24/96 khz ou 24/192 khz

[guest]

je pense que tu cherches la complication

Tu sais, à 1h20, apres un repas bien arrosé, j'ai pas cherché à réflechir trop longtemps...

[guest]

Où ai-je dit le contraire ? Nyquist dit que pour échantilloner un signal de fréquence F tu as besoin d'une fréquence d'échantillonage de 2F, et toi tu viens me répondre "ah mais on ne peut enregistrer les fréquences supérieures à F". A moins que je n'ai pas bien compris ton intervention.

Sans parler de concours de bite, si ton upsampling te rajoute de frequences supérieures à F, elle sont bien inventées tout en répondant bien aux diverses équations. Ce qui vient parfaitement contredire toutes tes interventions depuis le début du sujet.
Pire que ça, sur un schéma (que j'ai la flemme de faire ou de chercher), on pourrait voir que ces HF doivent permettre de diminuer légèrement l'energie présente dans le haut du spectre (en remplacant certains pics par des plateaux ondulés)... ce qui viendrait confirmer les résultats d'écoute qui parlent de moins de dureté dans l'aigu...

[jojolapin]

...puisque connaître deux points de la sinusoide est une condition nécessaire et suffisante pour la reconstruire parfaitement.

Hum hum là, je ne suis pas d'accord.
Je reformulerais ainsi :
"...deux points de la sinusoide est une condition nécessaire mais pas suffisante pour la reconstruire parfaitement."

Par deux points il passe une infinité de sinusoïde, ça ne me paraît pas être difficile à imaginer, non ?
Sauf si, bien sur, on se fixe d'autres contraintes, bien sur

Tu as parfaitement raison, mea culpa maxima, il faut connaître aussi une infinité des samples suivants.

[jojolapin]

Sans parler de concours de bite, si ton upsampling te rajoute de frequences supérieures à F, elle sont bien inventées tout en répondant bien aux diverses équations. Ce qui vient parfaitement contredire toutes tes interventions depuis le début du sujet.
Pire que ça, sur un schéma (que j'ai la flemme de faire ou de chercher), on pourrait voir que ces HF doivent permettre de diminuer légèrement l'energie présente dans le haut du spectre (en remplacant certains pics par des plateaux ondulés)... ce qui viendrait confirmer les résultats d'écoute qui parlent de moins de dureté dans l'aigu...

Quand l'upsampling augmente la bande passante, ce n'est pas en augmentant la bande passante utile, qui elle est inchangée, c'est en repoussant les fréquences non voulues (qui sont hors de la bande passante permise par la fréquence d'échantilonnage) plus haut pour pouvoir les filtrer (comprendre les virer) plus facilement.

Le son de départ n'est aucunement amélioré, sa bande passante est inchangée.

[Scytales]

Sans parler de concours de bite, si ton upsampling te rajoute de frequences supérieures à F, elle sont bien inventées tout en répondant bien aux diverses équations. Ce qui vient parfaitement contredire toutes tes interventions depuis le début du sujet.
Pire que ça, sur un schéma (que j'ai la flemme de faire ou de chercher), on pourrait voir que ces HF doivent permettre de diminuer légèrement l'energie présente dans le haut du spectre (en remplacant certains pics par des plateaux ondulés)... ce qui viendrait confirmer les résultats d'écoute qui parlent de moins de dureté dans l'aigu...

Quand l'upsampling augmente la bande passante, ce n'est pas en augmentant la bande passante utile, qui elle est inchangée, c'est en repoussant les fréquences non voulues (qui sont hors de la bande passante permise par la fréquence d'échantilonnage) plus haut pour pouvoir les filtrer (comprendre les virer) plus facilement.

Le son de départ n'est aucunement amélioré, sa bande passante est inchangée.

AMHA, il te faudrait être à la fois plus pragmatique et plus précis.

Le "son de départ", c'est celui que l'on enregistre. Le propos n'est pas d'améliorer ce son-là par un traitement du signal qui n'intervient pas dessus... Le "son de départ" s'améliore en traitant l'acoustique du lieu d'enregistrement, en changeant de mauvais musiciens par des bons, etc...

Ce que l'on veut améliorer, c'est le son à l'arrivée: celui qui sort des hauts-parleurs. Le traitement du signal agit en amont de sorte que l'on améliore la représentation électrique du son de départ, qui a été enregistré. Son but est de faire en sorte que le signal qui va atteindre les transducteurs via les étages d'amplification sera le plus précis possible pour que le son résultant de la transduction soit de la meilleure qualité possible. De ce point de vue, rejeter le filtrage passe-bas en sortie de lecteur CD à des fréquences plus hautes que 20 kHz et de ce fait pouvoir employer des filtres à pente moins raide permet de limiter les ondulations sur la réponse en fréquence du filtre et de limiter les effets du filtrage sur la phase dans la bande utile 20 Hz/20 kHz. En d'autre terme, le sur-échantillonnage est une méthode qui permet bien d'améliorer la qualité finale, non du "son de départ", mais du "son d'arrivée", en s'assurant que le signal électrique qui représente ce son avant la transduction par les haut-parleurs est le plus fidèle, le moins déformé possible par rapport au signal qui a été stocké sur le CD.

[jojolapin]

Oui, mais cette amélioration n'a rien à voir avec une "interpolation" du son, comme le laissaient entendre certains intervenants. C'est juste une diminution des dommages collatéraux du filtrage.

[guest]

Oui, mais cette amélioration n'a rien à voir avec une "interpolation" du son, comme le laissaient entendre certains intervenants. C'est juste une diminution des dommages collatéraux du filtrage.

Si tu augmentes la résolution, c'est de l'extrapolation !

[BPhil]

Oui, mais cette amélioration n'a rien à voir avec une "interpolation" du son, comme le laissaient entendre certains intervenants. C'est juste une diminution des dommages collatéraux du filtrage.

Si tu augmentes la résolution, c'est de l'extrapolation !

YES

Philippe

[jojolapin]

Tu n'augmentes pas la résolution, tu diminues les dommages collatéraux du filtrage: au lieu d'avoir un filtre qui bave sur les fréquences situées juste en dessous des 22,05 khz fatidiques, tu peux filtrer beaucoup plus haut et laisser ta bande passante utile (qui est échangée) tranquille.

Si tu as du 20-20khz enregistré sur ton cd, et que tu as un filtre merdique en sortie qui te bouffe 3db au niveau des 20 khz, tu auras une bande passante à 0dB qui sera par exemple de 20-18khz.
Maintenant, si tu fais du suréchantillonage, et que ça te permet de faire agir ton filtre beaucoup plus haut, tu pourras avoir une bande passante utile beaucoup mieux préservée, et on se retrouvera avec une bande passante à 0dB (ou presque) de 20-20khz.

Donc dans l'absolu, la bande passante a été augmentée, mais je pense que vous serez d'accord pour dire que ce n'est pas l'interpolation qui a créé de l'information ou qui a augmenté la bande passante, c'est juste que le signal devient plus facile à filtrer. Dans un monde idéal avec des filtres parfaits, le suréchantillonage ne devrait rien apporter.

[BPhil]

il se trouve que j’ai un dac qui fonctionne à 24/357 et des machins, en quatre proc, et je me demande encore aujourd’hui ou il va chercher les choses que j’entends, et que je n’entendais pas avant alors je me pose plus la question aujourd’hui, peut importe la formule, mais en tout cas, ça marche fort !!!!!! et j’y crois, et ceci ne s’adresse pas seulement à la largeur de la bande passante.

Philippe

[Pio2001]

Chuis en congés, j'fais c'que j'veux !

Pio, sur ton schéma, la sinusoïde 1 a une fréquence de 48 khz,

Non, il y a 48000 samples entre le point A et le point B.

EDIT: Tu as raison, il en faut trois. Il en faut deux par période plus un de la période suivante (qui n'est pas forcemment la même)

Oui, mais je me suis quand même trompé, deux points définissent 4 réels : position et amplitude pour chaque point. Mais il en faut tout de même plus de deux.

photoshop va inventer ou calculer des pixels intermédiaires, comme on veut, et la qualité sera améliorée. Mais sur ton son, il y aura plus de samples mais la qualité n'aura pas changé, la bande passante sera toujours exactement la même.

La "bande passante" de l'image sera la même aussi. En quoi sa "qualité" est-elle améliorée ? (je mets des guillemets parce que ces termes sont employés ici dans un contexte très spécifique).

Tu n'augmentes pas la résolution, tu diminues les dommages collatéraux du filtrage: au lieu d'avoir un filtre qui bave sur les fréquences situées juste en dessous des 22,05 khz fatidiques, tu peux filtrer beaucoup plus haut et laisser ta bande passante utile (qui est échangée) tranquille.

Ce n'est pas ça. Il faut toujours filtrer à 22.05 kHz, et il y a toujours des dommages collatéraux. Il se trouve tout simplement que ces dommages sont parfaitement contrôlables en numérique, et bien moins en analogique. Upsampler sert donc à réaliser le filtrage en numérique, et non à rejeter celui-ci plus haut.

Exemple, voici le sonogramme d'un fichier audio 44100 Hz :



Il contient une sinusoïde oscillant autour de 20 kHz. Utilisons SoundForge pour l'upsampler à 96 kHz, en spécifiant "no antialias", c'est-à-dire sans filtrage.

Résultat en qualité 1 :



On a énormément d'alias au-dessus de 22050 Hz, à cause d'un très mauvais lissage des escaliers, ainsi qu'un fort repliement en dessous. On voit d'innombrables images de la sinusoïde originale, dont certaines de basse fréquence.
Si c'était une image, il y aurait un effet de moirage.

Résultat en qualité 2 :



Un bon lissage de la courbe permet de limiter les alias. Il n'en reste qu'un, le symétrique par rapport à 22050 Hz.

Résultat en qualité 4 (toujours sans antialias) :



C'est presque parfait, il ne reste que quelques traces de faible amplitude quand la sinusoïde s'approche de 22050 Hz.

Moralité : bien upsampler, c'est bien filtrer.

Notez que plus on monte en qualité, plus la pente du filtre est raide, et plus les transitoires souffrent de ringing : elles ondulent à 22050 Hz. Il faudrait utilise le diagramme temporel pour le montrer.
En théorie, ce ringing est inaudible. En pratique, certaines études montreraient qu'il est audible, mais difficilement.

[jojolapin]

Ce n'est pas ça. Il faut toujours filtrer à 22.05 kHz, et il y a toujours des dommages collatéraux. Il se trouve tout simplement que ces dommages sont parfaitement contrôlables en numérique, et bien moins en analogique. Upsampler sert donc à réaliser le filtrage en numérique, et non à rejeter celui-ci plus haut.

Ce n'est pas ce qui écrit ici:
http://www.earlevel.com/Digital%20Audio ... pling.html
ici:
http://cnx.rice.edu/content/m11006/latest/
ici:
http://www.audioholics.com/techtips/spe ... pling2.php
ici:
http://groups.google.com/groups?q=overs ... com&rnum=1
ici:
http://www.simaudio.com/pdf/Upsampling.pdf

Exemple, voici le sonogramme d'un fichier audio 44100 Hz :
Il contient une sinusoïde oscillant autour de 20 kHz.

C'est une sinusoide "parfaite", le logiciel génere les samples de la sinusoide puis calcule le sonogramme théorique, mais si tu veux l'écouter avec ton ordi, il faut toujours faire ->envoi du pcm à la carte son-> DAC (terminé par un filtrage analogique pour retirer l'aliasing).

Utilisons SoundForge pour l'upsampler à 96 kHz, en spécifiant "no antialias", c'est-à-dire sans filtrage.

Résultat en qualité 1 :

On a énormément d'alias au-dessus de 22050 Hz, à cause d'un très mauvais lissage des escaliers, ainsi qu'un fort repliement en dessous.

Mais ici on ne parle pas du même aliasing: là tu nous parles de l'aliasing ajouté par le procédé d'upsampling. L'upsampling se fait en numérique (forcémment!) et les meilleurs upsamplers ne rajoutent pas d'aliasing (sinon le remède serait pire que le mal).

Moralité : bien upsampler, c'est bien filtrer.

Faux, ton signal upsamplé est un signal PCM tout ce qu'il y a de plus normal, qui, quand il va être envoyé à la carte son va encore devoir être filtré de tout son aliasing qui apparaitra lors de la conversion dans le DAC. Et ce filtrage sera forcemment analogique en dernier lieu. Et grâce au bel upsampling de qualité (sans aliasing ajouté) généré par l'algo dont on a parlé au dessus, ce filtrage sera facile à réaliser.

[Pio2001]

http://www.earlevel.com/Digital%20Audio/Oversampling.html

Ils ne disent nulle part qu'oversampler ne filtre pas. En fait, ils n'abordent pas la question en détail. Ils partent du principe qu'oversampler crée de l'alias, et qu'ils doivent le filtrer ensuite.

http://cnx.rice.edu/content/m11006/latest/

Dans leur diagramme 2, la bande passante du signal est inchangée après oversampling. Or le signal original contient de façon inhérente tous les alias au-dessus de 22050 Hz. Implicitement, leur oversampling effectue donc un brick-wall filter, c'est à dire un filtre de pente infinie à 22050 Hz pile, le 22049 Hz étant transmis sans pertes, et le 22051 Hz totalement coupé. Chose que l'on souhaite éviter en audio car cela provoque une oscillation infinie autour des transitoires (sin(x)/x). Ils ont négligé ce point pour simplifier l'explication.

http://www.audioholics.com/techtips/specsformats/upsamplingvsoversampling2.php

Ils parlent du filtrage analogique, que l'oversampling soulage. La question du type d'oversampling utilisé, et donc de la pente de l'atténuation autour de 22050 Hz, n'est pas abordée.

http://groups.google.com/groups?q=overs ... com&rnum=1

On trouve là la mention du filtre numérique remplaçant l'analogique :

Here is the briefest sketch of how the rate-increasing filter works. [...] In frequency spectrum this new sequence will however
include new high-frequency replicas (images) of the original signal's
spectrum. A digital lowpass filter will remove these images and leave
a signal spectrally identical to the original.

Ici encore, les différents types de filtres numériques ne sont pas discutés. On éxpédie le sujet en utilisant un filtre de pente infinie, pour la commodité de l'explication.

http://www.simaudio.com/pdf/Upsampling.pdf

Là, le filtrage à 22050 Hz est implicite, assez indirectement, car on parle des méthodes qui permettent de calculer la valeur des échantillons insérés entre les anciens. C'est cette méthode qui détermine la pente du filtre à 22050 Hz.

Mais ici on ne parle pas du même aliasing: là tu nous parles de l'aliasing ajouté par le procédé d'upsampling. L'upsampling se fait en numérique (forcémment!) et les meilleurs upsamplers ne rajoutent pas d'aliasing (sinon le remède serait pire que le mal).

Voir la citation extraite de ton propre lien ci-dessus : this new sequence will however
include new high-frequency replicas...

Moralité : bien upsampler, c'est bien filtrer.

Faux, ton signal upsamplé est un signal PCM tout ce qu'il y a de plus normal, qui, quand il va être envoyé à la carte son va encore devoir être filtré de tout son aliasing qui apparaitra lors de la conversion dans le DAC.

Oui, convertir en analogique, c'est faire un oversampling infini, donc à la base, il y a l'alias du contenu, qui en est l'image miroir dans la vue spectrale, et qui se manifeste sous forme d'escaliers ou de zéros insérés en vue temporelle. Mais pourquoi "faux" ? Je ne parlais pas de la même chose.

Pour bien comprendre, génèrons un bruit blanc numérique artificiel. Il contient toutes les fréquences de zéro à 22050 Hz (exclu). Quel est son spectre une fois oversamplé ?
S'il s'arrète à 22050 Hz pile, on est dans le cas brick-wall, aussi appelé Sinc, avec une oscillation quasi permanente à 22050 Hz. S'il continue au-delà, il crée donc des fréquences indésirables au-dessus. Et si ce n'est pas un brick-wall et qu'il ne reste rein au dessus, alors les fréquences en dessous de 22050 Hz, dans la bande utile, sont atténuées.

La question est de savoir si un résultat "brick-wall" est acceptable. Dans cette configuration, une impulsion pure, un sample isolé, est retranscrit comme une fonction Sinc(x) := sin(x) / x
Les audiophiles sont allergiques à l'idée d'avoir des oscillations autour de leur transitoires. Je ne sais pas si c'est justifié. Le HDCD en tout cas cherche à éviter cela en switchant entre plusieurs filtres d'interpolations différents pour l'oversampling, avec des pentes plus ou moins raides en fonction de l'importance du respect des transitoires ou des hautes fréquences.

Pour connaître la pente du filtrage numérique opéré par l'oversampling, il suffit d'oversampler un bruit blanc numérique, et de faire l'analyse spectrale du résultat.

En tout cas, en image, l'interpolation sinc, pourtant mathématiquement parfaite, est absolument ignoble ! Cela provoque des ondulations partout dans l'image.

[GBo]

Vous avez tous les 2 raisons les gars, car l'upsampling est assimilable à une élévation de cadence assortie d'un filtrage numérique, même si plusieurs noms et méthodes sont disponibles.

Je décris ici le classique oversampling x4 d'un CD:

1) augmentation de cadence: la méthode classique pour R=4 est de rajouter 3 samples à zéro entre chaque sample issu du CD. Ce faisant, on obtient un signal de débit temporel 4x et contenant dans son intervalle fondamental le spectre initial complet + 3 images complètes de ce spectre, décalées en fréquence (6 demi-images dos à dos pour être plus précis).
J'ai essayé de les dessiner en rouge sur le dessin du 2ième lien donné par jojolapin:

NB: ici 2*pi correspond à 4x44.1KHz.

2) filtrage numérique: la méthode classique est un filtrage passe-bas numérique, appelé aussi filtre anti-imaging. Si on voit les choses en fréquentiel, ce qui est conseillé pour une bonne compréhension, ce filtrage va tout simplement couper les images indésirables.
En temporel, cette opération va amener les samples rajoutés à "s'ajuster" comme par magie avec les autres pour former une interpolation la plus idéale possible.
On obtient alors la figure de gauche de ce dessin:

Source: http://cnx.rice.edu/content/m11006/latest/
Voir aussi http://gbotet.club.fr/pourpascal.jpg pour une présentation plus scolaire.
Ensuite, le filtre analogique a beau jeu de réduire à néant ce qu'il reste d'image, c'est beaucoup plus facile (moins raide) et abime très peu la phase comme cela a été rappelé.

Sans oversampling, voilà ce que ça donne en effet:

- dessin de gauche: 2*pi correspond ici à 44.1KHz.
- desssin du milieu; on voit le résultat en fréquence du signal sortant d'un DAC à circuit bloqueur d'ordre zéro (ce qui correspond en temporel aux fameuses marches d'escalier des DAC audio classiques), on voit bien que tel quel la reconstruction du signal serait imparfaite: mauvais filtrage des images et déformation de la bande utile.
- dessin de droite: on applique ensuite en sortie de DAC un filtre analogique couteux et sophistiqué puisqu'il doit filtrer de façon très raide, voire compenser la déformation fréquentielle dite en sin x/x du circuit bloqueur.
Ceci se paye sauf exceptions sur la linéarité de la phase, alors que le procédé précedent permet de la respecter, grâce à la possibité qu'offre le numérique d'implémenter de bonnes approximations de filtres brickwall non causaux.

cdlt,
GBo

[GBo]

On s'est croisé pio pendant que je préparais mon texte