La perception subjective de la distorsion

[Esscobar]

Bonjour,

Oui, il faut bien comprendre que 0.1% de distorsion sur un ampli sera inaudible, mais 0.1% de distorsion sur un DAC/préampli ... Là ça fera très mal aux oreilles (enfin ça s'attendra) .

[Kishizo42]

Bonjour,

Le thème de la corrélation entre les mesures et l'écoute est un sujet qui revient fréquemment dans les discussions sur la hifi. Malheureusement, ces discussions ne citent trop souvent que peu d'études sur le sujet, voire aucune. A ma connaissance, il existe peu de publications accessibles au grand public sur le thème de la perception subjective des distorsions dans le champ de la hifi.

Mais il existe un autre secteur important dans lequel l'étude de la distorsion (et du bruit) est étudiée pour améliorer la qualité des produits : celui des aides auditives. Je suis ainsi tombé sur un document très intéressant qui énumère un certain nombre d'études, sur des sujets ayant une audition saine comme sur des sujets affectés d'une pathologie auditive, sur l'audibilité de différentes formes de distorsions (harmonique, intermodulation, écrêtage, bruit) et sur la corrélation entre distorsion et appréciation subjective de la qualité sonore.

On peut trouver malgré tout quelques thèses du côté de l'Université d'Aix Marseille, appuyées pour les expérimentations par le Laboratoire de Mécanique et d’Acoustique (LMA) de Marseille, je cite pour présenter cet organisme :

Le LMA est, depuis le 1 janvier 2018, une Unité Mixte de Recherche du CNRS (UMR 7031) dont les tutelles sont Aix-Marseille Université (AMU), CNRS et Centrale Marseille avec pour rattachement principal l’Institut des Sciences de l’Ingénierie et des Systèmes (INSIS) du CNRS. Il a pour objectif d’assurer le continuum Recherche fondamentale-Ingénierie-Technologie dans ses domaines d’expertise : l’Acoustique et la Mécanique des Solides. http://www.lma.cnrs-mrs.fr/spip/?lang=fr

Philippe Herzog expliquait d'ailleurs tous les problèmes posés par le câblage dans les activités de recherche du LMA, "le câblage est une source d'ennuis en reliant deux autres". Leurs pratiques ne sont pas assimilables à celles d'un audiophile, malgré tout c'est intéressant de voir les problèmes de ce qui pour eux est inhérent à toute expérimentation, une usine à spaghettis. Ils privilégient la liaison symétrique, leur bâtiment a été précablé ainsi, son intervention à partir de 38 min :



Mais pour en revenir au sujet, deux thèses me semblent intéressantes à lire, en elles-mêmes, également par le travail bibliographique et de présentation de l'état des connaissances sur certains points abordés sur cette partie du forum. Le susnommé Philippe Herzog est d'ailleurs directeur de celles-ci, raison pour laquelle je suis tombé sur la vidéo plus haut parce qu'on trouve souvent du contenu à partir d'un autre contenu :

Différences entre enceintes acoustiques : une évaluation physique et perceptive Thèse de Mathieu LAVANDIER soutenue le 19 Décembre 2005
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00087414/document

Distorsions des systèmes de reproduction musicale : Protocole de caractérisation perceptive Thèse de Pierre-Yohan MICHAUD soutenue le 30 Mars 2012
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00 ... 1/document

Au fil de la lecture, moi-même m'intéressant assez peu à la technique, j'ai pu trouver des pistes intéressantes de compréhension, tout du moins de la difficulté de notre matière

Dans le jury, je suis tenté de leur mettre une bonne note, mais suis-je qualifié, non
(attendez de rentrer de la plage, la concurrence du panorama de donzelles affriolantes pourrait troubler la lecture et ne pas avantager les auteurs, encore que vous pourriez commencer par l'étude de l'évaluation physique et perceptive de la baigneuse, une corrélation objective peut-elle être trouvée ? )

[Pio2001]

Salut,
Y a-t-il des choses intéressantes à lire dans ces thèses ?
J'ai lu le sommaire de la première et le résumé de la seconde, et je me suis endormi avant la fin.

[Kishizo42]

J'avais lu ces thèses et y avait trouvé un intérêt certain. Je ne possède que très peu d'appétence pour la technique en elle-même, mais elles avaient favorisé ma réflexion sur de nombreux domaines dans lesquels nous échangeons. Je vais les relire et extraire certaines parties et recueillir ton opinion ou celle d'autres sur les questions soulevés.

La première celle de Mathieu LAVANDIER est déjà fertile en introduction, c'est plutôt bon signe pour donner envie de lire la suite.
Sa phrase choc introductive est une assertion sans doute discutable, mais elle pose d'entrée sa constatation, la problématique l'amenant au choix de son sujet :

Les mesures physiques normalisées utilisées de nos jours pour comparer les enceintes acoustiques ne permettent pas de faire le lien avec ce que les auditeurs perçoivent lorsqu'ils utilisent
ces enceintes.

Autrement dit, installées sur site domestique, les enceintes donneront à percevoir une chose que les mesures de laboratoire ne peuvent indiquer à l'avance.
Cela amènera déjà sans doute quelques objections, mais il atténue son propos tout en y posant la question de sa recherche :

Elles fournissent de l'information, mais quelle partie de cette information est véritablement pertinente vis-à-vis de notre perception de la reproduction sonore ?

Suspens, parviendra t-il à déceler les mesures physiques normalisées pertinentes à anticiper de la perception domestique de l'auditeur ?
Donner un sens à l'information sur le terrain du réel.

A la suite, il donne son axe de recherche :

Ces mesures normalisées sont exclusivement basées sur une approche physique, mettant en jeu certains paramètres du système de reproduction tels que sa réponse en fréquence et sa directivité. L'aspect perceptif n'est absolument pas pris en compte au cours de ce processus, alors qu'il caractérise pourtant de manière essentielle l'écoute qui peut être faite du champ acoustique rayonné par une source sonore.

Il a donc pour prétention de prendre le problème à l'envers et remonter de la perception dans un cadre domestique pour la faire correspondre à une mesure normalisée de laboratoire existante, y trouver une corrélation. En tout cas à ce stade, je le comprends ainsi.

Les évaluations perceptives sont laissées aux seuls jugements des journalistes de la presse spécialisée, l'évaluation étant alors davantage subjective que perceptive. Ainsi dépourvus de critères objectifs permettant d'évaluer pleinement leur travail, les fabricants sont freinés quant aux améliorations qu'ils pourraient apporter à leurs systèmes.

Il anticipe une objection que l'on pourrait lui faire, est il possible de conduire une démarche scientifique à partir du terreau de la perception des auditeurs ? Il prétend à l'existence d'une troisième voie entre l'objectivisme pur et dur se référant à la seule mesure normalisée et le subjectivisme de l'auditeur. Cette évaluation perceptive comme il la nomme, parviendra t-il à la dégager de toute subjectivité et lui donner une existence propre ?

Puis il borne intelligemment son sujet en déterminant ce qui l'intéressera dans l'évaluation perceptive de ses auditeurs :

Ce projet s'inscrit dans le cadre général de la qualité sonore. Il faut comprendre ici le terme "qualité" au sens "caractéristique" plutôt qu'au sens "bon ou mauvais". Nous nous sommes en effet intéressés à l'évaluation des différences relatives entre enceintes acoustiques et non pas à celle de leur qualité absolue. La qualité sonore et la qualité de la reproduction sonore diffèrent en ce sens que la qualité sonore étudie les caractéristiques du son tandis que la qualité de
la reproduction sonore étudie les caractéristiques du système qui restitue ce son. L'évaluation de ces caractéristiques pose le problème de sa dépendance vis-à-vis du signal qui doit nécessairement être utilisé, un système de reproduction ne pouvant pas être évalué sans signal à reproduire.

En dévoilant sans doute un élément appelé à être source de difficulté pour ses expériences, le signal à reproduire. Bien évidemment ses évaluations perceptives nécessitent un signal à évaluer et donc cet élément, on s'en doute, sera sensible à la réussite de son projet.

Bien évidemment mes propos n'engagent pas l'auteur, ma compréhension peut être erronée, mais celle-ci me donne envie d'aller plus loin dans la lecture.
D'habitude j'essaye plutôt de donner envie de visionner un film de Murnau, dans quelle galère je me suis mis

[autrichon gris]

D'habitude j'essaye plutôt de donner envie de visionner un film de Murnau, dans quelle galère je me suis mis

...Et d'écouter des disques de quelques jolies donzelles le plus souvent anglo saxonnes, à douce voix...

[Pio2001]

Je vais les relire et extraire certaines parties et recueillir ton opinion ou celle d'autres sur les questions soulevés.

Ma foi je veux bien, parce que les extraits de l'introduction font plutôt peur : il ne sait pas trop ce qu'il compte faire, et n'a apparemment aucune idée de comment il pourrait s'y prendre.

Dans l'évaluation des enceintes, l'un des textes les plus utiles que j'ai lu est l'introduction au spinorama par Amir, lors de sa première mesure d'enceinte sur ASR.
Il y explique toutes les courbes mesurées par le Klippel NFS et leur signification : https://www.audiosciencereview.com/foru ... iew.10811/

[haskil]

Je vais les relire et extraire certaines parties et recueillir ton opinion ou celle d'autres sur les questions soulevés.

Ma foi je veux bien, parce que les extraits de l'introduction font plutôt peur : il ne sait pas trop ce qu'il compte faire, et n'a apparemment aucune idée de comment il pourrait s'y prendre.

Dans l'évaluation des enceintes, l'un des textes les plus utiles que j'ai lu est l'introduction au spinorama par Amir, lors de sa première mesure d'enceinte sur ASR.
Il y explique toutes les courbes mesurées par le Klippel NFS et leur signification : https://www.audiosciencereview.com/foru ... iew.10811/

D'autant qu'il faudrait définir ce que sont les "mesures normalisées" à une date X et avoir un accès à de nombreuses mesures dont on a l'assurance qu'elles auraient ainsi été faites. L'avantage d'Audioscience qui utilise un banc Klippel est que sa base de données commence à devenir sérieuse.

Après quoi, il faudra plus que vraisemblablement relever le fait que si celles évoquées dans cette thèse permettent au moins d'avoir une base de comparaisons identique, terme à terme, entre chaque modèle d'enceinte mesuré et plus encore de savoir si l'enceinte a été bien ou mal conçue. Et quels sont ses défaut objectifs.

Les défauts objectifs d'une enceinte ne risquant pas d'être réglés à coup sur par son utilisation en milieu domestique ! Une enceinte qui a un taux de distorsion très important à un niveau d'écoute modéré dans une zone sensible de l'audition, dont le HP de grave talonne, dont les évents sont bruyants et créent des résonances audibles, une courbe de réponse très irrégulière avec des bosses importantes à partir du médium réel, une courbe polaire irrégulière, etc. reste ce qu'elle est. Une autre, impeccable à toutes ces mesures normalisées, reste aussi ce qu'elle est.

Les mesures ne diront certes pas la façon dont chacune sonnera chez l'utilisateur final selon les caractéristiques intrinsèques de la pièce - dimensions notamment déterminant les modes propres -, son aménagement, la façon dont la paire sera installée, la distance d'écoute... mais au moins on pourra trier entre enceintes plus ou moins bien conçues et l'on pourra prévoir, si l'on est aguerri, si telle ou telle enceinte est adaptée au lieu d'écoute. In fine, les mesures normalisées permettent de corriger intrinséquement certains défauts de l'enceinte à l'aide d'un DSP indépendamment de son installation dans la pièce d'écoute - les fabricants d'enceintes amplifiées le font assez souvent sinon on ne serait pas bluffé par certaines petites enceintes Bluetooth qui savent presque se faire aussi grosse que le boeuf...

Ce qui rend cette idée qui consiste à prendre "le problème à l'envers" en partant de la réalité de l'écoute domestique assez compliquée en raison du fait qu'il n'existe pas de salle d'écoute normalisée... mais dans le même temps les sociétés les plus avancées dans ce domaine ont fait depuis une dizaine d'années des progrès assez incroyables...

Ce qui me fait relever ceci :

- Ce thésard connaît-il les bancs de mesure Klippel qui permettent de mesurer une enceinte sous toutes ses coutures en faisant "abstraction" de l'acoustique du lieu de mesure et connaît-il les études théoriques et leur passage par la case essai pratique avant validation qui ont permis l'élaboration de ce banc de mesures utilisé par des constructeurs qui en ont les moyens financiers ?

- Connaît-il les travaux faits par Harman sur le sujet rapport entre mesures objectives et écoutes qui ont considérablement fait avancer les choses en ce domaine... Ils sont allés loin dans cette relation objectif/subjectif. A l'aide de mesures, de corrections, etc. entre modèles d'enceintes chaque fois écoutés en aveugle par des pannels d'écouteurs. Et il en est quand même ressortir un certain nombre de choses intéressantes sur les préférences des auditeurs en fonction de critères différents.

Mais l'inconnue restant toujours l'utilisation finale chaque fois dissemblable chez le mélomane

[Pio2001]

- Ce thésard connaît-il les bancs de mesure Klippel qui permettent de mesurer une enceinte sous toutes ses coutures en faisant "abstraction" de l'acoustique du lieu de mesure et connaît-il les études théoriques et leur passage par la case essai pratique avant validation qui ont permis l'élaboration de ce banc de mesures utilisé par des constructeurs qui en ont les moyens financiers ?

- Connaît-il les travaux faits par Harman sur le sujet rapport entre mesures objectives et écoutes qui ont considérablement fait avancer les choses en ce domaine... Ils sont allés loin dans cette relation objectif/subjectif. A l'aide de mesures, de corrections, etc. entre modèles d'enceintes chaque fois écoutés en aveugle par des pannels d'écouteurs. Et il en est quand même ressortir un certain nombre de choses intéressantes sur les préférences des auditeurs en fonction de critères différents.

Je pense que non, car la thèse est datée de 2005. La méthode de sound field separation utilisée par Klippel est apparue plus tard.
Je ne suis même pas sûr qu'une simple mesure d'enceinte fenêtrée à l'aide de REW ou d'un autre logiciel était possible à l'époque. La déconvolution Farina, qui est la méthode utilisée par REW pour mesurer l'enceinte seule indépendamment de la pièce (et par Klippel dans les hautes fréquences) venait juste d'être inventée sur le papier.

[Kishizo42]

Oui, on doit se replacer en 2005, en tout cas la démarche du raisonnement intellectuel de Klippel lui était déjà connue.
Il cite dans sa bibliographie, sauf erreur car j'ai balayé celle-ci du regard, comprenant plus d'une centaines de références, deux fois Klippel.

[10] W. Klippel,  Multidimensional relationship between subjective listening impression and objective loudspeaker parameters , Acustica, 70, pp. 4554, march 1990.

[48] W. Klippel,  Assessing the subjectively perceived loudspeaker quality on the basis of objective parameters , in AES 88th Convention, no. 2929 (J5), march 1990.

[haskil]

- Ce thésard connaît-il les bancs de mesure Klippel qui permettent de mesurer une enceinte sous toutes ses coutures en faisant "abstraction" de l'acoustique du lieu de mesure et connaît-il les études théoriques et leur passage par la case essai pratique avant validation qui ont permis l'élaboration de ce banc de mesures utilisé par des constructeurs qui en ont les moyens financiers ?

- Connaît-il les travaux faits par Harman sur le sujet rapport entre mesures objectives et écoutes qui ont considérablement fait avancer les choses en ce domaine... Ils sont allés loin dans cette relation objectif/subjectif. A l'aide de mesures, de corrections, etc. entre modèles d'enceintes chaque fois écoutés en aveugle par des pannels d'écouteurs. Et il en est quand même ressortir un certain nombre de choses intéressantes sur les préférences des auditeurs en fonction de critères différents.

Je pense que non, car la thèse est datée de 2005. La méthode de sound field separation utilisée par Klippel est apparue plus tard.
Je ne suis même pas sûr qu'une simple mesure d'enceinte fenêtrée à l'aide de REW ou d'un autre logiciel était possible à l'époque. La déconvolution Farina, qui est la méthode utilisée par REW pour mesurer l'enceinte seule indépendamment de la pièce (et par Klippel dans les hautes fréquences) venait juste d'être inventée sur le papier.

Ce qui évidemment déclasse alors cette thèse.

[HoberM]

Moi j'ai l'impression qu'harman, Floyd & autres ont tellement tuer le game ces dernières années que maintenant ils ne travaillent plus que sur les casque...
Genre... On a règle le problème des enceintes le reste c'est des pouillemes....

La thèse est sympa à lire j'ai trouvé et en temps que débutant les liens sont super intéressant, mais j'ai moi aussi l'impression qu'elle est un peu date quand on la compare avec le boulot de toole et ses collègues

[Kishizo42]

La seconde thèse se veut un prolongement de la première, mais elle se concentre sur la question des distorsions et élabore une enceinte virtuelle.

Comme pour la première, dans le cœur de l'expérimentation, je lâche, mais le premier chapitre Etude de la distorsion m'a permis d'un peu mieux comprendre ce qu'étaient les distorsions.

[wuwei]

J’ai du mal de comprendre de quoi il en retourne sur la distorsion vu que dans de bonnes conditions avec ce qu’il faut en qualité HiFi… il est déjà impossible de différencier un instrument réel de celui d’une reproduction sonore.
Qu’importe une mesure de distorsion si l’oreille humaine n’est pas capable de là déceler

[indien29]

Le problème de la distorsion c'est que tu n'as pas l'impression de l'entendre, particulièrement sur de la musique, alors que sur une sinusoïde pure, aie aie aie...

L'effet de masque est important en audio, la musique contient tellement d'infos qu'une partie de la disto est masquée, sans parler du bruit de fond de pièce et du rang des harmoniques.

En y regardant de près chez moi, la disto principale sur sinusoïde, c'est beaucoup la pièce (enfin c'est aussi parceque j'écoute fort et avec des niveaux de grave indécents et que les HP sont surdimensionnés par rapport au SPL cible.)

C'est facile d'entendre une H3 à -40dB /1kHz sur sinusoïde, ... sur de la musique, faut se lever tot.

Il ne faut pas non plus oublier l'importance des rangs de disto Vs fondamentale, une disto de rang 5 (Harmonique 5) sur une sinusoïde à 1kHz s'entends à 5kHz, il faut donc pondérer avec la courbe isosonique Fletcher et Munson.... par contre un rang 9 à 100Hz, s'entends très fort à 900Hz...

Le souci en Hifi, c'est donc souvent le Woofer, par contre la disto du tweeter, une H3 à 3kHz c'est 9kHz, c'est quasi inaudible...

[Kishizo42]

J’ai du mal de comprendre de quoi il en retourne sur la distorsion vu que dans de bonnes conditions avec ce qu’il faut en qualité HiFi… il est déjà impossible de différencier un instrument réel de celui d’une reproduction sonore.
Qu’importe une mesure de distorsion si l’oreille humaine n’est pas capable de là déceler

De ce que je comprends, l'oreille humaine n'est bien souvent pas capable de la déceler parce qu'elle ne sait pas sous quelle forme celle-ci se matérialise. Une distorsion peut d'ailleurs être flatteuse à l'oreille de l'auditeur.

Lors de l’étude sur l’audibilité de la distorsion non linéaire dans la reproduction des hautparleurs, Schmitt [1995] a dans un premier temps mesuré des seuils d’audibilité pour différents extraits musicaux modifiés à partir d’un modèle de haut-parleur contrôlable. A la suite de ce test, un entretien avec les auditeurs a permis de révéler quelles étaient les modifications qu’ils entendaient au cours du test. Schmitt [1995] a ainsi élaboré une liste de ces modifications :

• Coloration du son : La distorsion non linéaire peut être perçue comme une coloration du son. La sensation de coloration d’un son est liée à la modification de la réponse fréquentielle, comme la distorsion linéaire.
• Modification de hauteur : Ces changements de hauteurs étaient perçus pour les passages de musique avec des instruments à percussion.
• Modification de la dynamique : La génération de distorsion non linéaire entraîne une modification de la dynamique et plus particulièrement de la compression dynamique.
• Modification de la structure temporelle : Cet effet apparaît pour les coups d’instruments à percussion aux basses fréquences et se caractérise par la modification de leur durée.
• Modification de la sensation d’espace : Cet effet était relié aux changements de hauteur.
• Bruit additionnel : Certains artefacts n’étaient pas perçus comme faisant partie du signal à évaluer et étaient ainsi considérés comme du bruit additionnel.

Si tu es comme moi, on s'imagine le plus souvent une distorsion comme du bruit additionnel, mais ce n'est pas que cela.