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Sujet [FAQ] Toutes les réponses à vos questions existentielles sur le 24 bits et le 96 kHz

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1 [FAQ] Toutes les réponses à vos questions existentielles sur le 24 bits et le 96 kHz
Ce thread a pour but de centraliser les informations sur l'intérêt des résolutions élevées en audio, par exemple 24 bits/96 kHz. Je commence par un auto-quote :


La quantification

Le 24 bits est plutôt quelque chose d'intéressant, puisque la hausse de résolution dans ce cas augmente la dynamique sur les enregistrements, ce qui peut être très utile lorsqu'on enregistre avec des préamplis qui ont un niveau de sortie en dessous de 0 dB... C'est complètement inutile par contre sur des instruments virtuels ou du tout numérique, entre autres puisque les séquenceurs (et donc les plug-ins) fonctionnent en interne avec du 32 bits à vigule flottante...


Les fréquences d'échantillonnage

Pour la question de la fréquence d'échantillonnage, l'intérêt pratique d'aller à 88.2 ou 96 kHz, bien qu'il existe, est beaucoup plus faible que celui du 24 bits, ce qui explique que des professionnels recommandent peu souvent à des home-studistes de lâcher le 44.1 kHz, mais demandent toujours du 24 bits.

Ensuite sur un enregistrement seul, à moins d'avoir une oreille d'extra-terrestre, il est impossible d'entendre ou même de visualiser sur un spectrogramme une différence notable dans le domaine de l'audible entre quelque chose d'enregistré avec un microphone et un bon préampli/une bonne carte son en 44.1 kHz et en 96 kHz. Si différence il y a, c'est que la qualité des convertisseurs n'est pas la même.

Quel est donc l'intérêt de ces fréquences d'échantillonnage élevées alors ? Dans une chaine de traitements numériques, bien que les ingénieurs/développeurs mettent des filtres anti-aliasing dans leurs produits (repliement au dessus de la demi-fréquence d'échantillonnage, voir théorème de Shannon/Nyquist), il y a toujours un peu de repliement qui se fait, surtout si certains rigolos n'ont pas mis du tout de dispositifs anti-aliasing, comme sur certains synthétiseurs numériques (ce qui peut être parfois intéressant au niveau sonore, mais très grave sur une simulation d'amplificateur guitare). Augmenter la fréquence d'échantillonnage permet de repousser la limite en fréquence du repliement, et donc de rendre les traitements plus propres. Mais là encore, il est probable que vous ne puissiez pas entendre de différence flagrante...

Enfin, le 48 et le 96 kHz sont des fréquences utilisées plutôt en vidéo. La conversion de fréquence d'échantillonnage étant moins complexe du 88.2 au 44.1 que du 96 au 44.1, il est généralement conseillé de bosser en 88.2, sauf si vous avez vraiment confiance en votre logiciel de conversion. Travailler en 48 par contre est une grosse connerie, parce que ça apporte presque rien au niveau théorique, et que la conversion 48 vers 44.1 peut être source de bordel supplémentaire par rapport au 44.1 direct...


96 kHz et 24 bits dans un home-studio ???

Pour terminer ce monologue, une remarque très importante, discuter des fréquences d'échantillonnage et de la quantification optimales c'est bien, mais il faut déjà avoir du matos derrière, et réaliser des mixages à la hauteur, pour que l'intérêt des résolutions supérieures soit pertinent dans vos projets personnels ! Ne pas savoir mixer correctement ses morceaux et bosser avec du 24 bits/96 kHz me semble être une aberration...

Petite astuce aussi pour savoir si se prendre la tête dans votre cas vaut le coup : faites un enregistrement + mixage avec du 96 kHz/24 bits. Exportez le résultat en WAV, puis convertissez le en 44.1K/16 bits. Modifiez la fréquence d'échantillonage sur tous vos enregistrements et à l'intérieur du projet, puis faites à nouveau un export. Comparez les deux sur votre système d'écoute habituel. Si vous n'entendez pas de différences notables et intéressantes, arrêtez de vous prendre la tête :mrg: Ou allez acheter du meilleur matos... Autre cas : si "les deux sonnent aussi mal", retournez bosser le mixage, en 44.1K/16 bits bien sûr :oops2:

Développeur de Musical Entropy | Nouveau plug-in freeware, The Great Escape

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71

Citation : est ce que c'est faux du fait que l'echelel est log, ben j'en sais rien


Je pense que oui. 1 bit = 6dB SPL car le nombre de bit est une échelle logarithmique:
1bit = 2 ; 2bits = 4 ; 3bits = 16 etc. "fois 2" vaut +3dBV qui valent +6 dB SPL.
En revanche +1 à un entier n'est pas quantifiable en dB (=logarithmiquement) : ça dépend de la valeur dont tu pars.

Citation : Donc les erreurs d'arrondi c'est du pinaillage.


Elles peuvent se cumuler à force, donc nicker 2 voire 3 bits... ? Mais je suis d'accord que c'est du pinaillage.
Sauf sur un passage de silence ; ça s'entendait sur mes exemples (message 38 de ce thread, et suivants). Par contre sur de la pop bien compressée, jamais personne ne l'entendra !

Et donc le SACD, poubelle.

Citation : Pouet je vais demander ta radiation du site pour jonglage forcené entre les différentes représentations en décibel.


:mdr:

C'est bon au moins ce que j'ai écris sur ces dB ?

Hors sujet :

Citation : (ajouté au fait que je fais plus de powerpoint que de maths)


Moi je dis "du slideware". :oops2:

C'est bien l'homme qui cause le dérèglement climatique - AudioFanzine sans PUBlicité

72
D'où ça vient les 100 et quelques dB du cd?

Pour moi la dynamique du cd c'est 10*log_10(A/A_ref)
avec A=(2^16)/2 '(plus grande valeur codable)
et A_ref=1 (noise floor, bruit de quantification)

ça fait 45dB pour le cd.

Où est ce que je me plante?
73
C'est 20*log la formule. On travaille sur des volumes (la tension), et non des puissances.

Affiliation : Dirigeant Fondateur d'Orosys - Two notes Audio Engineering

74
Les valeurs (x) sur le CD sont des mesures en tension électrique. La puissance acoustique qui sort des HPs est proportionnelle à x^2, d'où 20log(x).

Regarde mon message 55 ;)

En 16 bits ça nous fait 96dB. 6dB par bit. Et donc 144dB en 24 bits.




(dB SPL)

C'est bien l'homme qui cause le dérèglement climatique - AudioFanzine sans PUBlicité

75
Y a de la kapamisation de thread, la :)

Citation :
Mais comment tu veux revenir à l'original en opérant un calcul destructeur comme la multiplication par 0,001?
Ton fichier en 24 bits n'a pas la moindre idée qu'un fichier en 32 bits existait et il n'a aucun moyen de le regénérer avec sa précision de quantification moindre. Peut on parler d'erreur à ce moment la? En tout cas d'erreur de normalisation?



Gne ? Tu parlais de l'erreur de normalisation en 24 bits: sur PC, tu fais jamais les calculs en 24 bits, mais toujours en 32 bits. J'ai donc suppose que tu voulais dire que tu as ton signal que tu exportes en 24 bits, que tu files par exemple a un studio, qui lui va normaliser a partir de ton fichier. Et donc je veux voir, quelle est l'erreur maximale entre toi qui fais la normalisation, et le studio qui le fait a partir du fichier. Autrement, je vois pas ce que tu veux dire par normalisation en 24 bits (puisqu'aucun appareil ne fait les calculs en 24 bits).

Citation :
Donc les erreurs d'arrondi c'est du pinaillage.



Si tu es pres du 0 dB, oui, mais sinon non. Prenons un exemple: tu as un signal code sur 256 valeurs (8 bits). Si ton signal va seulement de -4 a + 4, ca veut dire que tu utilises seulement 3 bits, et donc que l'erreur de quantification (ou l'arrondi, mais ce sont deux mots pour la meme chose) peut etre 1/8 du signal ! Ce qui compte, c'est ce que represente 1 bit par rapport a l'amplitude max du signal original. Si ce signal, apres, tu le multiplies par 32 (pour normaliser), tu vas multiplier l'erreur en absolu par 32 !

L'interet du 24 bits est la: le pres n'a pas besoin d'etre aussi pres qu'en 16 bits, et donc tu as oey de chances de te retrouver dans le cas du dessus. Meme si ton signal est bien au dessous du 0 dB, l'erreur relative ne sera jamais d'1/8e.

J'ai pris des facteurs enormes dans mes simulations (-60 dB, entendu bien sur que personne va faire un mix a -60 dB puis normaliser) pour majorer l'erreur.

Citation :
Où est ce que je me plante?



Des le depart :) Obtenir la "regle" des 6dB est un peu plus complique que les regles que vous donnez. En gros, l'idee est de supposer que le bruit de quantification (ou arrondi :) ) est blanc et decorrele du signal (c'est a dire que le bruit de quantification ne depend pas du signal, statistiquement). Me souviens plus des details, mais je peux retrouver si ca a vraiment un interet. Ces hypotheses rendent tres clair pourquoi la regle ne marche plus du tout si tu es loin du 0 dB: si en 16 bits par exemple, tu n'utilises que quelques bits, le bruit de quantification est tres fortement correle au signal.

Pour resumer: les erreurs de normalisation ne sont pas differentes des erreurs d'arrondi faites lors d'une simple multiplication, et si un fichier wav 24 bit sert d'intermediaire, c'est celui-ci qui de loin contribue majoritairement a l'erreur, et ce d'autant plus que tu es loin du 0 dB. En flottant, tu n'as pas ce probleme (en tout cas, largement moins important).
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On tourne toujours autour du pot, l'exemple des 256 valeurs est probant mais l'audionumérique meme grand public ne fait plus de 8 bits depuis belle lurette. Ce que j'aimerai arriver à entendre c'est qu'une erreur d'arrondi en 24 bits est inaudible et qu'il y a sans doute plus crucial dans un mix que se pastaner sur le 24 bit ou 16 bit (car en 16 bit l'erreur est sans doute aussi inaudible). J'ai calculé ces 0,000009 db d'incertitude (reformulons) pour un mix qui utilise 24 bit, s'il en utilise 23 on fait fois deux d'incertitude etc etc. Evidemment un enregistrement en 24 bit à -138 db de crete sera aussi pourri qu'un enregistrement en 2 bits. Reste qu'en restant dans les limites du raisonnable, l'incertitude liée à la quantification correspond à des pouillèmes de db que meme un ingé son doué avec du matériel précis serai bien incapable de relever.

Ensuite pour repinailler la normalisation fera ressortir les erreurs de quantification mais elle ne provoquera par elle meme qu'une erreur d'arrondi.

C'est en tout cas ce que j'ai compris, j'ai peut etre été perverti par des (piètres) notions en traitement du signal hors audio.

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Citation : Ce que j'aimerai arriver à entendre c'est qu'une erreur d'arrondi en 24 bits est inaudible et qu'il y a sans doute plus crucial dans un mix que se pastaner sur le 24 bit ou 16 bit (car en 16 bit l'erreur est sans doute aussi inaudible).


Je partage ton avis. En mettant un bitcrusher en insert de manière à réduire la résolution vers 23 ou 22bits, voire 15 ou 14, et sur une signal pas trop faible, on se rend compte que ce n'est pas audible.

Sur mes exemples sonores donnés plus haut on entend à peine les pertes à 15 ou 14 bits sur les silences, alors dès qu'il y a le moindre son...

C'est bien l'homme qui cause le dérèglement climatique - AudioFanzine sans PUBlicité

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J'ai un mal de crâne à lire ce post :(((

Citation : en fait en enregistrant à -60 on pourrit 60 db de dynamique donc le plancher de bruit remonte à 144 - 60 db


En définitive, faut-il vraiment, lors de la prise de son, prendre le signal au plus fort en analogique à 0db pour que cela corresponde à -16 sur le multipiste numérique ou faut-il ignorer cela et simplement éviter que cela clippe sur le multipiste numérique?
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Citation : simplement éviter que cela clippe sur le multipiste numérique?


C'est plutôt ça. Le raisonnement est basique : il faut essayer d'utiliser tous les bits disponibles ; tout en évitant le clipping numérique qui est très désagréable.

Et aussi qu'il ne faut pas trop se prendre la tête sur les histoires d'arrondi voire de normalisation. En fait les séquenceurs sont bien faits (= choix du 32 bits flottants en interne) et font du bon boulot.

Tout ça pour ça. :oops2: :bravo:

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Y'a un truc qui m'échappe là.

Le débat sur le bruit de quantification n'a rien à voir avec la normalisation.

La normalisation tant diabolisée produit le même effet qu'un fader de cubase poussé au-delà du 0dB, chose qu'on essaie d'éviter en numérique (comme en analogique d'ailleurs). C'est un gain.

Si la dynamique du signal enregistré est ridiculement basse, la normalisation ne fera qu'un décalage des bits vers les poids forts et donc la dynamique restera toujours aussi ridicule, sauf que le signal sonnera plus fort, le bruit aussi. Les erreurs amenées par le calcul de gain sont liées au format de calcul (32 bits flottant la plupart du temps).

Affiliation : Dirigeant Fondateur d'Orosys - Two notes Audio Engineering