Sound Pixel Lab

Voici quelques remarques complémentaires concernant les filtres à forte pente :

Lorsqu'on écoute en deçà de la DC et que les fréquences de transitions sont dans cette zone, on se fout un peu de ce qui se passe hors axe. Cédric avait fait une remarque dans ce sens.

Les filtres à forte pente sont aussi intéressants pour la réponse dans l'axe.
Ils permettent d'utiliser des compressions bas en fréquence, proches de leur fréquence de résonance, sans risques en limitant de plus la distorsion. Voir les mesures de l'axi2050 que j'ai donnée avec une fréquence de coupure à 300 hz ou 350 hz pour restreindre la H2.

Les fortes pentes sont aussi intéressantes quand la valeur de l'entraxe dépasse lambda/2 à la fréquence de coupure. Au-dessus de cette valeur, il y a formation d'un lobe avec des nuls. La directivité augmente comme l'a fait remarquer JIM. Avec des filtres à faible pente, plus on monte au-dessus de fc plus le lobe se resserre.

Ces cas se produisent avec l'utilisation de supertweeters mais également en medium avec l'utilisation de gros pavillons où il est physiquement impossible de rapprocher les voies pour tenir lambda/2.

Jean-Marc, j'imagine que tu as ce problème avec ton pavillon de grave.

Concernant l'audibilité de la distorsion de phase, c'est effectivement un sujet. 
Voici une conférence d'Alain Roux calée sur l'instant où il évoque la distorsion de phase. Je vous invite à l'écouter, ca dure quelques minutes : Réponse en phase

Cette vidéo a été révélée par François (mastro). Elle cite les travaux de Fleischer et Zwicky (qui a travaillé chez Studer) mais dont on ne trouve pas de publication. Voici la synthèse :


Toujours est-il que la distorsion de phase ne s'entend pas lors d'écoute au-delà de la DC puisque le champ réverbéré perd la notion de phase.  Heureusement que nous ne sommes pas très sensibles à la distorsion de phase parce que nous écoutons dans la vie au quotidien majoritairement dans le champ réverbéré !

Une question qu'on pourrait aborder est l'impact de la distorsion de phase sur l'image stéréo, auquel cas l'écoute au casque ne serait pas le meilleur moyen de la détecter. 

Je termine en revenant à l'objet de ce post. Le filtrage numérique à phase linéaire FIR a réussi ce tour de force du filtrage parfait. Il s'agit en réalité d'un filtrage soustractif dont la combinaison donne un retard pur. C'est-à-dire un dirac.

Notons que les haut-parleurs n'ont pas besoin d'être parfaits pour obtenir ce résultat et c'est un point qu'il faut faire remarquer. Ils ne doivent être parfaits qu'en dehors de la bande filtrée. 

Ainsi, la combinaison d'un haut-parleur de graves passant le continu jusqu'à une coupure naturelle autour de fc combinée avec un haut-parleur d'aigu passant de fc à l'infini donnera avec un filtre FIR à phase linéaire un pur dirac.

Franchement, pourquoi s'en passer ?

Le pre-ringing ne provient pas du filtre lui-même. Comme le montrent les équations, la combinaison est un dirac retardé qui ne comporte donc aucun pré-ringing. Chaque HP comporte bien un pré-ringing (c'est dans la nature même du filtre pour être à phase linéaire) mais la somme s'annule dans la combinaison.

Le pré-ringing apparaît dès qu'il y a un désalignement temporel des voies, où l'on comprend que la somme ne s'annule plus, d'autant plus avec des signaux comportant des attaquent fortes.

Dans le cas d'une zone d'écoute réduite, un parfait réglage des délais permet de le supprimer où tout du moins de le réduire à peau de chagrin.

La principale cause provient alors des réflexions de la pièce qui ne répondent pas en phase. D'où encore là l'intérêt de se placer majoritairement dans le champ direct et d'amortir les premières réflexions en dessous de -10 db voir plus.

Après, il est clair que plus la durée du filtre est importante (correction en basse fréquence), plus les chances de percevoir du pre-ringing augmentent.

J'aimerais faire un petit point et un petit "recadrage".

Le sujet traité ici est assez complexe et les intervenants sont plus ou moins sachant.

En dehors de toute la partie mathématique du sujet il faut savoir quel est l'intérêt dans la vrai vie et dans une utilisation quotidienne d'un tel filtrage ?

[Avis personnel] De ce que j'ai compris du filtrage FIR, l'intérêt est quand même assez limité vis à vis d'un filtre IIR (voir même passif) sur lequel on applique une correction de phase à postériori.
Je vois le FIR comme un "exercice de style" permettant de dire : "Je l'ai fait" ... mais ce n'est que ma vision du sujet[/Avis personnel]

Quoi qu'il en soit, quel est véritablement l'audibilité de la chose ?
De tout ce qui a été dit d'ailleurs ?
Est-ce qu'il y a des études qui ont été faite sur cette audibilité ?

Pour rappel, les règles du forum sont simples avec un point à ne pas oublier :
Et n'oubliez pas qu'un avis est personnel mais qu'une affirmation demande à être prouvée.

D.

Bonjour Dagda,

Dagda a écrit : ↑13 nov. 2025, 09:29 J'aimerais faire un petit point et un petit "recadrage".

J'ai du mal à comprendre la raison de ce "recadrage".

Selon moi la règle du forum que tu cites selon laquelle : Et n'oubliez pas qu'un avis est personnel mais qu'une affirmation demande à être prouvée que j'apprécie particulièrement, a été respectée par tout le monde.

Les formules mathématiques sont utilisées pour justement montrer l'intérêt des solutions qu'elles permettent de mettre en œuvre.

Mais, peut-être que ton message vient de ton avis personnel qui s'avère en partie erroné.

Dans la mesure où on déciderait de réaliser une enceinte sans se soucier de la distorsion de phase, ou tout du moins en ne cherchant pas une réponse parfaite en phase, alors les filtres IIR, éventuellement réalisés en passif, conviennent parfaitement.

Cependant, vouloir corriger la phase a posteriori ne peut se faire qu'avec un filtrage FIR car elle nécessite un retard, objet de mes interventions "mathématiques".

Alors certes, avec des passe-tout comme l'a signalé jlo on pourrait s'en approcher en analogique, mais au prix d'une mise en œuvre beaucoup plus complexe qui est aujourd'hui abandonnée.

J'ajoute que dans un système à pavillon, les DSP sont quasi indispensable car il est préférable d'aligner les bouches, ce qui nécessite d'ajuster numériquement les délais.

Dans cette optique, qui est la mienne, utiliser un DSP pour implémenter un filtre IIR qui va induire de la distorsion de phase n'a pas de sens.

Cordialement
Jean

Mon message était général Jean, et tout ne t'es pas forcément adressé

Mon avis n'est que mon avis et le FIR ou la correction de phase n'est pas un sujet que je pratique.
Je cherche juste à comprendre et surtout, à relativiser.
D'où la question sur l'audibilité de tout ça

D.

Un exemple d'annulation de la pré sonnerie :

Pré-ondulation ?

Dagda a écrit : ↑13 nov. 2025, 09:29 J'aimerais faire un petit point et un petit "recadrage".

Le sujet traité ici est assez complexe et les intervenants sont plus ou moins sachant.

En dehors de toute la partie mathématique du sujet il faut savoir quel est l'intérêt dans la vrai vie et dans une utilisation quotidienne d'un tel filtrage ?

[Avis personnel] De ce que j'ai compris du filtrage FIR, l'intérêt est quand même assez limité vis à vis d'un filtre IIR (voir même passif) sur lequel on applique une correction de phase à postériori.
Je vois le FIR comme un "exercice de style" permettant de dire : "Je l'ai fait" ... mais ce n'est que ma vision du sujet[/Avis personnel]

Quoi qu'il en soit, quel est véritablement l'audibilité de la chose ?
De tout ce qui a été dit d'ailleurs ?
Est-ce qu'il y a des études qui ont été faite sur cette audibilité ?

Pour rappel, les règles du forum sont simples avec un point à ne pas oublier :
Et n'oubliez pas qu'un avis est personnel mais qu'une affirmation demande à être prouvée.

D.

Il faut déjà savoir que FIR et IIR, ce n'est pas le sujet ici.
FIR et IIR, ce sont des méthodes de filtrage. Le FIR permet tout, y compris réaliser des filtres tel que l'on pourrait les avoir en IIR. C'est à dire que l'on a le choix en FIR entre phase minimale et linéaire.
Le sujet, c'est bien phase minimale ou linéaire mais si en IIR, on a pas vraiment le choix.

J'utilise toujours le FIR (pour éviter de multiplier les méthodes), même pour réaliser une config avec filtres à phase minimale à faible latence. L'impulsion du filtre est calée sur la partie gauche de la fenêtre, ce qui limite la latence à moins de 2ms.

Les arguments ont été donné mais voici un rappel.

L'intérêt premier est d'autoriser des pentes raides permettant un raccord en puissance idéal ou presque entre 2 hps de directivité proche. Cette pente élevée ne produit pas de déphasage qui est reconnu comme audible avec des filtres à phase minimale d'ordre élevés. Cf tableaux du filtre actif BSS qui a près de 20 ans.
Il me semble que dans la bible de conception des enceintes, ça y est également.

Il est admis qu'un accident dans la réponse en puissance de l'enceinte est un problème. Cf travaux de Toole.
Une correction de phase globale comme une égalisation n'aura pas d'impact sur le rayonnement de l'enceinte.

Quel intérêt d'une pente raide en dehors du rayonnement de l'enceinte, comme rappelé par Jean, ça parait évident en terme de tenu en puissance, limitation de la distorsion. La aussi, archi documenté depuis toujours sauf que l'on était limité à des pentes de 48dB/o qui commencent à poser problème en terme de délai de groupe, le standard étant plutôt à 24dB/o.

Personnellement et pour le pratiquer depuis 2012, l'intérêt est également pratique car avec la méthode que j'ai exposé (on peut faire autrement). La mise au point est beaucoup plus simple, on a pas à jouer avec les divers repliements de la phase que peu comprennent et le délai de groupe qui varie. Un graphe comme le spectro devient beaucoup plus lisible.

Et comme exposer par Jean au tout début, le résultat est une enceinte qui se comporte presque comme un Hp idéal ayant un comportement à phase minimale. C'est quand même le graal quand on est passionné et intéressé par la conception d'enceinte.
Pour ce dernier point, on y arrive presque avec une correction de phase globale sur un filtre passif ou actif IIR mais avec un rayonnement moins bon.

L'inconvénient majeur est la latence globale mais ce n'est pas un problème en reproduction.
Les filtres/amplis pro intègrent ce type de filtre depuis près de 20 ans. Roland les utilises depuis très longtemps également mais sur ce type de matos dédié au live, on limite leur utilisation au médium/aigu pour conserver une latence acceptable.
Descendre en fréquence avec ce type de filtre demande également des ressources DSP qui ne sont pas encore répandu.

Après, c'est un idéal théorique et pas forcément ce qui est le plus important dans la hiérarchie de ce qui est entendu en salle. Il ne sert pas à grand chose d'utiliser ce type de filtrage avec une enceinte mal conçu. C'est même contre productif comme l'a simulé Kro.
Il ne sert pas à grand chose de rechercher une phase idéale en sortie d'enceinte dans un salon ou on percevra 80% des réflexions de la salle.

Sur un aspect plus subjectif, je retrouve dans ces types de systèmes une propreté du son supérieure mais ce sont des systèmes qui n'ont pas pour seule qualité le filtrage à pente raide à phase linéaire.

A faire du filtrage actif aujourd'hui, il serait dommage de s'en passer.
J'y suis passé en 2012, j'aurai du mal à revenir en arrière.

Bravo JIM pour cette synthèse

Oui c'est impeccable et aussi avec ton message, Jean, un peu plus haut

C'est toujours bien de faire une synthèse après autant d'échanges qui ont tendance à perdre rapidement les lecteurs.

Jean, puis-je mettre un lien sur ton premier message pour diriger vers cette synthèse ?

D.

Dagda a écrit : ↑13 nov. 2025, 10:47 Pré-ondulation ?

Atténuée mais pas annulée. Si vous avez un meilleur exemple, montrez-le moi...

Dagda a écrit : ↑13 nov. 2025, 10:59 Jean, puis-je mettre un lien sur ton premier message pour diriger vers cette synthèse ?

Bien sûr !

GOULAS a écrit : ↑13 nov. 2025, 11:07

Dagda a écrit : ↑13 nov. 2025, 10:47 Pré-ondulation ?

Atténuée mais pas annulée. Si vous avez un meilleur exemple, montrez-le moi...

Je parlais de la traduction, c'est mignon le "pré-sonnerie" pour "pré-ringing"

Kro a écrit : ↑12 nov. 2025, 23:17 Mais tu ne peux pas comparer l'écoute d'un Dirac à un bruit blanc périodique.
Un vrai dirac ne s'écoute pas puisque tu ne peux pas le reproduire. D'ailleurs si tu lui donnes des limites de spectre ce n'est plus un dirac.

Je ne vois pas où voulez en venir dans ce sujet avec ça.

Hello Kro, c'est pareil avec un bruit blanc, son support fréquentiel va de -inf à +inf comme un Dirac. L'oreille et le système de reproduction limitent la bande passante pour les deux signaux de manière identique. Les deux "s'écoutent" donc parfaitement.

Concernant le pré-ringing, comme l'a montré Jean, il disparaît lorsqu'on applique un filtrage symétrique entre les deux voies.
Le pré-ringing peut même souvent être totalement absent. La réponse fréquentielle du filtre correspond qu'à la représentation fréquentielle de la réponse impulsionnelle du filtre. Suivant la forme de cette réponse impulsionnelle, les pré-ringing existent ou non. Exemple, une gaussienne donne une gaussienne, pas de pré-ringing,

sinon il est peut être possible d’essayer d’entendre une possible différence à l’écoute entre du FIR et du IIR en utilisant du filtrage sur PC, il suffit juste de reprogrammer les filtres en changeant l’inter en bas à gauche pour passer de FIR à IIR, un exemple dans le PDF.

GOULAS a écrit : ↑13 nov. 2025, 11:07 Atténuée mais pas annulée. Si vous avez un meilleur exemple, montrez-le moi...

La théorie veut que les filtres étant complémentaires, il se combine pour former un dirac, c'est à dire une impulsion qui a toutes ses valeurs nulles et une seule non nulle.

Lorsque la réponse en fréquence est telle que l'amplitude est constante et la phase nulle de 0 à la fréquence de Nyquist (fréquence d'échantillonnage divisée par 2) alors l'impulse est un dirac.

C'est exactement ce que j'obtiens dans mon exemple de filtre à phase linéaire de fréquence de coupure 1 khz. L'impulsion doit donc n'avoir qu'un échantillon non nul.

Voici ce que donne le tracé des 3 impulsions avec la fonction overlay du REW :


En vert : le passe haut, en bleue le passe bas et marron la somme. On constate bien des oscillations de la réponse en marron ce qui semble signifier que l'impulsion n'est pas un dirac.

Mais quand on active dans les réglages "Show points when zoomed in", REW matérialise les valeurs de l'impulsion aux points d'échantillonnage. Et la tu constates bien que l'impulsion est un dirac. Les points sont espacés de 22 microsecondes qui sont les instants d'échantillonnage.

Il faut savoir que REW trace une fonction continue de l'impulsion qu'il recalcule en faisant une sorte d'interpolation qui le conduit à cette courbe.

Après dans la pratique, si les filtres ne sont pas parfaitement complémentaire, il peut effectivement y avoir du pre-ringing dû seulement qu'au filtre.

la question de la latence se pose en fait dans 2 cas
en live sur scène evidemment’( on use de FIR mais jamais dans le bas de bande )
et avec la vidéo .. ..si beaucoup de Taps .. et retarder la vidéo hormis sur PC ( et avec restriction ) est plus complexe et coûteux
mais si on reste raisonnable en Taps .. les écrans et projos recent avec leurs traitements internes ont une latence souvent non négligeable et logiquement on arrive à s’en sortir ..

Dagda a écrit : ↑13 nov. 2025, 11:28

GOULAS a écrit : ↑13 nov. 2025, 11:07

Dagda a écrit : ↑13 nov. 2025, 10:47 Pré-ondulation ?

Atténuée mais pas annulée. Si vous avez un meilleur exemple, montrez-le moi...

Je parlais de la traduction, c'est mignon le "pré-sonnerie" pour "pré-ringing"

Comme je suis nul en Anglais (et autre), j'ai fait un "google trad" et ça m'a donné ce nom. Je trouve que c'est plus joli que "ringing". J'avais mal compris, désolé. Mais c'est vrai que mes ondulations ne sont pas jolies à voir, même en tentant de les annuler au mieux. Je pense que ça ne s'entend pas. A vérifier...

Dagda, maintenant que des spécialistes t'ont convaincu du FIR, il faudrait donc se pencher dessus et prévoir une vidéo dédiée. Une comparaison des courbes + écoute permettrait peut-être de tirer la même conclusion que JIM : "pas un pas en arrière". C'était d'ailleurs un fait d'histoire... Ca risque de piquer avec les impulsions aux sommets...

L'effet de Gibbs ou pré ringing s'entend lorsqu'il dépasse un certain seuil en amplitude et en temporel, même au delà de DC, mais évidemment plus on reçois de champs diffus/réverbéré et moins ca sera audible.

Mais attention quand même ! comme il été dit par jean, il faut que le calage en temporel soit parfait ainsi que la correction des HP en amont afin d'avoir une résultat parfaitement "symétrique" et c'est d'autant plus sensible que la pente est forte et la durée du filtre grande. Idéalement il faut également que les HP aient un rayonnement très proche dans la zone de raccord.

Concernant les réflexions précoces, oui elles ont une influence, il faut y faire attention, a relativiser quand même, a moins qu'elles soient vraiment fortes et non maitrisées, sinon je n'ai jamais eu de vrais problèmes a ce niveau même dans des acoustique plutôt "vivantes", mais c'est un point qu'on peu effectivement soulever, le pré-ringing arrive de toute façon tôt ou tard hors axe.

Sinon c'est clair que le FIR est un outil dont il serait dommage de se passer pour un filtrage "ultime", presque tout a été dit il me semble, personnellement j'ai du faire a peu prêt toute les erreurs possibles depuis le début de mes essais, je dirais que pour un newbie il serais plus simple de faire de l'IIR avec lequel on obtiens déjà des résultats excellent, car oui honnêtement entre un bon filtrage IIR et du FIR comme présenté ici ce n'est pas non plus le jour et la nuit en terme de résultat audible et le graph montré plus haut sur le seuil de la disto de phase audible, j'ai quelques doutes a ce sujet car les tests que j'ai pu faire, notamment en utilisant des fichiers et le logiciel de ohl m'on montré et pas qu'a moi que c'est loin d'être aussi évident, je referai des tests d'écoute en ce sens.

Par contre la réduction de l'accident en V avec un faible recouvrement est utile, surtout lorsque l'entraxe entre les composants en regard de la longueur d'onde deviens critique, également fonction de la distance d'écoute, plus on se rapproche du point source et moins cela pose de problème, je pense au raccord du tweeter de JIM, et la clairement ca a toute son importance, après j'imagine qu'il ne faut pas trop sortir de l'axe non plus sinon le pré ringing reviens ?

Dans tout les cas c'est un superbe outil de filtrage et de correction pour celui qui veux parfaire son système !

Jean Fourcade a écrit : ↑13 nov. 2025, 12:11

GOULAS a écrit : ↑13 nov. 2025, 11:07 Atténuée mais pas annulée. Si vous avez un meilleur exemple, montrez-le moi...

La théorie veut que les filtres étant complémentaires, il se combine pour former un dirac, c'est à dire une impulsion qui a toutes ses valeurs nulles et une seule non nulle.

Lorsque la réponse en fréquence est telle que l'amplitude est constante et la phase nulle de 0 à la fréquence de Nyquist (fréquence d'échantillonnage divisée par 2) alors l'impulse est un dirac.

C'est exactement ce que j'obtiens dans mon exemple de filtre à phase linéaire de fréquence de coupure 1 khz. L'impulsion doit donc n'avoir qu'un échantillon non nul.

Voici ce que donne le tracé des 3 impulsions avec la fonction overlay du REW :

En vert : le passe haut, en bleue le passe bas et marron la somme. On constate bien des oscillations de la réponse en marron ce qui semble signifier que l'impulsion n'est pas un dirac.

Mais quand on active dans les réglages "Show points when zoomed in", REW matérialise les valeurs de l'impulsion aux points d'échantillonnage. Et la tu constates bien que l'impulsion est un dirac. Les points sont espacés de 22 microsecondes qui sont les instants d'échantillonnage.

Il faut savoir que REW trace une fonction continue de l'impulsion qu'il recalcule en faisant une sorte d'interpolation qui le conduit à cette courbe.

Après dans la pratique, si les filtres ne sont pas parfaitement complémentaire, il peut effectivement y avoir du pre-ringing dû seulement qu'au filtre.

Merci Mr Fourcade, et merci JIM.

Il faut soigner à la Fc les amplitudes et phase pour qu'elles se "raboutent" à plat parfaitement en zoomant. Et au-delà de la fréquence de coupure aussi. La limitation du nombres de taps et la forme du fenêtrage va influencer le pré-ringing :

Exemple dans Rephase :