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FAQ sur le suréchantillonnage

Message » 05 Jan 2007 16:04

GBo a écrit:Revenons à l'oversampling (voire le non oversampling) sur ce thread SVP, je sens qu'on dérive :wink:
Des questions là dessus où je passe à quelques explications techniques sur l'upsampling de facteurs non entiers?


Vraiment des explications interessantes!

Qu'en est il des lecteurs qui comme mon sony proposent a côté d'un oversampling + brickwall classique des filtres numériques au choix qui sont destinés à éliminé les pre et post oscillations au prix d'une atténuation entre 17 et 20 kHz?

Je donne pour mémoire la description du scd 555ES proposée par Scytales ici même.

VC24

Le VC24 est un filtre numérique 24 bits à coefficient variable. Il agit uniquement sur les signaux PCM issus des CD. Il permet à l'utilisateur de choisir entre cinq modes de filtrage.

Il existe essentiellement deux types de filtre numérique: les filtres à atténuation dure et les filtres à atténuation douce. Les filtres à atténuation dure coupent le spectre du signal de façon très raide au-delà de 20kHz de façon à conserver la réponse en fréquence la plus plate possible dans la bande audio. En contrepartie, la réponse sur impulsion est polluée par des pré et des post-oscillations. Les filtres à pente douce permettent de résorber ces oscillations au prix d'une atténuation plus ou moins importante dans la bande audio.





Avec son filtre a coefficient variable, Sony permet à l'utilisateur de choisir lui-même son mode de filtrage en fonction de ses priorités. Le filtre numérique agit essentiellement au-delà de la bande audio, et il n'est pas dit qu'il produise des effets audibles suivant les maillons en aval.

Le coefficient du filtre peut varier de 16 à 27 bits (+/- 2 bits). Plusieurs modes de sur-échantillonnage sont disponibles: direct à 176,4 kHz ou 352,8 kHz ou indirect à 176,4 kHz (2x2x44,1 kHz) ou 352,8 kHz (2x2x2x44,1 kHz) selon le filtre sélectionné. Pour réduire le bruit de quantification introduit par le sur-échantillonnage, Sony met en oeuvre une architecture de type Full Feed-Forward consistant à renvoyer un signal de correction d'erreur identique au signal audio, mais en opposition. Ce procédé permettrait d'atténuer le bruit de quantification de 128 dB dans la bande audio.

Le filtre standard est un filtre à atténuation dure. La pente du filtre est raide afin de supprimer le plus de bruit ultrasonique au-dessus de 22.05 kHz. C'est la méthode classique de filtrage des signaux PCM.

Les quatre autres filtres sont à atténuation douce.

Le filtre 1 applique un mode d'interpolation doux qui consiste à sur-échantillonner le signal directement à 352.8 kHz en une seule fois.

Le filtre 2 permet de maximiser la longueur des mots numériques et de l'adapter au formateur de bruit afin de supprimer les non-linéarités et le bruit de quantification.

Le filtre 3 est un nouveau type de traitement sur 224 ordres avec un nombre paire de filtres qui n'altèrent pas les échantillons originaux durant une phase de sur-échantillonnage direct à 352,8 kHz.

Enfin, le filtre 4 étend les fonctionnalités de la position 2 en augmentant la computation des mots numériques de quatre bits, en procédant à un filtrage d'ordre deux fois plus élevé et en employant un nombre paire de filtres.





Après l'étage du filtre numérique, le signal passe par l'étage d'interpolation puis par celui de mise en forme du bruit numérique (Noise Shaper). Le signal de sortie est à 64 fois la fréquence d'échantillonnage d'un CD, soit 2.8224 Mhz, comme le DSD.


Olivier
Sony SCD 555ES; Hartley VR4; pre Threshold T3i; amp YBA2; Mulidine Accord; HD600+cardas+cordaHA2
; stax OmegaII SRM 727A
oso.
 
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Message par Google » 05 Jan 2007 16:04

Publicite

 
Encart supprimé pour les membres HCFR

Message » 05 Jan 2007 22:37

VC24

Le VC24 est un filtre numérique 24 bits à coefficient variable. Il agit uniquement sur les signaux PCM issus des CD. Il permet à l'utilisateur de choisir entre cinq modes de filtrage.
....
Le filtre 2 permet de maximiser la longueur des mots numériques et de l'adapter au formateur de bruit afin de supprimer les non-linéarités et le bruit de quantification.
..

J'avais oublié : il y a aussi un sujet (audible paraît-il) c'est le noise shaping des dac 1bit et autres delta-sigma. Quelqu'un pourrait peut-être donner une explication simple de cette technique?
M'enfin!
Fantasio.
 
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Message » 05 Jan 2007 23:41

ggta a écrit:Une question sur le nos et le filtrage de sortie. Quelles sont les meilleurs techniques? Filtrage actif?

Il faut déjà que tu saches ce que tu veux faire avec un NOS? ("meilleur" n'a pas de sens absolu puisque la corrélation entre une technique donnée - aucune n'est parfaite - et tes propres goûts d'écoute est une vaste inconnue a priori)

- corriger la déformation en sinx/x ou pas? (les aigus sont atténués sinon)
- décider de priviligier la linéarité de la réponse en phase dans la bande? (auquel cas tu peux filtrer avec une pente douce genre Bessel d'ordre faible mais tu laisseras pas mal de bruit d'images avec les risques d'IMD dont on a déja parlé)
- décider de privilégier l'atténuation des images? (brick-wall tout en analogique dans le cas du NOS) auquel cas tu te retrouveras à vouloir faire un butterworth voire un elliptique d'ordre élevé
=> tout en faisant attention à la platitude de la réponde en fréquence (attention au "ripple", les tchebicheff sont raides mais ne sont pas bons sur le ripple, la réponse en freq est ondulée...)
=> tout en faisant attention à la réponse à impulsion sur l'axe des temps ...
=> décider de combien atténuer les images
=> empiéter ou pas sur la bande audio etc etc...

C'est un tout un art, le plaisir du DIY est là je pense, dans ces multiples essais/erreurs, puis retenir ce que ton oreille va aimer le mieux.

On voit parfois un filtrage passif en sortie? quel intérêt sachant que la pente va être plus faible à encombrement égal et que l'impact sur le spectre audible sera plus important?

Il y a des puristes du passif, les ampli op sont mal aimés de certains (alors qu'ils sont si pratiques pour faire des choses compliquées et moins sensibles à la précision des composants il me semble).
Si tu parles d'un Bessel sur NOS, le but est peut etre volontairement de laisser passer du bruit pour (tenter de) retrouver la signature sonore des "NOS sans filtre", en prenant moins de risques pour les étages aval.

cdlt,
GBo

PS: conseil: ouvre un thread sur DIY ici, documente toi sur aussi sur diyaudio.com, exemple de discussions trouvées en rapport avec ta question:
http://www.diyaudio.com/forums/showthre ... -p-10.html
http://www.diyaudio.com/forums/showthre ... eadid=6331
etc etc...
GBo.
 
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Message » 05 Jan 2007 23:59

Merci ton éclairage est très intéressant.

Que penses-tu d'un filtrage par simple transfo de sortie dont la bande passante serait limitée, par exemple vers 100kHz pour un dac oversamplé. Cette solution me semble intéressante dans ce cas.
Config: Ampli DIY 5 canaux à base de tda 7293; préampli DIY KTR 5725 ou Proton AS-2621; Moxcel (boomer Excel W21EX001, tweeter Morel Mdt33); Sansui T-5L; Pioneer 565A-S; Sennheiser HD600 + CMoy
ggta.
 
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Message » 06 Jan 2007 5:08

cohuelaz a écrit:il n’empêche que cela continue à me plaire à l’oreille et la seule explication qui m’est donnée est que je souffre d’un conditionnement psychologique qui me permet d’apprécier ces dac nos, moins poliment je suis un sourd un peu idiot qui s’auto persuade que ces dacs sont bons.


Alors remettons sur le tapis encore une fois la même chose, parce que je ne trouve pas admissible de considérer quelqu'un comme "sourd", ou "idiot" sous prétexte qu'il entend normalement.

Je vais prendre l'exemple du clair de Lune. Il s'agit de la lumière du soleil refletée par la Lune. Il baigne les paysages nocturnes d'une teinte bleutée.
Pourtant, sa couleur est orangée. Le bleu est une illusion d'optique due à la sensibilité de notre rétine à la lumière.
Considère-t-on pour autant que les gens qui croient que le clair de Lune est bleu sont stupides et aveugles ? Non ? Alors de quel droit devrait-on considérer comme sourd et idiot quelqu'un qui aime le son d'un DAC nos ?

Faites des tests en aveugle !! C'est le seul moyen de comprendre comment fonctionne notre audition. Personne n'est sourd, personne n'est idiot, et tout le monde se trompe ! C'est le fonctionnement normal de l'audition humaine.
Pio2001.
 
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Message » 06 Jan 2007 9:59

ggta a écrit:Merci ton éclairage est très intéressant.
Que penses-tu d'un filtrage par simple transfo de sortie dont la bande passante serait limitée, par exemple vers 100kHz pour un dac oversamplé. Cette solution me semble intéressante dans ce cas.

Aucune idée... as-tu un schéma par curiosité? Audio Note a fait ça il me semble non?

Ceci dit dans le cas de DAC "OS" à partir de 4X , il n'y a que l'embarras du choix, les solutions classiques inoffensives pour la bande de 0 à 20 KHz sont facile à trouver après le circuit DAC puisque l'OS a fait le vide de façon parfaite de 22 KHz jusqu'à 151 KHz (cas de l'OS à 4X). C'est exactement le but de l'oversampling que de relacher les contraintes sur le filtrage analogique de façon à ne pas abimer le signal tout en supprimant les résidus de bruit ultrasonique.
GBo.
 
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Message » 06 Jan 2007 10:22

oso a écrit:Vraiment des explications interessantes!
Qu'en est il des lecteurs qui comme mon sony proposent a côté d'un oversampling + brickwall classique des filtres numériques au choix qui sont destinés à éliminé les pre et post oscillations au prix d'une atténuation entre 17 et 20 kHz?
Je donne pour mémoire la description du scd 555ES proposée par Scytales ici même.
[snip]

Salut oso,
Je trouve cette approche très intéressante, d'autres que Sony le font également (dCS en particulier).
Comme on l'a vu, le brick-wall numérique que permet l'oversampling (pourvu qu'il y ait suffisamment de coefficients et de précision de calcul) est quasiment parfait d'un point de vue de la réponse en fréquence dans la bande (de 0 à 20 KHz), quasiment parfait du point de vue de la linéarité de la phase (beaucoup plus parfait que les filtres analogiques conventionnels), et impressionant par ses capacités d'annulation des images (de 22.05 KHz à fs'/2), là encore avec des performances d'atténuation qu'on ne pensait guère atteignables avant l'ère du numérique.
La réponse sur l'axe des temps, elle, entraine en effet des suroscillations en réponse à un signal d'impulsion ou a un step inscrit sur un CD de test. Ces suroscillations sont inéluctables et dues à la réponse théorique et pratique du filtre brick-wall parfait, ce n'est pas un défaut de l'implémentation et il n'y a rien à faire ... ou alors on n'est plus brick-wall, il faut choisir!
Ces oscillations sont centrées sur 22.05 KHz donc en principe inaudibles (difficile de le prouver à coup sûr néanmoins, puisque ces oscillations ne sont pas à enveloppe constante).

Quoi qu'il en soit, les contructeurs qui ont la possibilité de proposer d'autres filtres, moins brick-wall donc, auraient tort de s'en priver et de nous en priver vu que c'est très facile à faire, et désormais peu couteux (ce qui ne préjuge pas du prix de vente hélas...).

Il s'agit par exemple de commencer à filtrer dans la bande (atténuation des aigus), et/ou d'avoir une coupure moins raide après 20 Khz laissant ainsi pisser les images introduites par le rajout des N-1 samples à 0 (cas de l' oversampling xN tel que décrit au premier post).

On pourrait même émuler un NOS filter-less sans grosses difficultés, idée que je lance gratuitement :D

A mon tour de poser une ou deux questions :
- différences entre filtres VC24 audibles ou non pour toi?
- si oui, lequel préfères-tu et pourquoi?
Idem pour les autres possesseurs de machines dont on peut choisir la forme du filtre.

cdlt,
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Message » 06 Jan 2007 11:12

GBo a écrit:On pourrait même émuler un NOS filter-less sans grosses difficultés, idée que je lance gratuitement :D


A- tu en tete des fichiers de test en 96KHz par exemple ?
Car c'est ce que je voulais proposer, maladroitement :oops: , en premiere page.
Avec une carte son permettant cet echantillonnage, ou mieux sur un dvd il doit etre possible de graver de tels echantillons non?

Il serait possible de proposer une version "propre" comme obtenue apres OS et brickwall, une version avec un peu d'attenuation et un peu de dephasage comme obtenue apres filtrage analogique, et une version avec des reliquats ultrasonores comme obtenue sans filtrage.

Pour le dernier sample il faut probablement travailler depuis matlab par exemple?
palm.
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Message » 06 Jan 2007 13:40

palm a écrit:
GBo a écrit:On pourrait même émuler un NOS filter-less sans grosses difficultés, idée que je lance gratuitement :D

A- tu en tete des fichiers de test en 96KHz par exemple ?
Car c'est ce que je voulais proposer, maladroitement :oops: , en premiere page.
Avec une carte son permettant cet echantillonnage, ou mieux sur un dvd il doit etre possible de graver de tels echantillons non?

Il serait possible de proposer une version "propre" comme obtenue apres OS et brickwall, une version avec un peu d'attenuation et un peu de dephasage comme obtenue apres filtrage analogique, et une version avec des reliquats ultrasonores comme obtenue sans filtrage.

Pour le dernier sample il faut probablement travailler depuis matlab par exemple?


Ah OK, je n'avais pas bien capté ton message en page 1.
Il faudrait mieux 192 que 96, et même plus haut si possible si le DAC suit: en effet les images non filtrées se répétent indéfiniment dans un NOS à sortie sans filtre (même si elles sont un peu attenuées par effet naturel du DAC comme on l'a vu) et je ne sais pas à quel moment les effets d'un IMD présumé se font entendre dans la bande audio.

Quoi qu'il en soit j'ai fait la manip à partir d'un bout de wav:
- En bleu le signal tel qu'il attaquerait un DAC 96 KS/s après un suréchantillonage/filtrage numérique en bonne et due forme
- En orange, le signal qui, joué sur un DAC 96 KS/s, présente à peu près le même bruit d'image que s'il était joué sur un DAC NOS 44.1 KS/S non filtré en aval. Jusqu'à concurrence de 48 KHz évidemment, c'est la limite de l'exercice d'émulation à 96 KS/s ...
On remarque aussi la faible atténuation dans l'extrême aigü dont on a parlé en première page (le fameux sinx/x ou sinc des DAC à paliers), la courbe orange est très légérement atténuée:

Image

Pour le moment je n'entends pas vraiment de différences entre les deux fichiers, au casque branché à la carte son 24/96 de mon PC :-? :D

cdlt,
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Message » 06 Jan 2007 15:20

Je veux bien essayer si tu veux partager tes echantillons :mdr:

Pour l'attenuation, on parle d'environ 4dB a 22KHz, 2dB a 16KHz, 0.75dB a 10KHz, pas enorme en tout cas pour moi qui n'entend plus grand chose au dessus de 16KHz mais ca devrait etre perceptible.
palm.
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Message » 06 Jan 2007 15:32

palm a écrit:Je veux bien essayer [...]

Tu as un MP.
GBo.
 
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Message » 06 Jan 2007 15:53

Sans utiliser de cartes son 96 et 192 kHz, on peut déjà faire des tests très intéressants en 44.1 kHz, et comme ça tout le monde peut écouter en gravant sur CD.

Il faudrait poster des extraits coupés en brickwall et en atténuation progressive (profil sinusoïdal sur l'axe des fréquences) à différentes fréquences. Coupure à 12 kHz, 14 kHz, 16 kHz, 18 kHz et 20 kHz.

Personnellement, à 14 kHz je ne fais plus la différence entre une coupure brickwall, une coupure progressive, et l'original !
Je suis en dessous de la moyenne. Pas mal de gens entendent la coupure à 14 kHz par rapport à un original, mais rares sont ceux qui entendent une coupure à 16 kHz... alors à 22 kHz, c'est encore plus rare.

Attention, il sera impératif de graver sur CD et de lire sur un lecteur standard (non DVD, non upsampling), ou de s'assurer par des mesures que la lecture ne présente aucun aliasing.
De plus, si il y a mesures, elles devront être faites sur la chaîne de lecture dédiée à l'écoute. Par exemple sur un PC, la présence d'aliasing peut dépendre du programme de lecture utilisé. Il ne s'agit pas de mesurer avec un programme dédié, puis de passer à Foobar ou PCABX pour écouter.
Pio2001.
 
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Message » 06 Jan 2007 17:53

Merci pour ton cadeau d'étrennes et de Noël GBo — et meilleurs voeux à tous.

Bon… Va falloir que je relise ce texte — une bonne douzaine de fois! :oops: :wink:
Longtemps je me suis casqué de bonne heure…
dub.
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Message » 06 Jan 2007 18:11

Salut GBo et merci pour ce travail de "vulgarisation", même si le niveau reste très (trop ?) élevé (pour moi :D )

Je possède un lecteur CD Accustic Arts 24 bit/192 kHz et je viens de voir sur le site du constructeur : www.accusticarts.de qu'il venait de sortir un nouveau convertisseur avec : Converter technology: 66 bit/1536 kHz (max. sampling rate)

Qu'est ce qu'une telle technologie pourrait apporter à l'écoute (par rapport à mon lecteur CD) ?

Véritable (r)évolution technologique ou effet marketing ?

Merci de ta (vos) réponse(s)

Carbo :wink:
carbo.
 
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Message » 06 Jan 2007 19:56

GBo a écrit:Quoi qu'il en soit j'ai fait la manip à partir d'un bout de wav:
(...)
On remarque aussi la faible atténuation dans l'extrême aigü dont on a parlé en première page (le fameux sinx/x ou sinc des DAC à paliers), la courbe orange est très légérement atténuée:
(...)
Pour le moment je n'entends pas vraiment de différences entre les deux fichiers, au casque branché à la carte son 24/96 de mon PC :-? :D


Je viens de faire ton test. J'entends l'atténuation de l'aigu due au filtrage NOS en double aveugle.
ABX 7/8

Test fait sur ma carte son Marian Marc 2 avec casque Sennheiser HD600. Windows XP SP2, programme ABC/HR. J'ai pas pensé à activer les drivers MME (lecture numérique directe) :oops:, j'étais en WDM (son trafiqué par Windows).

J'ai testé l'aliasing de mon système de lecture avec le dernier test de RMAA (intermodulation sur sweep tones).
Signal original de 44.1 kHz 16 bits :

Image

Signal de 96 kHz 24 bits enregistré en loopback (mesure de mon système d'écoute) :

Image

Pour comparaison, la même chose en 44.1 kHz 16 bits sur la sortie audio AC97 de la carte mère, qui resample et donc fait de l'alias :

Image

-= Edit : lien vers les images. =-
Dernière édition par Pio2001 le 03 Mai 2008 16:02, édité 1 fois.
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