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SUJET : Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014

Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 7 mois #2165

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Je serai curieux de voir les résultats du nouveau IZ Radar. :)
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2242

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Tiens, voilà une autre boucle d'un autre AD 245 (board rev. 3, l'autre était une rev. 2), master en WC, aurora en slave sans synchro lock:
Forssell MDAC-4 - AD 245 sn 53

J'ai testé vite fait sous ADM:
Parameters: -3,166msec, 3,916dB (L), 4,036dB (R)..Corr Depth: 71,5 dB (L), 72,1 dB (R)

Mais une fois de plus, je sais qu'il y a du DC offset...alors...
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2257

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Je n'avais pas vu ton message. :oops:

Voici le résultat :
parameters: -3,166msec, 3,917dB (L), 4,036dB (R)..Corr Depth: 69,4 dB (L), 71,5 dB (R) Difference: -80.5 dB (L), -79.7 dB (R) avec suppression de l'offset
C'est remarquable qu'à ce niveau de perf très élevé où la différence entre la copie et l'original devient infime, on garde ce même niveau de différence (à 0,2 dB près) avec un autre exemplaire du même convertisseur.
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2258

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Pas de soucis...merci de l'avoir passé dans ta moulinette Matlab.
Au fait, comme le résultat l'indique, j'étais aussi à -20dbu pour la calibration.

Sinon, je suis toujours sur un script Scilab pour essayer de m'amuser a faire de l'audio diff maker "like", et je n'arrive pas a retarder la fft avec le delay fractionel, avec une correlation, je trouve facilement le nombre de sample d'écart entre les deux fichiers, mais pour raffiner sous l'échantillon, il n'y a rien a faire...Il y a une subtilité que je n'ai pas du comprendre...j'ai bien regardé ton code Matlab (je n'ai pas des équivalents pour tout dans Scilab), mais sans succes.
Est-ce que tu arriverais à faire la meme chose que dans Matlab avec Scilab? ( le coup du exp(2 i pi ...) )
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2259

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funkakuchi écrit:
Pas de soucis...merci de l'avoir passé dans ta moulinette Matlab.

J'ai seulement utilisé ADM et Wavelab.
Est-ce que tu arriverais à faire la même chose que dans Matlab avec Scilab? ( le coup du exp(2 i pi ...) )

Oui sans aucun doute, même en n'ayant jamais utilisé Scilab. Ce ne sont que des opérations élémentaires (addition, multiplication) sur des nombres complexes.
L'expression peut être différente selon la convention pour représenter une transformée de Fourier discrète. Je suppose que c'est la même dans Scilab et Matlab : le premier point du tableau de dimension N est la valeur à la fréquence nulle, les N/2-1 suivants sont les points aux fréquences n*fs/2/N pour n compris entre 1 et N/2 - 1, les N/2 derniers points sont pour les fréquences -n*fs/2/N pour n allant de -N/2 à -1.
Dernière édition: il y a 4 ans 6 mois par didier.breizh.
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2260

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J'ai seulement utilisé ADM et Wavelab.
Ah, ça veut dire que cela pourrait eventuellement être un chouillat mieux avec Matlab.
Oui sans aucun doute, même en n'ayant jamais utilisé Scilab. Ce ne sont que des opérations élémentaires (addition, multiplication) sur des nombres complexes.
Oui, mais effectivement, les notations divergent un peu, pas beaucoup, mais suffisamment pour me mettre dedans...(et les etudes sont loins... :P )

[0:N/2-1,-N/2:-1]' dans matlab, c'est bien pour faire un vecteur avec d'abord les indixes en fréquences de 0 à N/2 -1, puis de -N/2 à -1. Le ' est pour conjugué de la matrice non? Ah oui, tu as Cop en matrice colonne, donc tu crees aussi tes indices de frequences en colonne. En Scilab, j'avais l'inverse, en matrice ligne... :whistle:
Bon, je referrai des tests...
Dernière édition: il y a 4 ans 6 mois par funkakuchi.
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2261

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passer d'un vecteur (ou matrice) colonne a ligne c'est la transposé.
Le conjugé d'une matrice, c'est si les termes de la matrice son des complexes, alors tu auras pour chaques cases de la matrice le conjugé de ce nombre complexe. (autrement dit l'opposé de la phase en notation polaire).

Tu as le code que tu as fait ? j'ai toujours pas réussi a mettre matlab R2014 sur mon mac avec une licence autre que celle du taf et qui marche avec un jeton. Donc, je peux pas m'amuser à la maison sauf a faire un VPN et je suis trop feignant pour le faire. Si tu as une licence a dépanner ...
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2264

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passer d'un vecteur (ou matrice) colonne a ligne c'est la transposé.
Oops, ma fangue a lourchée. :oops: Merci pour le re-cadrage, il faut être précis.

J'ai finalement réussi à débloquer mon problème, qui était on ne peut plus bizarre. Un histoire de variable intermédiaire ou non...??!!! Vraiment bizarre...

J'avance un peu plus sur le script Scilab du coup. J'espère avoir quelque chose de presque fonctionnel dans les jours prochains.
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2265

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Bon alors, ce matin, j'ai réfléchi a votre problème de ADM.

ADM si je comprends bien fait la corrélation de deux fichier.
Ca veut dire quoi : on a un fichier référence qui contient le temps et l'amplitude du signal. Dans ce fichier on peut trouver un son qui est probablement un signal aléatoire. Ca veut dire une superposition de plusieurs instruments.
Chaque instrument a une fondamentale et des harmoniques.

Question 1) Les harmoniques sont elles en phase avec la fondamentale : i.e. arrivent t'elles en même temps ?

A priori sur un signal aléatoire somme de plusieurs sources incohérente dans le temps, n'a pas d'harmonique qui arrivent en même temps. On peut alors dire qu'il y a une courbe de phase non plate pour le fichier de référence.
Il faut donc garder cette phase.

Pour faire la corrélation, on fait la FFT du signal de référence puis de celui a tester.
Celui a tester, on le décale en temps et en amplitude pour qu'il s'affranchisse des fluctuations "statiques" du convertisseur : pas le même gain et un retard de numérisation (que je suppose constant pour toutes les fréquences ... ceci n'est peut être pas vrai en pratique : question 2 ?)


Une fois que l'on a fait ça, il faut faire la corrélation croisé des deux FFT.
On trouve un fichier qui est la corrélation dans le domaine des fréquences.
On le repasse dans le domaine du temp si on veut en faisant la fft inverse.

Si on veut faire un allo pour minimiser le décalage en délai sub sample c'est possible car la FFT est calculé pour l'ensemble des valeurs du fichier d'origine (on ne discrédites pas sur des petites fenêtres)

Donc si ton fichier ref(t) et test(t) sont décalé dans le temps de t0, alors en FFT, les spectres décalés de taux0, tu trouveras le max de la corrélation décalé de taux0. Comme la FFT est calculé sur l'ensemble des points "intégrale de -infinite à +infinite" du fichier source (je veux dire sur tout tes échantillons des tes fichiers) alors il est possible de trouver un résultat sur taux0 inférieur au sample ! et oui c'est magique ! Mais ça pose un sérieux problème pour nos tests.

En effet, on cherche la fonction de corrélation la plus proche possible de 1. Ben le problème, c'est que tu supposes que la phase des signaux d'origine est plate (pas de décalage dans le temps de chaque fréquence. Et donc, si on trouve une corrélation parfaite, on dit ah cool les deux fichiers test et ref sont identique. Ben, c'est pas vrai ... Car il existe une infinité de fonctions avec une phase particulière qui peut donner la même autocorélation.
Tu es donc obligé de supposer la forme du signal pour reconstruire. Et ça c'est pas bon pour nous !

La limite est là de ADM ...
Ca donne quand même une bonne information globale à priori si il n'y a pas de "chirp" sur le signal source et dans la conversion. Je ne sais pas répondre a cette question.

J'explique mieux : a corrélation c'est le produit dans l'espace des fréquence de ref(w).test*(w) avec étoile * étant l'opérateur transposé (a ne pas confondre ;-). Si on ne fait pas la transposé alors c'est plus la corrélation que tu calcules mais la convolution ce qui est différent ... Donc, j'en reviens a mes histoires de fft qui elles sont bien en complexe et donc avec l'info de phase. Mais quand tu fais la transposé d'une des deux matrices, ça revient a opposer l'information de phase d'une des matrices. Et donc produit de nombres complexes en polaire avec argument oposé : on garde que le module, on perd la phase ... Et voila, on a perdu tout information sur quand arrivent les fréquences !!!!

Donc, ADM, c'est bien mais ça suffit pas !

Donc, j'ai réfléchi et je propose une solution : la fonction de Wigner, merveille mathématique.
Au lieu de calculer la FFT de -inf a +inf, on fait des petites tranches locales de FFT pour conserver localement l'information de phase instantané. On trouve donc de ça la fonction de Wigner qui est W(t,w) (deux variables !) et qui cette merveille donne le sonagramme : axe X le temp et axe Y la fréquence et la courbe a une amplitude plus ou moins forte en fonction de la couleur. Ca donne les fréquences qui apparaissent dans le temps !

Il faut donc calculer le Wigner du fichier test et le Wigner du fichier de référence. Si les deux sonagramme se recouvre, ça veut dire qu'il y a interférence et donc en analysant ces interférences, on peut déduire si les deux fichiers sont identiques ou non. Si fichier identique, même fréquence en même temps = pas de phase = pas d'interférences ...

donc Wigner(test+référence)=Wigner(test)+Wigner(ref)+2W(test+ref)

Avec cela, on pourrai vraiment dire si nos fichiers sont identiques et encore, il faudrait que la discrétisation en pas de fréquence et temps soit suffisamment bonne pour sonder localement la phase dans le fichier a analyser.

Y'a plus ka !!!
le papier de référence est là : people.ee.duke.edu/~lcarin/cohen.pdf

Didier, tu me corrigeras si j'ai pas dit trop de conneries !!!!
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2266

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Ouf! Je relirai deux ou trois fois pour essayer de bien tout comprendre. Merci pour la piste de notre ami Wigner.
Dernière édition: il y a 4 ans 6 mois par funkakuchi.
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2267

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je crois que j'ai dit une connerie : tout ce que je dis est vrai si on suppose que le fichier d'origine test a une amplitude complexe. Hors un CD, c'est pas une amplitude complexe : ce qui veut dire que l'on n'a pas accès a la phase et donc on est coincé ... il faut avoir accès a la phase du signal initial de toute manière pour faire ce calcul ou supposer que toute les fréquences du signal complexe aléatoire arrive en même temps au récepteur. Ca veut dire pas de dispersion dans l'air du son (je crois que c'est vrai pour un son pas trop fort en régime linéaire) et que les réflexions sur les murs soient faibles et non déphasante.

Ou dans notre cas, de comparaison de fichier avec des amplitude non complexe (que la partie réelle sans info de phase), il faut absolument que le convertisseur n'induise absolument pas de phase sur le fichier test. Il faut que le retard qu'il introduit soit parfaitement plat en fréquence.
je ne sais pas si c'est vrai. Si c'est faut alors, on se trompe lourdement avec ADM.

En gros, est ce que la courbe de phase est plate sur un convertisseur : Il faudrait regarder ça de près sinon, on a tout faut ! Je vais regarder dans la publi d'origine de ADM si ils prennent ça en compte.
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2268

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Je viens de relire toute la publi ... non ils ne prennent pas ça en compte. Seulement le retard statique.
Ca fait effectivement une pente de phase plate qui est une droite :


In the time domain, a digitally recorded track can be easily shifted only by whole samples. But if it is transformed into the frequency domain, delays can be easily varied by any amount by adjusting the phase of each component an increment proportional to its frequency. For this reason, trial and error iteration to optimize delay compensation to fine values is done in the frequency domain.


Là ils ne se sont pas posé la question de savoir si la phase pouvait être dégradée par le convertisseur.
Et justement, les convertisseurs ont des filtrages brickwall très violent en haut du spectre qui ont tendance a déphaser violemment dans la bande passante. Quid de l'effet quantifié sur un nul test ?

Idem, ils ont vu que la clock du fichier de test peut drifter différemment du fichier de référence.
L'idéal est de faire référence en même temps que test pour avoir le même drift.
Le problème, c'est là on donne le fichier de référence a tout le monde avec ses propres erreurs de clock. (erreurs qui deviennent là référence). Le fichier de test lui sur 20 seconde peut avoir jusque 1 µs de décalage soit un nul depht de 35 dB selon eux. C'est énorme comme erreur. Il n'y a pas de précision sur comment ils font le recalage sample a sample par fenêtre. Mais c'est très douteux pour moi. Car bouger temporellement par partie un fichier ça revient a tripoter sa phase et donc la corrélation ...

Tu en penses quoi de tout ça Didier ? Ca te botterai pas de refaire un programme et tenter une publi à l'AES ? Je manque de temps .... mais ce serait quand même drôle de publier au nom de pragmatic audio !
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2269

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Dans la publi, il y a quand même un passage sur la compensation linéaire de fréquence : il faut fournir un sweep pour le fichier

(ca me fait penser aussi qu'il ne faut pas que la courbe spectrale du convertisseur change avec le niveau d'entrée sinon, on passe en non linéaire et là, fourier, c'est fini !)

Didier, tu le fais comment ton fichier de référence et ton fichier de compensation de test ? C'est un fichier CSV avec des nombre complexe dedans ?
Sais tu si il y a l'info de la phase dedans ? Si pas de phase, on retombe sur les mêmes problèmes que j'ai cité plus haut.

De plus, lors du sweep pour échantillonner le filtrage du fichier test et ref, il faut que la clock soit stable sinon, rebelote même problèmes ... Ca fait quand même pas mal de paramètres ...

Penses tu qu'ils utilisent la phase pour faire la convolution du fichier test pour virer les différences statiques d'EQ des convertisseurs ? As tu les courbes d'EQ des divers convertisseurs ? (probablement ça que les gens entendent à l'oreille ...)

Didier peux tu nous en dire plus sur ces points ?
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2270

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loicm écrit:

(ca me fait penser aussi qu'il ne faut pas que la courbe spectrale du convertisseur change avec le niveau d'entrée sinon, on passe en non linéaire et là, fourier, c'est fini !)

Cette phrase est particulièrement intéressante. A priori, rien ne prouve qu'un convertisseur soit linéaire en amplitude/fréquence ? Je pensais justement que les test audiodiff maker pouvaient mettre en lumière ce genre de non-linéarités.
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2271

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Peux tu, toi qui a ce qu'il faut comme plug, regarder si lors d'un sweep parfait envoyé par PT, la sortie qui passe par la bouche AD-DA est bien stable en phase et en amplitude. Je veux surtout voir si la phase est stable. (attention c'est normal que la phase varie avec la fréquence)

Et aussi, si tu peux envoyer un sinus pur à 1 KHz et regarder le spectre et voir à partir de quel niveau le numériseur ajoute des raies de distortion dans le spectre. On verra quand il devient non linéaire. Et vu les niveaux de barges que l'on a de nos jours à taper au 0 dbFS, je doute que les sorties soient super linéaires.
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2272

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funkakuchi écrit:
Ah, ça veut dire que cela pourrait eventuellement être un chouillat mieux avec Matlab.
J'en doute fort car plus la différence est petite, plus la précision de calcul du retard et des gains d'ADM est bonne.
[0:N/2-1,-N/2:-1]' dans matlab, c'est bien pour faire un vecteur avec d'abord les indixes en fréquences de 0 à N/2 -1, puis de -N/2 à -1.
Oui.
Ah oui, tu as Cop en matrice colonne, donc tu crees aussi tes indices de frequences en colonne.
Oui.
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2273

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loicm écrit:
Didier, tu me corrigeras si j'ai pas dit trop de conneries !!!!

Trop, je ne sais pas, mais plusieurs sans doute... ;)

En particulier celle-là ;
Hors un CD, c'est pas une amplitude complexe : ce qui veut dire que l'on n'a pas accès a la phase et donc on est coincé ...

Un signal audionumérique est un signal dont les valeurs codées sur N bits sont associées à des nombres réels, qui peuvent même être des nombres entiers entre -2N/2 et 2N/2-1. La transformée de Fourier de ce signal à valeurs réelles est à valeurs complexes comme toute transformée de Fourier, avec la particularité propre aux signaux à valeurs réelles que les valeurs pour les fréquences négatives sont les conjuguées des valeurs pour les fréquences positives correspondantes : S(-f) = a(-f) + ib(-f) = a(f) - ib(f) = S(f)*. C'est pourquoi on ne se préoccupe que des fréquences positives. Mais la transformation de Fourier est un outil mathématique qui s'applique aux signaux à valeurs complexes, pour lesquels il n'y a pas en général cette symétrie, les signaux à valeurs réelles n'étant qu'un cas particulier (car un nombre réel est un nombre complexe a+ib tel que sa partie imaginaire b est égale à 0).

L'amplitude à la fréquence f est |S(f)| = (a(f)2 + b(f)2)1/2 et la phase est l'argument p(f) du nombre complexe S(f) définie par la relation : S(f) = |S(f)| x exp(ip(f)) = |S(f)| x (cos(p(f)) + isin(p(f)). Ainsi la phase à la fréquence p(f) est déterminée par son cosinus et son sinus :
cos(p(f)) = a/|S(f)| et sin(p(f)) = b/|S(f)|.
Dernière édition: il y a 4 ans 6 mois par didier.breizh.
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2274

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Touf écrit:
A priori, rien ne prouve qu'un convertisseur soit linéaire en amplitude/fréquence ? Je pensais justement que les test audiodiff maker pouvaient mettre en lumière ce genre de non-linéarités.

Les tests montrent que c'est plutôt linéaire car le niveau de la différence entre la copie et l'original après compensation du gain dépend peu du niveau de la copie. Ce ne serait pas les cas si la distorsion du convertisseur était non-linéaire.
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2275

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J'en doute fort car plus la différence est petite, plus la précision de calcul du retard et des gains d'ADM est bonne.
Ok.

Loic, c'est parti là, t'es chaud! :) Un papier AES!
Quand j'aurais un bout de script scilab (sans doute truffé de conneries, pas trop j'espère), je partagerai. Mais il faut que je le test un peu avant quand même...
Il sera rudimentaire, pas chiadé avec des traitements compliqués concernant la phase, la déviation éventuelle de clock....etc...
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Etat des lieux de la conversion AN/NA en 2014 il y a 4 ans 6 mois #2276

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Bonjour Didier,

Ok pour les propriétés de symétrie de la TF. J'ai bien dit que les CD n'enregistrement pas phase instantané de l'onde qui frappe le micro. Tu n'as pas accès a cette information mais c'est pas notre problème pour la comparaison de deux signaux on est ok.

Pas contre, si le convertisseur engendre de la phase : ce que je suspecte alors, tu ne peux pas faire ta corrélation comme cela. En effet, Une infinité de fonctions avec une phase quelconque peuvent être solution de ta corrélation. C'est ce point que je veux discuter avec toi. Je sais pas si tu vois ce que je veux dire ?

en gros ça veut dire que l'on peut trouver un fichier de test qui a une forme en amplitude temps très différente du fichier ref et qui a pourtant une corrélation parfaite (ça peut être le cas avec un fichier qui a sa phase particulière). Une des raisons que l'autocoréaltion n'est pas une analyse du signal complète. Il faut supposer la forme du signal ou que sa phase est plate pour reconstruire intégralement le signal d'origine. Dans notre cas, ça marchera si le convertisseur n'ajoute pas un chirp.

Je ne vois pas ce que j'ai dit de faux : la CD ne porte pas l'info de phase de l'onde.
La TF donne une phase. Ok, même si pas mal de gens ont pour habitude de tracer le module de la TF et donc d'annuler la phase ... (j'ai déjà vu des bizarreries sur la phase avec les TF et matlab)

Pour moi, si le convertisseur introduit un "chirp", ça pose un problème. Qu'en penses tu ?
Au pire, ça change le Tau0 de la corrélation et donc le décalage pour le null test. Comment expliques tu que tu fasses mieux à la main ? On peut imaginer que ce soit parce que l'algo essai-erreur possède une convergence vers une valeur plus haute que ce que tu arrives a faire à la main pour pas prendre trop de temps de calcul.

Pour la non linéarité, as tu testé ADM avec divers niveau du fichier ref (genre très fort à très bas) et regardé si tu trouves les mêmes valeurs ?

Et aussi, le papier parle d'une compensation de la dérive de clock. Pas d'explication sur comment ils font.
Mais c'est quand même bizarre de reclocker les samples parties par parties.
Sais tu comment ils font ?

Bref, pas mal de question quand même ...
Ce serait bien plus puissant de corréler les sonogrammes. Connais tu un tel algo ?
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