Pourquoi ils sont importants dans la qualité audio

Lorsqu'il s'agit de la qualité d'un enregistrement audio numérique, deux chiffres décrivent la quantité de détails capturés dans cet enregistrement : la fréquence d'échantillonnage et la profondeur de bits. Si vous souhaitez enregistrer de la musique qui sonne bien, mais qui ne prend pas trop de place, il est très important d'obtenir les bons niveaux de chacun.

Ce sont également des chiffres importants lorsqu'il s'agit de déterminer la qualité de l'audio que vous consommez et le niveau audio que votre équipement peut gérer. Je vais donc vous expliquer ce que signifie chacun de ces termes et comment ils sont importants pour votre expérience d'écoute.

Définition du taux d'échantillonnage et de la profondeur de bits

Pour comprendre le taux d’échantillonnage et la profondeur de bits, nous devons d’abord regarder à quoi ressemble une onde sonore.

La vague a deux dimensions. Sur l’axe vertical nous avons les pics et les creux des vagues. La distance entre la ligne de base et le pic ou le creux est appelée « amplitude ». Sur l'axe horizontal, nous avons la longueur d'onde. Il s’agit simplement de la distance d’un sommet à l’autre ou d’un creux à l’autre. Les longueurs d'onde plus courtes correspondent à des fréquences plus élevées et vice versa.

Bien sûr, la forme d’onde d’un enregistrement sonore réel ne semble pas aussi nette et simple que le diagramme ci-dessus. Au lieu de cela, cela ressemble à ceci.

Lorsque vous enregistrez du son sur un support analogique, il existe un analogue direct (vous voyez ?) de la forme d'onde sur le support. Sur un disque vinyle, la forme d'onde est représentée par un sillon découpé, et le mouvement de l'aiguille à travers ce sillon reproduit le son. Sur une cassette, la forme d'onde est représentée par les fluctuations d'un champ magnétique. Dans tous les cas, il y a un enregistrement direct et continu du son original.

Avec l’audio numérique, le son doit être enregistré sous forme de code binaire. Ce code représente la fréquence et l'amplitude de la forme d'onde. Contrairement à l'audio analogique, il n'est pas possible d'effectuer un enregistrement continu, car vous ne pouvez stocker les données de forme d'onde que sous forme de « tranches » discrètes, communément appelées « échantillons ». Le taux d'échantillonnagecorrespond donc à la fréquence à laquelle vous prenez une tranche de l'audio que vous enregistrez. Tout comme pour prélever des échantillons pour une enquête, plus vous prélevez d’échantillons, plus votre enregistrement numérique reflétera avec précision le son original.

Ainsi, la fréquence d'échantillonnage est le nombre de tranches prises sur l'axe horizontal de la forme d'onde, mais qu'en est-il de la profondeur de bits ? Chaque tranche de la forme d'onde peut avoir différents niveaux de détail. Plus vous disposez de bits pour chaque tranche de la forme d’onde, plus vous pouvez représenter avec précision l’amplitude de la forme d’onde dans cette tranche de temps. Plus la profondeur de bits est élevée, plus la plage dynamique de l’enregistrement. C’est la différence entre les sons les plus doux et les plus forts qui peuvent être représentés avec précision.

Comment le taux d’échantillonnage affecte la qualité sonore

La manière standard de mesurer la fréquence d’échantillonnage est en Hertz. L'audio du CD est stocké à 44,1 kHz, ce qui lui permet de représenter avec précision le son entre 20 Hz et 20 kHz, avec un peu de marge de manœuvre. Pourquoi cette gamme spécifique ? Ceci est basé sur la gamme de fréquences que les humains peuvent entendre, une gamme qui diminue avec l’âge ! Le théorème de Nyquist est utilisé comme base pour choisir ce nombre spécifique.

À mesure que la fréquence d'échantillonnage descend en dessous de ce nombre, vous entendrez l'audio devenir plus compressé à mesure que la plage de fréquences se rétrécit. Les détails sont perdus dans les hautes et basses fréquences. Des fréquences d'échantillonnage telles que 11 kHz ou 22 kHz sont généralement utilisées dans les télécommunications pour les appels téléphoniques ou les appels vidéo. Donner à cet audio son son compressé et métallique typique. De nos jours, avec l'Internet haut débit devenu courant, vous entendrez rarement un son aussi mauvais, mais cela vous donne une idée de l'effet de la réduction de la fréquence d'échantillonnage sur un enregistrement.

Dans quelle mesure la fréquence d’échantillonnage est-elle trop élevée ?

Le son du CD est fantastique et reste la référence. Étant donné que le taux d'échantillonnage de 44,1 kHz de l'audio sur CD couvre la plage auditive humaine, en théorie, augmenter ce nombre ne fera pas grand-chose de plus que gaspiller de l'espace de stockage, mais 48 kHz, 96 kHz et même plus sont utilisés de nos jours pour l'audio et l'archivage haute fidélité. fins. Vous devrez utiliser vos propres oreilles pour décider si cela fait une différence. Si tel est le cas, vous êtes peut-être un audiophile.

Ce qu'une meilleure profondeur de bits fait pour la qualité sonore

Le CD audio a une profondeur de bits de 16 bits, ce qui permet une plage dynamique de 96 dB ou décibels. Les décibels ne sont pas linéaires, mais logarithmiques, et donc le perçu le volume d’un son double tous les 10 décibels environ. S'il n'y a pas assez de profondeur pour capturer la gamme d'un son, celui-ci sera « écrêté », ce qui ressemble à une distorsion sur l'enregistrement. Cette distorsion est connue sous le nom bruit de quantification.

96 dB sont suffisants pour enregistrer la plupart des musiques, mais la plage dynamique de certaines musiques, et généralement du son des films et des jeux, peut être trop large pour cette plage. L'audio 24 bits couvre confortablement le murmure le plus silencieux et l'explosion la plus forte, avec une plage de 144 dB.

Quelle profondeur de bits devriez-vous viser ?

L'audio sur CD 16 bits semble incroyable, et je doute que 99 % des auditeurs aient des plaintes à ce sujet, mais je pense qu'il existe un argument solide en faveur de l'audio 24 bits, surtout lorsque vous abandonnez la musique uniquement. L'audio 32 bits est souvent utilisé dans la production audio par les professionnels, mais c'est pour leur donner une surcharge pour le mixage et le mastering. Le produit final aura une profondeur de bits commerciale inférieure.

Méfiez-vous des rendements décroissants

La qualité audio est bien entendu assez subjective. Cependant, je me sens assez à l'aise en disant qu'à 48 kHz/24 bits, vous disposez de suffisamment de marge pour ne rien manquer en ce qui concerne votre son. À ce stade, je serais plus préoccupé par la capacité de mon matériel audio à rendre justice au matériel que par la quantité de détails de l'enregistrement lui-même.

Les services multimédias et de streaming de très haute qualité promettent une expérience audio qui n'est probablement qu'un placebo. C'est donc toujours une bonne idée d'écouter deux versions de la même chanson ou vidéo à des niveaux de qualité communs et de qualité audiophile, pour voir si vous pouvez dire. Bien sûr, il est préférable de le faire à l'aveugle, alors demandez à un ami de basculer entre les deux sans vous dire lequel est lequel !