LinFIR - Mesures et égalisation FIR/IIR

[minicos]

Je les ai supprimées. Je suis désolé.
En phase : la réponse est plate sur l'octave autour de la Fx.
Si j'inverse la phase du woofer ou de la compression : la réponse présente un grand creux (un pic inversé) de plusieurs dizaines de dB. Je penserai à mettre l'image quand je ferai l'enceinte de gauche.

[Dagda]

Avec un LR24 du coup tu dois être bien

[minicos]

Je ne comprends pas trop comment fonctionne Room Calibration.

J'ai fait 6 mesures dans mon séjour. En AirPlay, car pas de câble USB assez long pour promener le micro dans toute la pièce tout en laissant le Mac au même endroit.
J'ai fait 4 mesures à chaque places de la table à manger + 1 mesure au plan de travail + 1 mesure à la plaque de cuisson.

La courbe noire Average, ne semble pas vraiment correspondre à la moyenne des mesures ...

Ensuite j'ai sélectionné Glogal IIR, Configure, Target = Harman, Generate Filters (12)
Je les ai recopiés dans HFD. Puis j'ai recommencé les mesures ... le résultat ne correspond pas à la simulation

Reference est grisé et bloqué sur On-axis
Auto-generate est grisé également.

[Dagda]

Attendons ce que va dire Arnaud mais une pièce ce n'est pas 6 mesures qu'il faut ...
Faudrait voir quelle est la fonction voulue, dans l'aide ?

D.

[Arnwald]

Il y a une chose à laquelle il faut faire attention: les ondes stationnaires lors de la mesure.
LinFIR ne sait pas si un trou est un véritable défaut acoustique de l’enceinte ou une annulation due à une onde stationnaire lors de la mesure.

On ne peut pas combler un trou lié à une onde stationnaire, et donc sans conditions de mesure un peu propres, il restera des trous à la fin. Les filtres ne peuvent pas rajouter de l’énergie qui n’existe pas. :-)

[Arnwald]

Le mode room calibration est prévu pour moyenner automatiquement plusieurs mesures autour de la zone d’écoute.

De fait, il faut faire les mesures dans une zone autour de la zone d’écoute.

La moyenne est calculée dans le domaine complexe (phase et fréquence). Le résultat n’est pas forcément intuitif, mais le but de procéder comme ceci est de limiter l’influence des ondes stationnaires dans la correction acoustique in room.

Pour que les résultats soient cohérents il faut essayer de rester dans une sphère d’un mètre de rayon environ autour de la zone d’écoute.

[minicos]

Il y a une chose à laquelle il faut faire attention: les ondes stationnaires lors de la mesure.
LinFIR ne sait pas si un trou est un véritable défaut acoustique de l’enceinte ou une annulation due à une onde stationnaire lors de la mesure.

On ne peut pas combler un trou lié à une onde stationnaire, et donc sans conditions de mesure un peu propres, il restera des trous à la fin. Les filtres ne peuvent pas rajouter de l’énergie qui n’existe pas. :-)

On est parfaitement d'accord.

[minicos]

Le mode room calibration est prévu pour moyenner automatiquement plusieurs mesures autour de la zone d’écoute.

De fait, il faut faire les mesures dans une zone autour de la zone d’écoute.

La moyenne est calculée dans le domaine complexe (phase et fréquence). Le résultat n’est pas forcément intuitif, mais le but de procéder comme ceci est de limiter l’influence des ondes stationnaires dans la correction acoustique in room.

Pour que les résultats soient cohérents il faut essayer de rester dans une sphère d’un mètre de rayon environ autour de la zone d’écoute.

Ah... Il faut donc rester dans le diamètre de la poule.
Ce n'est pas du tout ce que j'ai fait .

[pvrx]

Bonjour Arnaud,

En préparation d'une prochaine séance de mesure en extérieur (semaine prochaine, si météo OK), je fais actuellement des simulations à partir de mesures effectuées voici quelques mois sur maquette à l'échelle 1, afin de tenter de maîtriser un écosystème UMIK_2 + REW + LinFIR + HFD.
Au cours de nos échanges précédents, j'ai bien vu que tu ne tenais pas REW en très haute estime... C'est bien dommage, nous sommes assez nombreux à utiliser cet outil, très pratique pour la plupart des usages, et je ne m'en suis pas très bien sorti avec la mesure depuis LinFIR.
Par ailleurs, REW permet de faire des mesures en acoustic timing reference en envoyant le chirp sur l'enceinte en cours de mesure, ce qui m'arrange bien, ça m'évite de devoir en manutentionner deux pour mes mesures en extérieur...
Mais REW ne présente pas que des avantages, notamment concernant l'export des IR en Wav et sa gestion fantaisiste des niveaux.
Je normalise donc l'export, et ce sont ces Wav normalisés que j'importe dans LinFIR, et à partir desquels j'effectue les corrections LinFIR. Il faudra donc égaliser proprement les niveaux dans un deuxième temps.
En l'occurrence, ça donne les résultats ci-dessous, sur lesquels j'aimerais bien recueillir ton avis :

Je te joins le fichier LinFIR à toutes fins utiles...
Ensuite, j'injecte les coefficients dans HFD, et cette importation se fait de façon impeccable (à 20us près sur le délai du grave, bizarrement), ci-dessous par exemple la fenêtre du mid dans HFD après importation :

Pourrais-tu m'aider à comprendre cette fenêtre ?
1. Le haut de la fenêtre donne des indications fantaisistes de delay pour les trois HP, alors que les delays affichés en partie gauche sont bien ceux définis avec LinFIR. Un bug HFD ?
2. Les points de couleur orange apparaissant dans la fenêtre correspondent aux divers EQ définis avec LinFIR. Sur mon image, on voit que le gain max de ces EQ est de +3dB (pour celui placé à 100Hz). Mais je ne comprends pas pourquoi la réponse du filtre est globalement située en-dessous de -6dB, aurais-tu une explication ?
3. Une fois tous ces coefficients injectés dans HFD, je vais devoir exécuter une nouvelle série de mesures afin d'égaliser les niveaux des HP, sans toucher aux autres paramètres. Est-ce OK ?

Merci de ton retour !

Pascal

[Arnwald]

Bonjour Pascal,

Je pense que tu te méprends sur mon point de vue sur REW. Je le respecte en tant que standard, je lui reproche juste une gestion approximative et floue de l'aspect "domaine temporel". Plus précisément, la séparation de la réponse linéaire et des harmoniques de distorsion n'est pas du tout triviale et devrait faire l'objet d'un outil approprié.

J'ai sciemment empêché l'utilisation de la même voie comme référence acoustique pour une raison subtile: si tu mesures deux HP différents, en utilisant chacun d'eux comme sa propre référence temporelle, il y a un problème. Chaque transducteur a sa propre position dans l'espace et sa propre courbe de phase, donc tu n'as pas de référence temporelle commune. Le chirp étant cantonné aux hautes fréquences, l'atténuation d'un woofer à ces fréquences là peut aussi ajouter son lot de problèmes (mauvais rapport signal/bruit, étalement temporel du fait de la coupure du HP et des modes de fragmentation, etc.). Ce point est d'ailleurs mis en avant par John Mulcahy dans la documentation de REW.
Si tu parlais de la sommation des voies, je pense que l'écart de 20µs sur le grave que tu observes vient de là. Mais si c'est un écart entre la valeur configurée dans LinFIR et celle configurée dans HFD, ça peut aussi être normal: HFD impose des incréments de délais précis, probablement pour des raisons internes liées au DSP. LinFIR ajuste le délai lors de l'export des projets HFD pour que cela corresponde.

Concernant HFD, j'ai toujours eu beaucoup de mal avec l'interface...

Pour le point 1:
Le délai affiché correspond à un délai théorique FIR phase linéaire + délai configuré.
Pour un FIR à phase linéaire, le pic d'impulsion se situe au milieu de la fenêtre de taps: (1500-1)/(2*93750)=0,00799467 s, soit environ 7995µs, et 7995+331=8326 µs.
C'est une indication, mais je ne trouve pas cela très utile.

Point 2:
HFD affiche la réponse théorique de tous les filtres + gain appliqué. Ici tu as -1.1 dB, et dans la bande passante tu as pas mal de filtres à gain négatif. Si tu vas dans l'onglet "FIR+IIR" de LinFIR, tu devrais voir exactement la même courbe, 1.1dB plus haute. Je crois aussi me souvenir que la courbe affichée prend aussi en compte les filtres configurés en entrée avec l'EQ global.

Point 3:
C'est parfaitement Ok. :-)
Je te conseille toutefois de créer un second projet, pour éviter de perdre/modifier ton travail actuel.

[pvrx]

Bonsoir Arnaud,

J'ai refait mes simulations, et j'ai comparé la réponse FIR + IIR de LinFIR à la courbe présentée par HFD.
Ici, le gain du mid est à -2,5dB dans LinFIR, je retrouve les mêmes -2,5dB dans HFD :

Incidemment, deux remarques de détail :
1. Dans LinFIR, les canaux indiqués en bas à droite de l'image sont inversés, le CH 3 est en haut, le CH 1 en bas.
2. J'ai cherché à donner exactement la même échelle aux graphes de LinFIR et de HFD. Les échelles horizontales ne sont pas exactement les mêmes. Si on aligne les abscisses 10 Hz et 10000 Hz, on voit que les abscisses 100 Hz et 1000 Hz ne sont pas sur la même verticale. Pas bien grave, mais ça surprend.

Pascal

[Dagda]

Sur LinFir ça ne semble pas commencer pile à 10Hz ...

[Arnwald]

La borne gauche du graphique ne commence pas à 10Hz ici. Quand l'axe est aligné avec le bord du graphique, le label "10" apparaît.

Par défaut les bornes sont alignées sur 10Hz à gauche et 24 kHz à droite. Un double clic permet de réinitialiser le zoom et la translation.

[pvrx]

Bonjour Arnaud,

Je rencontre systématiquement un problème avec LinFIR : lorsque je crée un filtre, je l'enregistre dans mes fichiers.
Si je rouvre ce fichier et effectue des modifications (sans les enregistrer), je ne peux plus revenir en arrière !
Quittant LinFIR, si je rouvre le programme et cherche à ouvrir mon fichier tel qu'enregistré, il a apparemment conservé et enregistré la version en cours de modification !
Par ailleurs, pour mon fichier enregistré, j'avais importé depuis REW des fichiers Wav normalisés. Si maintenant je veux réimporter les mêmes Wav, ils apparaissent dans LinFIR 90 ou 95dB plus bas en niveau.
Cette dernière anomalie est-elle liée à l'une des dernières mises à jour ?

J'ai par ailleurs un souhait : dans la fenêtre management IR, serait-il possible de faire apparaître le nom et la localisation du fichier de l'IR importée ?

Merci d'avance pour ta réponse.

Pascal

[Arnwald]

Bonjour Pascal,

Pour le point 1 (versions non enregistrées) : LinFIR sauvegarde automatiquement le projet en tâche de fond dès qu'il y a une modification à enregistrer, sans attendre de Ctrl+S, c'est documenté ici : https://demaudio.com/doc/linfir/export. ... ve-options. Concrètement : tu ouvres un fichier, tu modifies sans sauvegarder manuellement, puis tu quittes, l'autosave a écrit ces modifs sur le disque avant la fermeture. C'est le comportement normal, pas un bug. Si tu ne veux pas de ça, l'option se désactive dans Settings > General.

Sur l'historique d'annulation (Ctrl+Z) : il est volontairement limité à 10 étapes, chacune conservant une copie complète de l'état interne du projet. Sur de gros projets (plusieurs drivers, mesures off-axis, filtres), remonter indéfiniment ferait vite exploser la mémoire consommée. C'est noté ici : https://demaudio.com/doc/linfir/keyboar ... l#undoredo.

Sur le niveau -90/-95dB au réimport : j'ai vérifié tout le pipeline d'import WAV de mon côté, rien n'indique de facteur d'échelle caché. Je t’invite à vérifier tes paramètres d’export REW et à réexporter en cas de doute. Il me semble avoir lu un fil sur AVnirvana où tu posais déjà exactement la même question à propos de l'export REW et de la case "Normalize samples to peak". Ça pointerait vers un réglage d'export qui change d'une fois sur l'autre.

Concernant le chemin du fichier importé: ce n'est pas le rôle de LinFIR de tracer la provenance d'une donnée qui, une fois importée, n'a plus de lien avec le fichier source. Cela pose plusieurs problèmes:
- en premier lieu, si l’utilisateur déplace les fichiers sur son disque ou les renomme, le chemin affiché devient caduc. La data sera bien toujours là dans le projet LinFIR, mais le chemin affiché sera complètement faux.
- avec l’importe de dizaines de mesures pour les spinoramas ça deviendrait ingérable et confus.

Je me permets de signaler que la documentation a un moteur de recherche par mots-clés. Et si l'anglais est un frein, Google Translate ou la traduction intégrée du navigateur font très bien le travail.

Arnaud

[pvrx]

Bonsoir Arnaud, et merci de tes retours !
Ce fil ne semble pas passionner les foules, j'en suis surpris.
Ou alors tout le monde a tout compris de LinFIR du premier coup, et je suis donc le cancre de la classe...

Je me suis maintenant pas trop mal familiarisé avec cet outil, et sans doute suffisamment pour en retirer bénéfice à l'écoute (c'est en principe pour bientôt), mais il reste encore pour moi des zones d'ombre, je ne suis pas sûr d'en tirer le meilleur.
Pour rappel, mon objectif est la mise au point d'une enceinte active 3 voies équipée du FA503 d'Hypex, coupures à 350 et 1500Hz. Incidemment, c'est super d'avoir introduit la fonctionnalité HFD config !
J'ai donc quelques questions, pourrais-tu prendre le temps de répondre à chacune, si possible en illustrant ?
J'ai vu sur YouTube le tuto LinFIR, mais c'est pour moi une démonstration des possibilités de l'outil plutôt qu'un véritable didacticiel, et la documentation me laisse également sur ma faim car elle me semble manquer cruellement d'images illustrant sur exemples l'effet d'une commande sur le résultat.
Du coup, je reviens t'embêter régulièrement avec des questions dont les réponses te paraissent sans doute évidentes, mais pas à moi...

1. L'objectif à atteindre.
Il peut se résumer au résultat du travail que tu avais fait sur mon fichier d'essai, réponse en fréquence droite, réponse en phase idem le plus bas possible, step bien proprement triangulaire, voir image ci-dessous :

Je me pose cependant des questions concernant la zone cerclée de rouge. A-t-elle de l'importance, et laquelle ?
En tout cas bravo pour ce travail, mais ça n'explique pas dans le détail comment tu es parvenu à ce résultat et moi pas !


2. Les EQ IIR
L'auto EQ est très ergonomique, c'est une réussite. Mais je ne suis pas sûr d'avoir compris ses possibilités et ses limites.
Par exemple, dans l'aigu, son utilisation semble inutile, les corrections FIR aplatissent parfaitement la réponse dans la bande utile. Idem mais dans une moindre mesure pour le mid.
HFD permet un maximum de 15 biquads par voie. J'ai donc la possibilité d'en placer 13 pour le grave et l'aigu si besoin, et 11 pour le mid.
Mes questions :
a. Sur quelle plage de fréquence faut-il chercher à égaliser la réponse avant filtrage ? Une octave de part et d'autre de la fx ?
b. Si la réponse d'un HP, l'aigu par exemple (fx=1500Hz), n'est pas "droite" jusque 750Hz, quid de la coupure acoustique après filtrage ? Vais-je pouvoir respecter le LR4 acoustique que je recherche ?
c. Faut-il vraiment limiter le gain et le Q des EQ et pourquoi ?
d. Y a-t-il un intérêt quelconque à limiter le nombre d'EQ ?

3. Les corrections FIR Magnitude après EQ IIR

a. Quelles recommandations pour le choix du frequency range ? Dans mon cas, tu avais pris 50-1000Hz pour le grave, 100-5000Hz pour le mid, et 500-20000Hz pour l'aigu.
b. Pourquoi choisir une résolution de 1/12 d'octave pour le mid et l'aigu et de 1/24 d'octave pour le grave ?
c. Je n'ai pas bien compris le paramètre "correction gain", la documentation est assez succincte (pour moi). Pourrais-tu expliciter un peu plus ?
d. Le choix de tes coefficients de Kaiser est-il le résultat d'une démarche d'optimisation (et alors laquelle) ou as-tu fait ces choix a priori ? J'ai également remarqué que pour le paramétrage des filtres tu avais retenu pour le mid et l'aigu un Kaiser de 8 différent de celui retenu pour la magnitude (10). Pourquoi ?

4. Les corrections FIR - Phase
Mêmes questions a (ici le frequency range est de 30-3500Hz pour le grave, 100-8000Hz pour le mid, et 0-46875 pour l'aigu) et b que ci-dessus.
Concernant le choix des coefficients de Kaiser, pourquoi avoir retenu des coefficients très bas (0 pour le grave, 1 pour le mid et l'aigu) ? Choix a priori ou résultat d'une optimisation ?

Merci d'avance de bien vouloir prendre le temps de m'éclairer !

Pascal

[Arnwald]

Bonjour Pascal,

Pour la zone que tu as entourée sur la step response: c'est du pre-ringing, une ondulation qui précède le pic principal. Il vient de la correction de phase: forcer une réponse de phase donnée nécessite de redistribuer l'énergie autour du point temporel visé, ce qui introduit typiquement ce genre d'ondulation avant le pic, c'est la nature même de ce type de correction. Tant que son amplitude reste faible et sa durée courte devant la période des fréquences concernées, l'impact perceptif est négligeable. Il peut être minimisé en limitant la correction de phase des basses fréquences, ce qui réintroduit la rotation de phase liée à la coupure basse naturelle du haut parleur, mais cela peut se faire au prix d’une phase plus difficile à aligner au niveau du crossover avec le mid. Beaucoup de diyers craignent le pre-ringing, mais ici il est extrêmement faible. Si tu survoles la courbe « sum » de la réponse impulsionnelle, tu auras une estimation du pre-ringing et de sa sévérité. D’expérience, à moins d’utiliser des filtres d’une longueur déraisonnable (plus de 10k taps), son audibilité est quasi impossible. Et pour être plus précis: l’audibilité dépend de deux facteurs: l’amplitude du pre-ringing par rapport au pic principal, et son extension temporelle. Le cerveau masque les détails de faible amplitude quand ils sont suivis de près par des signaux de forte amplitude.

Pour le reste de tes questions (plages d'égalisation IIR, choix des fenêtres de fréquence FIR, paramétrage Kaiser en magnitude et en phase): ce sont des choix de design acoustique propres à chaque projet, pas des réglages universels. Ils dépendent des filtres, du comportement du haut-parleur, de l'objectif d'écoute… bref, de tout un travail d'analyse que je facture en tant que consultant quand je le fais pour un client. L'exemple que j'avais fait sur ton fichier s'inscrivait dans le cadre du support LinFIR, et détailler la méthodologie complète derrière chaque paramètre est une prestation différente.
Au delà de l’aspect « prestation », décrire les motivations derrière tous ces choix me prendrait beaucoup de temps. Je dois arbitrer pour rester productif, et aussi pour passer du temps avec ma famille. :-)

En revanche, je réponds volontiers aux questions techniques concernant le traitement du signal en lui même (comme le pre-ringing que tu observes sur la step). Je valorise la vulgarisation et le partage du savoir, tant que l’on ne me demande pas de dévoiler l’algorithmie qu’il y a derrière LinFIR. ;-)

Je t'encourage à expérimenter directement dans LinFIR: duplique le projet, change une valeur, observe l'effet sur les courbes, recommence. C'est comme ça que j'ai appris moi-même, en complément de lectures théoriques. La doc donne les bases, le reste vient avec la pratique sur ton propre projet.

Je n’ai pas oublié l’idée de produire des tutoriels sur mon blog (https://demaudio.com/blog/), mais j’ai beaucoup de choses à dépiler avant, que ce soient des corrections de bugs, des améliorations, ou une publication que je rédige au sujet de la prédiction des non-linéarités (je ferai un fil dédié quand tout sera prêt, je veux d’abord publier dans une revue avant de tout dévoiler ;-)).


Arnaud

[pvrx]

Bonjour Arnaud,

Et merci pour ta réponse (très partielle) à mes questions...
Aucune d'entre elles ne requiert pourtant d'intrusion dans tes savoir-faire, mais simplement de pouvoir en tant que simple utilisateur tirer le meilleur parti de cet outil, en restant bien dans l'univers du traitement du signal.
En clair, un bon mode d'emploi...

Dans ta réponse, tu m'as donné une indication précieuse sur le pre ringing observable sur la step, et j'ai refait le travail avec et sans correction de phase sur le grave seul, sans toucher à aucun autre paramètre.

Avec correction de phase :

Dans ces conditions, le time delay du grave est de 0,716ms, la rotation de phase à 100Hz est de 70°, le pre ringing à -52,4dB.

Sans correction de phase :

Dans ces conditions, le time delay passe à 2,198ms, la rotation de phase à 100Hz passe à 100°, le pre ringing à -51,7dB.
La réponse en fréquence globale reste impeccable, celle du grave seul s'est nettement améliorée en haut de bande, l'impulsion est restée nickel.
On note une augmentation de la rotation de phase à 100Hz, mais la step me semble avoir une meilleure allure, qu'en penses-tu ?
Pas sûr que cette différence s'entende, mais bon...
En tout cas, ton avis me semble avoir été très utile !

Pascal

[Arnwald]

Bonjour Pascal,

Je vais être direct: commencer ton message par "réponse très partielle" après l'explication que je t'ai donnée sur le pre-ringing, que tu as toi-même utilisée avec succès dans le test que tu montres ici, n'est pas une entrée en matière respectueuse. Je t'invite à en tenir compte pour la suite de nos échanges, ici et par mail.

Je t'ai déjà expliqué où se situe ma limite entre support LinFIR et prestation de conseil, et je ne vais pas y revenir à chaque message. Le rythme actuel de sollicitations, sur le forum et en privé, dépasse largement ce que je peux consacrer à un seul utilisateur en parallèle du développement de l'outil.

Sur ta question: la step "plus jolie" sans correction de phase n'est pas nécessairement un progrès. Regarde si la rotation de phase supplémentaire reste cohérente avec la phase du mid autour de 350Hz, ton point de croisement, c'est cet alignement au crossover qui compte, pas la forme de la step isolée.

Arnaud