Faut-il craquer pour l'audio HD ?

Sur un même titre encodé en deux formats, le MP3 ne permet pas d'entendre des sons supérieurs à 18 kHzSur un même titre encodé en deux formats, le MP3 ne permet pas d'entendre des sons supérieurs à 18 kHzDepuis une dizaine d’années, le format MP3 s’est instauré comme format de prédilection pour l’écoute de musique dématérialisée. S’il a fait de nombreux progrès, notamment avec des taux de compression qui sont passés de 96 kbps à 192, voire 320 kbps, il n’en est pas moins un format altéré.

En effet, le format MP3 est un format de compression avec perte, c'est-à-dire que les sons produits ne sont pas fidèles à l'enregistrement initial. Ainsi, certains sons disparaissent directement de l'enregistrement. Par exemple, les fichiers MP3 ne permettent pas d'entendre de sons très aigus à une fréquence supérieure à 16 kHz, alors que l'oreille humaine peut entendre jusqu'à 20 kHz.

Lexique

Bits : De 16 à 32 pour un fichier sans perte, c’est la quantité d’informations présentes dans un échantillon donné. Plus le nombre sera haut, plus le nombre d’informations sera important et plus la qualité sonore sera précise. Le nombre de bits permet de fixer la dynamique sonore de l'enregistrement.

kHz : Il s’agit de l’unité permettant de mesurer la fréquence d’échantillonnage. Cette fréquence, associée au nombre de bits, permet de savoir combien de fois ce nombre de bits se retrouve dans une seconde. Ainsi, un fichier de qualité CD à 16 bits/44,1 kHz, contiendra 705 600 bits en une seconde par canal, soit un fichier de qualité 1411 kbps pour un fichier stéréo.

Compression audio : Le MP3, comme le WMA ou le AAC, est un fichier audio compressé. Concrètement, cela signifie que le fichier a été détérioré par rapport au fichier CD pour le rendre plus léger et plus facilement transportable. Un fichier compressé avec perte aura des niveaux sonores plus aplatis, des sons très aigus ou très graves qui disparaissent, voire même des artefacts de compression qui se traduisent par la disparition de certains sons.

Dans les formats audio, la compression permet d’obtenir des fichiers plus légers, pratiques à télécharger rapidement, mais parfois de moins bonne qualité. Plus le chiffre indiqué est faible, plus la qualité sera médiocre. Un format audio non compressé ou compressé sans perte aura donc davantage de profondeur, sera moins uniforme entre les notes les plus faibles et les plus fortes. Ainsi, un fichier MP3 compressé à 320 kbps sera de meilleure qualité qu’un fichier MP3 compressé à 96 kbps. On peut faire une analogie entre un fichier audio et un fichier vidéo. Tout comme la vidéo, un fichier audio compressé sera de moins bonne qualité, avec un son, ou une image, moins nette et des artefacts de compression plus ou moins voyants ou audibles, mais un poids plus réduit qu’un fichier HD. C’est là la principale différence entre les formats audio classiques et ceux qui sont compressés sans perte, alors appelés « lossless ».

Quelles différences entre le CD et l'audio HD ?

L’oreille humaine permet d’entendre parfaitement jusqu’à la qualité d’encodage sur CD, c’est à dire en 16 Bits à 44,1 kHz. À une fréquence d’échantillonnage plus importante, il devient bien plus difficile de repérer des différences de qualité entre deux sons identiques encodés à des fréquences différentes. Le théorème d'échantillonnage de Nyquist-Shannon indique qu’il est particulièrement difficile de déceler des sons à une fréquence d’échantillonnage supérieure à 40 kHz.

Néanmoins, certaines personnes seraient capables d'entendre des titres encodés à une fréquence supérieure. C'est le principe même de l'audio HD. Il s'agit de titres encodés à une fréquence et à un nombre de bits supérieur à celui du CD. On se rapproche alors de la qualité audio du master d’un album, c’est-à-dire sa version studio la plus parfaite, issue directement de l’enregistrement en studio, qui peut quant à elle monter jusqu’à 32 Bits à 192 kHz. Il existe de nombreux formats, physiques ou dématérialisés permettant d'écouter des fichiers en qualité audio HD. De même, de plus en plus de services commencent à se démarquer du tout MP3 et à proposer en version dématérialisée des fichiers en qualité CD, permettant alors de profiter au mieux d'un album tel qu'il était prévu à l'origine.

La vidéo (en anglais) ci-dessous permet de démontrer les différences de son entre un fichier compressé en Flac et un fichier MP3. L'auteur de la vidéo a utilisé deux extraits sonores identiques mais compressés différemment. Il a alors soustrait le son du MP3 à celui du Flac. Le son disponible à la fin de la vidéo est celui qui est alors enlevé lorsqu'un fichier Flac passe en MP3 :

Les différences entre le Flac et le MP3

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17 commentaires
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  • Samsara69
    "aptX Lossless qui permet de faire passer, par Bluetooth, des fichiers lossless jusqu’à 24 bits à 96 kHz" ............"Grâce à ce système, il est alors possible d’écouter des fichiers dans une qualité accrue, plus fidèle au son tel qu’on l’écouterait avec un câble audio."

    Non,aptX Lossless n'est possible qu'avec le WiFi ou le VHF ,par bluetooth c'est impossible ,d'ailleurs CSR et aptX n'en parle pas http://www.csr.com/products/60/aptx http://www.aptx.com/
    aptX BT permet une qualité d'environ 256Kbps ACC ou 320Kbps MP3.

    Je pense que c'est une coquille ,il n'est pas possible d'avoir un son meilleur qu'une liaison filaire.
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  • Griffoooo
    Merci pour la précision pour l'aptX Lossless, effectivement je suis allé un peu vite en besogne, ça sera corrigé demain. En fait ce n'est pas nécessairement non plus du Wi-Fi. Le protocole est encore très peu répandu, du coup difficile de trouver de la documentation dessus.

    Pour la deuxième citation en revanche, je persiste : l'aptX permet d'écouter des fichiers plus fidèles au son via câble que le codec AD2P. Après, la phrase est lourde et ça sera reformulé aussi.

    Merci encore.
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  • Gerophil
    Page 1 -

    "Le théorème d'échantillonnage de Nyquist-Shannon indique qu’il est particulièrement difficile de déceler des sons à une fréquence d’échantillonnage supérieure à 40 kHz."

    Non rien à voir entre le théorème de Shannon et les capacités auditives humaines.

    "Néanmoins, certaines personnes seraient capables d'entendre des titres encodés à une fréquence supérieure."

    Vous avez des sources pour ça ?

    "La vidéo (en anglais) ci-dessous permet de démontrer les différences de son entre un fichier compressé en Flac et un fichier MP3."

    Vidéo sur ... Youtube ! Donc audio compressée...


    Page 4 -

    "Si de plus en plus de smartphones permettent de lire des fichiers audio HD, il faut bénéficier à la fois d’un casque et d’un environnement particulièrement optimisé pour réellement en bénéficier et savourer la différence avec des fichiers MP3 en 320 kbps."

    Encore faut-il que le DAC intégré au smartphone soit de qualité avant de se payer un bon casque !

    "En effet, la différence entre un fichier MP3 encodé en 320 kbps et un fichier Flac de qualité CD ne pourra s’entendre qu’à condition d’avoir un casque avec une bande de fréquence la plus large possible. "

    Ca ne veux rien dire dit comme ça. Tous les matériels audio ont des bandes de fréquence très large. Par contre, est-ce que le gain est plat sur toutes la plage ? c'est une autre histoire.


    Merci de vous attaquer à un tel sujet. Autant il faudrait se renseigner un peu avant d'en écrire des aussi grosses.

    Ah oui, au fait pour 99% des sujets l'audio HD ça ne sert à rien : cf l'echec du SACD et du DVD Audio et les capacités d'un humain de 20 ans qui ne vont pas au dessus du 19 kHz. Plus encore, il semblerait que la qualité CD soit trop élevée une large frange de la population qui lui préfère aujourd'hui le mp3...
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  • Gerophil
    Aussi, mettre des fichiers HD de 300 / 400 mo (le morceau) sur un smartphone/baladeur dont la mémoire est au mieux de 64 Go -ce qui permet de stocker 15 albums !- ça ne sert pas à grand chose. De même que l'usage d'un baladeur/smartphone c'est justement en balade, à l'extérieur, là où il y a des bruits parasites et où aller chercher au delà du mp3 192kbit/s est risible...
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  • biloog29
    Avis aux amateurs, un article (en anglais, écrit par une société à l'origine de codecs audio) qui explique scientifiquement pourquoi l'audio HD 24 bits / 192 kHz est inutile et peut même réduire la qualité d'écoute finale sur des équipements non prévus pour la restitutions des sons au-delà de 20 kHz : http://xiph.org/~xiphmont/demo/neil-young.html

    Pour une vidéo d'introduction à l'audio numérique : http://www.xiph.org/video/vid1.shtml
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  • Samsara69
    Anonymous a dit :

    Encore faut-il que le DAC intégré au smartphone soit de qualité avant de se payer un bon casque !

    Par contre, est-ce que le gain est plat sur toutes la plage ?

    Les DAC sont bons ,voir les courbes de réponses et niveau de bruit
    http://www.gsmarena.com/samsung_i9300_galaxy_s_iii-review-761p8.php#aq
    http://www.gsmarena.com/samsung_galaxy_note_3-review-996p8.php#aq

    De ce que j'ai constaté, le problème vient du niveau & de l'adaptation d'avec l’impédance du casque.
    En effet ,le niveau sonore est bridé en Europe et de plus ,par soucis d'économie d'énergie, les amplis de sorties ont un niveau de sortie faible (quelques dizaines de mV sous 32Ω, également dû à leur tension de fonctionnement ),la plupart des bons casques sont très souvent à assez haute impédance et de sensibilité moyenne.
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  • Gerophil
    Citation:
    Anonymous a dit :

    Encore faut-il que le DAC intégré au smartphone soit de qualité avant de se payer un bon casque !

    Par contre, est-ce que le gain est plat sur toutes la plage ?

    Les DAC sont bons ,voir les courbes de réponses et niveau de bruit
    http://www.gsmarena.com/samsung_i9300_galaxy_s_iii-review-761p8.php#aq
    http://www.gsmarena.com/samsung_galaxy_note_3-review-996p8.php#aq

    De ce que j'ai constaté, le problème vient du niveau & de l'adaptation d'avec l’impédance du casque.
    En effet ,le niveau sonore est bridé en Europe et de plus ,par soucis d'économie d'énergie, les amplis de sorties ont un niveau de sortie faible (quelques dizaines de mV sous 32?, également dû à leur tension de fonctionnement ),la plupart des bons casques sont très souvent à assez haute impédance et de sensibilité moyenne.


    Oui c'est pas mauvais en général mais ça reste moins bien qu'une carte son moyen de gamme par exemple :

    http://www.bit-tech.net/hardware/2008/05/26/asus-xonar-dx-pci-express-soundcard/5

    La on parle d'écouter des fichiers en 96 voir 192 Khz. Les courbes des téléphones chutent à 20 et quelques kHz. M'enfin, tu as raison, sur le fond, hormis le SNR un peu faible, les téléphones suffisent largement.
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  • lhermine
    Systématiquement la faute est faite, que ce soit "sans" ou "avec", "perte" prend un "s" : "avec pertes", "sans pertes".
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  • mitch074
    Techniquement, l'Audio HD n'existe pas : il s'agit ni plus ni moins que de diminuer les artéfacts de la compression - avant même de penser à augmenter la "résolution" du son.

    Le MP3 s'est imposé essentiellement parce que le codec Fraunhofer/IIS a été "leaké" au début des années 1990 et permettait à n'importe quel possesseur de PC de convertir sa CDthèque en fichiers assez facilement transférables et avec une qualité d'écoute correcte - et puis il y a eu WinAmp.

    Le codec MP3 (pour être précis, MPEG-1 Layer 3) est un format capable de gérer un canal, ou deux canaux par différence, ou encore deux canaux séparés à des fréquences allant de 8 kbps à 48 kbps, pour un bitrate de 32 kbps à 320 kbps; il a été développé essentiellement pour compresser de la parole, et pas pour la musique.

    Sa principale évolution est apparue avec le patch LAME, qui a fini par devenir un encodeur complet : en abusant du système du bit reservoir, le format est devenu adaptatif (moins de bits utilisés pour les passages simples, plus de bits pour les passages compliqués) et en utilisant de meilleures techniques de filtrage, la qualité a étégrandement améliorée : alors qu'un morceau à 128 kbps des années 1990 aura une sonorité étouffée, des harmoniques fréquentes et des médiums distordues, le même morceau encodé maintenant sera uniquement étouffé et avec peu de distorsion.

    Mais, d'autres formats existent : le même morceau encodé en Opus sera presque impossible à différencier, pour une taille identique, du morceau d'origine. Pour obtenir une meilleure qualité, il faudra alors se rapprocher de la qualité du master studio, que le MP3 n'a jamais été prévu pour supporter, mais que les formats comme Opus, HE-AAC et DTS sont capables d'encoder, à une fraction de la taille d'origine mais à un niveau de qualité tel qu'il devient nécessaire de posséder le matériel adéquat pour en profiter. Si le problème des DAC est à peu près réglé désormais (la plupart des appareils possèdent désormais des DAC qui introduisent un niveau de bruit extrêmement faible - ce n'était certes pas le cas en 1990 et début 2000!), des connecteurs de qualité (un jack 3.5" plaqué or, mais aussi des fils de casque correctement gainés) et surtout des hauts-parleurs de qualité sont nécessaires.

    L'Audio HD est parfaitement inutile pour de la musique beuglée par le haut-parleur d'un smartphone ou d'une tablette!
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  • job31
    L'audio HD sur smartphone ou autre système portable est juste une vaste blague.

    On aura beau y mettre un très bon casque, avec une puce DAC de haute volée, l'amplification nécessaire au casque sera médiocre.

    D'autre part cet article ne s'intéresse qu'à la montée en fréquence d’échantillonnage ce dont on se fiche un peu. En revanche la profondeur d'encodage, de 16 à 24 bit apporte un réel gain, pour peu qu'on possède les écoutes adaptées.
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  • unxl
    Les loi Françaises puis Européennes imposent depuis 2005 que la sortie casque d'un appareil audio mobile soit limitée à 150mV RMS lorsqu'il joue à fond un bruit de programme à -10dBFS, simulant des sons moyens en musique (EN50332-2). Ceci pour limiter la puissance sonore à 100dBA sur un casque 32ohms.
    Depuis 2011, une limite à 27mV (85dBA) a été rajoutée, qui demande une validation par l'utilisateur pour la dépasser. Cette demande est refaite toutes les 20H d'écoute cumulée. (EN60950 +A12:2011).

    Tout ceci pour dire que l'amplification à 7mW max, en audio HD, n'est absolument pas un problème pour un codec de téléphone ou baladeur audio.

    Le problème est plutôt les casques mobiles et les trifouilleurs de son tels que SRS, 3D audio, bass boost... Bien avant les pertes d'un mp3 192 ou 256 kbps.

    A ce sujet, la compression mp3 est basée pour une bonne part sur le phénomène de masquage de nos oreilles : un son fort, ou d'une fréquence très proche d'un son plus faible, supprime la prise en compte par nos oreilles, du son faible.
    La vidéo qui supprime les sons prédominants nous permet d'entendre les sons masqués par le mp3. Et alors ?
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  • mitch074
    @unxl : la compression MP3 comporte également des low-pass et high-pass filters, qui suppriment les fréquences en dessous de 100 Hz et au-dessus de 16 KHz. Si certains codecs (LAME notamment) permettent de redéfinir ces niveaux, le format MP3 lui-même empêche leur restitution correcte - ce qui crée harmoniques, tintements et échos.
    Le format Vorbis par exemple, lequel a été conçu dès le départ pour l'encodage musical, se rapproche davantage de ce que tu dis.
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  • unxl
    @mitch074 : tout dépend du bitrate. Je te propose d'encoder en mp3 le fichier http://www.audiocheck.net/download.php?filename=Audio/audiocheck.net_sweep20-20klog.wav
    par exemple.
    Personnellement, je l'ai fait à 256kbps avec lame et l'encodeur de wmp, puis ouvert avec Audacity pour détecter la présence éventuelle de filtrage.

    Les deux restituent les 20-20kHz du fichier wav original sans modification d'amplitude.
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  • Samsara69
    Anonymous a dit :
    Les loi Françaises puis Européennes imposent depuis 2005 que la sortie casque d'un appareil audio mobile soit limitée à 150mV RMS lorsqu'il joue à fond un bruit de programme à -10dBFS, simulant des sons moyens en musique (EN50332-2). Ceci pour limiter la puissance sonore à 100dBA sur un casque 32ohms.
    Depuis 2011, une limite à 27mV (85dBA) a été rajoutée, qui demande une validation par l'utilisateur pour la dépasser. Cette demande est refaite toutes les 20H d'écoute cumulée. (EN60950 +A12:2011).

    Tout ceci pour dire que l'amplification à 7mW max, en audio HD, n'est absolument pas un problème pour un codec de téléphone ou baladeur audio.

    Le problème est plutôt les casques mobiles et les trifouilleurs de son tels que SRS, 3D audio, bass boost... Bien avant les pertes d'un mp3 192 ou 256 kbps.

    27mV sous 32Ω = 0,023mW
    Sachant que le DAC du S3 peut sortir 20mW sous 32Ω pour 0,025% de THD+N ,si le casque est à haute impédance + basse sensibilité et que la musique n'est pas enregistré au plus près de 0dB il reste pas grand chose .

    http://www.wolfsonmicro.com/media/76197/WM1811A.pdf
    http://www.sengpielaudio.com/calculator-thd.htm
    http://www.rapidtables.com/calc/electric/watt-volt-amp-calculator.htm
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  • unxl
    Cette norme est faite pour éviter que les ados ne s'explosent les oreilles.
    Elle est faite pour des casques mobiles 32 ohms, dont le rendement ne doit pas dépasser 100dBA dans les conditions de la norme EN50332-1. C'est-à-dire, toujours 150mV à -10dBFS.
    Ces casques peuvent donc sortir 110dBA max (7mW à 0dBFS), une fois que l'utilisateur à répondu ok au warning des 27mV.
    110dBA pendant 20 heures, toujours très suffisant pour se détruire les oreilles.

    Évidemment, mon vieil AKG K240 Monitor, avec ses 600ohms, est définitivement attaché à son ampli de salon.
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  • Samsara69
    Cette norme me les brise ,même avec un Shure SE530 je suis obligé de rooter mon Note 3 pour augmenter le volume. :fou:
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  • schmurtzm
    La description de la vidéo est inexacte : ce qui résulte de la soustraction du MP3 au wave (et non fu flac) ce sont les artéfacts créés par le MP3 et non les sons "enlevés lorsqu'un fichier Flac passe en MP3". En d'autres termes le MP3 rajoute des sons (pourris) en plus c'est ce qui est expliqué dans cette vidéo.
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