Les Formats Audio
Nous ne détaillerons pas les formats destinés à accompagner la vidéo comme le Dobly Digital ou le DTS.
Débit nécessaire pour flux audio:
Il suffira de faire la simple multiplication :
nombre de canaux * fréquence * quantification
Par exemple : pour un signal stéréo en 16 bits, 44,1 khz le débit en stéréo sera de : 2 * 44,1 * 16 = 1411,2 kbits/s
Théorème de Shanon:
Le théorème de Shannon affirme que toutes les fréquences du signal inférieures à la moitié de la fréquence d’échantillonnage seraient correctement restituées.
Ce qui induit que pour l’oreille humaine limitée à 20 Khz, il serait inutile de stocker la musique au-delà de 2 x 20 Khz soit 40 Khz, le Red Book (CD audio) a retenu pour cela 44,1 Khz qui doit donc suffir pour l’humain.
Rapport Signal Bruit : exprimé en dB :
La formule 6,02 n + 1,76 (n étant le nombre de bits pour la quantification) donne par exemple pour un CD 98 dB théoriques.
Avec un encodage en 24 bits on pourrait atteindre 144 dB de rapport signal bruit.
Pour relativiser:
- Je ne connais pas de système hifi capable de restituer 144 dB
- N’oublions pas non plus que le bruit de fond de nos habitations est de l’ordre de 35 dB
- Lors de la prise de son les excellents micro ont un rapport S/B de 80 dB et leur transducteurs peuvent supporter une pression acoustique maximale de 132 dB. Et cela dépend du type de membrane employé sur le micro !
- Il n’existe pas d’enregistrement acoustique qui a une résolution native supérieure au 16 Bits du CD.
- Il faut savoir par exemple qu’avec 90 dB on atteint les conditions d’un concert classique !
- Le silence obtenu dans une salle de concert est de 48 dB, le niveau maximal de la musique au plus fort est de 122 dB
- La dynamique est donc de 122-45 = 87 dB
- Un Vinyle a une dynamique d’environ 70 dB
Dithering :
Consiste à ajouter un bruit de fond afin de corriger l’erreur de quantification pour les signaux de faible niveau.
Bruit de quantification :
La quantification introduit ce qu’on appelle le « bruit de quantification ». Ce bruit est la différence entre la valeur du signal analogique à l’entrée et la valeur du signal quantifié à la sortie. Pour améliorer le rapport signal sur bruit entre le signal analogique et le signal quantifié, on peut ajouter des bits au convertisseur. Ceci nous permet d’augmenter le nombre des pas de quantification q (q = 2n, n étant nombre de bits du convertisseur, et donc de diminuer le bruit de quantification).
Flux PCM:
Un flux audio PCM se définit par le nombre de canaux, la fréquence d’échantillonnage et la quantification.
Le flux PCM sur un CD audio standard est de 16 bits et 44,1 Khz.
Flux DSD (celui qui est gravé par exemple sur le SACD):
Le DSD est un format quantifié sur 1 bit mais à fréquence élevée: 2 822 400 Hz.
Cet échantillonnage permet une bande passante de 80 Khz et une dynamique de 120DB.
Format et extensions de fichiers:
-WAV, AIFF: formats pouvant aller jusque 32 bits / 384 khz.
-le .AIFF pour embarquer des métadonnées.
-le .WAV ne peut pas embarquer de métadonnées.
-FLAC et ALAC: formats compressés et non destructifs.
-MQA : nouveau format apparu en 2015 pour contenir du flux haute résolution et utiliser la taille de fichier équivalente au format FLAC 16 bits/44 khz (plus d’informations sur l’article de Music Air).
Le MQA est utilisé notamment pour le streaming Tidal depuis Janvier 2017 (Abonnement Hifi-Master).
Attention: vous trouvez des videos qui indiquent que le MQA est un format d’enregistrement, c’est faux les studios enregistrent en PCM Master ou DSD, puis à l’issue peuvent convertir dans d’autres formats comme le MQA par exemple avec des process de conversion.
-DFF, DSF: format pour le DSD (plus d’informations sur l’article de Music Air)
Plus d’informations techniques sur les formats audio sur Music Air.
En résumé:
Ce petit article a pour but de vous faire passer au-delà du marketing.
C’est la qualité d’enregistrement qui limitera les restitutions et aucun DAC qui puisse monter en 32 bits / 384 Mhz ne pourra s’exprimer sur votre hifi.
Sur des grosses installations à plus de 100 000 euros, je peux vous certifier que je me laisse complètement embarqué par de la musique en qualité CD (16/44) dès lors que la prise de son est qualitative…
