La qualité audio expliquée: Profondeur de bits vs. Taux d'échantillonnage

Quand on parle de qualité audio, il peut être un peu difficile de comprendre tout ce qui se passe. Les gens utilisent des termes différents pour définir un fichier audio, et le pire, c'est que les entreprises n'expliquent généralement pas lorsqu'elles appliquent ce jargon audio à leurs produits.

Deux termes que nous rencontrons souvent sont peu profond et taux d'échantillonnage. Ce sont deux termes courants que nous voyons lorsque nous examinons les propriétés d'un fichier audio. Il est important de savoir ce qu'ils signifient et comment ils affectent la qualité audio, alors examinons ce que signifient ces termes.

Qu'est-ce que le taux d'échantillonnage ?

Les images numériques sont composées de pixels, de minuscules bits de données de couleur qui se combinent pour former une image cohérente. Considérez un fichier audio numérique comme une image numérique. Lorsque l'audio est enregistré, le son est capté par un microphone et se déplace vers le convertisseur analogique-numérique (ADC) sous forme de courant électrique.

L'ADC prend plusieurs échantillons du courant et leur attribue une séquence de chiffres binaires (plusieurs 1 et 0); Considérez les échantillons comme l'équivalent audio des pixels.

Tout comme plus de pixels par pouce carré signifie une image plus nette, plus d'échantillons par seconde signifie un son plus net. Le nombre d'échantillons prélevés par seconde s'appelle la fréquence d'échantillonnage.

Taux d'échantillonnage standard

Il existe des taux d'échantillonnage standard avec lesquels les sociétés de logiciels et de matériel doivent être compatibles pour que tout fonctionne correctement. Si vous travaillez sur l'audio, vous devez être familiarisé avec certaines des normes. Par exemple, 8 kHz est un taux d'échantillonnage standard pour l'enregistrement de la voix humaine. Il s'agit de la fréquence d'échantillonnage minimale pour comprendre la parole; plus bas, et l'auditeur aura du mal à déterminer les mots.

En ce qui concerne la musique, l'audio de qualité CD a un taux d'échantillonnage de 44,1 kHz. Cela signifie que l'ADC prend 44 100 échantillons par seconde! Cela ne monte qu'à partir de là, car la norme suivante est de 48 kHz; ce taux d'échantillonnage est davantage utilisé pour les bandes sonores de films.

Sur l'extrémité supérieure du spectre, nous avons 96 kHz, ce qui fait plus que doubler les échantillons par seconde de 44,1 kHz et permet un son plus clair. Cependant, il existe une controverse autour de ce taux d'échantillonnage, car les gens ne savent généralement pas si 96 kHz est nécessaire.

De nombreux experts estiment que 96 kHz est tout simplement excessif. Apple propose même l'audio à 192 kHz!

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Qu'est-ce que la profondeur de bits ?

La fréquence d'échantillonnage traite de la clarté audio, tandis que la profondeur de bits traite de la quantité de bruit dans l'audio. En revenant, chaque échantillon se voit attribuer une séquence de chiffres binaires par l'ADC. Le nombre de chiffres binaires par échantillon est appelé la profondeur de bits.

L'ADC attribue à chaque échantillon les chiffres binaires en fonction de l'amplitude de l'audio (la force du courant qui circule depuis le microphone). C'est ainsi qu'il reproduit l'onde sonore sous forme numérique. Plus il y a de bits par échantillon (plus il y a de broches de sortie sur l'ACD), plus l'ADC peut répliquer l'onde avec précision.

Cependant, les CAN ne sont capables d'attribuer qu'un nombre fini de tensions à chaque échantillon. Donc, si un échantillon tombe entre deux tensions, il est automatiquement arrondi; c'est ce qu'on appelle le bruit de quantification.

Le graphique ci-dessus montre un exemple d'onde sonore qui a été enregistrée via un CAN 2 bits. Même si l'onde d'origine (rouge) culmine à des niveaux aléatoires, le signal numérique quantifié (bleu) n'arrive qu'à des incréments de 0,25 volt. Des débits binaires inférieurs introduisent du bruit numérique dans l'audio, car plus la profondeur de bits est faible, moins l'onde est reproduite avec précision.

Profondeurs de bits standard

Tout comme avec la fréquence d'échantillonnage, il existe différentes profondeurs de bits standard que vous rencontrez dans l'industrie. L'audio 8 bits semble être la profondeur de bits minimale que vous verrez. Avec lui, vous entendrez une bonne quantité de bruit, mais l'audio est toujours utilisable.

La prochaine étape est généralement l'audio 16 bits, ce qui est présent avec l'audio de qualité CD. Habituellement, vous n'entendrez aucun bruit avec l'audio 16 bits, et la plupart des gens peuvent l'enregistrer et l'éditer sans trop de problèmes. Au-dessus de cela, nous avons un son 24 bits. Cette profondeur de bits est préférée par les ingénieurs du son professionnels. Avec l'audio 24 bits, vous n'avez aucun bruit et une meilleure gamme d'amplitudes pour travailler.

Enfin, nous avons un son 32 bits, qui est entouré de controverse, un peu comme le taux d'échantillonnage de 96 kHz. Beaucoup de gens croient que ce n'est pas nécessaire. Vous pouvez très bien éditer l'audio en 16 bits et 24 bits, et le 32 bits semble être au-dessus.

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Quelle est la fréquence d'échantillonnage et la profondeur de bits optimales ?

Alors, quelles sont les fréquences d'échantillonnage et les profondeurs de bits optimales pour vos besoins?

Écoute occasionnelle

Si vous êtes un auditeur occasionnel, vous n'aurez pas vraiment besoin d'un son supérieur à 16 bits. Certains services offrent des profondeurs de bits plus élevées pour donner l'impression que cela équivaut à un son plus clair, mais ce n'est pas le cas. Vous devriez également vous en sortir avec un taux d'échantillonnage de 44,1 kHz si vous êtes un auditeur occasionnel.

Audiophiles et ingénieurs du son

La conversation change quand on parle d'audiophiles et d'ingénieurs du son; ils savent ce que les DAC sont et utilisent d'autres équipements pour tirer le meilleur parti de leur musique. L'audio 24 bits devrait être le meilleur choix en termes de bruit et de plage dynamique. Il peut être plus doux sans aucun bruit audible et plus fort sans aucune distorsion.

En ce qui concerne la fréquence d'échantillonnage, la conversation devient un peu boueuse. Certaines personnes disent qu'elles ne peuvent pas faire la différence entre 96 kHz et 44,1 kHz, tandis que d'autres prétendent qu'elles peuvent entendre une différence.

Taux d'échantillonnage vs. Profondeur de bits: vous savez maintenant

La technologie peut être délicate, et elle s'aggrave avec des termes différents qui sont jetés sans aucune explication. Nous rencontrons tout le temps la fréquence d'échantillonnage et la profondeur de bits lorsque nous traitons de l'audio numérique, et en savoir plus sur ces termes vous aidera à mieux comprendre ce que vous écoutez.

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