Amplitude et phase, comment ça marche ?

[JAVA Alive]

Ce topic est passionnant.
Continuez.
Je poste pas car j'essaie de m'accrocher pour la lecture mais c'est juste pour dire que je suis la discussion.

[Pio2001]

Merci Java,
En fait je suis arrivé au bout de mes expérimentations.
Z'avez des questions ?

Ce que je peux encore faire, c'est une vidéo avec les quatre fichiers représentés dans l'avant-dernier chapitre. Je les ai montrés, mais pas mis en vidéo.
Il faudrait aussi que j'arrange le texte de la dernière vidéo, où j'indique "égalisation", alors que ce qui est montré, c'est au contraire ce qui se passe sans égalisation (que je montre en utilisant un égaliseur... vous me suivez ?)

L'idée de ce topic, c'était de montrer qu'une résonance dans le grave, c'est de la phase minimale, et aussi, ce qui m'a bluffé, c'est qu'en la corrigeant en phase minimale, on corrigeait aussi son retard !
Avec l'égalisation que j'ai faite chez moi, je croyais que c'étais une illusion. J'en ai parlé quelque part, en disant que c'était à cause d'un morceau particulier, où j'avais la fausse impression que le grave reculait et avançait. Eh bien non, c'était réel. Le Minidsp a bien recalé le grave dans le temps, alors que je ne lui ai demandé que de corriger l'amplitude.

Le reste est une affaire répétitive de mesurer, remesurer, reremesurer...
Puis il y a aussi, si on travaille avec un égaliseur paramétrique, le truc de REW qui calcule les filtres en automatique bien mieux que si on essaie soi-même de corriger chaque pic. Il fait carrément des combinaisons de filtres, qui pris séparément, n'ont rien à voir avec la courbe à corriger, mais qui, une fois mis tous ensemble, corrigent pile ce qu'il faut.
Mais d'une part, ce n'est pas bien sorcier, et d'autre part, cela n'intéresse que ceux qui font de l'égalisation paramétrique.

Après, le sujet le plus difficile, c'est peut-être la courbe cible.

Quant au bass management, la question de la phase y est importante, mais je n'oserais pas m'y frotter. Je n'ai même pas de caisson, d'ailleurs.

[JAVA Alive]

Merci Java,
En fait je suis arrivé au bout de mes expérimentations.
Z'avez des questions ?

Ce que je peux encore faire, c'est une vidéo avec les quatre fichiers représentés dans l'avant-dernier chapitre. Je les ai montrés, mais pas mis en vidéo.
Il faudrait aussi que j'arrange le texte de la dernière vidéo, où j'indique "égalisation", alors que ce qui est montré, c'est au contraire ce qui se passe sans égalisation (que je montre en utilisant un égaliseur... vous me suivez ?)

Oui, tu peux même peut être faire un résumé ou MAJ le 1er post car j'avoue parfois ne comprendre un post qu'au travers des discussions qui le suivent.

L'idée de ce topic, c'était de montrer qu'une résonance dans le grave, c'est de la phase minimale

Je ne suis toujours pas surper clair sur cette histoire de phase d'une résonance.
C'est la moyenne des phases des différents signaux ?
La phase du signal le plus fort ?

Le reste est une affaire répétitive de mesurer, remesurer, reremesurer...
Puis il y a aussi, si on travaille avec un égaliseur paramétrique, le truc de REW qui calcule les filtres en automatique bien mieux que si on essaie soi-même de corriger chaque pic. Il fait carrément des combinaisons de filtres, qui pris séparément, n'ont rien à voir avec la courbe à corriger, mais qui, une fois mis tous ensemble, corrigent pile ce qu'il faut.

Oui, j'avais déjà joué avec ce truc bien pratique, mais là depuis que j'ai la RME, je ne peux pas utiliser REW avec drivers ASIO (je ne vois plus le Umik) et les drivers JAVA foirent (j'ai des creux cycliques dont la position change selon que je choisi 44 ou 48 khz, bref ça bug et c'est d'ailleurs peut être la faute à W10 car ça foire aussi dans HOLM si je choisi le driver windows).

Faudrait que j'upgrade REW pour voir (suis pas à la dernière version), sinon mesure dans HOLM puis export.

Faut aussi que je fasse des mesures multipoint. A suivre ...

Edit : BTW, comment exporter le filtre calculé par REW dans Rephase ?

[Pio2001]

Oui, tu peux même peut être faire un résumé ou MAJ le 1er post car j'avoue parfois ne comprendre un post qu'au travers des discussions qui le suivent.

D'accord. Effectivement, ce que j'ai fait, c'est jeter mes diagrammes dans le forum au fur et à mesure que je faisais mes essais.
Je me suis dit, tiens, ça c'est intéressant, au lieu de le garder pour moi, je le mets sur le forum.
Le plus dur, c'est de savoir par où commencer. Par exemple, est-ce que je dois partir du principe que les gens savent ce que c'est qu'une "phase" ?

L'idée de ce topic, c'était de montrer qu'une résonance dans le grave, c'est de la phase minimale

Je ne suis toujours pas surper clair sur cette histoire de phase d'une résonance.
C'est la moyenne des phases des différents signaux ?
La phase du signal le plus fort ?

En fait, il y a deux types d'égaliseurs : à phase minimale, et à phase linéaire.
Je me suis aperçu qu'il n'y avait pas de différence entre la résonance dans le grave de ma pièce et un égaliseur à phase minimale. Ils produisent exactement le même effet sur l'amplitude et la phase du grave... si on excepte le brouhaha chaotique que la pièce rajoute partout autour (y compris sur le pic). Mais le pic tout seul, "en dessous" du brouhaha, est identique au pic que fait un égaliseur à phase minimale. Le grave part du même côté, et se décale exactement de la même durée (70 ms, 77 ms, 100 ms, ça dépend de la fréquence exacte).

Or, l'effet d'un égaliseur est réversible. On peut l'annuler complètement. Il va rester du chaos acoustique là où se trouvait le pic, mais le pic lui-même et son effet temporel peuvent être corrigés.

Et la bonne nouvelle, c'est qu'il n'y a même pas à régler la phase.
a) On fait la mesure acoustique sous 100 Hz, et on génère les graphes "minimum phase" et "excess phase".
b) On vérifie que s'il y a un pic de résonance, la courbe "excess phase" est inférieure à la courbe de phase sur toute la largeur du pic (idéalement elle est à zéro).
c) On égalise le grave avec un égaliseur "à phase minimale".
d) On mesure le résultat. Outre les pics qui doivent avoir disparu de la courbe de réponse, sur le graphe "Group Delay", il devait y avoir aussi des pics avant égalisation, ils doivent avoir été abaissés après égalisation.

Seul l'égaliseur à phase minimale produira cet effet. Un égaliseur à phase linéaire laissera les pics dans la courbe de Group Delay, ce qui donnera l'impression que le grave ne joue pas en même temps que les autres fréquences.

Oui, j'avais déjà joué avec ce truc bien pratique, mais là depuis que j'ai la RME, je ne peux pas utiliser REW avec drivers ASIO (je ne vois plus le Umik) et les drivers JAVA foirent (j'ai des creux cycliques dont la position change selon que je choisi 44 ou 48 khz, bref ça bug et c'est d'ailleurs peut être la faute à W10 car ça foire aussi dans HOLM si je choisi le driver windows).

Oui, bizarre. Regarde peut-être dans les options de la RME comment est gérée l'horloge.

Edit : BTW, comment exporter le filtre calculé par REW dans Rephase ?

JIM nous a dit qu'il fallait les dernières versions de REW et Rephase pour faire ça. je ne les ai pas.

[ohl]

...J'en ai parlé quelque part, en disant que c'était à cause d'un morceau particulier, où j'avais la fausse impression que le grave reculait et avançait...
...ce qui donnera l'impression que le grave ne joue pas en même temps que les autres fréquences...

Avec quel morceau, quelle résonance,... il faudrait toutes les infos ou les deux fichiers pour que chacun puisse vérifier par un ABX l'audibilité du phénomène. Mais comment as-tu séparé l'effet de l'amplitude de l'effet du délai ?

[Pio2001]

...J'en ai parlé quelque part, en disant que c'était à cause d'un morceau particulier, où j'avais la fausse impression que le grave reculait et avançait...
...ce qui donnera l'impression que le grave ne joue pas en même temps que les autres fréquences...

Avec quel morceau, quelle résonance,... il faudrait toutes les infos ou les deux fichiers pour que chacun puisse vérifier par un ABX l'audibilité du phénomène. Mais comment as-tu séparé l'effet de l'amplitude de l'effet du délai ?

A l'origine, il s'agissait d'un morceau d'Astral Projection, sur l'album Another World : La plage 1 Nilaya. Mais c'est encore plus flagrant sur la plage 2 Another World.

Mais le test ABX a été fait sur l'album de Pete Namlook "4 Voice III", plage 2 The Cosmic Packing Order.
Pour isoler l'effet du délai, j'ai créé une égalisation identique à la courbe de réponse de mon système (tel que mesuré par REW avec microphone Umik), en deux versions : une à phase minimale, l'autre à phase linéaire.
J'ai appliqué ces deux égalisations sur la plage à tester. La courbe de réponse est identique. Seule la courbe de phase, et donc la courbe de group delay, est différente. Le résultat est illustré dans la vidéo en bas de la page 1, que je remets ici :



Je peux poster les fichiers lossless, et les jeux de filtres.

Mais d'abord, ne préférez-vous pas faire un ABX sans la simulation de courbe de réponse, qui augmente terriblement le grave ? Dans la vidéo, on compare une pièce "virtuelle" normale avec une pièce "virtuelle" qui ne déphaserait aucune fréquence.
Si on garde une courbe de réponse plate, on comparera alors une pièce virtuelle, virtuellement corrigée avec un égaliseur à phase minimale, et virtuellement corrigée avecun égaliseur à phase linéaire.
Ce serait peut être plus concret.

Ou alors, je peux faire une vraie correction, identique à la mienne, mais à phase linéaire (avec Rephase et Foobar2000), ressortir l'Umik, et enregistrer mon système avec les deux corrections depuis le point d'écoute pour les comparer en ABX.
Cela aurait le mérite de la précision. Ce ne serait pas une simulation, mais la réalité de mon acoustique.
L'inconvénient serait de travailler sur des enregistrements acoustiques, dont le rendu est subjectivement affreux. Tout le monde va croire que le système est pourri de A à Z. Le bruit ambiant risque de varier (pouvant fausser l'ABX), ce sera en mono, avec le bruit de fond du micro.

[Pio2001]

Mais d'abord, ne préférez-vous pas faire un ABX sans la simulation de courbe de réponse, qui augmente terriblement le grave ? Dans la vidéo, on compare une pièce "virtuelle" normale avec une pièce "virtuelle" qui ne déphaserait aucune fréquence.
Si on garde une courbe de réponse plate, on comparera alors une pièce virtuelle, virtuellement corrigée avec un égaliseur à phase minimale, et virtuellement corrigée avecun égaliseur à phase linéaire.
Ce serait peut être plus concret.

Mieux : au lieu d'aplatir totalement la courbe, je peux partir du fichier qui simule mon système, et tenter artisanalement de retrouver une égalisation plate en jouant avec les curseurs de Rephase.

On aura alors une idée de ce qu'on arrive à corriger ou pas, temporellement (comparaison phase minimale / linéaire), dans un cas plus réaliste, où les filtres tombent un peu à côté de la plaque, et n'arrivent donc pas à annuler complètement les traînages et autres délais.

[JAVA Alive]

Je vous conseille de télécharger les dernières versions de REW et Rephase.

Dans la partie EQ de REW, Rephase existe parmis les nombreux équipements possible. Une fois les calculs effectués par REW, il est possible d'exporter les EQ dans un fichier.
Rephase, dans la partie EQ, tools permet d'importer ce fichier de REW.

Donc, pas besoin de tout rentrer manuellement

Salut, pendant que je suis une Nième fois en train d'essayer de tout digérer, je suis tenté de faire des tests.
Mais impossible de touver ce " EQ, tools " dans rephase.
Je re-téléchargé rephase (sourceforge, je crois) et je suis toujours en 1.0.0
Est-ce la cause du pb ?
Ou je cherche mal ?

Edit : rhô le boulet, j'ai merdé l'install de la denière version, du coup ça lançait l'ancienne.
Suis en 1.2 maintenant.

[JAVA Alive]

Salut,

bon j'ai lu et relu ce topic, je décroche un poil vers la fin.

Délai de groupe vs phase : ma compréhension (très vague, je dis ça pour faire avancer le schmilblik) est que la phase est un délai "d'arrivée" d'un fréquence à nos oreilles. Délai exprimé en °, donc pondéré par la fréquence. Forme plus pratique a exploiter car 1ms ce n'est pas le même impact 30hz et sur 3 khz. Le délai de groupe est le délai que le niveau spl à une fréquence donnée met pour être maximal. En chambre sourde ils devrait être identique à la phase (à l'unité près).

Et la courbe d'amplitude indique des niveaux max, donc ces niveaux sont atteints après un délai indiqué par le group delay. J'ai bon ?

Par exemple, si on mesure une enceinte BR avec REW à la fréquence de l'évent, en champ proche et en fenêtrant pour virer la salle, on va avoir :
- amplitude : l'amplitude avec ce que fournit l'évent, on va bien voir qu'il y a du grave à cette fréquence
- phase : on va avoir la phase de l'évent (qui est une masse d'air qui oscille, il y a bien une phase) ou du HP ou une moyenne des deux (pondérée par l'amplitude de chaque ?), on ne sait pas trop, ça dépend des algos.
- délai de groupe : le délai de groupe de l'évent qui met un certain temps à entrer en résonance

Sinon, pour l'histoire de la correction d'amplitude a phase minimale qui corrigerai aussi le problème de phase induit par la pièce, je comprends à peu près la démo mais je ne suis pas clair sur la phase don tu parles. Si une correction d'amplitude (qui est à 90% une correction des effets de la salle) a un effet bénéfique sur la phase, c'est nécessairement sur la phase de la salle. Mais je ne saisis pas bien ce qu'est la phase de la salle, peux-tu développer ? Par exemple à quoi correspondent les fenêtrages que tu as appliqués (vs taille de ta salle, distance des enceintes au micro, etc) ?

Merci et encore bravo pour le topic.

[Pio2001]

Bonjour JavaAlive,

Délai de groupe vs phase : ma compréhension (très vague, je dis ça pour faire avancer le schmilblik) est que la phase est un délai "d'arrivée" d'un fréquence à nos oreilles. Délai exprimé en °, donc pondéré par la fréquence. Forme plus pratique a exploiter car 1ms ce n'est pas le même impact 30hz et sur 3 khz. Le délai de groupe est le délai que le niveau spl à une fréquence donnée met pour être maximal.

Je ne sais pas si la mesure de phase traduit vraiment un délai. Dans la mesure où une fréquence précise n'a de sens que sur un intervalle de temps infini. Si on retarde une sinusoïde infinie d'une alternance, on retrouve exactement la sinusoïde de départ. Elle n'a ni début ni fin.
S'il y a un début et une fin, c'est qu'il y a autre chose que la fréquence en question dans le spectre.

Tout ça pour dire que je pense que la phase n'est pas seulement affichée à 360° près, elle n'a d'existence qu'à 360° près.

Le délai de groupe est le délai que le niveau spl à une fréquence donnée met pour être maximal.

La définition n'est pas claire. Tu parles d'un signal qui serait constitué d'un silence suivi d'une sinusoïde à une fréquence donnée ?
Et pourquoi maximal ? Si le niveau du filtre considéré est négatif, genre -5 dB ?

En chambre sourde ils devrait être identique à la phase (à l'unité près).

Effectivement.
Par définition, le retard de phase est

τ_ϕ ( ω ) = − ϕ ( ω ) / ω

et le retard de groupe est

τ_g ( ω ) = − dϕ ( ω ) / dω

Où ω est la fréquence multipliée par 2 pi (ω est appelé la pulsation), et ϕ la phase en fonction de ω. Le d représente la dérivée.

Si tu parles du déphasage et du retard de groupe qu'introduirait une chambre sourde, si elle est parfaite, il n'y aura que le délai de transmission de l'enceinte vers le point d'écoute.
Dans ce cas, si on pose que le retard de phase est égal au délai de transmission, alors on vérifie effectivement par le calcul que le retard de groupe a la même valeur, en secondes.

Et la courbe d'amplitude indique des niveaux max, donc ces niveaux sont atteints après un délai indiqué par le group delay. J'ai bon ?

Je ne saisis pas bien la notion de "niveau max".

Par exemple, si on mesure une enceinte BR avec REW à la fréquence de l'évent, en champ proche et en fenêtrant pour virer la salle, on va avoir :
- amplitude : l'amplitude avec ce que fournit l'évent, on va bien voir qu'il y a du grave à cette fréquence
- phase : on va avoir la phase de l'évent (qui est une masse d'air qui oscille, il y a bien une phase) ou du HP ou une moyenne des deux (pondérée par l'amplitude de chaque ?), on ne sait pas trop, ça dépend des algos.
- délai de groupe : le délai de groupe de l'évent qui met un certain temps à entrer en résonance

Ca paraît cohérent : le délai de groupe correspond en effet, d'un point de vue physique, au temps d'entrée en résonance.

Sinon, pour l'histoire de la correction d'amplitude a phase minimale qui corrigerai aussi le problème de phase induit par la pièce, je comprends à peu près la démo mais je ne suis pas clair sur la phase don tu parles. Si une correction d'amplitude (qui est à 90% une correction des effets de la salle) a un effet bénéfique sur la phase, c'est nécessairement sur la phase de la salle. Mais je ne saisis pas bien ce qu'est la phase de la salle, peux-tu développer ? Par exemple à quoi correspondent les fenêtrages que tu as appliqués (vs taille de ta salle, distance des enceintes au micro, etc) ?

Je ne saisis pas non plus la notion de "phase" de la pièce, mais la notion de "délai de groupe" correspond, pour une résonance entre deux murs, par exemple, au temps de montée de l'amplitude, au fur et à mesure que les réflexions successives s'ajoutent les unes aux autres. L'arrivée du signal semble retardée.

Par contre, je ne sais pas si c'est une façon rigoureuse de voir les choses, car dans le cas d'une anti-résonance, le délai de groupe est négatif, et correspond au temps séparant le début du signal direct et son atténuation maximale par annulations successives. Le maximum d'énergie, qui sert de référence, a alors lieu au moment où l'acoustique n'agit pas encore.

Je n'ai appliqué aucun fenêtrage dans mes mesures. Quand je regarde les mesures de ma pièce, c'est une mesure brute en un seul point faite pas sweep tone avec REW.
Et dans le cas des simulations, ben ce sont des simulations, donc il n'y a même pas de mesure. Je vais dans Rephase, je mets un pic de +20 dB à 55 hz, un trou de -10 dB à 82 Hz etc. Juste de faire ça, cela crée les mêmes délais de groupe que quand c'est la pièce qui le fait.
...sauf là où on mesure un "excess delay".

[JAVA Alive]

Salut,

tu me poses encore des colles avec tes "la phase d'une onde à fréquence f est elle réellement un délai dans la mesure ou la fréquence d'un siganl n'a de sens que sur quelques périodes, donc après un certain délai". C'est bien ça ce que tu dis ?

Dans le cas d'une mesure basée sur un sweep, je comprends assez bien qu'on puisse quand même, dans la mesure où le calcul des différentes courbes est fait après la mesure, calculer le délai d'arrivée et le délai de niveau max pour une fréquence donnée me semble possible : on arrive à calculer à postériori où elle commence.
J'entends pas niveau max, le niveau ou la fréquence donnée est au spl max. Pour moi, la pièce renvoie plus de grave que l'onde directe. Il est normal donc que le niveau max ne soit pas au T0 de l'arrivée de l'onde directe.

Faudrait creuser les algos utilisés, ça me dépasse total là.
Et creuser les formules que tu as données. Comme d'hab, ma réponse à ton post va devoir se faire attendre, le temps que je cogite.

[Pio2001]

tu me poses encore des colles avec tes "la phase d'une onde à fréquence f est elle réellement un délai dans la mesure ou la fréquence d'un siganl n'a de sens que sur quelques périodes, donc après un certain délai". C'est bien ça ce que tu dis ?

Oui, Non, vaguement. Ce n'est pas la durée d'analyse qui me chiffonne. Je me demande juste s'il est même possible de définir un délai basé sur la notion de phase.
Mais c'est un point sans importance.

J'entends pas niveau max, le niveau ou la fréquence donnée est au spl max. Pour moi, la pièce renvoie plus de grave que l'onde directe. Il est normal donc que le niveau max ne soit pas au T0 de l'arrivée de l'onde directe.

D'accord, tu supposes que la pièce renvoie plus de grave.
Donc si elle atténue au contraire le signal direct, on regarde le temps que met le signal pour atteindre le niveau min.

Je vois un problème avec cette définition : pour une sinusoïde, ce temps est infini. Le signal continue indéfiniment de se renforcer, pour tendre vers une valeur limite.

D'autre part, cela ne marche que pour les systèmes à phase minimale. Si la phase est quelconque, rien ne dit qu'il n'y aura qu'un seul maximum.
D'ailleurs, même à phase minimale, qui nous dit qu'il n'y a qu'un seul maximum ?

Faudrait creuser les algos utilisés, ça me dépasse total là.

Un lien avait été donné, qui parlait de déconvolution. C'est probablement ce qui est utilisé. Laissons tomber, c'est assez effroyable.

L'essentiel de mon message c'est "la pièce peut retarder le grave", "un égaliseur peut annuler ce retard".

[vvolant]

Bonjour,

Passionnant topic en effet! et merci d'y apporter de l'au au moulin.

Personnellement je fais de la correction active par convolution en utilisant le logiciel DRC pour générer le filtre de correction.

Il est expliqué dans la doc de ce logiciel que la réponse d'une pièce accoustique n'est PAS l'équivalent d'un filtre à phase minimale, contrairement à ce qui est dit plus haut ici. Donc cette réponse ne peut PAS être inversée simplement par un filtre à phase minimal, d'où l'intérêt de la convolution.
Je ne prétend pas savoir qui a raison car je ne maîtrise pas bien ces notions de phase mais si cela vous intéresse voici le lien vers la doc de DRC qui explique grosso modo comment le logiciel s'y prend pour compenser les effets de pièce.

http://drc-fir.sourceforge.net/doc/drc.html#htoc3

A +

[ohl]

Il est expliqué dans la doc de ce logiciel que la réponse d'une pièce accoustique n'est PAS l'équivalent d'un filtre à phase minimale, contrairement à ce qui est dit plus haut ici. Donc cette réponse ne peut PAS être inversée simplement par un filtre à phase minimal, d'où l'intérêt de la convolution

Dans le grave, en ce qui concerne le comportement modal de la pièce, la réponse globale est généralement à phase minimale. Au-dessus de la fréquence de transition, il y a effectivement des exces de phase dus aux réflexions et aux filtres des hp.
Dans l'excellente documentation de DRC par Denis Sbragion, je ne crois pas avoir lu que la pièce est à phase non minimale dans le grave.

[vvolant]

Il est expliqué dans la doc de ce logiciel que la réponse d'une pièce accoustique n'est PAS l'équivalent d'un filtre à phase minimale, contrairement à ce qui est dit plus haut ici. Donc cette réponse ne peut PAS être inversée simplement par un filtre à phase minimal, d'où l'intérêt de la convolution

Dans le grave, en ce qui concerne le comportement modal de la pièce, la réponse globale est généralement à phase minimale. Au-dessus de la fréquence de transition, il y a effectivement des exces de phase dus aux réflexions et aux filtres des hp.
Dans l'excellente documentation de DRC par Denis Sbragion, je ne crois pas avoir lu que la pièce est à phase non minimale dans le grave.

Effectivement après réflexion, je pense que si on isole une fréquence ou une bande étroite de fréquence on pourrait approximer la réponse du système à un filtre à phase minimale. Si on cherche à faire de la correction "globale", on n'est plus dans ce cas.