des réglages et de parasites liés ou non à la fréquence de balayage.

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

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En général sur les deux filtres de reconstruction (numérique puis analogique) Le numérique fait en général du bon travail, il me semble que ce sont les mêmes algorithmes que ceux qu'on peut trouver dans nos DAW lors des SRC pour le filtre numérique, quand on voit les bons résultats : http://src.infinitewave.ca/ ça fait tout de même réfléchir !
Sinon deuxième théorie (enfin le graphe me fait penser vraiment à ça) : Ton chip son n'upsample pas avant le filtre numérique ! Ce serait étrange/dommage mais ça explique les résultats pour le 44.1 le 96 mais pas le suréchantillonnage !
Tu crois que tu pourrais faire le test avec ta RME ?
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Citation :
Tu crois que tu pourrais faire le test avec ta RME ?
Comme indiqué sur le graphe le dernier lien est fait avec une Fireface UC, et c'est pareil.
Et en ce qui concerne les comparatifs de SRC, il ne faut pas oublier qu'ils ne regardent que le signal numérique et se limitent à Fe/2.
Dans mes tests j'analyse la sortie analogique, et avec un oscilloscope je peux monter en fréquence et voir s'il y a eu suréchantillonnage en interne, qui ne change d'ailleurs rien en sortie (exemple : https://img.audiofanzine.com/image.php?lang=fr&identifier=image&size=normal&module=user&userPhoto_id=241962 )

Avant d'avoir fait ces essais , je croyais aussi que le suréchantillonnage renvoyait l'image plus haut (à Fe/2 suréchant.) mais jusqu'à maintenant je ne l'ai pas constaté sur tout ce que j'ai testé.

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J'avoue être légèrement retourné par ces résultats ! Je me repencherai dessus plus tard pour y voir plus clair, merci en tout cas de ces mesures et de tes explications !
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Je trouvais étrange de retrouver de la fréquence image en réchantillonnant de 44.1k à 96k.
J'ai fait un petit test comparatif (je ne mets pas le graphe):
1. dans Scilab, génération d'un sinus 21.9kHz @44.1k puis suréchantillonnage à 96k (fonction intdec).
2. dans Goldwave, génération d'un sinus 21.9kHz @44.1k puis insertion dans un projet Cubase LE4 à 96k (en convertissant).
3. lecture de chacun dans Cubase.
En sortie de Babyface (à 96k) je constate que dans le premier cas il n'y a que du 21.9k alors que dans le second on retrouve à fort niveau du 22.2k, fréquence image du signal à 44.1k.

Par conséquent c'est certainement une histoire de filtrage, celui de Scilab coupant comme une brute alors que les SRC sont plus mous.

Edit : il serait intéressant de voir ce qui se passe avec des DAC (de luxe) qui suréchantillonnent.

Passer pour un idiot aux yeux d'un imbécile est une volupté de fin gourmet. (G. Courteline)

[ Dernière édition du message le 16/06/2015 à 17:22:14 ]

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Je pensais que la plupart des DAC suréchantillonnaient, même légèrement, x4 x8 !
Ce sinus à 21.9khz as tu essayé de le faire sortir de la Babyface à 44.1 pour aussi comparé le filtrage de la Babyface ?
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Petite manip du matin (avec Babyface)
Le sinus de fréquence 21.9kHz numérisé à 44.1k est suréchantillonné à 88.2k (pour simplifier les calculs) dans Scilab, avec filtrage (fonction intrec) puis sans filtrage (zero padding) et aussi directement par le SRC de Cubase LE4.
On constate déjà sur le fichier Scilab non filtré la présence de l'image du 21.9kHz
Les fichiers sont joués sur Cubase par la Babyface (à 88.2k bien sûr) et cette raie apparaît également avec le SRC de Cubase, mais à un niveau plus faible, alors qu'elle a été éliminée par le Scilab filtré.
image.php
Je ne suis pas spécialiste mais j'ai donc l'impression que certains ont oublié les bases en TS.

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As tu un autre DAW disposant d'une meilleure SRC en comparaison ?
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Citation :
As tu un autre DAW disposant d'une meilleure SRC en comparaison ?
Quel intérêt ?
Je ne cherche pas ce que l'on peut faire de mieux mais à voir ce qui se passe avec ce que l'on utilise habituellement sans trop se poser de questions.

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En tout cas ce qui m'étonne le plus étonnant dans toutes tes mesures c'est le fait que la Babyface ne coupe pas de façon franche ce qui dépasse 22.05 @44.1
https://img.audiofanzine.com/image.php?lang=fr&identifier=image&size=normal&module=user&userPhoto_id=283732