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Exemples de pièges de la fréquence de Nyquist
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Administrateur
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  • Genre : Télétubbie
  • Messages : 22161
Mer 29 Jan 2014 12:39
Message Exemples de pièges de la fréquence de Nyquist
Je connaissais le phénomène, mais ça ne m’était jamais arrivé. Comme en plus le cas est simple, c’est l’occasion d’en faire un sujet. Le titre du sujet reste général, pour pouvoir y poster peut‑être d’autres exemples à l’avenir.

La fréquence de Nyquist, c’est la fréquence minimale d’échantillonnage d’un son, elle doit être au moins le double de la plus haute fréquence présente dans un son, et en dessous de ce seuil, on peut (mais pas systématiquement) avoir de mauvaise surprises.

Il faut écouter les deux premiers fichiers sonores ci‑dessous d’abord.

Pensez à baisser le son, parce qu’il est au maximum dans les fichiers.

Fichier son #1 :


Fichier son #2 :


Dans le premier, on entend un son pure dont la fréquence ne fait que monter. Dans le second, on en entend un son pure dont la fréquence monte d’abord, puis redescend assez bas ensuite. Pourtant c’est le même son dans les deux cas !

Exactement, le son est défini comme suit :

  • t varie de 0 à 12, et est en seconde
  • f = 440 * (1 + t)
  • y = sin (t * 2 * Pi * f)

C’est un son d’une durée de 12 secondes, dont la fréquence commence à 440 Hz et dont la fréquence augmente progressivement jusqu’à atteindre 5720 Hz.

Le même son, et pourtant dans le deuxième cas, on entend la hauteur baisser. Que s’est‑il passé alors ? Oops, n’a fait une bêtise Le premier est échantillonné à 44100 Hz en 16 bits et le second est échantillonné à 11025 Hz en 8 bits. On commence à entendre sa hauteur baisser dès 6 secondes, quand il est à environ 3000 Hz. Normalement il ne devrait pas y avoir d’artefacts avant 5000 Hz environ, avec une fréquence d’échantillonnage à 11025 Hz, mais la fréquence est variable, et ça aggrave le phénomène.

Si la fréquence n’est pas variable, le phénomène de grande baisse de la hauteur, ne se produit plus, comme on peut l’entendre avec les deux sons suivants, pour lesquels la hauteur est constante : la fréquence de départ de 440 Hz pour le premier, et la fréquence finale de 5720 Hz pour le second. La fréquence d’échantillonnage est toujours de 11025 Hz (toujours sur 8 bits). Dans le son #4, la haute fréquence n’apparait plus aussi basse que à la fin du son #2, mais elle reste plus basse qu’elle ne l’est en réalité quand‑même (sa vraie hauteur est celle de la fin du son #1) et on peut l’entendre crépiter un peu.

Fichier son #3 :


Fichier son #4 :

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Hibou57

« La perversion de la cité commence par la fraude des mots » [Platon]
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