L’audio à haut débit est exagéré: La qualité du CD est toujours excellente

Tout le monde veut un excellent son, mais parfois nos quêtes d’amélioration nous mènent dans des couloirs vraiment sombres et dumb stupides. Comme c’est le cas avec de nombreuses disciplines, avec la musique, un peu de connaissances va très loin. Vous avez peut-être vu des discussions en ligne sur la profondeur de bits et les taux d’échantillonnage, mais ce que vous ne savez probablement pas, c’est qu’il n’y a pas de réglage magique qui améliorera tout le son. En effet, la musique numérique telle qu’elle est aujourd’hui a déjà laissé nos limites perceptives dans le rétroviseur. Vous n’avez pas besoin de fichiers de haute qualité, sauf si vous créez de la musique qui nécessite une édition lourde.

Bien que je ne sois pas étranger à la diffusion de mauvaises nouvelles, comme tout bon journaliste, je montre mes preuves. La vérité est que les humains ne peuvent tout simplement pas percevoir la différence entre les fichiers à un certain moment, et vous ne devriez pas être aspiré par le battage publicitaire si c’est plus cher que ce que vous avez déjà. Bien que je ne doute pas que des formats comme MQA sont technologiquement impressionnants, la plupart ne pourront pas vraiment apprécier la fidélité accrue. Il y a près de 100% de chances que votre bibliothèque actuelle soit parfaitement correcte.

Vous n’avez besoin que d’une fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz

Si vous avez consulté l’onglet informations de votre lecteur de musique, vous remarquerez peut-être que certaines de vos chansons ont une fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz ou 48 kHz. Vous remarquerez peut-être également que votre DAC ou un téléphone comme le LG V30 prend en charge les fichiers avec des taux d’échantillonnage allant jusqu’à 384 kHz.

C’est exagéré. Personne sur la Terre verte de Dieu ne saura ou ne se souciera de la différence parce que nos oreilles ne sont tout simplement pas si sensibles. Ne me croyez pas ? Il est temps de faire des calculs. Pour comprendre quelle est la limite de la perception humaine pour les fréquences d’échantillonnage, nous devons identifier trois choses:

  1. La limite des fréquences que vous pouvez entendre
  2. Quelle est la fréquence d’échantillonnage minimale nécessaire pour atteindre cette plage (2 x fréquence audible la plus élevée en Hz)
  3. La fréquence d’échantillonnage de vos fichiers musicaux dépasse-t-elle ce nombre?

Cela semble assez simple, et c’est le cas. La plage d’audition humaine la plus courante atteint environ 20 kHz, soit 20 000 périodes par seconde. Pour des raisons d’argumentation, élargissons cette plage aux limites les plus élevées de ce que nous savons possible: 22 kHz. Si vous souhaitez vérifier les limites de votre audition, utilisez cet outil pour trouver les limites supérieures de votre perception. Assurez-vous simplement de ne pas régler le volume trop fort avant de le faire. Si vous avez plus de 20 ans, ce nombre devrait être d’environ 16-17kHz, inférieur si vous avez plus de 30 ans, etc.

Si votre audition ne peut pas atteindre plus de 22.05kHz, alors le fichier 44,1kHz peut surpasser la gamme de fréquences que vous pouvez entendre.

En utilisant le théorème d’échantillonnage de Nyquist-Shannon, nous savons qu’une fréquence d’échantillonnage qui fournit deux échantillons par période est suffisante pour reproduire un signal (dans ce cas, votre musique). 2 x 22 000 = 44 000, soit un peu moins des 44 100 échantillons par seconde offerts par une fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz. Tout ce qui dépasse ce nombre ne vous offrira pas beaucoup d’amélioration car vous ne pouvez tout simplement pas entendre les fréquences qu’une fréquence d’échantillonnage accrue débloquerait pour vous.

Toute fréquence d’échantillonnage supérieure à deux fois la fréquence sera parfaitement représentée (ci-dessus). C’est seulement lorsque le taux d’échantillonnage tombe en dessous de ce point où des problèmes surviennent (ci-dessous).

De plus, les fréquences que vous entendez à l’extrémité la plus élevée diminuent avec le temps à mesure que vous vieillissez, que vous contractez des infections de l’oreille ou que vous êtes exposé à des sons forts. Par exemple, je n’entends rien au-dessus de 16 kHz. C’est pourquoi pour les oreilles plus âgées, la musique a moins de distorsion audible si vous utilisez un filtre passe-bas pour vous débarrasser du son que vous ne pouvez pas entendre — cela améliorera le son de votre musique même si elle n’est pas techniquement aussi « haute définition” que le fichier d’origine. Si votre audition ne peut pas dépasser 22,05 kHz, le fichier 44,1 kHz peut facilement dépasser la plage de fréquences que vous pouvez entendre.

L’audio 16 bits convient à tout le monde

L’autre mythe de la qualité audio est que l’audio 24 bits débloquera une sorte de nirvana audiophile car il est beaucoup plus dense en données, mais en termes d’audio perceptuel, toute amélioration sera perdue sur les oreilles humaines. La capture de plus de données par échantillon présente des avantages pour la plage dynamique, mais les avantages sont à peu près exclusivement dans le domaine de l’enregistrement.

Bien qu’il soit vrai qu’un fichier 24 bits aura beaucoup plus de plage dynamique qu’un fichier 16 bits, 144 dB de plage dynamique suffisent pour résoudre un mosquito à côté d’un lancement de fusée Saturn V. Bien que tout cela soit bien, vos oreilles ne peuvent pas entendre cette différence de son en raison d’un phénomène appelé masquage auditif. Votre physiologie émet des sons plus silencieux, atténués par des sons plus forts, et plus ils sont proches les uns des autres en fréquence: plus ils sont masqués par votre cerveau. Avec des améliorations comme le tramage, l’audio 16 bits peut ”simplement » résoudre le moustique susmentionné à côté d’un décollage de moteur à réaction de 120 dB. Encore exagéré dramatique.

Voici à quoi ressemble un fichier de musique 24 bits avant de supprimer des données. La fréquence est l’axe des ordonnées, le temps est l’axe des abscisses et l’intensité est la couleur.

Cependant, ce sont les sons plus silencieux que de nombreux audiophiles prétendent être la grande différence, et c’est partiellement vrai. Par exemple, une plage dynamique plus large vous permet d’augmenter le volume plus loin sans augmenter le bruit audible, et c’est le gros point d’achoppement ici. Où les fichiers 24 et même 32 bits ont leur place dans la cabine de mixage, offrent-ils des avantages pour les fichiers MP3, FLAC ou OGG?

Hé les enfants, essayez ça à la maison!

Alors que mon collègue Rob d’Android Authority l’a déjà prouvé avec un oscilloscope et quelques recherches hardcore, nous allons effectuer une expérience que vous pouvez faire vous—même – ou simplement lire si cela ne vous dérange pas les spoilers. Après avoir parcouru le Web, j’ai trouvé quelques fichiers sur Bandcamp qui ont été publiés dans des fichiers sans perte 24 bits. Beaucoup de ceux que j’ai trouvés sur de prétendus sites « audio HD” ont simplement été convertis à partir de 16 bits, ce qui signifie qu’ils étaient identiques dans tous les sens sauf le prix. Ensuite, j’ai suivi cette procédure:

  1. Faites une copie du fichier 24 bits d’origine
  2. Ouvrez dans le programme d’édition audio de votre choix (je suggère Audacity) et inversez le fichier; enregistrez en WAV 16 bits / 44,1 kHz
  3. Ouvrez à la fois le fichier parent et votre fichier nouvellement édité, et exportez-le en une seule piste
  4. Ouvrez la piste mixte dans n’importe quel programme qui vous permet de voir ce qu’on appelle un spectrogramme
  5. dépenser beaucoup d’argent en audio haute résolution

Essentiellement, ce que nous venons de faire ici est de prendre un fichier 96kHz / 24 bits, puis de soustraire toutes les données que vous pouvez entendre dans une version de qualité CD de lui-même. Ce qui reste, c’est la différence entre les deux! C’est exactement le même principe sur lequel la suppression active du bruit est basée. Voici le résultat que j’ai obtenu:

Bien que ces petits bits violets soient visibles dans le spectrogramme, ils sont bien en dessous du seuil d’audibilité en présence de musique.

D’accord, il y a donc un peu de différence dans les parties supérieures du fichier, mais c’est hors de la portée de l’audition humaine. En fait, vous devriez probablement simplement filtrer cela de toute façon. Montrons donc ce qu’un humain peut réellement entendre en appliquant un passe-bas à 20KHz juste pour couvrir nos bases. Et le tour est joué : un pic final de…-85dB au mieux. D’accord, nous contournons un peu les limites de l’audibilité ici, mais voici le problème — pour réellement entendre ces données supplémentaires, vous devez:

  1. Écoutez de la musique à un niveau dangereux à écouter pendant plus de 1 minute (96 + dB)
  2. Avoir des microphones pour les oreilles

Bien que ce dernier point puisse sembler un peu sarcastique, nous savons que votre cerveau filtre les sons qui sont proches de fréquence les uns aux autres (voir: masquage auditif, lié ci-dessus). Donc, lorsque vous écoutez de la musique, vous n’entendez pas tout le son à la fois, vous entendez simplement ce que votre cerveau a séparé pour vous. Donc, pour entendre la différence entre les fichiers 24 bits / 96 kHz et l’audio de qualité CD: les sons individuels ne peuvent occuper qu’une gamme de fréquences très étroite, être très forts, et les autres notes qui se produisent dans la même période doivent être très éloignées en termes de fréquence.

Il n’y a pas de niveau d’écoute sûr pour entendre la différence entre ces fichiers.

Si nous avons appris quelque chose de ce fiasco Yanny/Laurel, une voix humaine ne correspond pas à ces critères (Ndlr : C’est « Laurel”). Donc vraiment, les endroits les plus probables où vous pourriez réellement entendre les différences entre les deux sont dans des notes de basse fréquence avec des harmoniques quelque peu atténuées. Mais il y a un hic: les humains entendent vraiment mal les sons de basse fréquence. Afin d’entendre ces notes à un niveau sonore égal à celui des notes à fréquence plus élevée, vous aurez besoin de 10 à 40 dB de puissance supplémentaire. Ainsi, ces pics à -87dB dans des plages de 20 à 90 Hz peuvent aussi bien être de -97 à-127dB, ce qui est en dehors de la plage de l’audition humaine. Il n’y a pas de niveau d’écoute sûr pour entendre la différence entre ces fichiers.

Cool, hein ? Il est toujours bon de savoir que quiconque vient vous dire que votre collection de musique doit être réacheminée parce qu’elle n’est pas assez « haute définition” est manifestement faux. Si vous êtes un audiophile en herbe, ce que vous devez retenir de cela est de vous détendre: nous sommes dans un âge d’or de l’audio ici — la qualité du CD est plus que suffisante, profitez simplement de votre musique! Alors que certains peuvent rechercher un son de meilleure qualité, ce n’est pas nécessaire si tout ce que vous voulez faire est d’écouter de la bonne musique.

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