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WAV, MP3, AAC: mieux comprendre l’audio numérique

WAV, MP3, AAC: mieux comprendre l’audio numérique

CD contenant des fichiers audio

Finis les vinyles et les cassettes, aujourd’hui la musique s’écoute en numérique. Après le CD, le MP3 et l’AAC règnent presque sans partage sur nos ordinateurs et baladeurs. Des termes parfois obscurs – fréquence d’échantillonnage, bit, bitrate – accompagnent souvent ces nouveaux formats. Grâce à notre dossier en deux parties, nous allons tenter de vous expliquer ce que recouvrent ces notions.

La première partie expose les principes de l’échantillonnage audionumérique, communs à tous les formats numériques depuis le CD.

La seconde partie détaille les caractéristiques des formats les plus utilisés.

 

Numériser le son: échantillonnage et quantification

Un son – musical ou non – se produit lorsque l’air entre en vibration. Cette vibration peut être représentée par une courbe sinusoïdale qui retranscrit les variations de pression acoustique en fonction du temps. La numérisation consiste à mesurer ces variations de pression à intervalle régulier.

La fréquence d’échantillonnage, ici sur l’axe horizontal, définit à quelle fréquence la mesure a lieu. La fréquence d’échantillonnage se mesure en Hertz (Hz). Un échantillonnage à 44.100 Hz signifie que la pression est mesurée 44100 fois par seconde.

Sur l’axe vertical, la valeur de quantification -exprimée en bits – définit la finesse de mesure des variations d’amplitude. Plus la valeur de quantification est élevée, plus la mesure est fidèle au signal original.

En augmentant la fréquence d’échantillonnage et la valeur de quantification, on augmente la précision de la mesure et donc la fidélité de l’enregistrement. On augmente aussi la taille des fichiers générés qui contiennent plus de données.

Graphique signal audio numérique

Lors de la lecture d’un fichier audio numérique, le processus est simplement inversé. L’onde sonore est reconstituée à partir des données numériques puis transmise au dispositif de reproduction (enceintes, casque…)

 

Les formats audio

A titre d’exemple, la fréquence d’échantillonnage d’une chanson gravée sur un CD audio est de 44100 Hertz et sa quantification est de 16 bits. Après un petit calcul et en tenant compte du nombre de canaux (2 en stéréo), nous pouvons en déduire le débit d’informations traité, appelé aussi débit binaire ou bitrate: 1411 Kb par seconde.

Ce débit binaire – “bitrate” en anglais- comme nous pourrons le voir dans la seconde partie de notre dossier – donne une bonne évaluation de la qualité de compression.

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