Les filtres de reconstruction du signal

[Dur_de_la_feuille]

J'ouvre ce fil afin de poursuivre ici une discussion sur les filtres numériques (fast roll-off, short roll-off, etc. ), entamée en page 6 du fil de discussion du QLS361 et qui vire là-bas au hors sujet.

Le début de la discussion est là :
https://forum.tellementnomade.org/view ... 6#p953986

Le sujet mériterait une intro plus explicite que cela, à rédiger à posteriori peut-être (en rééditant ce premier message) selon que les modos jugent utile ou non de déplacer ici des messages du fil précédent (à partir de la page 7 ?).

Une vidéo, en français, que je conseille de visionner pour éclairer la discussion :

[DaveStarWalker]

Très bonne initiative pour un sujet qui demeure largement un impensé

Mea culpa, moi le premier, pendant des années.

Disons que je l'avais survolé sans nécessairement vérifier par moi-même les assertions (nombreuses sur le Net) des uns et des autres.

[DarkZunicorn]

Dites-moi si je me trompe, mais est-ce que lesdits filtres ne servent pas uniquement à supprimer les artefacts de conversion situés dans l'ultra-aigu (> 22 kHz), leurs diverses appellations renvoyant uniquement aux différentes manières dont s'effectue la transition entre le signal et sa partie tronquée à la suite de cette opération et, en premier lieu, à la pente de ce qui n'est au fond qu'un passe-bas (ou qu'un coupe-haut, si l'on préfère) ?
Deuxième question : si ces filtres agissent bien sur des fréquences de toute façon inaudibles pour l'oreille humaine, à quoi bon nous les proposer et, conséquemment, à quoi bon en parler ?

[DaveStarWalker]

Dites-moi si je me trompe, mais est-ce que lesdits filtres ne servent pas uniquement à supprimer les artefacts de conversion situés dans l'ultra-aigu (> 22 kHz), leurs diverses appellations renvoyant uniquement aux différentes manières dont s'effectue la transition entre le signal et sa partie tronquée à la suite de cette opération et, en premier lieu, à la pente de ce qui n'est au fond qu'un passe-bas (ou qu'un coupe-haut, si l'on préfère) ?
Deuxième question : si ces filtres agissent bien sur des fréquences de toute façon inaudibles pour l'oreille humaine, à quoi bon nous les proposer et, conséquemment, à quoi bon en parler ?

Dites-moi si je me trompe, mais est-ce que lesdits filtres ne servent pas uniquement à supprimer les artefacts de conversion situés dans l'ultra-aigu (> 22 kHz),

Oui et non. Tout est dans le "uniquement". Et là il s'agit de l'aspect fréquentiel, c'est à dire le moins important.

leurs diverses appellations renvoyant uniquement aux différentes manières dont s'effectue la transition entre le signal et sa partie tronquée à la suite de cette opération et, en premier lieu, à la pente de ce qui n'est au fond qu'un passe-bas (ou qu'un coupe-haut, si l'on préfère) ?

Oui et non. Davantage de "manières" il vaut mieux parler de "méthodes", qui impliquent des corrections de phase ou non, du ringing ou non, pré, post, des fronts de montée symétriques (linéaires) ou asymétriques (correction de phase, phase minimale, pente raide ou douce...)... Les réponses impulsionnelles et les signaux carrés sont intéressants car graphiquement, les différences sont nettes.

Deuxième question : si ces filtres agissent bien sur des fréquences de toute façon inaudibles pour l'oreille humaine, à quoi bon nous les proposer et, conséquemment, à quoi bon en parler ?

cf ce qui précède l'aspect fréquentiel n'est pas le plus important. Et donc cela sert d'en parler car cela s'entend (ou tout du moins se perçoit).

Cela vaut ce que cela vaut mais ce petit tableau vulgarisateur, de ce point de vue, est je pense assez "juste" :



En quelques mots simples.

[DarkZunicorn]

Merci, Dave.

[DaveStarWalker]

Merci, Dave.

Pour l'aspect "fréquentiel", je n'ai jamais perçu une bande passante paraissant plus ou moins large entre ces divers filtres... Par exemple.

Par contre, et c'est là que c'est intéressant, c'est plutôt la "perception" des fréquences dans la bande passante utile qui change... subtilement (ce n'est jamais le jour et la nuit... ça ressemble beaucoup ce que font les câbles... je trouve)

Par exemple, selon les filtres j'ai (je parle en mon nom) la sensation de timbres plus ou moins "brillants", ou "denses" aussi. Dans les cuivres, les violons... (pas "que" évidemment, mais je parle de ce qui me semble être le plus évident).

C'est aussi pour cela que j'évoquais les "queues de réverbération" et les "coups de caisses claires". Selon les filtres, tu les perçois plus ou moins nettement, et cela claque plus ou moins également.

C'est comme tout : quand tu ne sais pas, tu n'y fais pas attention. Dans le cas contraire, tu remarques des choses... Il faut fonctionner par recoupements.

Et donc toute restitution est la somme de petites choses, de petits détails, mis bout à bout... rien de magique mais au final, c'est subtil sans l'être. Vraiment cela me rappelle les câbles.

Avec le recul, des petites choses qui parfois me "dérangeaient' (parfois des duretés infimes : exemple le plus courant, mais il y a d'autres choses) et que j'attribuais au câble, ou à l'intra, ou à que sais-je... je sais maintenant que c'était le filtrage...

Plus lisible (AKM) :



Bon après les "Natural tone"' vs "Acoutic sound" vs etc... je ne sais pas trop ce que cela veut dire (marketing pur... )...

[Dur_de_la_feuille]

@DaveStarWalker, pardonne moi d'isoler une partie seulement du propos ci-dessous pour y réagir.

[...] plus je creuse la question, plus ce qui m'"apparait être important dans le résultat subjectif d'écoute, c'est cela (au passage, jipihorn* ne dit pas autre chose... ) :

1/ NOS, impulsion parfaite, calage temporel parfait :



2/ Filtrage linaire rapide ici en l'occurrence :



Et là les choses sont inversées et ce n'est pas beau... notamment tout ce qui précède l'impulsion... et qui se manifeste pour l'ensemble des fréquences contenues dans la bande passante utile...

Au risque de t'avoir mal compris... je crois que tu interprètes mal les courbes que tu pointes ci-dessus. La vidéo de jipihorn que je vous ai partagé aurait dû t'éclairer sur la juste interprétation de ces ondelettes.

Ces 2 courbes sont les représentations dans le domaine fréquentiel des filtres passe-bas utilisés dans la reconstruction du signal audio numérique (brickwall, fast roll-off, slow roll-off, etc.). A une fonction appelée "porte" ou "créneau" (la forme du filtre dans le domaine fréquentiel) correspond une transformée de la forme sin(t)/t (appelée sinus cardinal) dans le domaine temporel.

Ces courbes représentent les filtres et non le signal audio. Comme expliquée dans la vidéo de jipihorn, ton signal audio est obtenu par la somme d'un très grand nombre de ces ondelettes, décalées dans le temps et pondérées par des coefficients liés à sa décomposition de Fourier.

Internet regorge de commentaires erronés sur le pre-ringing... ils reposent justement sur cette confusion entre une fonction mathématique et le signal audio. Il y a je crois une mise en garde claire de jipihorn à ce sujet dans la vidéo.

Plus la pente du filtre est raide et moins la fonction sinus cardinal est amortie, donc plus elle s'étend dans le temps. Cette longueur illustre le temps de calcul à bufferiser dans la reconstruction du signal audio puisque l'influence de chaque échantillon s'étend sur le temps correspondant. Selon les filtres donc, et la forme de la fonction associée dans le domaine temporel, la charge de calcul est plus ou moins grande.

Cette représentation temporelle illustre aussi qu'un filtre parfait (discontinu, à pente infini, avant 20kHz tout est passé, après rien) est impossible à modéliser à la reconstruction car il nécessiterait d'intégrer une information infinie sur un temps infini (la fonction sinus cardinal correspondant à un tel filtre s'étend de part et d'autre à l'infini).

Pas sûr d'être le meilleur des pédagogues sur ce sujet, et possible que de bons matheux corrigent mes propos car les transformations de Fourier sont tout de même loin derrière moi maintenant. Mais il faut être prudent avec les objets manipulés ici et ne pas leur faire dire plus qu'ils ne peuvent.

[DaveStarWalker]

@DaveStarWalker, pardonne moi d'isoler une partie seulement de ton dernier propos pour y réagir.

EDIT : la voilà !

[...] plus je creuse la question, plus ce qui m'"apparait être important dans le résultat subjectif d'écoute, c'est cela (au passage, jipihorn* ne dit pas autre chose... ) :

1/ NOS, impulsion parfaite, calage temporel parfait :



2/ Filtrage linaire rapide ici en l'occurrence :



Et là les choses sont inversées et ce n'est pas beau... notamment tout ce qui précède l'impulsion... et qui se manifeste pour l'ensemble des fréquences contenues dans la bande passante utile...

Au risque de t'avoir mal compris... je crois que tu interprètes mal les courbes que tu pointes ci-dessus. La vidéo de jipihorn que je vous ai partagé aurait dû t'éclairer sur la juste interprétation de ces ondelettes.

Ces 2 courbes sont les représentations dans le domaine fréquentiel des filtres passe-bas utilisés dans la reconstruction du signal audio numérique (brickwall, fast roll-off, slow roll-off, etc.). A une fonction appelée "porte" ou "créneau" (la forme du filtre dans le domaine fréquentiel) correspond une transformée de la forme sin(t)/t (appelée sinus cardinal) dans le domaine temporel.

Ces courbes représentent les filtres et non le signal audio. Comme expliquée dans la vidéo de jipihorn, ton signal audio est obtenu par la somme d'un très grand nombre de ces ondelettes, décalées dans le temps et pondérées par des coefficients liés à sa décomposition de Fourier.

Internet regorge de commentaires erronés sur le pre-ringing... ils reposent justement sur cette confusion entre un objet mathématique et le signal audio. Il y a je crois une mise en garde claire de jipihorn à ce sujet dans la vidéo.

Plus la pente du filtre est raide et moins la fonction sinus cardinal est amortie, donc plus elle s'étend dans le temps. Cette longueur illustre le temps de calcul à bufferiser dans la reconstruction du signal audio puisque l'influence de chaque échantillon s'étend sur le temps correspondant. Selon les filtres donc, et la forme de la fonction associée dans le domaine temporel, la charge de calcul est plus ou moins grande.

Cette représentation temporelle illustre aussi qu'un filtre parfait (discontinu, à pente infini, avant 20kHz tout est passé, après rien) est impossible à modéliser à la reconstruction car il nécessiterait d'intégrer une information infinie sur un temps infini (la fonction sinus cardinal correspondant à un tel filtre s'étend de part et d'autre à l'infini).

Pas sûr d'être le meilleur des pédagogues sur ce sujet, et possible que de bons matheux corrigent mes propos car les transformations de Fourier sont tout de même loin derrière moi maintenant. Mais il faut être prudent avec les objets manipulés ici et ne pas leur faire dire plus qu'ils ne peuvent.

Oui le (potentiel) pré, et le post ringing sont des artefacts induits par le type de filtrage, selon la pente, et représentés dans l'impulsion, qui nécessairement ressort du domaine temporel (phase).

Je ne le comprends pas autrement.

Ce que je comprends sinon, et clairement, c'est que l'impulsion NOS est parfaite. Nette.

Comme déjà exprimé, je vois dans tout cela d'abord un intérêt académique.... mais je soupçonne que la clé est là et pas ailleurs, quant à mes impressions d'écoute (pas que les miennes heureusement).

Ceci étant dit, j'encourage celles et ceux qui nous lisent, simplement, à être curieuses et curieux :

- c'est gratuit,
- on peut facilement aller d'un réglage de filtre à un autre. Rien n'est définitif évidemment,
- prendre son temps, s'habituer à un réglage, écouter... puis changer.

Et donc, pour ce qui concerne AKM, je trouve leurs petits tableaux plutôt bien faits et globalement fidèles à ce qui doit être, sinon entendu, ressenti.

J'avais listé 5 points :

- Dynamique
- Transitoires (relié au point 1)
- Densité des timbres (poids des notes ; relié aussi aux points 1 et 2)
- Caractérisation des timbres (pas de "brillance" artificielle, relié au point 3)
- Respect des ambiances (notamment pas d'effet artificiel de "sur réverbération" ou "d'aération" ; relié aux points 3 et 4)

C'est comme cela que je perçois les choses, entre ces différents filtres, à des degrés divers.

Je ne dis pas autre chose.

Là je faisais une petite recherche sur le net (j'avais trouvé un gars intéressant il y a quelques jours, qui plus est "objectiviste", et qui avait fait quelque chose d'assez poussé, y compris subjectivement, mais je n'arrive plus à mettre la main dessus... ) et par exemple, je rejoins ce que qu'observe ce type (KML) :

https://community.roonlabs.com/t/which- ... /96?page=6

"Personally, I tend to distinguish three general categories of sound characteristics that are HQP relevant (...)"

[Dur_de_la_feuille]

[...] selon les filtres j'ai (je parle en mon nom) la sensation de timbres plus ou moins "brillants", ou "denses" aussi. Dans les cuivres, les violons... (pas "que" évidemment, mais je parle de ce qui me semble être le plus évident).

C'est aussi pour cela que j'évoquais les "queues de réverbération" et les "coups de caisses claires". Selon les filtres, tu les perçois plus ou moins nettement, et cela claque plus ou moins également.

Pour ce qui est des perceptions des filtres à l'écoute, je partage absolument tes observations Dave.

Depuis que j'ai le DX300 (et de bons intras sans doute) ces fonctions ne sont plus du tout accessoires et modulent nettement le rendu sonore comme je m'en était ouvert sur le fil du DX300.

Tu l'as vu, ces commentaires concordaient complètement avec ce que tu as décrit sur le fil du QLS361. Le constat est donc assez net.

Je suis même d'accord avec les qualificatifs power sound, bass sound, close et far employés dans les tableaux AKM que tu présentais plus haut. Les différences de réverbération sont très nettes aussi à mes oreilles donc je comprends qu'on en réfère à la notion d'écho.

La seule chose avec laquelle je ne suis pas d'accord à ce stade, c'est de justifier cela avec une courbe qui me parait mal employée (ce ne serait pas la première fois) par le bureau marketing des fabricants de puces !

[DaveStarWalker]

[...] selon les filtres j'ai (je parle en mon nom) la sensation de timbres plus ou moins "brillants", ou "denses" aussi. Dans les cuivres, les violons... (pas "que" évidemment, mais je parle de ce qui me semble être le plus évident).

C'est aussi pour cela que j'évoquais les "queues de réverbération" et les "coups de caisses claires". Selon les filtres, tu les perçois plus ou moins nettement, et cela claque plus ou moins également.

Pour ce qui est des perceptions des filtres à l'écoute, je partage absolument tes observations Dave.

Depuis que j'ai le DX300 (et de bons intras sans doute) ces fonctions ne sont plus du tout accessoires et modulent nettement le rendu sonore comme je m'en était ouvert sur le fil du DX300.

Tu l'as vu, ces commentaires concordaient complètement avec ce que tu as décrit sur le fil du QLS361. Le constat est donc assez net.

Je suis même d'accord avec les qualificatifs power sound, bass sound, close et far employés dans les tableaux AKM que tu présentais plus haut. Les différences de réverbération sont très nettes aussi à mes oreilles donc je comprends qu'on en réfère à la notion d'écho.

La seule chose avec laquelle je ne suis pas d'accord à ce stade, c'est de justifier cela avec une courbe qui n'a rien d'une réponse impulsionnelle et qui me parait mal employée (ce ne serait pas la première fois) par le bureau marketing des fabricants de puces !

Oui mais je pense aussi que les courbes et autres réponses impulsionnelles sont surtout pour les marques un moyen graphique de marquer (le cas de le dire ) les esprits.

On est d'accord.

Juste je regrette de ne pas m'être penché plus tôt sur la question, mais c'est réparé.

Du reste, sans doute n'avais-je pas "avant" le recul et la maturité nécessaire pour le faire.

Ce n'est absolument pas une question "d'oreilles d'or", j'insiste, mais d'éducation oui.

Aussi et enfin, c'est un cheminement, et cela suppose d'avoir sous la main un système, sinon abouti, dont surtout on connaît sur le bout des doigts le comportement, les réactions, à tel ou tel changement.

Sinon, c'est comme vouloir vider l'océan à la petite cuillère.

[Dur_de_la_feuille]

Dites-moi si je me trompe, mais est-ce que lesdits filtres ne servent pas uniquement à supprimer les artefacts de conversion situés dans l'ultra-aigu (> 22 kHz).

Le filtrage intervient à plusieurs endroits dans la chaîne audio et le traitement numérique du signal. Au dela d'éliminer les fréquences dites d'aliasing produites par la discrétisation du signal, la reconstruction du signal audio implique aussi de mobiliser dans le DAC un filtre idéal (avec du "pre-ringing" qui n'en est pas) pour faire l'interpolation entre les points d'échantillonnage.