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Plan d'expérience sur les corrections par convolution générée avec RePhase

Mise à jour : 3 septembre 2021.

 

Je lits trop souvent sur internet des avis d'internautes qui ont essayés la correction par convolution, et qui sont insatisfait des résultats à l'écoute.
Le but de ce chapitre est très simple et très ambitieux, vous dire ce qu'il faut faire pour avoir des corrections musicales.
Comme les solutions actuelles n'y arrivent pas, c'est un changement de la méthode d'utilisation qui sera proposé.

Les résultats à l'écoute ont dépassés mes espérances...
Entre le Q optimal des corrections à utiliser, la distance de mesure pour avoir une bonne phase acoustique, les paramètres Windowing pour générer le fichier de correction, ce sont des points d'améliorations qui ont été optimisés.
La correction de la phase acoustique est remarquable lorsqu'elle est bien réalisée à partir d'une mesure à la bonne distance.

Ce n'est pas dans ce chapitre que je parlerai des corrections "bourrin moyen" ou à la "hache".
Si c'est ce que fait votre logiciel automatique horriblement cher, jettez le.
Ici on procède dans la douceur, la subtilité, en acceptant de ne pas tout corriger, parce que la clef de la réussite se trouve là.

 

Cahier des charges :

J'ai fais ce plan d'expérience dans une contexte précis :
J'ai une paire d'enceinte équipée d'un haut-parleur large bande de 41 cm de diamètre extérieur au niveau du saladier, les enceintes sont placées dans mon salon assez proche des coins (67 cm au milieu de la face avant, HP à 85 cm du sol) de la pièce à cause des portes fenêtres qu'il est inconcevable de masquer.
Le but est de maximiser les gains à l'écoute sans remettre en cause les enceintes, le HP, la pièce, le placement dans la pièce.
J'ai ajouté un critère de plus un peu plus tard, ne pas ajouter une voie de plus dans les aigus, quand j'ai compris que je pouvais m'en passer.

Les ALTEC 420-8B BIFLEX dans leurs enceintes et dans ma pièce

 

Une mesure en extérieure est inutile dans ce cas :
Pas de mesures et d'évolutions possibles pour contrôler la directivité, je prends ce qu'il y a, et il n'y a rien à faire pour améliorer.
Pas de chanfreins de la face avant ajoutés après coup, chanfreins qui seraient de toute façon trop petits.
Pas besoin de me rassurer avec un argument du type : L'enceinte est parfaite en extérieur, le son est pourri dans ma pièce, c'est la pièce qui doit être travaillée, parce que mon épouse le refuse.

Les corrections utilisées intègrent la pièce d'écoute, c'est l'ensemble qui est mis au point.
Dans le grave, cela permet de faire des choses intéressantes comme Annuler l'influence de la pièce dans les graves.
Franchement, il faudrait être con pour s'en passer au nom du dogme idiot de mesurer les enceintes en extérieur !!!

Mon cahier des charges, pour les enceintes placées dans la pièce d'écoute à un emplacement assez précis, n'est-il pas celui de tout les amateurs d'enceintes DIY ?
Si vous répondez oui, allez jusqu'au bout, appliquez mon plan d'expériences.

 

Préambule :

La correction en amplitude et phase acoustique de vos enceintes, la correction par convolution, peut être regardée sous plusieurs angles de vue :

  • Quel matériel pour faire les corrections ?
  • Quel logiciel pour faire les corrections ?
  • Comment fonctionnent les logiciels ?
  • Comment faire une mesure juste ?
  • A quelle distance faire cette mesure et pourquoi ?
  • Faut-il utiliser un fichier de mesure lissé ou très précis, et pourquoi ?
  • Faut-il utiliser des corrections très pointues, larges ou très larges ?
  • Faut-il corriger des accidents pointus ou ne rien faire et pourquoi ?
  • De toutes les options disponibles dans RePhase, lesquelles retenir ?

Nous pouvons regrouper ces questions en trois rubriques principale :

  • Matériel, logiciel et utilisation des logiciels.
  • Mesures (ou corrections sans mesure).
  • Comment faire.

Vous trouvez assez facilement des réponses aux deux premières rubriques.
Pour la mesure de la phase acoustique avec ARTA, suivez ma méthode.
Sur le comment faire, je n'ai jamais lu un compte rendu sur un plan d'expérience qui aurait exploré les différentes possibilités, trié les hypothèses contradictoires, et tranché dans le vif pour dire : Si vous voulez les meilleurs résultats d'écoute, "C'est comme cela qu'il faut faire".

Il faut garder en tête qu'en fonction du contexte dans lequel vous travaillez la façon de faire peut être différente.
Un fabricant d'enceinte doit pouvoir les vendre à tous : La mise au point doit se faire dans une pièce d'écoute totalement neutre.
Un amateur, vous ou moi, cherchons à faire marcher une paire d'enceinte dans une pièce définie : La mesure en extérieur pour s'affranchir des résonances de la pièce, on s'en contrefou !!!
Ce plan d'expérience est fait pour les amateurs qui mettent leurs enceintes dans une pièce, et qui veulent les meilleurs résultats dans cette pièce.
Les autres hypothèses ne sont pas traitées, ce n'est pas mon problème...

Le "C'est comme cela qu'il faut faire" vient parfois en contradiction avec ce qui est écrit sur internet, ou ce qui est appliqué dans des logiciels commerciaux vendus clefs en main.
J'ai écrit ce chapitre après avoir fait une série d'essais chez moi, essais réalisés le plus sérieusement possible.
D'autres part je n'aurai pas fait les essais si je sentais que j'étais en accord avec ce qui était écrit.
Donc je ne suis pas d'accord, je le dis, et vous en faites ce que vous voulez...

Un essai n'est pas si long que ça à faire, ce qui peut vous arriver de pire en faisant un essais sur la base de ce que je recommande, c'est d'avoir mieux que ce que vous aviez avant...
Reconaissez qu'il y a des choses plus désagréable que ça !!!

 

Matériel utilisé pour cette études :

Les corrections ont été générées avec RePhase version 1.4.3
Il est pratiquement certain que les Q des corrections indiquées ne soient vrais que pour ce logiciel.
D'autres matériels ou logiciels demanderont un Q un peu différent pour les même corrections.
Le principe d'utiliser des Q faibles ne changera pas, les valeurs exactes à utiliser seront peut être un peu différentes.

Pour une même correction, par exemple -5 dB à 630 Hz avec un Q = 1.00 vous n'avez pas la même forme d'atténuation en constant Q, proportional Q, constant shape, constant slope et caised cosine.
Si vous utilisez un autre logiciel, vérifiez bien la forme des atténuations proposées.

Le logiciel qui utilise ces corrections est JRiver pour les essais.
JRiver était installé dans un PC sous WINDOWS 10, avec un processeur 64 bits.
Le nombre de taps utilisé pour les corrections est :

  • 216 = 65536 taps avec FFT Length = 221 = 2097152 au début.
  • 219 = 524288 taps avec FFT Length = 222 = 4194304 à la fin.

Le DAC est un RME ADI-2 DAC, avec son driver ASIO MADIFACE, et une configuration WASAPI dans JRiver.
Liaison USB, avec le câble RME équipée avec 2 ferrites, entre le DAC et le PC.
Les amplis sont deux BEHRINGER A500 bridgés, relié au DAC avec des câbles XLR symétrique basique du commerce.

 

Se donner les moyens d'entendre la différence :

Depuis 1972 que je faits des enceintes, j'ai toujours fait les mises au point avec une comparaison en monophonie d'un réglage sur l'enceinte droite avec un autre réglage sur l'enceinte gauche.
Avec un passage très rapide d'une enceinte à l'autre, avec des bons critères d'écoute, vous savez très vite quel est le meilleurs réglage.

Avec les corrections par convolution dans le domaine numérique, je me suis donné les moyens d'avoir "Une touche mono numérique" pour comparer :

  • Un réglage 01 avec un réglage 02 en stéréo sur les deux enceintes ensembles.
  • Un réglage 01 avec un réglage 02 en monophonie sur l'enceinte droite.
  • Un réglage 01 avec un réglage 02 en monophonie sur l'enceinte gauche.

Ce réglage en mono D01 / D02 ou G01 / G02 permet aussi de comparer des câbles de modulation ou HP sans se tromper, bien des audiophiles devraient en prendre de la graine.

Par rapport à la comparaison d'un réglage sur l'enceinte D avec un autre réglage sur l'enceinte G que je faisais en mono dans le temps, la comparaison d'un réglage 01 avec un réglage 02 sur la même enceinte élimine les dissymétries de la pièce.
Sur ce critère, les réglages numériques sont un très gros progrés.

Le but de ces comparaisons est de pouvoir passer en moins d'une demi seconde d'un réglage à l'autre, et de le faire 10 fois en moins de 5 mn.
Je vous garanti que dans ces conditions vous n'oubliez pas l'écoute du réglage précédant, et que vous pouvez trancher sur le meilleur de deux réglages sans vous tromper.
Le sujet de définir la meilleure méthode de correction est ambitieux, il fallait une méthode de comparaison à l'écoute à la hauteur.

Nous avons là une des clefs d'une série d'essais qui ont permis de faire la part des choses : Entendre les différences.
Chaque solution a eu une triple validation avec des comparaison D01 avec D02 en mono, G01 avec G02 en mono, et 01 avec 02 en stéréo.
Bien des internautes qui annoncent des différences entre deux câbles n'ont pas eu cette rigueur dans les essais...

 

Ecoute des corrections ponctuelles et globales :

Si vous prenez un logiciel automatique du commerce, que vous le laissez travailler, et que vous écoutez le résultat, vous allez avoir une meilleure écoute.
Globalement un logiciel automatique fait mieux que pas de correction du tout.
Mais avoir un mieux globalement n'empèche pas que ponctuellement, sur une correction précise, la proposition du logiciel automatique peut être moins bonne, ou être complètement à coté de la plaque, qu'une correction avec un Q plus faible voire pas de correction du tout.

C'est à vous de regarder ce que vous propose le logiciel automatique, et de corriger ponctuellement certaines corrections.
En faisant ainsi vous aurez une meilleure écoute, et c'est ce que vous recherchez.

Gardez bien en tête que ce n'est pas la réponse la mieux lissée qui est la meilleure à l'écoute.
Acceptez que des petits accidents restes, c'est la clef de la musicalité.

 

Le Q des corrections sur la réponse :

Nous avons l'une des clefs des insatisfactions à l'écoute : Suivant que vous utilisez un Q élevé ou un Q faible, vous n'avez pas le même rendu à l'écoute.
Lorsque vous écoutez une enceinte corrigées avec des Q élevés, que vous comparez l'écoute avec des Q faibles, vous préferez à l'écoute les Q faibles.
Voici en image, sur une correction de -3 dB à 630 Hz, un Q = 4.0, valeur proposée par défaut par RePhase sur les corrections en 1/3 d'octave.

rephase1.png

 

Voici en image exactement à la même échelle que ci-dessus, sur une correction de -3 dB à 630 Hz, un Q = 0.88, valeur que j'avais trouvé et validé exclusivement à l'écoute.
Remplacé depuis par 0.90

rephase1.png

 

Avec un Q des corrections faibles, tel le Q = 0.88 que je vous recommande, si vous avez un accident ponctuel dans la courbe de réponse, vous ne pourrez pas le corriger, ou alors si vous pouvez l'atténuer, il restera une partie de l'accident.
Là ou avec un Q élevé vous pouvez faire une correction avec un gain important, avec un Q faible la correction devra être faible parce qu'elle agit aussi sur les fréquences voisines.
Posez vous la bonne question, vous corrigez pour épater les internautes avec une courbe lissée à l'extrême, ou pour avoir une bonne écoute ?
Puisque la bonne écoute est obtenue avec des Q faibles, ce que vous allez vérifier à l'écoute, vous ferez abstraction des accidents qui restent, ou vous prendrez une courbe mesurée lissée à la bonne valeur pour ne pas voir les accidents...

Comment suis-je arrivé à cette valeur de Q = 0.88 ?
Sur mon système équipé d'ALTEC 420-8B BIFLEX au moment ou j'ai commencé ce plan d'expérience, j'avais une correction de base avec un Q = 1.00.
Cela fait plusieurs années que je recommande un Q des corrections faible pour avoir des corrections musicales.
J'ai fait des tests en changeant tout les Q = 1.00 en Q = 0.90 pour commencer, et en retouchant les réglages sur les potentiomètres.
Le résultat était meilleurs à l'écoute...
J'ai continué avec Q = 0.80 non validé, Q = 0.85 non validé, Q = 0.88 que j'ai conservé.
L'optimum peut être à 0.87 ou 0.89, je n'avais pas encore fait l'essai.

Entre un Q = 4.00 et un Q = 0.88, je vous garanti que vous serez surpris du gain à l'écoute...
J'ai vu que certain logiciels commerciaux proposaient des corrections avec des Q = 50 et je suis absolument convaincu que mathématiquement la correction est parfaite.
A l'écoute, c'est la catastrophe assurée, et le mot est faible.
Essayez à l'écoute des Q faibles, ça ne coûte rien, et faites vous votre propre idée de la question...

 

Dans une 2eme série d'essai 5 mois plus tard, avec un système beaucoup mieux réglé, j'ai remplacé le paramètre EQ type = Constant Q par EQ type = Proportionnal Q qui est meilleur à l'écoute.
J'ai refait une série d'essais sur le Q à utiliser, et je suis arrivé à Q = 0.90 à la place de Q = 0.88. La différence est infime.
La précision de réglage était plus grande, 0.89 < 0.90 > 0.91.
Quand deux séries d'essais à plusieurs mois d'intervalle donnent des résultats aussi proche, il n'y a plus de question à se poser : Proportionnal Q et Q = 0.90...

 

Les accidents ponctuels :

Certains, et pas tous, accidents ponctuels se corrigent avec un Q supérieur à 0.90.
Mais il faut valider la nouvelle valeur à l'écoute au cas par cas.

Dans le grave, l'accident qui à pour cause la réflexion de l'onde sonore sur le sol, le plafond ou un mur ne se corrige pas.
Le chapitre Les erreurs pendant la mesure vous l'explique et vous permet de le vérifier dans votre cas par calcul.
Le même chapitre vous explique comment intégrer une mesure proche du cache noyau à une mesure faites de plus loin, pour ne plus avoir les accidents dans la réponse en dessous de 200 ou 300 Hz.
Ce n'est pas aussi génial que sur le principe, la mise au bon niveau des deux mesures demandent une série d'essais à l'écoute.
Quand c'est bien fait, le résultat à l'écoute est convainquant.

L'image dans la partie "Les recommandations de bon sens" (image que j'ai remis ci-dessous) est assez explicite, en rouge ce qui a été mesuré, en bleu la correction validée à l'écoute.
Si vous ne savez pas valider une correction à l'écoute, ne corrigez pas les deux accidents et la bosse entre les deux...
Si votre logiciel automatique les corrige, jettez le !!!
Ou paramétrez le pour qu'il ne touche pas la zone en dessous de 300 Hz.

Correction homéopatique ces creux dans la courbe de réponse, creux dû au sol et au plafond

 

Les autres accidents ponctuels peuvent se corriger avec un Q supérieur à 0.90 a condition de valider la nouvelle valeur à l'écoute.
Ce sont des corrections ponctuelles, sur une fréquence le Q peut être supérieur à 0.90, sur les autres fréquences de part et d'autre le Q est à 0.90
J'ai validé à l'écoute un Q = 1.10 à 150 Hz, un Q = 2.40 à 500 et à 900 Hz, un Q = 2.50 à 8000 Hz, sur la même enceinte.
Vous noterez au passage que l'écoute n'a pas validé de corrections avec un Q supérieur à 2.50, et que plus on est proche du grave plus on n'est proche d'un Q = 0.90.
N'essayez pas n'importe quoi...

Comment faire en pratique avec rePhase ?
Vous commencez à corriger ce que vous pouvez avec un Q=0.90 dans 3 Bank, flat 1/3 oct low freq, flat 1/3 oct mid freq et flat 1/3 oct high freq.
Puis s'il reste des accidents ponctuels à corriger avec un Q plus élevé, vous prenez les Bank 4, 5 et 6 pour le faire.
En faisant ainsi les corrections avec un Q plus élevé seront de plus faible amplitude, puisque la correction aura été commencée avec un Q faible, l'écoute vous dira merci.

Si après correction la courbe de réponse reste entre ±2 dB, vous êtes très bien corrigé, inutile de chercher à faire plus à tout prix.

 

Deux méthodes de correction :

La limite dans les différentes méthodes est notre imagination : Je n'en manque pas...
La seconde solution donne de meilleurs résultats à l'écoute, c'est la raison pour laquelle je l'ai adoptée.

 

Méthode classique :

Cette méthode consiste à rendre droite et horizontale la courbe de réponse importée dans rePhase en utilisant 3 Bank en 1/3 d'octave avec un Q des correction de 0.90 comme décrit plus haut.
Tout les accidents ne seront pas corrigés.
En utilisant 1, 2 ou 3 Bank de plus, une deuxième passe de correction est utilisée avec des Q plus élevés, 1.10 vers 150 Hz, 2.40 entre 500 et 900 Hz, 2.50 à 8000 Hz.
Enfin la courbe cible est mise en place dans une Bank de plus.
C'est avec cette méthode que j'ai réalisé ce plan d'expérience...

 

Méthode avec un Q sur 2 ou 3 corrections aussi faible que possible :

Un correcteur de courbe de réponse passif, un correcteur RLC, utilise un Q aussi faible que 0.31.
L'idée est commencer avec une ou deux corrections seulement, mais avec un Q très faible, de sorte à faire 90% des corrections nécessaires ainsi.
Ces corrections peuvent être EQ type = Proportionnel Q, minimum-phase avec un Q compris entre 0.10 et 0.40, ou EQ type = shelving high, minimum phase avec un Q faible.

Une fois cette première passe faite dans 2 Bank et 4 ou 5 corrections, vous continuez avec la méthode classique qui aura moins de corrections avec des amplitudes plus faibles.

 

EQ type :

J'ai faits la plupart des tests ci-dessus sur le Q des corrections en utilisant "Paragraphic Gain EQ" et "Constant Q".
J'ai essayé les deux solutions de phase proposées dans l'onglet "Paragraphic Gain EQ" avec les mêmes Q sur les corrections, et je n'ai pas conservé la phase linéaire qui est moins bonne à l'écoute.
C'est "Phase minimum" dans "EQ type" qui me donne les meilleurs résultats.

Puis j'ai essayé les différentes options disponibles :

  • "Proportional Q" est le meilleur à l'écoute.
  • "Constant Q", "Constant shape", "Constant slope" et "Raised cosine" sont moins bons à l'écoute et avec des corrections semblables.

Par corrections semblables il faut comprendre que les courbes de réponse et de phase finale sont identiques, que le Q des corrections est identique, mais que les valeurs des corrections sont un peu différentes pour obtenir le résultat final voulu.

 

Précisions :

Précisons un peu plus les différences entre ces options avec une correction de -5 dB, Q = 1.0 à 630 Hz :

  • A 300 Hz, le Raised cosine est à -0.4 dB.
  • A 300 Hz, le Proportional Q est à -1.4 dB.
  • A 300 Hz, le Constant Q est à -2.0 dB.
  • A 300 Hz, le Constant shape est à -2.2 dB.
  • A 300 Hz, le Constant slope est à -2.9 dB.

La différence est donc sur la largeur des corrections, et sur la forme concernant le Raised Cosine.
Un Proportional Q à 630 Hz, Q = 1.0 de -5 dB est identique à un Constant Q, à 630 Hz, Q = 1.35 de -5 dB.

 

La courbe cible :

La courbe cible se met en place après avoir corrigé la courbe de réponse.
La courbe de réponse est rendue bien horizontale, puis la courbe cible est appliquée dans une autre Bank.

Avec les corrections de la courbe de réponse, c'est une solution qui améliore l'écoute en plaçant le médium-aigu au bon niveau par rapport au grave.
La courbe de réponse reste une droite du grave à l'aigu, mais cette droite n'est pas horizontale.
La pente dépend de vos enceintes et de votre pièce, il faut essayer plusieurs pente.
Le gain à l'écoute est sensible, sur la fidélité du message sonore : Essayez Ma courbe cible, une courbe de type "Tilt EQ", et vous allez peut-être oublier votre projet de rajouter un caisson de graves !!!

Un caisson de graves ne rattrapera jamais un mauvais équilibre du médium aigu par rapport au grave bas-médium.
La courbe cible le fera parfaitement, c'est son domaine.
Ne prenez pas un excès de médium aigu pour un manque de graves...

La courbe de réponse horizontale du grave à l'aigu est une vue de l'esprit, même mesurée au point d'écoute.
Elle n'est possible que dans une pièce parfaitement traitée acoustiquement, et jamais dans votre salon d'écoute, même si vous avez fait un traitement acoustique qui ne peut être que partiel.
Je le dis explicitement parce qu'il peut y avoir des blocages philosophique à ce niveau.
La seule règle, essayez sans idée préconçue, sans dogme issu du monde des audiophiles.
C'est votre avis qui est important, pas celui des autres : Vous ne pouvez pas avoir d'avis si vous n'avez pas essayé.
Si votre façon de faire est de chercher toutes les mauvaises raisons pour ne pas faire l'essai, ne venez pas me le dire parce que je ne vous louperai pas !!!

Sur mon système, j'ai réglé la pente de la courbe cible avec une précision de 0.01 dB sur chacune des 3 corrections, donc 0.03 dB au total.
Je n'ai pas d'oreilles bioniques !!!
Si vous trouvez normal d'entendre une différence entre deux câbles, la précision du réglage ne doit pas vous étonner.
Une courbe cible bien réglée avec une bonne précision rend inutile les essais sur les câbles, puisqu'ils ont été intégrés directement dans la pente de la courbe cible.
Je vous laisse entrevoir les économies à ce niveau...

Vous trouverez sur internet des courbes cibles qui atténuent les aigus par rapport aux graves, la méthode commence à être bien admise en 2019, mais avec une bosse dans le grave.
Là aussi oubliez la bosse dans le grave, bosse qui ne respecte pas la fidélité du message sonore.
Lors des essais de mise à niveau de la réponse mesurée proche du cache noyau avec la mesure à 86 cm, je n'ai jamais validé à l'écoute la moindre bosse dans les graves.
Au contraire, j'ai validé le plat de la courbe B&K en dessous de 125 Hz.
Ceux qui proposent cette bosse viennent du monde du home-cinéma, ou le coté impressionnant est plus important que la fidélité.

 

Le lissage de la courbe de réponse mesurée :

Pour corriger la réponse dans RePhase, le mieux est d'importer la courbe de réponse mesurée.
Vous pouvez faire un lissage plus ou moins important sur cette courbe de réponse : 1/24 d'octave, 1/12 d'octave, 1/6 d'octave, 1/3 d'octave, 1/2 d'octave, et à l'octave.
Même avec un Q = 0.90 sur les corrections, vous n'allez pas utiliser les même corrections, les même amplitudes des corrections, en fonction du lissage de la courbe de réponse que vous allez importer.

J'ai faits des essais à l'écoute, parce que seule l'écoute est notre critère de choix, avec des mesures en 1/6, 1/3, 1/2 et 1/1 octave.
J'ai retenu le lissage en 1/2 d'octave.
La courbe de réponse a moins d'accidents qu'un 1/6 d'octave ou plus, le Q = 0.90 ne permet pas de corriger les gros accidents :
Le compromis : Lissage en 1/2 d'octave, Proportionnal Q et Q = 0.90, courbe cible bien réglée est convainquant à l'écoute.

Avec le lissage de la mesure en 1/2 octave, avec le Q = 0.90, oubliez la corrections des pics et des creux pointus.
Imaginez que vous survoliez les Alpes en avion rapide, vous n'allez jamais descendre au fond de chaque creux ou suivre le profil de chaque aiguilles, vous allez simplement suivre la tendance générale du relief.
C'est exactement la même chose avec les corrections réalisées à partir d'une mesure lissée en 1/2 octave et avec un Q = 0.90 mais avec une subtile différence :
L'avion doit passer au dessus des aiguilles, nous, avec les corrections, nous pouvons les traverser pour rester sur la moyenne...

 

La phase acoustique :

Une étude sur l'audibilité de la phase :

Cette étude, dont je retrouverai un jour peut-être le lien, dit que l'oreille entend des différences de phase acoustique de 1/6e d'octave.
Partant de cette étude des internautes disent qu'il faut lisser les mesures en 1/6e d'octave pour corriger la phase acoustique.
Il y a une logique derrière cette remarque, mais elle n'est pas juste.

L'étude dit comment l'oreille entend, elle ne dit pas comment il faut régler les enceintes !!!
Mes essais à l'écoute donnent les meilleurs résultats avec un lissage en 1/2 octave.
Cela ne me pose aucun problème de savoir que l'oreille est capable de discerner au 1/6e d'octave et de régler effectivement en 1/2 octave.
Parler d'un réglage avec un lissage en 1/2 d'octave ne contredit pas que l'audibilité est en 1/6e d'octave.
Je ne conteste pas l'étude, elle existe, elle est certainement juste, elle ne s'applique pas pour les réglages.

Dans le même genre d'idées, il y a les courbes isosoniques de Fletcher et Musson.
Ces courbes nous disent comment nos oreilles entendent, cela ne dit pas comment il faut régler les enceintes.
Sur internet je lis moins souvent des internautes qui veulent régler leurs enceintes autrement qu'avec une réponse droite.
De temps en temps les courbes de Fletcher et Musson reviennent sur le tapis, elles sont vite oubliées, elles ne s'appliquent pas pour les réglages.

 

Les essais :

Cette partie est basée sur une mesure avec ARTA, et une correction avec RePhase.
J'ai essayé de transférer mes mesures de ARTA dans REW pour les traiter dans REW, j'ai renoncé devant les bugs sur le niveau en dB des 4 mesures transférées.
Il n'y a pas de raison que d'autres logiciels de mesure donnent des résultats différents, mais je ne les ai pas essayés.
Sans essais, sans connaissance des autres logiciels, je ne peux pas avoir d'avis sur leurs possibilités et sur leur rendu à l'écoute.

En fonction de vos enceintes, large bande seul ou multivoies, la méthode de correction de la phase acoustique est différente.
Mes essais et conclusions concernent un large bande seul.
Je n'ai pas d'avis sur ce qu'il convient de faire en plus sur les enceintes multivoies.
Un large bande complété par un SUB et/ou un tweeter, c'est une enceinte multivoies

L'excess phase c'est la phase totale moins la phase minimum.
Si la phase minimum varie peu, parce que vous avez mesuré la phase après avoir corrigé la réponse, la différence entre la phase totale et l'excess phase sera très faible ou nul.
Pour avoir essayé de corriger soit avec la phase totale ou soit avec l'excess phase, c'est la correction avec l'excess phase qui donne les meilleurs résultats à l'écoute, pour un haut-parleur large bande seul.

Vous pourrez lire sur internet la correction de la phase minimum.
Oubliez !!!
Avec une courbe de réponse parfaitement linéaire, la phase minimum le sera aussi, les deux sont liés.
La phase minimum n'est pas la phase à corriger de votre enceinte...

 

La méthode :

La première chose à faire est de mesurer, et de traiter la mesure, correctement.
J'utilise ARTA qui demande une position précise des traits jaune et rouge, dans le traitement de la mesure, pour avoir une phase acoustique exploitable dans les aigus.
Voir le chapitre : Mesure de la phase acoustique d'une enceinte.

La première mesure est réalisée à 3.5 D, ou D est le diamètre utile de la membrane du haut-parleur. D = racine( 4 * Sd / Pi ), avec Sd qui est la surface de la membrane.
La fenêtre doit être assez courte, 8 ms environ, pour avoir un résultat utilisable dans les aigus.
Avec une mesure à 117 cm d'un haut-parleur dont le saladier fait 41 cm, une fenêtre de 8 ms, la phase est correcte jusque 10000 Hz, pour un large bande de 38 cm qui coupe à 8000 Hz.

J'ai eu des améliorations à l'écoute en mesurant d'un peu plus près, 86 cm chez moi.
La méthode pour trouver la bonne distance, est de faire plusieurs mesures à différentes distances, de corriger et d'écouter, avec le time offset à 0 µs.
Ce point est re expliqué un peu plus bas à "time offset".

 

Le Q des corrections sur la phase acoustique :

Au niveau du Q des corrections, j'avais trouvé 0.90 pour la courbe de réponse, j'ai trouvé Q = 1.58 pour la courbe de phase, 1.56 et 1.60 sont moins bons à l'écoute..
Pour un accident pnctuel entre 4000 et 7000 Hz, c'est un Q = 3.30 pour la courbe de phase qui donne les meilleurs résultats d'écoute.
Pour un accident ponctuel entre 70 et 250 Hz, c'est un Q = 2.40 pour la courbe de phase qui donne les meilleurs résultats à l'écoute.

Nous retrouvons le même comportement entre la phase et la réponse, les accidents se corrigent avec un Q plus faible dans le grave que dans le médium aigu.
Il faut commencer à faire le maximum des corrections avec un Q = 0.90 sur la réponse, avec un Q = 1.58 sur la phase, avant de corriger les accidents restants et ponctuellement avec un Q plus élevé, avec les valeurs indiquées.

 

Le time offset :

Le paramètre time offset se trouve dans l'onglet Measurement

Si vous mesurez à la bonne distance des enceintes, vous aurez les meilleurs résultat à l'écoute avec un time offset à 0 µs.
Si vous avez de meilleurs résultats à l'écoute avec un time offset différent de 0, c'est que la distance de mesure n'est pas bonne.

Changer le time offset n'est pas neutre sur la correction de la phase acoustique.
Trouver le time offset qui convient le mieux à l'écoute à la distance d'écoute est bien.
Trouver la distance de mesure qui permet d'avoir les meilleurs résultats d'écoute avec un time offset à 0 µs est le meilleur réglage possible.

 

Comment trouver en pratique la bonne distance de mesure à l'écoute ?

Les choses deviennent très simples, vous mesurez à différentes distances, vous corrigez l'excess phase en laissant "time offset" à 0 µs, et vous écoutez.
La bonne distance de mesure, c'est la meilleure écoute...
Pas de prise de tête, pas d'essais à n'en plus finir, une rigueur implacable de la démarche.
Par contre, il va falloir finir les essais avec une distance de mesure à 1 ou 2 cm près.

 

 

L'effet fenêtre :

Cette partie convient aussi bien pour l'excess phase pour corriger un large bande seul, que pour la phase acoustique totale pour finir la correction d'une enceinte multivoies.

Nous pouvons avoir en un seul fichier une phase acoustique utilisable de 125 Hz à la limite de mesure dans l'aigu, avec une fenêtre de 8 ms.
C'est obtenu par le bon positionnement des traits jaune et rouge dans ARTA.

Pour avoir une mesure utilisable dans le grave, il faut augmenter la taille de la fenêtre. Facile ?
Si vous augmentez la taille de la fenêtre, vous perdez la phase utilisable dans les aigus, il va y avoir dans le résultat des marches de 360°...
Par contre la mesure sera bonne dans le grave : Fenêtre longue = bonne mesure dans le grave, fenêtre courte = bonne mesure dans les aigus.

 

Comment faire en pratique ?

Je n'ai pas trouvé d'autres solutions que de prendre plusieurs fenêtres, et de faire un traitement dans EXCEL...
J'ai lu que REW savait prendre des fenêtres courtes dans les aigus et longues dans les graves, il est capable d'avoir une mesure utilisable en une fois : Une bonne raison pour changer ?

Quel échelonnement en ms prendre ?
Je pense qu'il faut rester en 1/3 d'octave sur les fréquences limites.
Il y a certainement moyen d'avoir d'excellent résultats avec moins de fenêtres, je n'ai pas fait la démarche.

  • 010 Hz, c'est à dire 1 / 010 = 100.000 ms
  • 012 Hz, c'est à dire 1 / 012 = 080.000 ms
  • 016 Hz, c'est à dire 1 / 016 = 062.500 ms
  • 020 Hz, c'est à dire 1 / 020 = 050.000 ms
  • 025 Hz, c'est à dire 1 / 025 = 040.000 ms
  • 032 Hz, c'est à dire 1 / 032 = 031.250 ms
  • 040 Hz, c'est à dire 1 / 040 = 025.000 ms
  • 050 Hz, c'est à dire 1 / 050 = 020.000 ms
  • 063 Hz, c'est à dire 1 / 063 = 015.873 ms
  • 080 Hz, c'est à dire 1 / 080 = 012.500 ms
  • 100 Hz, c'est à dire 1 / 100 = 010.000 ms
  • 125 Hz, c'est à dire 1 / 125 = 008.000 ms
  • 160 Hz, c'est à dire 1 / 160 = 006.250 ms
  • 200 Hz, c'est à dire 1 / 200 = 005.000 ms
  • 250 Hz, c'est à dire 1 / 250 = 004.000 ms
  • 320 Hz, c'est à dire 1 / 320 = 003.125 ms

Avec ces valeurs, et avec de la patience pour rentrer les 16 fichiers dans EXCEL, vous devriez avoir une courbe de phase acoustique réellement exploitable.
Les gains à l'écoute justifient pleinement le temps à y passer.

Quel traitement faire dans EXCEL ?
Je prends le maximum de la réponse des 16 fenêtres, ce qui est un traitement très simple.
Pour la phase acoustique, après avoir correctement dépliée la phase, après avoir éliminé les valeurs inutilisables dans le médium aigu, je prends la moyenne du grave à 4000 Hz, et le maximum au dessus.
Ce n'est pas simple à faire !!!
Sur la courbe de réponse, c'est l'écoute qui préfère cette solution.

Illustration du multi fenêtres de 3 à 100 ms sur la phase acoustique.
C'est le maximum de toutes les courbes de phase acoustique qui est retenu.
Les courbes fenêtrées à 50, 63, 80 et 100 ms ont été décalées d'un multiple de 360° comme indiqué sous l'image.

Multi fenêtres sur la phase acoustique

 

Décalage des mesures fenêtrées :

L'image ci-dessous montre en image deux hypothèses sur un autre haut-parleur :

  • Le fichier .frd d'une fenêtre à 25 ms tel qu'il est donné par ARTA.
  • Une référence fenêtrée à 15 ms, sans accident du grave à l'aigu, mais inutilisable dans les graves.
  • Hypothèse 1 avec une référence de phase dans le médium.
  • Hypothèse 2 avec une référence de phase dans le grave.

Le passage de l'hypothèse 2 à l'hypothèse 1 est très simple, il suffit de rajouter un multiple de 360°, 2x360=720° dans ce cas.
L'écoute confirme la pertinence de cette retouche, l'hypothèse 1 en rouge, même si les règles pour la mettre en place ne sont pas toujours aussi simple que dans l'exemple.
Il faut savoir garder les parties pertinentes, et éliminer le reste...

Multi fenêtres sur la phase acoustique

 

Illustration du multi fenêtres de 3 à 100 ms sur la réponse.
C'est la maximum de toutes les courbes de réponse qui est retenu, parce que le maximum donne de meilleurs résultats à l'écoute que la moyenne.
Notez qu'au dessus de 1250 Hz les courbes sont toutes dans l'épaisseur du trait.

Multi fenêtres sur la phase reponse

 

Phase acoustique ou excess phase ?

Pour toutes les enceintes, large bande ou multivoies, il faut commencer par corriger l'excess phase pour la rendre linéaire, sans toucher à la réponse.
Faire un clear dans rePhase.
Importez dans rePhase la réponse et la phase acoustique.

 

Pour un large bande seul :

Corriger linéaire la réponse.
Corrections à phase minimum.
Les filtres passe-haut et passe-bas, si vous en avez, sont des filtres à phase minimum, avec roration de phase.
Ajouter la courbe cible dans la réponse, à phase linéaire.

 

Pour une enceinte multivoies :

Corriger linéaire la réponse puis la phase acoustique, en utilisant pour la phase acoustique d'autres Bank que celles utilisées pour la correction de l'excess phase.
Corrections à phase minimum.
Les filtres passe-haut et passe-bas, si vous en avez, sont des filtres à phase minimum, avec roration de phase.
Ajouter la courbe cible dans la réponse, à phase linéaire.

 

 

Fichiers EXCEL pour le traitement du multifenêtrage :

Compte tenu du dépliement de la phase, qui demande un traitement particulier et différent pour chaque fenêtre, il n'y a pas d'automatisation possible dans les fichiers EXCEL.
Je ne me vois pas vous proposer des fichiers à télécharger, puisqu'il faut faire les choses à la main...
Maintenant, si vous me le demandez, vous aurez mes fichiers...

 

Regardons le début du fichier EXCEL :

  • Colonnes C, D et E, lignes 3 à 722, nous avons les valeurs de fréquence, amplitude et phase.
  • Colonnes F et G, il y a des coeficients pour déplier automatiquement la phase, par multiple de 360°.
  • Colonne H, les valeurs de la phase sont dépliés pour les fréquences compatibles avec la taille de la fenêtre.
    La valeur est mise à 0 pour les fréquences inférieure.
  • Colonnes I et J, les valeurs en dB sont recopiées pour les fréquences compatible avec la taille de la fenêtre, et mise à 0 dB pour les fréquences inférieurs.

Le principe est le même pour les autres taille de fenêtre, vous voyez 3.125 ms (320 Hz), 4 ms (250 Hz).
Le tableau continue pour les 16 fenêtres, avec à chaque fois 8 colonnes par fenêtre, et une colonne bleu de séparation pour s'y retrouver d'un coup d'oeil.

La valeur A3 est une spécificité que je ne retiens pas. A3 reste à 1...

Début de la fenêtre Excell de traitement des données

 

La fin du tableau :

  • Colonne EH à EO : Le traitement de la dernière fenêtre à 100 ms, comme celle à 3.125 ou 4 ms .
  • Colonne EQ : Le max des 16 fenêtres pour la phase acoustique.
  • Colonne ES et ET : La courbe de réponse moyenne, en tenant compte de la valeur A3.
  • Colonne EU : La courbe de réponse maxi, en tenant compte de la valeur A3.
  • Colonne EW, EX et EY : Les valeurs à utiliser dans RePhase.
Fin de la fenêtre Excell de traitement des données

 

Valeurs à utiliser dans RePhase :

  • Faire un copier coller des colonnes EW3 à EY722 dans un fichier EXCEL vierge. Copiez les valeurs et pas les formules.
  • Faire un "enregistrer sous" au format .txt unicode, et fermer le fichier.
  • Il faut ouvrir de nouveau le fichier texte avec NotePad, et enregistrer sous au format ANSI.

Le fichier ainsi créé est utilisable directement dans RePhase.
S'il n'est pas au format AISI, ça ne marche pas...

 

Influence du changement de la distance de mesure :

Philosophie sur la distance de mesure.
C'est une vision du point de mesure pour faire une correction par convolution qui donne les meilleurs résultats à l'écoute

Si vous avez un grand pavillon de bas-médium à mesurer, vous ne pourrez pas le faire à courte distance parce que la mesure ne sera pas bonne.
La mesure au point d'écoute ne permet pas d'avoir une phase acoustique exploitable.
Je n'ai pas de solution à vous indiquer.

 

Influence de 6 distances de mesures sur la réponse :

6 courbes de réponse superposées à 117, 100, 92, 84, 75 et 67 cm

 

Influence de 6 distances de mesures sur la phase acoustique :

6 courbes de phase à 117, 100, 92, 84, 75 et 67 cm

 

Windowing :

C'est un paramètre qui sert à générer le fichier de correction, il y a 23 choix possibles.
Le choix se fait à l'écoute comme pour les autres paramètres, un petit gain est toujours bon à prendre, une écoute de grande qualité est la somme de petits gains fait partout ou c'est possible.
J'ai faits les tests avec taps réglé à 65536 et FFT lenght à 2097152 et avec optimization none comme expliqué à la rubrique Impulse Settings..
Le chapitre Installation et utilisation de RePhase vous explique les valeurs à utiliser sur les autres paramètres.

Windowing se règle sur albrecht 5-term, (même si l'image ci-dessous montre hamming).

choix windowing dans RePhase

 

Taps et FFT length :

Plus le nombre de taps est élevé, meilleurs est l'écoute.
Pour un nombre de taps choisi, plus FFT length est élevé, meilleure est l'écoute.

Par défaut, dans rePhase, FFT length est proposé avec une valeur double du nombre de taps :
Il faut changer manuellement vers les valeurs les plus élevées.
Les valeurs plus élevées ne sont pas sauvegardées, il faut les modifier à chaque fois.

 

Mes recommandations :

  • Avec un PC normalement puissant, il n'y a pas de compromis possible sur le critère de la qualité d'écoute, vous prenez le maximum de taps : 131072 sur la version 1.4.3 de rePhase, et FFT length lui aussi maximum : 4194304.
    Je n'ai jamais pu mettre en évidence une limitation de la qualité d'écoute avec un nombre de taps élevés, à cause d'un processeur qui n'arrivait pas à suivre.
    Si les versions supérieures de rePhase permettent des valeurs encore plus élevées, il faudra les adpoter.
     
  • Avec un mini DSP vous êtes beaucoup plus limité, il faut jongler entre les valeurs de taps des canaux, plus pour le grave, moins pour les aigus.
    Vous n'êtes pas limité sur FFT length.
    Pour une utilisation sur 2 canaux stéréo avec un mini DSP 2x4 HD à 48 kHz, vous pouvez avoir 4060 taps par canal, à condition de mettre 10 taps sur les 2 canaux inutilisés.
    Je ne comprends pas qu'il n'y ai pas sur le marché de mini DSP qui acceptent un nombre de taps significativement plus grand.

 

Attention :

Avec FFT length = 4194304 et quelque soit le nombre de taps, si vous devez génerer des fichiers de correction dans plusieurs formats numérique il faut fermer rePhase et le r'ouvrir entre chaque fichier.
Si non, rePhase plante et se ferme tout seul...
Optimization doit être sur : none, si non rePhase plante.

Avec Taps = 4096 ne dépassez pas FFT length = 2097152, et mettez optimization sur extensive.
Si non, rePhase plante...

 

Impulse Settings :

Une fois la bonne valeur de windowing trouvée j'ai comparé optimization moderate to -120 dB avec optimization extensive to -120 dB, puis j'ai essayé optimization extensive to -150, -200 et -500 dB pour garder -500 dB.
optimisation extensive to -500 dB est le meilleur (je n'ai pas essayé Maximal par rapport à Extensive), mais avec un ordre de grandeur de moins par rapport à windowing, c'est du fifrelin, un tout petit gain.

La question a été posée la question au concepteur du logiciel rePhase pour essayer de faire la part des choses.
Voici la réponse de Thomas Drugeon :

L'impact de l'algo de windowing sera surtout visible sur une FIR courte (trop courte pour une correction donnée à une fréquence de sampling donnée, disons), avec des effets différents sur la fonction de transfert obtenue (courbes "results").
Un windowing "brutal" (genre rectangular, ou hamming) donnera un "plafond" plus élevé dans les stop band (ripples, etc., un genre de noise floor de la correction...), alors qu'un windowing plus "doux" (genre blackman, ou les albrecht d'ordre élevé) donnera un passband et un début de stopband qui collera moins au target.
C'est un choix qui dépend du type de correction visé (en gros plus la magnitude varie et plus on a intérêt à utiliser un windowing doux).
Si l'on a suffisamment de taps disponibles (ce qui est normalement le cas quand la correction est appliquée en software, surtout en stéréo), alors l'impact est quasi nul car il ne doit quasiment plus y avoir d'énergie aux extrémités de la FIR (à moins que le centrage soit extrême).
En gros ce qui sera audible se verra forcément sur les courbes de réponses : il n'y a pas de magie cachée.

En ce qui concerne l'optimisation, c'est là aussi à réserver aux cas ou la FIR est trop courte et où la courbe de réponse est trop éloignée de la courbe cible : L'optimisation va tenter de rapprocher la courbe de magnitude de la cible, parfois (souvent) au détriment de celle de phase, et on perd donc potentiellement la relation magnitude/phase (on peut par exemple chopper du pre ringing sur une correction purement en phase minimale).
Comme la magnitude est plus importante que la phase dans le rendu c'est un compromis valable quand on est un peu court en taps, mais pas si on en a suffisamment.
En outre la valeur en dB de l'optimisation est utilisée pour déterminer quand le processus itératif doit s'arrêter (ie quand il commence à empirer les choses plutôt que de les améliorer) en considérant la réponse dans les stopband jusqu'à -X dB.
Sur une correction qui n'a pas de stopband (genre EQ ou correction de phase pure) ce paramètre n'aura aucun effet.

Si on a suffisamment de taps (genre 1 seconde de FIR) le mieux à mon avis est de se passer d'optimisation (c'est pour cela qu'elle est décochée par défaut depuis la version 1.2.0) et de prendre un windowing relativement doux, pour la paix de l'esprit...

Je n'avais pas fait d'essais avec "optimization none", je n'imaginais pas que ça pouvait être meilleurs à l'écoute.
Pourtant après essais à l'écoute j'ai conservé la solution, avec un gros doute sur le paramètre windowing à utiliser.
Une nouvelle série d'essais sur windowing est en court, voir la rubrique Windowing.

  • Avec Taps = 216 = 65536, FFT length = 2097152, prenez optimization none.
  • Avec Taps = 216 = 65536, FFT length = 4194304, prenez optimization none.
  • Avec Taps = 217 = 131072, FFT length = 4194304, prenez optimization none.
  • Avec Taps = 218 = 262144, FFT length = 4194304, prenez optimization none.
  • Avec Taps = 219 = 524288, FFT length = 4194304, prenez optimization none.
  • Avec Taps = 214 = 16384, FFT length = 2097152, prenez optimization extensive ou maximale to -500 dB. (3 itérations avec optimisation extensive).

La Fonction de fenêtre dans WIKIPEDIA.
C'est là ou vous trouverez la signification des termes savants utilisés ci-dessus.
Vous ne serez probablement pas plus avancé après l'avoir lu...

Les paramètres Impulse Settings que j'utilise :
Pour rate, je génère des fichiers à 176400, 192000, 352800 et 384000 Hz pour la musique dématérialisée avec JRiver (avec un upsampling x4), uniquement 48000 Hz pour le son de la télé, à 44100 Hz pour le mini DSP.
Quand je change Rate je change aussi la partie correspondante de filename, pour m'y retrouver ensuite.

Avec JRiver Pour la télé avec VSTHost Pour un mini DSP
Paramètres Settings de RePhase pour la musique dématérialisée Paramètres Settings de RePhase pour le son de la télé Paramètres Settings de RePhase pour un mini DSP

 

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Un grand père facécieux disait à ses petits enfants que le grand truc blanc tout en haut du Puy de Dôme était un thermomètre géant : Quand il deviendra tout rouge il faudra vite se sauver, parce que le volcan va se réveiller !!!

Malgré les apparences, ce site internet n'est que celui d'un amateur passionné Auvergnat.
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"Amateur" doit être compris dans le sens ou rien ne m'oblige à vous répondre, si vous êtes désagréable. C'est rare mais le cas arrive de temps en temps.

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