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Tout ce qui touche la Haute-Fidélité numérique

[Tuto] Introduction à la correction numérique en démat'

Message » 23 Jan 2017 20:24

Salut à tous,


La question de l'égalisation revient de plus en plus souvent lors de récentes discussions hifi et je vois que beaucoup d'audiophiles ignorent les capacités de leurs ordinateurs pour égaliser la réponse en fréquence (enlever ou ajouter quelques db à telle ou telle fréquence) ou corriger la phase.

Et pour ceux qui connaissent cette fonctionnalité, je constate que beaucoup croient que c'est très compliqué. Il est vrai que selon ce qu'on veut veut faire, il peut y avoir un peu d'investissement intellectuel mais rien de bien compliqué et toute l'aide est disponible sur ce forum.

L'endroit dédié ou ça se passe est :
Là : acoustique/
Et là : acoustique-correction-active-et-logiciels-de-mesure/

Ce n'est pas dans la section hifi car, j'imagine, les techniques sont les mêmes en home cinema.

Je poste donc ici un tuto très light que j'ai commencé au fil d'une discussion sur la recherche d'un FDA avec égalieur.
C'est plus proche d'exemples et de généralités que d'un vrai tuto.
Le but est de donner les grandes lignes et de démystifier le sujet et inviter les hifistes strictement adeptes du 2.0 à venir jeter un oeil sur les formidables capacités de traitement de nos ordinateurs.

Voici :


La correction numérique, pour quoi faire ?

Egalisation, la correction de la réponse en fréquence (ou amplitude) :
On peut corriger la réponse en fréquence, c'est à dire le niveau sonore produit par votre chaine à une fréquence donnée. En effet, que ce soit à cause des enceintes ou de la salle (et dans une très faible mesure, des électroniques), certaines fréquences seront reproduites plus ou moins fortes que ce qui est prévu dans l'enregistrement qu'on cherche à reproduire le plus fidèlement possible.

A noter que concernant la réponse en fréquence, la salle, le placement des enceintes et du point d'écoute sont les causes principales des variations de réponse en fréquence dans le grave (l'onde sonore provenant de vos enceintes vas se mélanger à des réflexions sur les murs, sol et plafond). La correction numérique est possible mais la correction accoustique de la salle (diffraction, absorbtion, bass traps) devrait venir en premier.

Vous pouvez vous faire une idée de la non linéarité de la réponse en fréquence de votre système en écoutant un sweep.
Exemple (attention ne mettez pas trop fort) : https://www.youtube.com/watch?v=qNf9nzvnd1k
Voyez comme le volume peut varier, pourtant dans l'enregistrement le volume est constant.

REW permet aussi de faire des sweeps et possède un générateur de fréquences pour pouvoir mieux tester à l'oreille.

Correction de la phase :
On peut aussi corriger la phase qui est un décalage temporel de l'onde à certaines fréquences. Une enceinte peut passer par exemple d'un signal original en bleu à ce signal en rouge :

Image

On ne peut corriger que le déphasage lié à la chaine, et non à la pièce. En effet, les réflexions de la pièce arrivent déphasées par rapport à ce que l'enceinte émet qui est elle-même en déphasage avec la source (principalement à cause de ses filtres).
Avec la correction numérique, on ne pourra créer qu'un déphasage variable avec la fréquence donc on ne pourra corriger qu'un déphasage : celui des enceintes.

C'est pourquoi la mesure pour la phase se fait avec le micro proche des enceintes et loin des murs (idéalement dehors un jour sans vent) et on va ensuite utiliser une "fenêtre" dans le logiciel de mesure pour éliminer les problèmes de réflexions.

De même, on comprend aisément qu'un traitement numérique ne peut enlever la réverb d'une salle. Vous pouvez mettre ce que vous voulez comme électronique, une enceinte mise dans une église fera de la réverb. Traitement de la salle et correction numériques sont deux aspects complémentaires de la recherche de fidélité.

Pas de panique, notre cerveau est un pro de l'analyse du déphasage, il sépare automatiquement les signaux provenant des enceintes et ceux provenant des murs pour vous donner l'impression d'enceintes dans une salle. Il faut juste pour ça que l'onde principale soit suffisamment décalée dans le temps pa rapport à l'onde réfléchie, c'est pourquoi vous devez éloigner vos enceintes des murs. Pour avoir une bonne marge, le trajet d'onde réfléchie doit être d'au moins 1,5m supérieur à celui de l'onde directe.

Je ne développe pas plus la question de la phase, c'est une introduction.

Je vous recommande de procéder par difficulté croissante :
- 1 : avec un générateur de fréquence ou un sweep, détectez les bosses et creux principaux et faites à l'oreille les corrections à l'aide d'un égaliseur graphique
- 2 : achetez un micro de mesure et mesurez l'amplitude, faites une correction plus précise à l'aide de la convolution mais sans toucher à la phase
- 3 : faites une mesure de phase (plus complexe à cause de ces réflexions) et corrigez avec la convolution.


La correction d'amplitude (ou égalisation) :
Pour égaliser à partir du PC, il y a plusieurs façons de faire.

La façon la plus simple est d'utiliser les modules DSP disponibles dans ton logicel de lecture.
Il y en a différents types selon les logiciels, avec 3 grandes catégories :

Les égaliseurs simples :

Exemple sous JRiver :
Image


Les égaliseurs paramétriques : on peut régler la fréquence, le gain et le 'Q' (la largeur de la correction autour de la fréquence choisie), on a donc un meilleur contrôle. Certains sont graphiques, d'autres comme ci dessous, il n'est pas rare de voir d'autre fonctions disponibles sur ces égaliseurs comme des filtres par exemple.

Exemple sous JRiver :
Image

La correction par convolution :

C'est un genre de super égaliseur paramétrique phase et amplitude qui se paramètre en dehors du logiciel.
Tu crées une correction avec un logiciel (en général rephase sur PC) et tu exportes ensuite le setup dans un fichier WAV que tu importes ensuite dans le DSP convolution de ton logiciel de lecture.

Exemple d'écran rephase (ici pour une correction de phase mais l'onglet "Parametric Gain EQ" donne la même chose avec des db de gain au lieu des ° de rotation de phase)

Image

L'avantage de la convolution est qu'elle traite à la fois la phase et le gain. Même si tu ne souhaites pas te lancer dans des corrections de phase, la convolution de garantit que ton égalisation ne foutra pas la grouille dans ta phase (seule la convolution permet ça à ma connaissance).

J'utilise la convolution pour corriger la phase et l'amplitude au quotidien et c'est vraiment génial comme résultat à l'écoute.
L'utilisation CPU liée au traitement temps réel est très faible avec ce type de correction, moins de 8% sur un tout petit PC vraiment pas puissant et passif (un Athlon 5350) sur un flux 24/192, le CPU ne monte même pas à sa fréquence max pour ça.

C'est bien gentil, mais comment égaliser tous les flux audio, pas seulement la lecture des flacs ?

Après, ces 3 systèmes ne permettent que d'égaliser dans ton soft de lecture. Pas les trucs internet genre youtube ou qobuz.
Il y a une solution pour que toutes les applis utilisent l'égalisation, c'est de faire cette égalisation dans une carte son virtuelle (un logiciel qui se fait passer pour une carte son et qui va recevoir les flux audio des applis, appliquer la correction et balancer ça vers la vraie carte son).
Dirac fonctionne comme ça, je crois. Il y a aussi d'autres softs qui font ça.
JRiver a cette fonctionnalité et je l'ai parfois utilisée. Ca marche.

La mesure :

Ok, c'est toujours bien gentils mais avec autant de paramètres de correction, comment je fais pour savoir quels réglages je dois faire ?

Il est toujours possible de simplement faire une petite correction d'amplitude à l'oreille via un égaliseur simple ou paramétrique ou même convolution, comme on fait avec n'importe quel égaliseur à boutons finalement.

On peut aussi utiliser des générateurs de fréquence sinus (comme celui présent dans REW par exemple) pour trouver les bosses et creux à l'oreille. les plus grosses sont très très audibles, on passe allègrement de +3 db à -3db voir +6 à -6. Ca s'entend carrément !

Cependant pour corriger la phase et pour corriger plus précisément l'amplitude, il faut passer par la mesure.

Sur PC, ça se passe avec REW (très complet mais je doute parfois de sa fiabilité) ou HOLM Impulse (plus moche mais aussi plus simple et plus fiable). Pour ça il faut un micro de mesure (100€ pour un Umik USB par exemple) et ensuite le soft fait presque tout tout seul.
Il n'y a plus qu'à traiter la mesure de la phase (windowing) puis importer les courbes d'amplitude et de phase dans Rephase, bouger les potars pour essayer de ramener ça à quelque chose de plat, exporter le WAV de convolution et zou, on touche plus à rien et vive la musique.

Pour cette introduction, je ne développe pas plus la question de la mesure.

Liens utiles :

Pour rappel, les sections dédiées sont :
Là : acoustique/
Et là : acoustique-correction-active-et-logiciels-de-mesure/

Le topic dédié à REW : acoustique-correction-active-et-logiciels-de-mesure/room-eq-wizard-v5-t29940378.html

Le topic de mes questions de bleu à mes débuts : post178921929.html#p178921929

Un micro de mesure couramment employé ici : https://www.minidsp.com/products/acoust ... ent/umik-1

Tuto rephase / JRiver : http://jimmy.thomas.free.fr/Jriver/Tuto ... mpulse.pdf

Précisions de Pio2001 sur la convolution en page 2 : post179127779.html#p179127779

Détails sur la méthode Pio2001 : post179130335.html#p179130335

Les softs gratos :

Room EQ wizard (REW pour les intimes) : http://www.roomeqwizard.com/
Rephase : https://sourceforge.net/projects/rephase/
HOLM Impulse : http://www.holmacoustics.com/holmimpulse.php
Dernière édition par JAVA Alive le 31 Jan 2017 0:43, édité 8 fois.
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Message par Google » 23 Jan 2017 20:24

 
 
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Message » 24 Jan 2017 12:05

+ 1 :bravo:

Ca peut être très utile. Un vaste sujet...

:thks:
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Message » 24 Jan 2017 14:34

Si on y réfléchit, pas plus vaste (et même bien plus simple) que les sempiternelles questions "quel ampli pour baisser l'agressivité de mon système" ou "mon grave est trop ceci pas assez ça", sans compter les "quel tube est le plus smooth pour du Led Zepplin".

Eh oui, de mémoire on peut trouver des plugins "tubes" VST qui devraient pourvoir s'importer dans Foobar ou JRiver comme n'importe quel machin VST. Ils doivent ajouter de la DH, voir de la saturation.

Faire sonner votre FDA comme un bon vieux tube, ça vous dit ? :ane:
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Message » 25 Jan 2017 0:32

Salut Java,
Bonne idée, ce topic.

Mais je me pose une question : pourquoi corriger la phase de l'enceinte ? Notre oreille n'est pas sensible à la phase. Elle ne distingue pas les courbes rouge et bleue de ton diagramme (jusqu'à une certaine limite... j'ai vu cité 1/20e de seconde de déphasage max).

Le respect de la phase est critique lorsque deux haut-parleurs jouent tous les deux la même fréquence à partir de deux endroits différents : tweeter et woofer non coaxiaux, sur leur zone de fréquence de recouvrement, ou bien caisson et enceintes principales, pour les quelques Hz de transition. S'ils ne sont pas en phase, le son de l'un risque d'annuler celui de l'autre !
Dans ce cas peu importe que le 1950 Hz soit complètement déphasé par rapport au 2000 Hz, cela n'a pas d'effet notable sur le son, à condition que tweeter et woofer déphasent tous les deux exactement de la même façon à la même fréquence. Ce qui n'est a priori pas le cas en pratique. Et c'est ça le vrai problème de la mise en phase.

Accessoirement, si un utilise un égaliseur qui déphase, et qu'on applique une correction variable sur la zone de recouvrement entre deux haut-parleurs ou caisson, par exemple 0 db à 1900 Hz et +2 dB à 2000 hz, on risque de saboter la mise en phase de l'enceinte. Là, on a peut-être intérêt à utiliser une égalisation qui ne déphase pas.

Notre oreille est capable de détecter d'infimes variations de phase entre la voie gauche et la voie droite. Mais entre une fréquence f1 et une fréquence f2 sur un même canal dans un même haut-parleur, il faut que le déphasage soit vraiment important pour être audible.

Est-ce qu'on peut rappeler le nom des filtres qui déphasent et de ceux qui ne déphasent pas ? Si je ne me trompe pas, les filtres "à phase minimale" déphasent, tandis que ceux "à phase linéaire" ne déphasent pas, c'est bien ça ?
Pourquoi existe-t-il des filtres "à phase minimale" alors ? Parce que ce sont les seuls à corriger en temps réel, indispensable en condition de concert, ou d'enregistrement, par exemple. Si on entend ses camarades musiciens avec du retard, on va se mettre à jouer en retard aussi !
De mémoire, les filtres IIR (Infinite Impulse Response) ne peuvent être qu'à phase minimale, et les filtres FIR (Finite Impulse Response) peuvent tout faire, c'est bien ça ?

Donc, toujours sous réserve, l'idéal pour égaliser notre chaîne sans déphaser notre enceinte, ce sont des filtres FIR à phase linéaire, c'est bien ça ?
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Message » 25 Jan 2017 2:56

Salut Pio2001,

Audibilité d'une correction de phase.

Concernant la question de notre capacité à entendre un déphasage, je pense qu'effectivement on n'entend pas vraiment de différence de "son", les timbres semblent rester identiques, c'est en tous cas ce que j'ai expérimenté moi même.

La différence se fait surtout, à ce qu'il paraît, sur la scène 3D car la phase serait utilisée par notre cerveau pour déterminer la direction d'où provient un son.
Les déphasage des enceintes sont quand même très importants, ils dépassent couramment les 360°.

Je n'ai pas fait beaucoup de tests comparatifs car quand j'ai travaillé mes corrections, j'ai assez rapidement fusionné ma correction de phase et celle en amplitude dans un seul fichier de convolution et j'ai perdu mes fichiers rephase et REW/HOLM depuis (je n'ai plus que le WAV final). Je ne peux donc plus re-tester la phase seule sans refaire de mesure et comme je déménage bientôt, le micro est dans les cartons.

J'ai quand même fait quelques tests lorsque j'avais créé le filtre et il m'a semblé entendre des différences subtiles. Hallu ou pas, je n'ai pas testé en aveugle pour le déterminer mais je confirme que c'est plutôt subtil. Après je crois que les dynaudio C2 n'ont pas de filtre méga tordu, c'est juste de 6db/octave je crois (ou 12). Avec d'autres enceintes (3voies, des filtres 24 db/octave) ça peut peut être créer une plus grande différence. Aux dires d'autres personnes qui ont fait ces corrections, l'écart serait flagrant. Les C2 ont déjà une excellente image sonore 3D, c'est peut être ce qui explique le peu de différences perçu par mes tests.

C'est une question qui mérite d'être creusée, je ne suis vraiment pas un spécialiste des questions de phase alors je verrai plus tard lors de mes nouvelles mesures dans ma nouvelle salle si oui ou non, j'entends une différence en aveugle.

Points techniques

IIR vs FIR : je n'en sais rien. On ne se pause guère la question avec rephase puisque le résultat est graphique. On prend celui qui ne fout pas la grouille dans la phase.

Concernant le fait de perturber la mise en phase des HP qui ont une bande de recouvrement, je pense qu'il n'y a pas de risque quel que soit le filtre puisque toute modification de phase va toucher d'une manière identique les 2 HP a une fréquence donnée. Ils resteront donc en phase entre eux.
Je n'ai en tout cas par remarqué de bosse ou creux apparaître à la fréquence de crossover des mes C2 ( ce qui se passerai si un déphase se créait).

Je ne suis vraiment pas un spécialiste de la correction de phase, j'ai juste fait la mienne en suivant des conseils sur un des topics que j'ai mis en lien.
C'est clairement plus subtil à l'oreille qu'une correction d'amplitude et c'est plus complexe, c'est pourquoi je l'ai placée en dernier.
J'en ai quand même parlé car c'est un des volets de la convolution et, subtil ou pas, ça reste parfaitement mesurable et bien plus tangible que les différences entre DAC (pas exemple) discutées en long en large et en travers alors que les mesures donnent des écart bien en-deça de la perception humaine, sans parler des câble ou plus aucune différence n'est mesurable sur le signal.

En outre, même si on ne corrige pas la phase, avec la convolution on peut au moins faire une correction d'amplitude sans la détériorer.

Généralités

Le but du topic est avant tout d'inciter les gens qui croient que l'égalisation c'est trop complexe ou anti "hifi" à jeter un œil au sujet. (et accessoirement de mettre un lien vers ce topic plutôt que me répéter d'un topic à l'autre :mdr: )

Déjà, si on est 100% démat', avec un simple égaliseur on règle tous les problèmes de "mon son a trop de ceci, pas assez de ça" autrement plus efficacement qu'en changeant d’électroniques ou d'enceintes (et pour bien moins cher). Rien que ça, c'est énorme.

Si en plus, on investit un peu d'argent et de temps pour faire des mesures d'amplitude et qu'on corrige par des moyens accoustiques (traitement de la salle, placement enceintes / point d'écoute) et par une égalisation précise (liée à la mesure) on transfigure l'écoute. C'est bien plus équilibré, homogène et on peut beaucoup plus monter le son sans fatigue.

Le traitement de la pièce et la correction d'amplitude, ça fait pour moi partie du minimum vital pour qui prétend faire de la haute fidélité.
D'une part ça me semble être d'un logique élémentaire, d'autre part mon expérience a eu un impact fantastique sur la restitution de ma chaîne, il ne me vient jamais à l'idée de désactiver la convolution dans JRiver.
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Message » 25 Jan 2017 12:13

JAVA Alive a écrit:Si en plus, on investit un peu d'argent et de temps pour faire des mesures d'amplitude et qu'on corrige par des moyens accoustiques (traitement de la salle, placement enceintes / point d'écoute) et par une égalisation précise (liée à la mesure) on transfigure l'écoute. C'est bien plus équilibré, homogène et on peut beaucoup plus monter le son sans fatigue.

Le traitement de la pièce et la correction d'amplitude, ça fait pour moi partie du minimum vital pour qui prétend faire de la haute fidélité.
D'une part ça me semble être d'un logique élémentaire, d'autre part mon expérience a eu un impact fantastique sur la restitution de ma chaîne, il ne me vient jamais à l'idée de désactiver la convolution dans JRiver.

+ 1 :bravo:
J'ai fait réaliser des mesures d'une pièce pas une personne équipée du nécessaire (micro, PC, logiciel) de là, on a modifié le placement des enceintes, aménagé l'environnement d'écoute différemment, apporté par la suite quelques traitements acoustique ; un changement de la restitution tellement flagrant, que j'ai eu l'impression d'avoir changer mon matériel :o

Utilisant JRiver depuis quelques années, c'est un outil qui permet déjà de corriger les imperfections. Il suffit de s'amuser à désactiver la convolution pour remarquer la net différence :ko:
Un petit tuto : http://jimmy.thomas.free.fr/Jriver/Tuto ... mpulse.pdf
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Message » 25 Jan 2017 13:07

JAVA Alive a écrit:
La différence se fait surtout, à ce qu'il paraît, sur la scène 3D car la phase serait utilisée par notre cerveau pour déterminer la direction d'où provient un son.


Puisque tu as l’équipement et la volonté de t'impliquer, tu pourrais monter des expériences pour essayer d'évaluer l'impact du paramètre phase afin de lever l'incertitude et de confirmer ou d'infirmer l'hypothèse.

Cela pourrait faire l'objet d'une autre filière pour ne pas mélanger le "comment" au "pourquoi".

La configuration dans mon profil


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Message » 25 Jan 2017 13:23

@Scytales > oui, comme expliqué plus, je n'ai plus mes fichiers ".rephase" et de mesure initiaux (il m'en reste quelques uns mais il ne sont pas nommés, je ne sais plus qu'est-ce qui correspond à quoi), il faut que je refasse des mesures afin d'avoir un fichier de convolution avec uniquement la correction de phase. Je le ferais après le déménagement (nouvelle pièce oblige) et effectivement ça peut être pas mal de faire un fil dédié sur audibilité de cette correction.

@letit69 > oui, c'est clair. Merci pour le lien, je me permet de le mettre en en-tête.
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Message » 25 Jan 2017 13:25

JAVA Alive a écrit:@letit69 > oui, c'est clair. Merci pour le lien, je me permet de le mettre en en-tête.

:bravo: :wink:
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Message » 25 Jan 2017 13:33

Scytales a écrit:
JAVA Alive a écrit:
La différence se fait surtout, à ce qu'il paraît, sur la scène 3D car la phase serait utilisée par notre cerveau pour déterminer la direction d'où provient un son.


Puisque tu as l’équipement et la volonté de t'impliquer, tu pourrais monter des expériences pour essayer d'évaluer l'impact du paramètre phase afin de lever l'incertitude et de confirmer ou d'infirmer l'hypothèse.

Cela pourrait faire l'objet d'une autre filière pour ne pas mélanger le "comment" au "pourquoi".

Un outil et explications pour se faire une idée :
http://www.ohl.to/about-audio/audio-sof ... audibility
thierryvalk
 
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Message » 25 Jan 2017 19:25

Intéressant. :bravo:
J'ai testé rapidement.

Internal generator : Sawtooth
Filter : actif
Phase 24db/oct sélectionné. Ca veut dire qu'il va simuler le déphasage d'un filtre 24db/octave sans applique le filtre, c'est ça ?
Group delay à 10 vs 70 => pas du tout le même son. Je dirai plus de grave et plus envahissant (on a l'impression que le grave vient de l'intérieur de la tête, un peu comme certaines écoutes au casque).

Je sais pas si c'est probant comme test.

J'ai pas réussi à faire d'ABX. Comment ça marche cette partie ?
JAVA Alive
 
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Message » 26 Jan 2017 14:50

J'utilise convolver pour les 44.1 (foobar) et Mathaudio EQ Room (foobar) pour les 96.
Qualité de corrections sont quasi identiques pour les deux.
Ma part d'expérience :
1/ mesures REW :
- 6 mesures pour ch. gauche et 6 pour ch. droite sur 1 m2 dans la zone d'écoute.
Image

2/ REW : dernière version compatible avec rePhase
- calculer une courbe "average " sur la base des 6 courbes de G. et même chose pour D.
- calcule de filtres , eq. rePhase , lissage "Psychoacoustic"
- exporter ces filtres en format .xml vers rePhase
Image

3/ rePhase :
- importer les filtres pour corriger la courbe "average " pour G. et même chose pour D.
( ...en phase minimum .)
Image
- calculer fichier .wav :
En 44.1 pour avoir FFT=65536 ..il faut generer : taps= 32768 et FFT = 131072 !
Dans convolver on a : taps= 32768 et FFT = 65536
mickamal
 
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Message » 26 Jan 2017 15:05

Merci ! Moi j'ai fait la feignasse, j'ai juste mesuré au point d'écoute. :D

Par contre pourquoi deux systèmes en fonction de la fréquence ?

Sous JRiver, maintenant c'est automatique, il applique la convolution quelle que soit la fréquence d'échantillonnage du fichier source (on n'a plus le fichier texte à se taper, on donne directe le WAV) et ce, sans faire d'over/under sampling.

Or foobar utilise le même plugin convolver à ma connaissance (mais peut être une ancienne version ?). A tester.
JAVA Alive
 
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Message » 26 Jan 2017 16:45

" Moi j'ai fait la feignasse, j'ai juste mesuré au point d'écoute"
.........................................
:) ...non , il faut calculer les filtres sur une base de multi-mesures.

"Par contre pourquoi deux systèmes en fonction de la fréquence ?"
.........................................
Juste comme ça , pour changer un peu ...
Dans rePhase il faut calculer les .wav différents pour les 44.1/16 et et pour les 96/24.
Mathaudio EQ Room prend tout types de résolutions , automatiquement .
mickamal
 
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Message » 26 Jan 2017 22:03

:ane:

La configuration dans mon profil


Bien sûr que ça n'est pas raisonnable ! Mais en HI-FI est-ce le but ? Mario RICCI.
yijing
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