Perception des très hautes fréquences

[saba claude]

Je croyais que les CD étaient limités à 20KHz.....

[Pio2001]

Dans la mesure ou nous percevons apparemment des fréquences inaudibles

Apparament, non, on ne perçoit pas les fréquences inaudibles.
Dans cette étude, personne ne s'est jamais posé la question de savoir pourquoi l'électro-encéphalogramme des sujets (qui disent ne rien entendre), ne se déclenche pas lorsque le super-twetter est activé ou arrêté, mais à un autre moment qui n'a rien à voir, et comment les chercheurs, qui travaillent pour un fabricant de super-tweeters, ont été faire le lien en prétendant qu'il devait sûrement y avoir un délai de 10 ou 20 secondes entre le son et la réaction du cerveau.

[maxitonic]

A Pio:
Pourrais tu nous dire ton interprétation concernant l'effet audible de l'élimination des fréquences ultrasoniques indésirables en digital 44,1khz,puisqu'il parait admis par la majorité que les divers filtres intervenant tous au voisinage de 19 a 22khz de facon (plus ou moins) brutale,n'ont pas le meme son subjectif,alors que la bande jusqu'à 19-20khz est préservée en amplitude de facon quasiment identique..
Je ne reviendrai pas sur le développement des dacs appelés "NOS",sur la remise en cause des filtres brickwall,etc..
Pourquoi, alors que la bande jusqu'à 20khz est quasiment maintenue, au moins en amplitude, y a t il ,toutes choses égales par ailleurs,des différences clairement audibles au point que de nombreux constructeurs de dacs proposent plusieurs filtres au choix de l'utilisateur..
Les conditions de phase cad conditions temporelles,n'interviendraient t elles pas aux limites de la bande audible, 16 à 20khz,?qui, pour etre préservées, nécessiteraient une bande passante bien plus étendue pouvant s'etendre au moins jusqu'à 30khz de facon a éviter les retards juqu'à 20khz?retards pouvant intervenir sur la perception,notemment, des percussions ?

[DaveStarWalker]

Les conditions de phase cad conditions temporelles,n'interviendraient t elles pas aux limites de la bande audible, 16 à 20khz,?qui, pour etre préservées, nécessiteraient une bande passante bien plus étendue pouvant s'etendre au moins jusqu'à 30khz de facon a éviter les retards juqu'à 20khz?retards pouvant intervenir sur la perception,notemment, des percussions ?

D'après ce que j'ai pu collecter comme infos ici et là, l'intérêt de BP aussi larges résiderait ici. Après ??????... audible ?????... etc.
On peut discuter en rond pendant des 100aines de pages.

David

[Robert64]

Les conditions de phase cad conditions temporelles,n'interviendraient t elles pas aux limites de la bande audible, 16 à 20khz,?qui, pour etre préservées, nécessiteraient une bande passante bien plus étendue pouvant s'etendre au moins jusqu'à 30khz de facon a éviter les retards juqu'à 20khz?retards pouvant intervenir sur la perception,notemment, des percussions ?

D'après ce que j'ai pu collecter comme infos ici et là, l'intérêt de BP aussi larges résiderait ici. Après ??????... audible ?????... etc.
On peut discuter en rond pendant des 100aines de pages.

David

Oui et non !
En filtrage numérique, on sait faire des filtres à pente très raide et une phase quasi nulle juste avant la coupure.
Et pour savoir ce qui est audible ou pas, un petit ABX ....
A+

[DaveStarWalker]

En tout cas, j'ai fait quelques tests de fichiers en 24/96 et sincèrement...
Evidemment, on part la plupart du temps, pour de tels fichiers, de masters impeccables avec des super prises de son. Donc le résultat est excellent.
Mais par rapport à un CD nanti d'un master impeccable avec une super prise de son... ...

Bref... joker... je deviens peut-être trop vieux

David

[LBTRMA]

En tout cas, j'ai fait quelques tests de fichiers en 24/96 et sincèrement...

Encore faut il etre sur qu'il y ait quelque chose sur le disque au dela des 20khz

[DaveStarWalker]

Ca commence par là effectivement...
Et être sûr ensuite que pour un morceau donné, en CD puis "HR", on parte du même master, des mêmes niveaux de mixage, etc.

David

[Pio2001]

Pourquoi, alors que la bande jusqu'à 20khz est quasiment maintenue, au moins en amplitude, y a t il ,toutes choses égales par ailleurs,des différences clairement audibles au point que de nombreux constructeurs de dacs proposent plusieurs filtres au choix de l'utilisateur..

Bonjour Maxitonic,
Il est difficile de se prononcer sur la question des différences audibles. personnellement, je ne les entends pas lorsque le filtre coupe au-dessus de 14 kHz. Je pense qu'avant tout, il faudrait mesurer la réponse en fréquence, la réponse impulsionnelle, et la réponse en phase de ces appareils, car il y a trop peu de données à ce sujet, et le principe est mathématiquement très ardu, de sorte que même une documentation technique serait insuffisante.
Je ne serais pas surpris de voir les appareils atténuer la bande passante bien avant la zone annoncée. Provoquant ainsi une différence audible indésirable.

Au niveau du choix des filtres, je vais essayer de faire simple :
S'il n'y a pas de suréchantillonnage, la bande passante est atténuée dès 12 khz. C'est un effet des convertisseurs D/A qui est normalement corrigé par le suréchantillonnage.
Avec suréchantillonnage, on peut proposer ce qu'on appelle improprement, et de façon trompeuse, un compromis entre bande passante et réponse impulsionnelle. En réalité, la réponse impulsionnelle n'est jamais affectée dans les fréquences utiles. La déformation visible sur les graphiques est un effet qui intervient exclusivement dans les ultrasons. Ou plus exactement, à la fréquence de coupure. Je pense que c'est à l'origine de nombreuses confusions, et je vais y venir. En-dessous de cette fréquence, rien n'est affecté.
C'est un point confus, car parler des "fréquences" d'une impulsion est très abstrait, et les graphes sont trompeurs car on zoome à des résolutions des dizaines de fois supérieures à celle de l'oreille humaine pour illustrer les différences.
Par contre, le compromis sur la bande passante, lui, est simple, et audible.

Enfin, tu parles de filtres ayant la même réponse en fréquence, mais avec des réponses en phase différente. Il doit s'agir de filtres FIR d'une part (Finite Impulse Response, avec réponse en phase respectée), et IIR d'autre part (Infinite Impulse Response, avec réponse en phase décalée).
Les filtres FIR sont préférés car contrairement aux IIR, ils peuvent sans problème respecter la phase relative des fréquences. Les filtres IIR ont tout de même un avantage particulier : ils ont un délai de latence quasi nul, alors que les filtres FIR introduisent obligatoirement un délai de traitement si on veut qu'ils respectent les phases relatives. Les IIR sont ainsi utilisés dans les appareils nécessitant une sortie audio en temps réel.

Je crois qu'on nage dans la confusion la plus totale en ce qui concerne ces histoires de délai, de phase, d'impulsions et de réponse en fréquence. Pour résumer :

-La réponse impulsionnelle n'est pas meilleure lorsqu'on étend la réponse d'un DAC 44.1 kHz au-delà de 22050 Hz. Les graphes d'impulsions sont plus jolis, mais moins fidèles. De plus, la réponse en fréquence est atténuée avant 22050 Hz.
-La réponse impulsionnelle n'est pas non plus meilleure lorsqu'on filtre plus progressivement les fréquences. Elle paraît meilleure à l'oscillo, mais c'est une erreur d'interprétation. La seule différence audible est la baisse de la bande passante.
-Les filtres qui ont du délai sont ceux qui respectent le mieux la phase. Toutes les fréquences sont décalés exactement de la même façon.
-Les filtres IIR "sans" latence déforment les phases relatives (et introduisent donc une latence minime). Les filtres FIR à latence fixe plus importante, respectent les phases relatives entre les fréquences.
-L'introduction d'un délai de latence fixe, en micro ou millisecondes, affectant tout le signal sans le déformer, s'exprime par un déphasage absolu différent, exprimé en radians, pour chaque fréquence, mais un déphasage relatif égal à zéro entre les fréquences.

[baldabiou]

Pio.
maintenant que tu nous as dit ce que tu sais,
que penses-tu (les autres aussi) des super-tweeters
... et de leur adaptation au lecteurs numériques actuels ?
(même si je sais lire entre les lignes ce que tu supputes )
et sans parler de l'age du capitaine.

[Pio2001]

C'est quoi, au juste, un super-tweeter ?

Un tweeter qui monte plus haut que les autres, utilisé dans une enceinte existante ? Si ça marche aussi bien, pourquoi pas ?
Un tweeter qui monte plus haut que les autres et destiné à remplacer les tweeters d'une enceinte existante ? 90 % de chances de faire moins bien que le constructeur.
Un tweeter qui monte plus haut que les autres à ajouter en parallèle à une enceinte existante ? Catastrophe assurée en raison du recouvrement avec le tweeter existant.

Les trois propositions ci-dessus en remplaçant "qui monte plus haut que les autres" par "filtré de façon à ne reproduire exclusivement que les fréquences supérieures à 20 kHz" ?
Si le système est multiamplifié et filtré avec des FIR de la mort qui atténuent à -50 dB, l'effet sera le même qu'avec des câbles secteurs bien rodés : de surlecutant à inexistant, en fonction des auditeurs.
Sinon, une subtile altération des hautes fréquences, en pire qu'avant, pourra être audible, en raison de l'imperfection des filtres utilisés pour la multiamplification.

En dehors de ces cas pratiques, la reproduction, d'un point de vue théorique, de fréquences supérieures à 15 kHz n'a strictement aucun intérêt pour moi.
Pour le reste des mortels, on peut lire, répété à la façon d'un perroquet d'une encyclopédie à l'autre, que les enfants atteints d'asthme peuvent entendre jusqu'à 30 kHz. L'info est peu sûre.
Un article de wikipedia cite 10 - 16000 Hz, ce qui semble une correction réaliste du sempiternel 20 - 20000 Hz, sachant que l'audition du 20 Khz n'est probablement valable que chez les enfants et dans les tribus n'ayant jamais eu de contact avec la civilisation, et qu'il n'existe aucun appareil permettant de tester l'audition sous 20 Hz.
Un autre article indique que la limite haute, avant 30 ans, oscille entre 8 kHz et 25 kHz selon les individus.
Un petit sondage parmi les membres du forum Hydrogenaudio a permis de trouver des membres entendant jusqu'à 18 kHz.

Ces chiffres sont à prendre avec précaution, sachant que plus de la moitié des cartes son d'ordinateur émettent, en raison d'une forte distorsion d'aliasing, des sifflements audibles en-dessous de 15 kHz lorsqu'elles jouent des sinusoïdes de plus de 16 kHz, ce qui conduit naturellement certaines personnes à penser qu'elles entendent jusqu'à 20 kHz et au-delà alors que cela n'est pas vrai. Sans compter que les tests d'audition sur Internet passent dans des API Flash, Java, Quicktime ou autres, qui peuvent elles-mêmes souffrir du même problème en lecture audio, même avec une carte son professionnelle en aval.

[STRA]

Ces chiffres sont à prendre avec précaution, sachant que plus de la moitié des cartes son d'ordinateur émettent, en raison d'une forte distorsion d'aliasing, des sifflements audibles en-dessous de 15 kHz lorsqu'elles jouent des sinusoïdes de plus de 16 kHz, ce qui conduit naturellement certaines personnes à penser qu'elles entendent jusqu'à 20 kHz et au-delà alors que cela n'est pas vrai. Sans compter que les tests d'audition sur Internet passent dans des API Flash, Java, Quicktime ou autres, qui peuvent elles-mêmes souffrir du même problème en lecture audio, même avec une carte son professionnelle en aval.

Merci pour ton apport...j'avais tester des fichiers 24/96 dont le message sonore s'étendait à 30khz...en filtrant au dessus de 18/20khz voir si je percevai cette disto quand non filtré: pas de différence pour moi, avec la carte son de mon ampli hc.

[MickeyCam]

Bonjour,

Ces chiffres sont à prendre avec précaution, sachant que plus de la moitié des cartes son d'ordinateur émettent, en raison d'une forte distorsion d'aliasing, des sifflements audibles en-dessous de 15 kHz lorsqu'elles jouent des sinusoïdes de plus de 16 kHz

c'est pour ça que je n'ai pas confiance dans les mesures spectrales logicielles à bases de cartes son et je préfère cent fois mon "vieil" analyseur Hewlett Packard qui ne mesures pas des -120 à - 160 dB mais -90 à -100, ce qui n'est déjà pas mal !

Michel...

[Pio2001]

On peut vérifier la fiabilité d'un système à base de carte son en le mesurant lui-même. La sortie analogique est renvoyée dans l'entrée.
Un sinus glissant jusqu'à 22050 Hz fait l'affaire. Il faut que le fichier original soit parfaitement propre (exemple : le fichier test du logiciel RMAA), et on peut visualiser le résultat sur un spectrogramme, avec un seuil de détection assez bas.
Pire : le double sinus glissant des dernières verisons de RMAA.

Le moindre souci fait remonter des alias de toutes les couleurs sur le spectrogramme.

Test à l'écoute : le fichier-test-de-la-mort udial.wav permet de tester à la fois la présence d'alias et de clipping. Il suffit de l'écouter au casque. Il faut entendre sept tonalités et rien d'autre. Alors le système est bon pour les tests audio. La présence de bruits de soucoupes volantes trahit soit de l'alias, soit du clipping.
C'est un peu plus risqué, car ce fichier a déjà cramé des tweeters. Il comporte une sinusoïde vobulée de 20 kHz à 0 dBFS.

J'aurais voulu illustrer tout cela, mais du bureau, je ne trouve ni le fichier udial, ni les exemples de spectrogrammes. Si ça vous intéresse, je les poste depuis chez moi ce soir.

[STRA]

oui ça m'intéresse...mais je n'ai pas ce soucis pour les mesures, l'analyseur de spectre est dans le Mac, mesure directe du fichier lu, la carte son est l'ampli hc, les mesures sont indépendantes du hardware.