lundi 13 septembre 2010

La compression Numérique




Les différentes types de compressions

Sur le premier dossier vous avez eu, une présentation succincte de ce qu'est un son, comment il évolue et parvient à nos oreilles, il était question également de présenter l'échantillonnage et la quantification.

Maintenant pour comprimer les sources analogiques, il existe différents formats de codage avant de pouvoir compresser ceux ci sur vos baladeurs ou PC.
Échantillonnage et quantification sont deux techniques formant en anglais le PCM (Pulse Code Modulation) et en français la MIC (Modulation par Impulsions Codées)

Les formats de fichiers informatiques non compressés sont les suivants :
AIFF (Audio Interchange File Format) : format de fichier audio non compressé développé par Apple.
Les extensions de fichier reconnues sont : .aiff, .aif, .aifc

WAVE (Ressource Interchange File Format) : format de fichier audio non compressé développé par Microsoft et IBM dont l’extension .wav. Mêmes caractéristiques que l’AIFF (choix de la fréquence
d’échantillonnage et du codage de l’échantillon, choix du nombre de canaux).

Une fois que votre source audio est au format souhaité, votre fichier, présente un nombre défini de place, exprimé en Mo, qui prends donc une place insignifiante dans nos PC, mais peut s'avérer conséquent pour des baladeurs à 1 voir 2 Go, et comme vous êtes fan de vos artistes....il va donc falloir réduire en exemple un fichier wav de 65 Mo, en 6,5 Mo, et dans ce sujet il n'est pas question de détaillé cette procédure mais de présenter les différents procédés et débits qui vous y amènera.


il existe deux procédés de compressions, le Lossless et le Lossy.


Lossless ( sans pertes )

Ce type de compression n’entraîne aucune altération par rapport au fichier original et cette transformation est réversible, donc sans pertes de données.
Le flac
Le wavepack
Le monkey’s audio ( ape )
Ces formats font partie de ce type de compressions et utilisent peu de mémoire, malheureusement ces utilisations restent limitées et restreint aux mondes de nos ordinateurs, rendant impossible l’oppérabilité avec nos autoradios, hi-fi, baladeurs, ce qui somme toute, est bien dommage.

Lossy ( avec pertes )

Signification désignant une perte de donnée, mais perte veut-il dire mauvaise qualité d’écoute ?
Il y a effectivement moult controverse à ce sujet et ceci concerne en majeure partie les hautes fréquences, notamment sur certains bas débits.
Etant donné qu’il faut prendre en compte la qualité de l’encodage et de son utilisation, d’ailleurs au passage il est à noter que pour certains d’entres eux la qualité semble ne plus être préjudiciable pour ces mêmes hautes fréquences.
Certaines musiques ne semblent donc pas adapter à l’écoute tout du moins via ces conditions.
Il faut comprendre que pour comprimer davantage, il faut perdre davantage de données et tant que ceux-ci sont inaudibles par l’oreille humaine, cela reste donc parfaitement acceptable.

Cette opération, maintenant est irréversible, ce qui sous-entends que du fichier original, une fois effectué votre conversion en mp3, cela ne vous permettra pas de retrouver celui-ci, c’est une différence fondamentale entre le lossy et le lossless et avec d’éventuel transcodage, l’altération sera davantage accentuée.

Pour perdre ces données, il y a des procédés scientifiques qui ont permis de développer le « succès » du MP3.
Nos chères oreilles sont ainsi plus sensibles aux aigus qu’aux graves ( courbes de Fletcher et Munsen 1933 ) ce qui permet d’écrêter les fréquences qui n’occasionnent pas de conséquence, de plus certain son plus faible et proche d’un son fort en fréquence, peut faire l’objet d’une suppression car ignoré à l’audition, cette technique s’appelle le « masquage »

Egalement, pourquoi ne pas exploiter l’origine spatiale des sons graves, chose que l’oreille humaine ne peut percevoir, en passant les basses fréquences en mono pour les restituer dans une stéréo à l’écoute.

Avec un encodage « huffman » on obtient donc suivant le taux de compression, un résultat satisfaisant suivant les styles d’écoutes.



TAUX DE COMPRESSION

Dénommé bitrate in english, ce débit de données, est mesuré en kilobits par seconde ( kbps ) ce qui nous fait dire qu’un fichier comprimé avec un débit fort, prendra plus de place et sera de meilleure qualité ( pour vos oreilles donc votre cerveau ) et il existe deux types de débit, constant et variable :

-VBR ( variable BitRate )
-CBR ( Constant BitRate )

Le CBR est un débit permettant de rester constant, quelque soit la complexité du signal, tandis que le VBR, comprime en fonction de la complexité du signal, les passages ainsi peu complexe seront plus comprimés et pour les plus complexes d’avoir un débit supérieur au débit moyen, ce procédé permet de gagner de l’espace sans pour autant altérer la qualité.

Il est assuré que suivant le style musical le modèle psycho-acoustique basé sur la courbe Fletcher et Munsen, peut apporter une différence entre les formats, ces modèles donc étant la référence pour pouvoir adapter une compression en fonction des fréquences à éliminer ou pas suivant le volume, le masquage, etc.
Sachant qu’il existe plusieurs modèles, certains formats peuvent se servir de ces différents modèles pour pouvoir les faire varier au sein même d’un morceau, ce qui permet aux différents formats d’améliorer sans doute leur qualité.
 
 
Zikmao.net     Juin 2007 





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