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Acoustics and EQ

Cette question revient souvent quand on parle de correction :
Séparons les gammes :
– under 200 to 300Hz, room modes are allways present in any room (of normal size) and you generally have to smooth peaks, and avoid filling dips (don’t add energy : energy is there but it just cancels at some places)
- de 200 à environ 500-800Hz, la position de l'enceinte par rapport aux murs, engendre creux et bosses, mais ces problèmes acoustiques peuvent être améliorés par une égalisation électronique (au dessus de ces fréquences, l'influence des réflexions est très dépendante de la position exacte d'écoute mais heureusement le système auditif procure un lissage fréquentiel)
- au-dessus de 600-700Hz, il faut corriger la réponse de l'enceinte si celle-ci n'est pas parfaite
Une méthode est donc nécessaire pour montrer (uniquement) les défauts qui doivent être corrigés (c'est pour ça que nous préconisons la méthode MMM)).
Il faut savoir qu'une correction ratée peut être pire que pas de correction du tout : il est donc important de pouvoir écouter et comparer sans/avec EQ (et niveaux exactement ajustés).

Voici une comparaison de 9 mesures MMM de la même enceinte dans 9 pièces différentes (1à à 30m2, distance de 2 à 3m). Il est clair que :
- sous 300Hz, tout dépend de la pièce
- entre 300 et 800Hz, la pièce et l'enceinte sont liées
- au-dessus de 800Hz, c'est l'enceinte qui donne la réponse. Celle-ci est juste modérée par la distance et l'absorption acoustique (cf les courbes PIR Predicted In-Room de Harman).

Une autre comparaison: la même enceinte dans un chambre sourde et deux pièces non traitées acoustiquement (une pièce mesurée 3 fois). Ici sont affichées les seules différences par rapport à la mesure anéchoïque à 0dB. Au-dessus de 600Hz, la différence est inférieure à 2dB : MMM mesure la réponse de l'enceinte seule, pas la pièce.

Dans l'ensemble des graphes, certains sont utiles pour la compréhension des phénomènes acoustiques :

Le graphe S5 de la page ESSENTIALS montre la réverbération TR60 et l'excès éventuel. Souvent l'équilibre n'est pas toujours correct entre les fréquences avec souvent un manque d'absorption dans le grave.

Le graphe S6 de la page ESSENTIALS montre la courbe ETC d'énergie où se distinguent les réflections éventuelles des 20 premières millisecondes. Le son se propageant à 34 cm en 1ms, permet d'estimer la position des réflexions importantes.

Les graphes S19 à S23 de la page ENERGY montre différentes manières avec des résolutions différentes : spectrogramme, waterfall et ondelettes.

Avec ces éléments, on peut réfléchir aux traitements acoustiques, les emplacements et l'équilibre de l'absorption selon les fréquences.

 

Une bonne égalisation peut changer vos impressions sonores dans certains cas et il peut falloir un peu de temps pour s'habituer. Mais il est à peu près certain que vous ne reviendrez pas en arrière.

Trinnov published an interesting paper about correction.

Lequel choisir ?

Je recommande les processeurs FIR qui permettent une correction plus simple, plus précise (avec en plus une possibilité de correction de phase). Voici quelques modèles que j'utilise (les prix sont HT et approximatifs) :

  • QSC QSYS, max 16384 taps per channel (with max total about 4×8192 for model Core110F), completely configurable, multichannel ie 8in/16out , very very complete features but a bit costly (about 3600€ for the smaller Core110F)
  • Trinnov, avec 4096 taps par canal compétés par des filtres IIR (total de taps selon processeur stéréo ou multicanal). Processeur haut de gamme mais utilisable uniquement avec son logiciel de mesure et de correction, (à partir de 3600€ en stéréo)
  • MiniDSP OpenDRC, max 6144taps par canal (donc 2x6144 au total), stable, uniquement avec E/S en numérique, pas cher à moins de 300€
  • MiniDSP 2x4HD, max 2048 taps par canal (4096 pour l'ensemble des 4 canaux de sortie), très bon marché à environ 200€
  • Xilica Solaro QR1 or FR1, max 4096 taps per channel (with max total of 6×4096 but FIR cannot be loaded into presets so cannot be changed on the fly, contrary to QSys), completely configurable (not far from QSYS) with choice of different I/O boards and nice possibilities to remote with Ipad or Android tablets, competitive price starts at about 900€ for QR1 (8 slots for I/O boards) and 1600€ for FR1 (16 slots) without I/O boards (boards are quite cheap). Note that those processor can ran at 96kHz but the FIR length is still 4096 taps so less efficient in the lows…
  • les logiciels sont peu chers ou même gratuits (ie BruteFIR) mais nécessitent une configuration pas toujours simple pour l'utilisateur

Tous ces processeurs ont aussi des EQ paramétriques qui permettent de compléter les filtres FIR dans les basses fréquences. En France (petite pub), vous pouvez les acheter chez Company 44.1 (with optional configuration and on-site setup)

Les deux types de corrections sont calculées, ce qui vous donne le choix. Les filtres linéaires sont nommés xxx-hyblin-L.wav et les filtres à phase minimale xxx-hybmin-L.wav.

Les artéfacts de pré-écho n'existent pas en phase minimale mais le calcul des corrections à phase linéaires est conçu pour éviter tout risque de pré-écho audible.

Les filtres FIR ajoutent un délai au signal. Pour des FIR symétriques, le délai correspond à la moitié des coefficients. Pour un processeur de 4096 taps à 48kHz, le délai est de 2048/48000 soit environ 43ms. Ce qui n'a pas d'importance pour l'écoute de la musique mais peut poser un problème de lipsync avec la vidéo et surtout embêter un musicien pour du re-recording. dans ces cas, plutôt utiliser un FIR à phase minimale.

Notre technologie hybride propose une impulsion non symétrique, avec un délai sensiblement égal à la moitié d'un délai symétrique. Attention avec un système mixte, par exemple FIR sur G et D et seulement des EQ paramétriques sur le subwoofer : if faudra certainement ajouter du délai dans le sub pour compenser. Le graphe p5 qui montre l'écart des délais à différentes fréquences peut vous y aider.

Avec plus de coefficients (taps), la correction est plus précise dans les basses fréquences. Mais une correction trop précise peut être décalée à cause de paramètres modifiés : température ou humidité, portes ou fenêtres ouvertes ou fermées, nouveau mobilier, etc... En pratique, 2048 taps est déjà correct et je ne pense pas que plus de 16384 soit utile. De plus, la plupart des processeurs FIR disposent aussi de correcteurs paramétriques pour éventuellement compléter la correction dans les basses fréquences.