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[Théorie] Repliement spectral : c'est quoi ? ça s'entend ? - forum Synthèse Sonore

Cette question a été évoquée danss le sujet sur les gri-gris en hifi. La question initiale était :

Citation : Bon, sinon, le repliement quand on échantillonne à 44.1kHz, ça s'entend ? V'z'avez un exemple concret de deux fichiers 44.1 / 96 sur lequel la différence s'entend ?

Désolé, je passe surement pour un benet, mais moi j'ai jamais entendu la différence, et théoriquement on a vu que si le filtrage était correct (ce qui doit être le cas quasi tout le temps à partir d'un certain niveau de matos heureusement de plus en plus bas) ça s'entend pas.

Les réponses associées furent :

Citation : Typiquement, on peut faire un signal carré parfait à 1000 Hz sur Matlab (avec juste des 1 et des -1), l'échantillonner en 44.1 kHz et en 96 kHz, là à mon avis la différence est flagrante, surtout si on augmente de plus en plus la fréquence du signal.

Maintenant, en pratique, tous les traitements numériques de base gèrent ça... plus ou moins bien (voir par exemple un sujet que Choc a posté sur l'aliasing où il compare l'efficacité des filtres anti-repliements de plusieurs synthés, en particulier Reaktor qui est naze à ce niveau là et Synthedit qui filtre de manière trop violente).

/techniques-du-son/forums/t.197376,choky-lab-l-aliasing-c-est-quoi-donc-demos-sur-modulaires.html

D'où l'intérêt premier de travailler à fréquence d'échantillonnage élevée, pour compenser ces imperfections.


Citation : Un signal avec des 1 et des 0 ne peut pas etr eun signal carre parfait, puisque tu peux peux pas avoir de pente infinie. Et un signal a 1000 Hz, s'il est carre, il a un spectre a support infini en theorie...

Quand on parle de synthese, en particulier de signaux de base, les problemes d'enchatillonage sont assez complexes. Car a part la sinusoide, ils ont tous en theorie des spectres infinis (triangle, carre et pwm, dent de scie); generer le signal de maniere naive donne le pire resultat possible (ie sampler le signal theorique).

T'as la methode BLIT: https://www.music.mc…/bandlimited.html

Mais il y en a d'autres.

Mais le probleme est different: il s'agit ici d'approcher un signal a spectre infini dans le domaine numerique, et non de sampler un signal a spectres etendu.


Citation : > Le repliement quand on échantillonne à 44.1kHz, ça s'entend ?

Ben non, parce que le signal a été filtré avant. Si ce n'est pas filtré, alors oui, ça s'entend. Mais on filtre systématiquement.
Simplement, avec du 44 on filtre à environ 20kHz, alors qu'avec du 96kHz on peut filtrer théoriquement à 48kHz.


Citation : Gabou > Je comprends pas ce que tu veux dire alors ? Un signal carre a 1000 Hz va avoir plus de repliement a 44.1 qu'a 96 khz sans filtre, et ?

Bara parle de "fichiers" sur lesquels il y aurait du repliement qu'on "entendrait" plus à 44.1K qu'à 96K. On peut faire ça avec un signal carré, ou une sinusoide à 26K

> Je serais surpris qu'un convertisseur de bonne qualite laisse passer une sinusoide a 26 khz ? J'ai jamais fait l'experience, remarque.
Wolfen Compos! Détail de la configuration informatique

Ben non il la laissera pas passer, elle va se replier à 18K en 44.1K, d'où la différence entre le fichier échantillonné en 44.1K et celui en 96K ou y'aura pas la même chose en sortie de convertisseur

Après peut-être que le convertisseur 96K filtre en plus tout ce qui n'est pas dans le domaine de l'audible

> Quand je dis passera pas, je parlais du filtre anti repliement. Si vraiment la sinusoide a 26 khz est repliee a 18 avec une amplitude importante, j'aurais tendance a penser que c'est la preuve d'un tres mauvais convertisseur.

Tentative d'explication du repliement :

Supposons que l'on regarde tourner une roue, au début arrêtée, mais qui tourne de + en + vite. On la voit accélérer, puis ralentir, jusqu'à sembler s'arrêter, et se mettre à tourner à l'envers de plus en plus vite.

Le système d'observation (oeil + cerveau) se comporte comme un échantillonneur à une fréquence F donnée, c'est la conversion analogique vers numérique. A partir d'une certaine vitesse (F/2), l'échantillonneur n'est plus capable de rendre compte du phénomène réel. Ce phénomène ressemble terriblement au comportement de la sinusoïde montant à 44kHz dans le thread de Choc sur l'aliasing, et pour cause !

On peut retenir la règle : un fichier audio à 44kHz ne doit pas contenir d'information qui chercherait à retranscrire une sinusoïde de plus de 22kHz.

Si on essaie d'écrire un sinusoïde de 32kHz dans un tel fichier, ça fera une jolie sinusoïde de 10kHz (32-22), donc pas du tout l'effet recherché !

En voici une illustration :

http://paginas.terra…eoria/amostr1.gif
Les barres vertes représentent l'instant d'échantillonnage. En bas, les deux sinusoïdes conduisent à exactement la même mesure. La sinusoïde noire effectue une période (T en gris) en un peu moins de 2 traits verts, sa fréquence est effectivement supérieur à la fréquence d'échantillonnage divisée par 2, d'où la confusion. Cette confusion est impossible avec des sinusoïdes de fréquence inférieure à F/2.


En rapport avec la question de Bara :

Pour mettre en évidence des défauts de filtrage ou de repliement dans un convertisseur, on pourrait utiliser la stratégie suivante : générer un fichier qui contient une ou plusieurs sinusoïdes, mais aucune n'ayant une fréquence supérieure à 22kHz. Comme ça, on est sûr que le fichier lui-même ne contient pas de défaut de repliement, et si on en entend, cela viendra forcément du convertisseur.

Mais je ne vois pas très bien quel signal précisément mettre pour repérer facilement ce défaut à l'oreille...
:?!:

Qu'en pensent les spécialistes du traitement du signal :
- des erreurs dans mon raisonnement ?
- une suggestion pour un signal de test démonstratif ? (au début je pensais à une somme de sinusoïdes s'approchant d'un signal carré, mais il me semble que ça n'a pas de sens : les défauts devraient aussi bien s'entendre sur une sinusoïde pure non ? )
Je dépose un drapeau :bravo:
Je fais pareil.






Le spectacle
J'en pose un également.
Bonjour,

Dr Pouet, tu as parfaitement compris le principe et ta métaphore de la roue qui semble tourner à l'envers est excellente! C'est le théorème de Shannon ou le critère de Nyquist qui font état de cela.

Le repliement de spectre est un phénomène qui s'observe lors de l'utilisation d'un convertisseur analogique-numérique (ADC). C'est pourquoi avant d'attaquer un ADC on passe par un filtre anti-repliement (ou anti-aliasing) d'ordre très élevé et qui permet d'atténuer drastiquement les fréquences supérieures à fe/2.

Par contre j'ai du mal à comprendre le fait de générer une sinusoide de façon logicielle puisque là tu sors sur un DAC qui, à ma connaissance ne possède pas de filtre anti-repliement mais un filtre de reconstruction (qui n'a rien à voir).
Je ne vois pas quel défaut tu veux mettre en évidence dans le cas présent :??:

Hors sujet : DP : j'ai modifié ton message pour ajouter l'image en lien. Chez moi, elle n'apparaissait pas ;)
Flag déguisé

Hello Billy Boy aka Will Legal

Pour ma part le lien ne fonctionne pas. Ça m'ammène sur un obscur site espagnol.

:mdr:

Hasta Luego !

Citation : Ça m'ammène sur un obscur site espagnol.


:non: Brésilien (en Portugais) :mdr:

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