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[TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par madees le Mer 14 Juil 2010, 11:59

on voit qu'avec cet echantillons bleue, nous pouvont retracé le signal original a la perfection.
Et encore, ton dessin approximatif est un bon exemple : on ne reproduira pas à la perfection mais ceci sera enregistré :

Et à la lecture, le filtre anti-repliement va retirer toutes les harmoniques pour reproduire quelque chose comme ça :

En fait, on va perdre tous les harmoniques, ou ce qui fait que ton dessin n'est pas une pure sinusoïde

En dehors de cela, on va aussi perdre toutes les informations temporelles plus courtes que la période (différence de temps entre gauche et droite, attaques très rapides, réflexions dans la pièce...)

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par riata le Mer 14 Juil 2010, 15:42

effectivement madees ce que tu dis est vrais avec un signal complexe contenant des fréquences superieures a Fs
ma reflexion porte sur une sinusoidale pure de frequence Fs (comme ne le montre pas mon dessin a main levé... :oops: )
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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par Fab2b le Jeu 15 Juil 2010, 09:55

madees a écrit:
Et si tu passes à un support plus qualitatif que le CD un jour, ce sera déjà ça de gagné
+1, pensons a l'avenir les amis

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par ellipse le Dim 26 Déc 2010, 20:27

Juste pour féliciter Mister o de l'excellence de son travail (pédagogie, donc). Ce forum est passionnant. Bravo aussi aux membres grace auxquels j'apprends beaucoup...

...et meilleurs voeux à tous !
Wink
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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par mister o le Lun 27 Déc 2010, 01:16

Merci Ellipse, mais c'est un travail d'équipe.

En tout cas nous somme bien contents que le forum apporte des réponses à tes questions.

Et n'hésite pas à passer par si tu as un peut de temps.
Au plaisir de te lire. Wink

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par ellipse le Lun 27 Déc 2010, 20:29

Merci beaucoup !

Présentation faite !


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Précisions

Message par Audio Addict le Lun 27 Déc 2010, 22:12

Bonjour,

Je viens de m'inscrire sur le forum et j'ai parcouru ce sujet.
Je vais peut-être me faire haïr mais je tiens à préciser quelques petites choses et pour ce faire, je vais renvoyer vers des tutoriels sur mon site (désolé - si les administrateurs jugent qu'il s'agit de pub déraisonnable, je les laisse supprimer Wink ).

Plus l'horloge qui donne la pulsation à la fréquence d'échantillonnage (clock) et stable, plus faible est le jitter, et meilleur est le son.
Le son ne sera pas meilleur avec moins de jitter ! Il sera "juste" plus fidèle au son originel.
Des études ont montré que l'oreille préfère souvent un signal ayant été échantillonné avec un peu de jitter : cela peut engendrer des saturations agréables.

Donc un vieux système Apogee en 16bits/44,1khz clocker avec une Antelop Audio, sonnera mieux que les dernières interfaces HD de protools en 24bits/192khz avec la clock interne.
Tout dépend ce que l'on entend (c'est le cas de le dire) par "sonner mieux".
Si sonner mieux = moins de jitter alors c'est faux. En effet, l'horloge Antelope peut avoir très peu de jitter (ce qui ne veut rien dire en soit mais j'y revient) après passage dans un câble, le signal d'horloge sera de toute façon plus "jitterisé" que le signal d'horloge en interne dans "les dernières interfaces HD de Pro Tools". C'est un fait : l'horloge la plus stable est toujours l'horloge interne.
Pour appuyer tout cela, je vous renvoit vers mon mémoire de fin d'étude sur... le jitter.
Il y a une partie sur "jitter et câblage".

Par contre, si on considère que "sonner mieux" = plus agréable à l'oreille, alors on peut tout à fait considérer que Apogee + Antelope sera plus agréable que Digidesign. Après ce sera aussi une question de goût... Wink

Pour finir sans trop en faire, il faut dire qu'il y a plusieurs types de jitter, différentes origines pour le jitter, différentes conséquences.

Pour faire simple, le jitter n'est important qu'aux étapes de conversion (A/D et D/A - surtout A/D d'ailleurs car irréversible) lors du stockage ou du transport de l'information numérique : on s'en fout (pour faire simple encore).


Sur mon (trés jolie!) dessin on voie une frequence Fs et des échantillons bleue qui corresponde a un premier echantillonage. on voit qu'avec cet echantillons bleue, nous pouvont retracé le signal original a la perfection.
mais cet exemple est le cas limite du theoreme de Nyquist-Shannon, car quel chance avons nous de capturer des echantillons correspondant aux sommets de notre signal sinusoidal? en vérité aucune!
Les points rouges sont des échantillons du signal a la meme frequence Fe mais dans un cas quelconque. On constate que le signal que l'on pourra recréé avec les samples rouges est netement different de l'original.
Désolé mais c'est faux. Neutral
Il n'est pas nécessaire du tout de "capturer des échantillons correspondant aux sommets du signal sinusoïdal".
Et pour cela, je vous renvoie sur ce document : Théorie de l'échantillonnage pour l'audio numérique

Voilà, je tenais à préciser les choses.
En espérant ne pas vous avoir saoulés.

Meilleurs vœux à tous.

Christophe - Audio Addict


Dernière édition par madees le Lun 03 Jan 2011, 13:05, édité 2 fois (Raison : lien hs)

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par papa John le Lun 27 Déc 2010, 23:17

Christophe...
Tu es ici le bienvenu !Pas de soucis,ton forum est de qualité et je prêche plutôt pour une entraide entre forum que pour une gueguerre...Je ne gagne rien avec ce forum et ce n est pas le but ! Partager,informer,echanger c'est tout !
Même si j ai vite compris que ma venue chez toi dérangeait fortement (du coup j en suis parti) je passe toujours de temps en temps baver sur les magnifiques produits que tu proposes !

Alors une fois de plus et moi aussi !!
Bonnes fetes et avant que tu te fasses manger tout cru passe par ici

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par mister o le Mar 28 Déc 2010, 02:23

Comme te l'a dit Papa John, .
Personelement, je ne prétends absolument pas à la science infuse et je peux tout a fait me tromper, ou donner une info qui correspond a mon expérience du sujet et qui peut s'avérer incomplète ou carrément fausse...
Donc je suis ravis que des persones qui ont d'autres constats, connaissances, ou ont approfondis le sujet viennent rectifier ou completer ce qui a été dit.
C'est aussi le but d'un espace d'échange et de discussion comme le notre.
Donc merci, et non, tu ne nous as pas soulés. Very Happy

À bientôt et meilleurs voeux également.

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par riata le Mar 28 Déc 2010, 06:32

bonjour Christophe,

ton lien mène sur une page qui n'est pas en rapport avec le sujet.
si tu penses que ce que j'ai écrit est faux, merci de développer.
je suis prêt a débattre de tout, surtout si tu peux me sortir de l'erreur, mais pas de cette façon la.

Il n'est pas nécessaire du tout de "capturer des échantillons correspondant aux sommets du signal sinusoïdal"
désole mais ce n'est pas ce qui est expliqué Neutral , je te conseille donc de bien lire ce qui est écrit, de le comprendre et ensuite on en debatera si il reste des choses avec lesquelles tu n'est pas d'accord.

ps: tu peux y allez dans le théorème, j'ai un dea 'traitement du signal', pas besoin de passer par de la vulgarisation.
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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par riata le Mar 28 Déc 2010, 07:08

ca m'a enerve, j'en remet une couche!

le théorème de Nyquist nous dit que pour qu'un signal ne soit pas perturbé par l'échantillonnage, la fréquence d'échantillonnage doit être supérieure au double de la plus haute fréquence contenue dans le signal. Cette fréquence limite s'appelle la fréquence de Nyquist.

mais par perturbation, il parle uniquement de l'effet d'alias. il ne tien pas compte de tous les autres phénomènes qui interviennent. dans mon post 'faux' je met l'accent sur un déphasage de groupe induit au abords (larges) de la fréquence de Nyquist/2. deux phenomenes apparaissent:
-distorsion de la composition fréquentielle traduite par une atténuation aléatoire des hautes frequences.
-distorsion de phase la aussi aléatoire s'agravant a l'aproche de la frequence de Nyquist/2

ces deux phénomènes induisent un detimbrage et cela échappe totalement a la plupart des gens qui comprennent mal le théorème de Nyquist.
Cela tien du syllogisme. Si j'ecrit: "il est possible de capturer parfaitement une sinusoide de frequence Fs par un echantillonage a la frequence Fe=Fs*2" c'est vrais, mais uniquement dans un cas limite que j'ai decrit precedement.
La reciproque "pour capturer parfaitement un signal sinusoïdal de frequence Fs, il suffit de l'echantilloné a la frequence Fe=Fs*2" est archi-fausse.

Je te laisse médité la-dessus

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par riata le Mar 28 Déc 2010, 21:41

Je me suis replonger dans mes cours.
d'après Françis Cottet (enseignant-chercheur a l'ENSMA, auteur de "Aide-mémoire de traitement du signal")

lors de la restitution (interpolation linéaire) d'un signal composé d'une sinusoïde pure a la fréquence Fs, l'erreur en amplitude (sans parler de l'erreur de phase) est maximale aux sommets de la fonction, avec deux echantillons positionnés de part et d'autres d'un sommet.
en vous passant les details de calcul l'erreur maximale est de
E=((pi au carré)/2)*((Fs/Fe)au carré)
soit
Fe=Fs(2,2/racine de E)
si on admet une dérive en amplitude de 1% de notre signal;
Fe>=Fs(2,2/racine de 0,01)=22*Fs
il est nécessaire d'utiliser une fréquence au moins 22 fois supérieure a Fs, soit 11 fois la fréquence de nyquist.
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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par 118dB le Mar 28 Déc 2010, 23:34

Et donc ?


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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par mister o le Mer 29 Déc 2010, 00:24

Très intéressant tous ça Riata, merci pour ces précisions.

Ps: Je comprends le concept, mais avec les équations je frôle la migraine. :oops:

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par riata le Mer 29 Déc 2010, 05:27

et donc j'usqu'a preuve du contraire mon post n'est pas juste "faux"
(vexation inside)
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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par Fab2b le Lun 03 Jan 2011, 01:45

riata a écrit:et donc j'usqu'a preuve du contraire mon post n'est pas juste "faux"
(vexation inside)
Ha bon ?! ça c'est pas vu pourtant .... lol!

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par madees le Lun 03 Jan 2011, 13:05

Salut Christophe, et bienvenue !
Tu attaques direct avec un hors sujet sur le jitter (mais sur ce point tu es pardonné, ce genre de vérités sont toujours bonnes à ressasser)

C'est vrai que tu exagères de dire "c'est faux" !...
Il me semble que la distorsion dont parle Riata est justement l'argument en faveur de l'oversampling non ?

Sauf mon respect pour le Mr, mais dans le texte de Lavry :
Un argument en faveur d'impulsions "microseconde" est un argument en faveur d'un système audio "mégahertz". On n'a pas besoin d'un tel système. La plus exceptionnelle oreille humaine est loin de pouvoir répondre à des fréquences supérieures à 40kHz. C'est la raison pour laquelle les instruments de musique, les microphones et les systèmes de monitoring sont conçus pour fonctionner sur des bandes passantes réalistes, pas sur des bandes passantes "mégahertz".
Pas vraiment justifié ces considérations... Ce n'est pas parce que l'on n'est pas capable d'entendre (a fortiori a travers une chaine à BP limitée "réaliste" sic) un sinusoïde pur à 40kHz que l'on ne peut pas capter des transitoires de l'ordre de la micro seconde.
En fait dans un transducteur (oreille, micro, enceinte), il y a analogie temps/fréquence comme le prédit la théorie du signal : si une masse ne bouge pas à une fréquence (ie on est hors bande passante), elle ne bougera pas non plus soumise à une impulsion ayant la même période.
Les tests ayants établi les limites fréquentielle de l'oreille humaine (le fameux très schématique 20Hz 20kHz) ont été faits de manière monaurale, sous un casque.
Quid des relations temporelles entre canaux si il y a plus d'une enceinte, d'un micro ? la limite de discrimination temporelle n'est alors plus mécanique, puisque c'est une différentielle entre deux transducteurs, on parle alors des limites d'analyse par le cerveau.
Cette différence de temps devient différence de phase dans le domaine fréquentiel, et là dessus peu d'études si ce n'est que l'on est sur d'utiliser ça dans la perception stéréo, et comparer cette différence non périodique à un signal sinusoïdal à 1Mhz pour dire qu'elle est inaudible me parait fumeux...

Sans être un partisan du 192kHz, de nombreuses études et essais ont montrés qu'un échantillonnage à 44.1kHz était bien plus limité que le théorème de Nyquist ne le suggérait, malgré le fait que évidemment personne n'entende un sinus à 22kHz.
De même, entre un magnéto analogique à 38cm/s (30kHz de BP) et 76cm/s (60kHz de BP), qui peut dire qu'il n'entends pas la différence ?
Personnellement, je suis d'accord qu'au dessus de 88.2/96k, cela devient beaucoup trop dispendieux en ressources.

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par riata le Lun 03 Jan 2011, 19:04

le tout est très juste Madees.
a ta connaissance y a-t-il une étude chiffrée sur le rapport entre ces distorsions du signal aux abords de la fréquence de Nyquist et la linéarité de la fonction de transfert de l'opération de ad/da?

pour moi a fe=2fs, dans le cas le moins favorable (cad qu'on échantillonne au moment ou la courbe croise l'axe des abscisses) on a une erreur de 100% en amplitude et un déphasage de 90°. Ce qui est tout sauf anecdotique, vous en conviendrez!
je me demande juste si des études on été faites pour mesurer ce phénomène dans un cas réèl.
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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par Geoff Emerick de Fake le Ven 14 Jan 2011, 14:24

Ton cours fait allusion à l'erreur qui affecte l'échantillonnage lorsqu'on dispose de trop peu d'échantillons (dans ton exemple 2). C'est un problème courant en mesures: on fenêtre pour séparer le signal direct des réflexions mais on perd une partie de l'info utile.
Ton prof aurait du dire: multiplier la fréquence d'échantillonnage par 22 est UNE solution, une autre étant de mesurer 22 échantillons.
A 44.1k, 22 échantillons, çà fait 0.5 ms. Alors, c'est vrai, on peut dire que les transitoires durant moins de 0.5ms sont définis à moins bien que 1% (0.1dB).
Nous, on fait de l'audio, alors on parle de captation continue où le point d'échantillonnage se déplace et au bout de quelques millisecondes aura "scanné" toute la forme d'onde.
Quant à la distortion de phase et d'amplitude liés à l'échantillonnage, c'est un phénomène connu, appelé réponse en six/x, qui présente la particularité de présenter une valeur nulle lorsque la fréquence du signal est exactement Fs/2. Les convertisseurs intègrent un filtre de correction de ce terme, qui permet d'obtenir une réponse en amplitude et en phase linéaire jusqu'à 0.9 fois la fréquence de Nyquist.
A 44.1, la zone 15k-22k est une zône de perturbations, avec en particulier la zone 20k-22k terrain miné.
Si Philips et Sony n'avaient pas été si pressés de sortir le CD, ils auraient choisi 64kHz de fréquence d'échantillonnage et tout le monde aurait eu le même format.

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par madees le Ven 14 Jan 2011, 14:30

Une des raison du 44.1k est la récupération d'électroniques de magnétoscope pour le stockage je crois me souvenir (sic)...

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par trask le Sam 05 Fév 2011, 11:08

Bonjour à tous,

je suis à des années lumières de vos connaissances que j'admire infiniment.
Je voudrais seulement dire que ce qui compte pour moi, non initié, c'est le résultat.
Lorsque j'étais jeune, je me souviens d'un studio ou je faisais des séances en temps que musicos et ou l'ingénieur de maintenance
nous pourrissait quand on faisait taper dans le rouge les vues de la console MCI. On avait beau lui dire que cela nous
donnait la couleur recherchée, il se retranchait derrière ses formules. Maintenant on fabrique des machines pour recréer cette couleur !
je veux dire par là que les petits affrontements vus ci-dessus sont intéressants mais la création nécessite quelque fois que l'on transgresse les règles.
Moi ce qui m'intéresse, c'est d'écouter 2 mix, choisir celui qui à mon goût sonne le mieux et ensuite il est super intéressant de savoir
ce qui les différencie par rapport aux discussions techniques que vous avancez et d'en tirer les conclusions. Autrement dit, prendre le problème à l'envers.
Le technicien doit marcher main dans la main avec le musicien car ce n'est pas forcément la formule la plus efficace sur le papier qui aboutira au résultat sonore souhaité.
Par exemple il y a des grooves box sur le marché en 12 bits et pour certains styles c'est très bien et pourtant le 12 bit c'est "caca" techniquement.
Cela dit, j'ai bien conscience que nous ne sommes plus en 1970 et que les marges d'erreur en numériques sont bien plus fatales qu'en analogique.
En tous les cas, je met de côté ce tuto formidable, vraiment passionnant !

Bravo
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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par Geoff Emerick de Fake le Sam 05 Fév 2011, 13:25

Il y a deux aspects dans ta réponse.
Le premier, c'est: "si çà sonne bien, c'est bien", et çà personne n'a le droit de le nier. Cela dit, çà comporte une sérieuse dose de subjectivité et de ce qu'on appelle les "goûts acquis". Un peu hors-sujet, mais c'est comme les sushi, le samishen, la vuvuzella ou les blattes grllées...
Le second, c'est qu'avec la meilleure volonté du monde, un mec sans bagage scientifique et technique serait incapable de créer un micro statique, une console multipiste ou une DAW. Et en tout cas, le cahier de charges de développement passe forcément par une définition du résultat à obtenir, qui est toujours de faire mieux (je n'ai jamais entendu dire: "allons-y, on va sortir un produit qui marche moins bien"). Et cette notion de mieux passe forcément par une description mathématique basée sur la recherche du minimum d'erreurs dans les processus.
On ne peut pas dire: "mettons une horloge pourrie parce qu'il paraît que çà sonne mieux pour certains" - parce qu'une fois qu'on a cradifié, on ne peut plus décradifier, par contre le contraire est vrai.
Cela dit, ton mec qui disait qu'il ne faut pas taper les biglos de la MCI dans le rouge est un serré du cul...

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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par trask le Sam 05 Fév 2011, 16:18

Je suis entièrement d'accord avec toi.
Mais ma réflexion était de dire que tous les grands du siècles dernier de Picasso à le Corbusier en passant par les Beatles ont tous transgressé les règles
pour parvenir à ce qu'ils voulaient.
Les deux mondes de la technique pure et de la création quelle qu'elle soit doivent cohabiter en bonne entente, sans parler des erreurs de manip qui dès fois ont généré des choses remarquables.
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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par Gae le Mar 28 Aoû 2012, 22:18

Avant de transgresser les règles, il faut(drais) d'abords les connaitre !!

Super tutorial !! Merci 1001 fois !
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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

Message par mister o le Mer 29 Aoû 2012, 00:00

Effectivement, c'est mieux... Very Happy

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"Dans le son, les règles sont là pour être transgressées. Votre oreille est seule juge et le bon goût votre avocat"
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mister o
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Re: [TUTO]Bits, fréquences d'échantillonnages, re-quantification: Que choisir?

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