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Discussions sur le matériel Haute-Fidélité

FAQ sur le codage PCM

Message » 13 Avr 2006 11:59

Suite à une mini "contreverse" sur le codage PCM ici :
http://www.homecinema-fr.com/forum/view ... 7&start=75

j'ouvre ce post.

Voici en guise d'ouverture, un lien qui explique ce codage de manière très simple (le PCM déboule en bas de la page) :

http://audacity.sourceforge.net/manual- ... ics_1.html

@+
Emmanuel
Emmanuel Piat
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Message par Google » 13 Avr 2006 11:59

Publicite

 
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Message » 13 Avr 2006 12:09

Image Allons y, ça ne peut pas faire de mal en attendant que je reçoive mon cable pour la carte son.
angus2
 
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Message » 13 Avr 2006 12:17

Tu pourras peut être remettre aussi l'explication (que tu as donné récement sur HC il me semble) sur la façon de récupérer deux flux PCM sur PC et de les comparer bit à bit ? ça ne me semblerait pas déplacé dans cette faq.
Dernière édition par angus2 le 13 Avr 2006 14:22, édité 1 fois.
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Message » 13 Avr 2006 12:21

Angus, comme cette comparaison fait intervenir un matériel (PC) qui n'est pas d'usage courant sur ce forum, je préfère m'abstenir sur cette question.

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Message » 13 Avr 2006 12:51

Au sujet de la controverse qu'il y eu sur le PCM, je suis d'accord avec WhyHey qu'on peut voir ça comme une convolution temporelle (peigne de dirac pour ne pas le nommer), mais je suis également d'accord avec Emmanuel quand il rétorque que c'est une vision mathématique et théorique des choses... :D :wink:
Car en pratique, l'échantillonnage consiste simplement à prélever une tension (ou autre grandeur physique) à intervalle régulier (en respectant shannon), et la numérisation consiste à attribuer des valeurs numériques à cette suite de tensions, l'"arrondi" nécessaire pour rentrer dans un "mot" numérique fini - exemple les fameux 16 bits des CD - s'appellant elle la quantification.

Pour les lecteurs qui découvrent tout ça, quelques mots maintenant sur la reconstruction de l'analogique à partir d'un flux numérique PCM (suite de valeurs arrondies donc), c'est moins évident (et parfois contée de travers sur des sites "zaudiophiles").
La reconstruction est décrite mathématiquement dans les manuels comme le résultat d'un somme de sinc pondérés, voir ce schéma très clair (où x(t) en pointillé est le signal analogique reconstitué, à partir des samples représentés par une croix + ):
Image

NB: Un sinc (tronqué sur le schéma), c'est ça:
Image

Voir un peu plus d'explications là peut-être:
http://www.homecinema-fr.com/forum/view ... #169500818
http://www.homecinema-fr.com/forum/view ... #169500517

Un lecteur CD moderne s'approche pas mal de ce modèle théorique finalement, car il applique la plupart du temps un filtrage proche d'un brickwall (dont la réponse impulsionnelle est comme par hasard proche d'un sinc :idee: - on pourra entrer dans les détails de ce qui est de la responsabilité de la partie suréchantillonage/filtrage numérique, convertisseur lui-même et filtre analogique de sortie).
J'ai simplifié certains aspects à mort, mais tout ceci est déjà à méditer en guise de vulgarisation :wink:

cdlt,
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Message » 13 Avr 2006 13:58

>mais je suis également d'accord avec Emmanuel quand il rétorque que c'est une vision mathématique et théorique des choses...

... qui est excellente pour montrer tous les pb dûs à l'échantillonnage mais strictement incompréhensible pour le commun des mortels :wink:

Parler de traitement du signal sur un forum est quasiment impossible, je viens de m'en rendre compte à mes dépends. On peut néanmoins peut-être dire des choses hyper basiques sur la convolution, la manière de l'implémenter selon la nature du filtre (FIR, IIR, etc.). Mais on sera vite limité de toute manière.

Pour ceux qui voudrait découvrir le traitement du signal sans douleur, je conseille la lecture de ce bouquin dispo gratuitement sur le net :
http://www.dspguide.com/

A l'image de la littérature scientifique d'outre-atlantique, il est remarquablement bien écrit, très pédagogique et démontre qu'on peut aller très loin dans les bases du traitement numérique du signal sans pratiquement écrire une ligne de math (ce livre est un véritable tour de force à sa manière).

Si vous avez envie de mettre une sauce un peu plus mathématique derrière tout ça, une ref. incontournable est le bouquin de Kunt qui est un bon équilibre entre pédagogie et math :
http://www.amazon.fr/exec/obidos/ASIN/2 ... 74-4014061

Enfin, si la mise en pratique de tout ça vous intéresse et que vous avez envie d'expérimenter par vous même, de découvrir peu à peu les choses, ce bouquin semble être une excellente base (je viens de le commander pour refaire de nouveaux TD, je ne l'ai pas encore reçu ...) :
http://www.engineering.thomsonlearning. ... 0534391508

Voilà, j'ai conscience qu'on s'adresse déjà là à un public un peu plus averti. Néanmoins, si ça peut remettre à flot quelques étudiants à la dérive a qui le traitement du signal donne des boutons, j'aurai accompli une BA :wink:

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Message » 11 Mai 2006 17:22

voici un autre bouquin gratuit : "Introduction to sound processing"

Lien tout en bas de cette page :
http://www.mondo-estremo.com/info/publi ... ublic.html

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Message » 11 Mai 2006 20:34

merci pour tous ces précieux liens emmanuel :wink:
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Message » 12 Mai 2006 13:42

De rien :wink:

Et pour terminer un site qui est quasi l'égal d'un bouquin :

http://www.silcom.com/~aludwig/

C'est très riche. Il faut l'aborder en douceur mais c'est une véritable mine d'information. C'est un des seuls auteurs qui aborde en toute franchise la restitution du régime transitoire de ses enceintes (lequel pour les enceintes est largement aussi important à mes yeux que le régime permanent (rép. harmonique en fréquence) et l'étude des non-linéarités associées (distorsion harmonique and co) vu que la musique est majoritairement composée de transitoires quand on regarde l'enveloppe d'une note jouée par un instrument). Bref j'ai retrouvé des notions très élémentaires sur le régime transitoire qu'apprend tout étudiant pdt les 4 premières heures d'un court d'autom :

http://www.silcom.com/~aludwig/Final_sy ... ements.htm

plus particulièrement la section "Transient and Square Wave Response" ainsi que les waterfall.

Il y aurait beaucoup à dire. Je le ferai dès que j'aurais un peu de temps.

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Message » 12 Mai 2006 13:45

Emmanuel Piat a écrit:De rien :wink:

Et pour terminer un site qui est quasi l'égal d'un bouquin :

http://www.silcom.com/~aludwig/

Je viens de jeter un oeil et je l'ai collé dans mes favoris. Il va m'occuper un bout, merci. :wink:
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Message » 27 Juin 2006 8:21

Une série de questions/réponses sur le PCM du CD s'est déroulée sur le thread suivant, entre page 14 et page 20:
http://www.homecinema-fr.com/forum/view ... &start=195
Merci de poser la prochaine PCM question ici, le cas échéant, ce sera plus approprié :D
cdlt,
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Message » 27 Juin 2006 10:36

Aussitôt dit aussitôt fait (enfin presque, l'ordi a la maison m'a laché :( ).
Je reprends deux points évoqués qui ne m'apparaissent pas trop clairement pour le moment.

angus2 a écrit:Sur l'apparition de "pré écho", je suppose que ça se produit parce qu'on travaille sur une "fenêtre de calcul" limitée et pas infinie, ça fausse le calcul pour les premiers samples ? Ou c'est encore autre chose ?


angus2 a écrit:
Emmanuel Piat a écrit:Dans le langage commun, un transitoire est souvent perçu comme une quantité qui varie très rapidement vers une nouveau "régime".

Je suppose que c'est de ça dont il était question avec Abraham et que la variation "trés rapide" implique alors des fréquences hautes (= rapides) qui sont filtrées.
Sur le plan théorique on perd une partie de la transitoire (la crête ? ) ce que disait Abraham en parlant d'amolissement ou un truc du genre, je ne me souviens plus bien.
En pratique ça ne s'entend pas compte tenu des fréquences trop élevée (ta réponse).

C'est ça ou je suis encore en pleine phase inventive ? :oops:
Dernière édition par angus2 le 27 Juin 2006 15:34, édité 1 fois.
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Message » 27 Juin 2006 10:54

Pré-out? tu veux dire pré-écho non? non non c'est normal, la reconstruction en sinc temporel est un calcul "infini" en théorie, les ondulations à gauche et droite s'amenuisent mais ne disparaissent pas. En pratique, on tronque ce sinc (par exemple 41 coefficients, souvent c'est bien plus), et on applique une fonction de fenêtrage pour que les bords ne soient pas trop abrupts (je simplifie). Au final le kernel du filtre prend les valeurs du dessin du haut (c'est un exemple):
Image
Il y aurait plutot moins de pré-écho en pratique qu'en théorie, mais de toutes façons il y n'a aucune preuve que ce pré-écho soit réellement audible, c'est juste une des pistes qui peut expliquer pourquoi le SACD ou le DVD-A est meilleur que le CD.
Certains constructeurs au courant du pb ne prennent d'ailleurs pas le sinc comme kernel de filtre d'oversampling de leur lecteur CD, mais une fonction qui s'étend moins sur les cotés (antony² en a beaucoup parlé à une époque). Du point de vue de la théorie, on doit forcément payer ce choix non conforme quelque part, par exemple sur le respect de la réponse en fréquence ou l'intrusion de bruit d'image ultrasonique. Mais tout est une question de choix, on a raison de tout essayer!

Pour ta 2ième question, il faut se souvenir que l'échantillonnage à Fs nécessite un signal à bande limitée à Fs/2 (pour la musique, le signal a été filtré), le ramollissement éventuel des pentes de transitoires en musique n'est pas du au principe de l'echantillonnage proprement dit mais au choix de Fs/2. Les concepteurs du CD ont estimé que filtrer à 20 KHz n'était pas dommageable à l'écoute humaine de la musique.
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Message » 27 Juin 2006 12:06

Le pré-écho est audible sur les MP3 en comparaison directe avec le CD original.

PS: super ce topic :wink:
chris.c
 
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Message » 27 Juin 2006 12:12

Salut Chris! Ce n'est pas le même pré-écho sur MP3 et CD, je parlais du pré-écho sur CD pour ma part dans le thread, il est centré sur 22.05 KHz donc rien de grave a priori mais j'ai remarqué qu'il bavait un tout petit peu sur les fréquences audibles, du moins aux calculs, à l'oreille c'est une autre paire de manche. Voir ce post:
http://www.homecinema-fr.com/forum/view ... #168850345
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