lundi 13 septembre 2010

L'audionumérique


L'audionumérique

De plus en plus souvent nous constatons le développement des médias à utiliser du son aux formats numérique et il est intéressant de voir le parcourt d'un son analogique, "transformé" au son numérique, et la préoccupation de pouvoir stocker davantage de fichier sur ces différents supports devient donc incontournable et s'impose dans une utilisation quotidienne dont beaucoup font usage.

Pour ceux qui réalisent et créé du son, on ne se souci plus guère du nombre de Go de nos Disques Durs, tellement le prix du Mo est devenu accessible, mais cela n'est pas encore le cas de certains baladeurs diffusant du son numérique.

Le son et son environnement 

Le son est en principe un signal variable et continu et la numérisation du son va trancher ce signal pour que nos oreilles n'en perçoivent "aucunes" conséquences, mais comment pouvons nous entendre ?

Le son qui parvient dans nos oreilles est une onde qui fait vibrer l'air se propageant par des séries de pressions périodiques et variables et le tympan de nos oreilles va percevoir ces variations de pressions, les variations que nos oreilles en perçoivent sont traduisent en volume sonore, volume mesuré en décibel ( dB ).

Un son, qu'il soit agréable ou pas ( avec toute notion de subjectivité ), fait partie d'un spectre compris en moyenne entre 20 hertz à 20000 Khz, sachant que l'oreille humaine ne perçoit plus aucun son au-delà des 25000 Khz.

Les fréquences ( vibrations ) sont constituées d'un son plus ou moins grave et ou aigus ( basse, bas et haut medium, aigus ) pour l'audition, et nos oreilles transmettent donc au cerveau ce que nous entendons, le signal est donc interprété car nos oreilles ne sont que des capteurs et bien sur, nous pouvons être sujet à des illusions auditives, l'audition étant physiologique du à la sensibilité de l'oreille face aux fréquences et aussi psychologique pour le rapport des perceptions et interprétation qui nous sont propres.

Les caractéristiques d’un son


Les caractéristiques d’un son

Le son se caractérise en 4 paramètres : la vitesse, la fréquence, son amplitude, son timbre

La vitesse


La vitesse de propagation du son dans l’air est de 340 mètres par seconde à une température de 20 ° ce qui donne pour un calcul simple du 3ms/mètre.
A propos de vitesse du son, vous avez vu que nos deux oreilles sont placées des deux côtés de la tête ( je savais que ça allait vous plaire ) à une distance comprise entre 15 et 20 cm, et comme il est spécifié que le son se propage à 340 mètres seconde, on peut y remarquer un décalage entre l’arrivée du son dans l’oreille droite par rapport à l’oreille gauche, et en mixage lorsque l’on agit sur la panoramique et que l’on recherche le meilleur placement de son instrument dans l’image stéréo, c’est bien de savoir que notre oreille droite est favorisé par rapport à la gauche.

La fréquence

Plus un son est haut et plus le son est élevé en fréquence, cette fréquence correspond au nombre de vibrations par seconde de la source sonore, son unité de mesure est le hertz et la bande de fréquence de perception pour l’oreille humaine, est comprise entre 20 Hz et 20000 Hz, les infrasons sont en deçà des 20 Hz tendis que les ultras-sons vont au-delà des 20000 Hz.
La sensibilité maximale pour les sons est entre 1000 et 6000 Hz.
La voix humaine se situent dans les fréquences conversationnelles entre 500 et 2000 Hz.

Nos amis les chiens eux entendent jusqu’à 40  kHz, pendant que les chauve-souris, elles culminent aux alentours des 160 kHz, ce qui donne donc une augmentation de une et trois octave de plus par rapport à l’oreille humaine dans les aiguës.

Le spectre audible est divisé en octave couvrant un intervalle de fréquence de rapport de 1 à 2, l’octave sépare 2 notes qui portent le même nom, par exemple le la « ordinaire » le la3 et la note suivante le la4, et en passant d’une octave à l’autre la bande de fréquence se retrouve ainsi doublée, le la3 à une fréquence de  440 Hz et le la4 880 Hz

L’amplitude

Mesuré en décibel et se définissant par l’intensité d’un volume sonore permettant de distinguer les sons fort des plus faibles.
Des sons de même intensité et de même fréquence ne sonnent pas toujours à l’identique. Ceci s’explique par la différence de timbre, car la vibration du son peut s’ajouter à d’autre vibration, les harmoniques, et leur intensité.

L’intensité sonore et leurs décibels ne s’additionnent pas de façon arithmétique mais selon une progression logarithmique, signifiant qu’une source sonore multipliée par 2, augmente de 3 dB, les mixers qui doublent les pistes dans un mixage savent qu’il faut en tenir compte.
L’oreille humaine est capable de discerner une différence de 1 dB, et à chaque fois que le niveau augmente de 10 dB, il est perçu 2 fois plus fort.


Le timbre

La fréquence fondamentale est accompagnée par les harmoniques et les transitoires permettant de différencier deux sons de même hauteur et de même amplitude, c’est la que l’on peut parler de son riche en spectre, de savoir si un son est riche, brillant, fort…profond, coloré.
On peut distinguer également deux instruments de musique jouant la même note.

Le son "numérique"

Le son "numérique"


Les conversions analogique - numérique

Echantillonnage
Un signal analogique est un signal variable et continu et pour pouvoir représenter le son sur un ordinateur, il faut le convertir en valeur numérique et la numérisation du son consiste à découper le signal en tranche et ce saucissonnage est appelé "échantillonnage", terme consistant à transformer une sinusoîde ( courbe ) en histogramme, et pour que cette technique puisse être efficace, elle doit être rapide et pour un CD Audio, la fréquence d'échantillonnage ( nombre de fois / seconde de tranche découpé ) est de 44,1 Khz ( 44100 mesures secondes ) théorème de shannon-nyquist, établissant qu'un signal analogique à numériser doit avoir une fréquence d'échantillonnage supérieur ou égal à 2 fois la fréquence maxi du signal, et à moins de 44000 Khz, des illusions auditives pourraient se manifester, bourdonnement....


Bienvenue dans un monde Binaire

Quantification

Un échantillon ( un intervalle de temps ) est associé à une valeur déterminant la pression de l'air et le son n'est plus représenté comme une courbe continue mais comme une suite de valeurs pour chaque intervalle de temps.
L'ordinateur travaillant en Bit, il faut donc déterminer le nombre de valeur numérique pour un échantillon


Pour numériser toutes ces valeurs, il faut les quantifiers, ces valeurs étant décimales, il va falloir les arrondir puis les traduire en valeur binaires, valeur de nos chers ordinateurs et leur nombres binaires, entiers ( 8, 16, 32, 64 bits )

Tout bit peut être égal à 0 ou 1 :
pour 16 bits ( CD Audio ) on aura 216 = 65536 valeurs

Ce qui sous entends que plus l'échelle est grande, meilleure sera la numérisation, donc Plus le système possède de valeurs, moins il y aura d’approximations et donc d’erreurs (ou bruit) de quantification.

Le CD Audio à donc une fréquence d'échantillonnage de 44,1 Khz et un codage de 16 Bits, numérisé au Format PCM ( Modulation d'impulsion codée ) que nous retrouvons sur CD, fichiers Wave ( pc ) ou Aiff ( mac )
 
Zikmao.net     Juin 2007 





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