L'audio sans perte expliqué L'évolution de la qualité audio numérique

Dans cet aperçu, nous apprendrons ce qu'est l'audio sans perte, où le trouver et quels services utiliser. La quasi-totalité de la musique diffusée sur l'internet sonne moins bien qu'elle ne le pourrait. Cela est dû au fait que, dans la majorité des cas, l'audio est compressé avec une perte de qualité pour économiser de l'espace et de la bande passante. Il est toutefois possible d'écouter de la musique sans perte. Qu'entend-on par "qualité audio sans perte"?

Qu'est-ce que la qualité audio sans perte ?

Il s'agit d'un format audio dans lequel le son subit une compression avec suppression de la redondance des données d'origine pour faciliter le stockage, mais avec une restauration complète. Contrairement aux formats avec perte qui compriment avec une perte de qualité, le format sans perte prend beaucoup d'espace mais préserve la qualité originelle de l'original, ce qui est crucial pour un véritable audiophile.

D'où viennent les pertes ?

La musique est une collection de sons, des vibrations qui se propagent dans l'air (ainsi que dans l'eau ou des objets solides, et d'autres milieux). Les informations sonores peuvent être enregistrées sous forme analogique ou numérique. Pour éviter de plonger dans la physique, utilisons une analogie pour comprendre la différence.

Imaginez que vous avez un dessin simple devant vous, et que vous devez le redessiner. Vous prenez un crayon et, du mieux que vous pouvez, répliquez l'image, modifiant la pression et l'inclinaison du crayon, appliquant des hachures croisées—cela est analogue à l'enregistrement sonore analogique.

Maintenant, imaginez qu'au lieu d'un crayon, vous avez une aiguille, avec laquelle vous ne pouvez rien dessiner. Cependant, l'aiguille peut faire des trous dans le papier. En laissant plusieurs dizaines de trous, vous obtenez un contour approximatif de l'image du dessin original. Cela représente l'enregistrement sonore numérique—la technologie numérique ne peut fonctionner qu'avec des zéros et des uns, soit "faire des trous dans le papier", soit "ne pas faire de trous".

Pourquoi la compression est importante

L'audio numérique est nécessaire non seulement pour écouter des chansons ou des podcasts sur un PC ou un smartphone (en fait, c'est une conséquence). Plus important encore, les enregistrements numériques, qui sont essentiellement des ensembles de symboles, sont beaucoup plus pratiques à stocker. Par exemple, sur une carte microSD, vous pouvez stocker des centaines de gigaoctets de musique, tandis que sur un disque vinyle, seulement une douzaine de chansons. Une autre raison tout aussi importante est la dégradation des supports analogiques au fil du temps. Les disques et les cassettes se rayent, les bandes se démagnétisent et se déchirent. En contraste, les enregistrements numériques préservent leur qualité originale et inchangée. Cela est pratique tant pour les musiciens que pour les auditeurs.

Mais nous n'écoutons pas des nombres mais des sons. Par conséquent, pour écouter de la musique, les enregistrements numériques doivent être convertis en son analogique à l'aide d'un convertisseur numérique-analogique (DAC). C'est une puce qui génère un signal électrique à partir du flux de données numériques pour les écouteurs ou les haut-parleurs.

Depuis le milieu du 20e siècle, les scientifiques ont progressivement développé la technologie pour convertir le son analogique en représentation numérique et sa transformation inverse de numérique à analogique. Les premières tentatives timides de diffuser de la musique numérique sur des bandes magnétiques ont commencé dans les années 1970.

La numérisation de la musique a été la révolution la plus significative dans l'enregistrement sonore depuis l'invention des disques gramophones. Auparavant, la qualité du son était influencée par les limitations des supports analogiques (pensez au son "plat" et terne des cassettes audio magnétiques et au crépitement du vinyle usé). Cependant, le "numérique" préserve mathématiquement absolument tous les détails que les microphones en studio ou en concert peuvent capturer. Un problème, cependant, est qu'un fichier avec de la musique numérisée prend beaucoup de place, et selon les normes de la fin des années 1970, c'est incroyablement grand — 50-60 mégaoctets, équivalent à un disque dur entier.

Ainsi, le défi de réduire la taille des fichiers est apparu, menant au développement de la compression. Les algorithmes MP3 compressent le son avec une perte minimale de données audio, signifiant une légère perte de qualité. Initialement, les fréquences et les détails redondants et "inutiles" sont écartés de la musique, dont la perte ne sera pas remarquée par la grande majorité des auditeurs. Par exemple, tous les sons à des fréquences supérieures à 16 kHz, que très peu de personnes à l'ouïe hautement entraînée peuvent percevoir. Ensuite, le fichier est compressé, un peu comme l'utilisation d'un archiveur — un disque compact entier peut être compressé à 60-70 Mo sans une perte notable de qualité sonore lorsqu'il est converti en MP3.

Depuis lors, les capacités des disques durs informatiques ont augmenté 20 000 fois, mais la musique continue d'être compressée avec des pertes. Pourquoi ? Encore une fois, c'est pour économiser de l'espace, mais maintenant ce n'est pas sur les ordinateurs personnels mais dans les centres de données des services de streaming. De plus, cela aide à économiser du trafic (qui coûte également de l'argent) et à accélérer les temps de chargement dans des conditions d'internet lentes.

D'autre part, les vrais amateurs de musique étaient réticents à accepter l'idée que la musique pourrait perdre sa qualité. Cela nous amène à la réponse à la question, "Qu'est-ce que la musique sans perte ?"

Importance du débit binaire : Aspects technologiques

Dans la description des fichiers musicaux dans les magasins et les services de streaming, vous verrez probablement des mentions de bits, Kbps et kHz. Que fait l'audio sans perte ? Par exemple, les spécifications standard et minimales acceptables pour la musique sans perte sont typiquement de 16 bits, 44,1 kHz et 1411 Kbps. Cependant, certains services séduisent les auditeurs avec des chiffres plus élevés. Pour comprendre l'importance (ou l'insignifiance) de ces nombres impressionnants et de ces promesses audacieuses, il est essentiel de s'y plonger.

• Bitrate : Mesuré en kilobits par seconde (Kbps), il indique le volume maximal de données utilisé pour stocker une seconde de son. Plus le débit est élevé, plus la taille du fichier est importante et plus les détails de la musique peuvent être préservés. Par exemple, un fichier MP3 avec un débit de 64 Kbps sonnera comme une émission de radio, et une piste avec un débit de 256 Kbps pourrait être difficile à distinguer d'un enregistrement sans perte pour un expert. Un véritable enregistrement sans perte commence généralement à un débit binaire de 1 411 Kbps, comme sur les disques compacts de musique.
• Taux d'échantillonnage : Elle indique le nombre de "trous" effectués pour enregistrer une seconde de son. Une fréquence d'échantillonnage plus élevée permet une conversion plus précise du numérique en analogique, ce qui rapproche la qualité de l'enregistrement de l'original. Toutefois, dans la pratique, si l'on divise par deux la fréquence d'échantillonnage, on obtient la fréquence sonore maximale pouvant être intégrée dans la musique. Par exemple, un enregistrement avec une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz, standard pour les disques compacts musicaux, peut contenir des sons jusqu'à 22 kHz. Les services de streaming proposent des contenus sans perte avec des fréquences d'échantillonnage allant jusqu'à 192 kHz. Toutefois, une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz fournit une fréquence sonore maximale de 24 kHz, et pour 192 kHz, elle va jusqu'à l'extravagant 96 kHz. L'inconvénient est que les sons dont la fréquence est supérieure à 20 kHz ne peuvent être entendus par l'oreille humaine, ce qui rend une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz superflue. Les enregistrements avec des fréquences plus élevées peuvent introduire des distorsions parasites dans la gamme audible en dessous de 20 kHz, à l'exception du format DSD qui, malgré une fréquence d'échantillonnage extrêmement élevée exprimée en mégahertz, n'a pas d'impact négatif sur la qualité du son.
• Gamme dynamique : Mesurée en bits, elle indique la différence entre les sons les plus faibles et les plus forts d'un enregistrement audio. Plus la profondeur de bits est élevée, plus il y a de valeurs intermédiaires entre ces deux extrêmes. La norme de 16 bits pour les disques compacts offre une plage de 96 dB et 65 536 pas. Il est essentiel de noter qu'il s'agit de la plage et non du volume maximal, qui peut atteindre 120 dB, ce qui est nocif et dangereux pour l'ouïe. Une gamme de 16 bits est la norme audio grand public, même pour le lossless. Une gamme de 24 bits peut être utilisée par les musiciens pour une manipulation plus pratique des échantillons dans les logiciels d'édition audio, mais elle n'offre aucun avantage aux auditeurs par rapport aux 16 bits.

Qu'est-ce que l'audio non compressé : Formats populaires

Dans votre quête de musique en qualité sans perte, vous pouvez rencontrer des fichiers dans différents formats, tels que FLAC, WAV, MQA et DSD. Il existe également d'autres formats moins populaires (comme APE), mais il est peu probable que vous les rencontriez dans les magasins et les services de diffusion en continu. Les formats FLAC, WAV et DSD diffèrent par les méthodes de codage et de stockage du son, mais tous contiennent également de la musique sans perte. Quel que soit le format que vous rencontrerez, le son sera exactement le même dans tous les cas. À ce stade, les audiophiles expérimentés pourraient se lancer dans une tirade passionnée sur le fait qu'il existe encore une différence mesurable, mais à moins d'avoir assemblé un système audio digne d'une voiture décente et d'avoir affiné votre ouïe en écoutant de la musique sans perte pendant des années, vous ne pouvez pas vous attarder sur ce po

• FLAC - Free Lossless Audio Codec, qui signifie "codec audio sans perte libre ou open-source", a été créé en tant qu'algorithme libre pour la compression de la musique avec un code open-source. Grâce à cela, les distributeurs de musique peuvent utiliser FLAC sans autorisation ni frais de licence pour les développeurs. Par conséquent, la grande majorité des magasins en ligne et des services de diffusion en continu stockent du contenu sans perte en FLAC.
• Le DSD est utilisé dans les disques compacts musicaux Super Audio CD (SACD), qui sont relativement rares. La version super diffère des disques musicaux ordinaires par un débit binaire plus élevé et la prise en charge du son multicanal. Les fichiers DSD peuvent exister séparément du disque - les copies de Super Audio CD sont souvent publiées dans ce format. Les fichiers DSD sont rarement disponibles dans le commerce, mais les amateurs partagent volontiers des contenus dans ce format.
• Le format WAV stocke la musique non seulement sans perte, mais aussi sans compression. L'absence de compression n'améliore pas sensiblement le son, mais elle augmente considérablement la taille du fichier : une minute de son en WAV occupe environ 10 Mo, et une chanson peut atteindre 40 à 50 Mo. À l'ère de l'internet rapide, du stockage en nuage et des disques durs de plusieurs téraoctets, une telle taille n'a plus rien d'effrayant, mais le format WAV est pratiquement inutilisé dans les services de streaming, alors qu'il est fréquemment utilisé dans les magasins de musique.

Qu'est-ce que l'audio sans perte Apple Music ? Pour les appareils Apple, il y a ALAC - un codec de compression à source ouverte développé par Apple.

Comparaison des services de diffusion en continu

Pour écouter de la musique sans perte, vous pouvez vous abonner à des services de diffusion en continu qui proposent ce type de contenu. Parmi eux, plusieurs services populaires se distinguent :

• Apple Music. Qu'est-ce que l'audio sans perte sur l'iPhone ? Depuis 2021, Apple Music propose 90 millions de titres en qualité "lossless". Le format standard sans perte est ALAC (Apple Lossless Audio Codec), qui est l'équivalent propriétaire de FLAC, avec des spécifications de 24 bits/48 kHz. Il existe également le format Hi-Res Lossless, avec des spécifications extraordinaires allant jusqu'à 24 bits/192 kHz. Apple souligne que pour profiter pleinement de Hi-Res Lossless, un équipement supplémentaire, tel qu'un convertisseur numérique-analogique (DAC), connecté à votre smartphone ou à votre ordinateur, est nécessaire. Apple Music est disponible par défaut sur iPhone, iPad et Mac, et dispose également de clients pour Android et Windows.
• Tidal, Qobuz, Amazon Music HD : ces services, qui proposent plus de 100 millions de titres en haute résolution, présentent des similitudes. L'abonnement HiFi de base de Tidal permet la lecture en continu en FLAC 16 bits/44,1 kHz avec un débit de 1 440 Kbits/s. L'abonnement HiFi Plus permet la lecture en continu de la musique en haute résolution. L'abonnement HiFi Plus permet d'écouter de la musique avec un débit allant jusqu'à 9216 Kbps et des spécifications de 24-bit/96 kHz. L'abonnement Qobuz Studio donne accès au FLAC 24 bits/192 kHz. L'abonnement Amazon Unlimited offre du FLAC avec des spécifications allant de 16 bits/44,1 kHz à 24 bits/192 kHz. Les trois services ont leur application mobile et sont compatibles avec Android, iOS, Windows et macOS.

Expérience de l'utilisateur : ce dont l'audio sans perte a besoin

Pour écouter de l'audio sans perte, les écouteurs ordinaires, les smartphones ou les ordinateurs portables peuvent ne pas suffire. Il est recommandé d'utiliser un convertisseur numérique-analogique (DAC) portable. Cet appareil convertit les données numériques en signaux analogiques. Le convertisseur intégré dans un téléphone n'est pas idéal, car il est situé à proximité d'autres composants matériels, ce qui risque de dégrader la qualité du son. Les convertisseurs N/A externes modernes peuvent reproduire des signaux avec une fréquence d'échantillonnage de 192 kHz et une plage dynamique de 24 bits.

Si vous avez négligé l'existence de lecteurs de musique dédiés, cela vaut la peine de reconsidérer la question, car les lecteurs hi-fi peuvent également être utilisés pour le son sans perte. Toutefois, si vous envisagez d'utiliser des services de streaming, il est préférable de choisir des appareils compatibles avec le Wi-Fi, faute de quoi vous devrez télécharger et stocker des fichiers sur la mémoire de l'appareil, ce qui consommera sa capacité de stockage.

Le choix des écouteurs doit également faire l'objet d'une attention particulière. Il est judicieux d'investir dans des modèles de marques réputées telles que Sennheiser, Sony, AKG, Audio-Technica, Beyerdynamic, etc.

Quant aux écouteurs sans fil Bluetooth, ils ne conviennent peut-être pas à une lecture musicale de qualité supérieure, car cette méthode de transmission implique souvent des mesures d'économie d'énergie, réduisant le débit binaire et compressant l'audio avec des pertes. Toutefois, en 2021, Qualcomm a lancé le premier codec Bluetooth pour la transmission de signaux sans perte - AptX Lossless, qui prend en charge une plage dynamique de 16 bits, une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz et un débit allant jusqu'à 1200 Kbps.

Conclusion

Vous savez maintenant ce que fait l'audio sans perte. Mais si ces informations vous inspirent et que vous êtes prêt à investir dans un équipement spécial, ainsi qu'à vous abonner à des services de streaming, il y a une nuance à prendre en compte : il se peut que vous n'entendiez tout simplement pas la différence, et tout dépend de la perception de chacun. Les scientifiques ont prouvé que les humains entendent les fréquences dans une gamme très limitée, et que cette capacité tend à diminuer avec l'âge.

D'un autre côté, il s'agit davantage d'une question de perception de soi et d'engagement esthétique, qui peut ajouter du plaisir à l'expérience d'écoute. La perception de la musique implique non seulement des spécifications techniques, mais aussi des émotions, une atmosphère et de l'art. Par conséquent, si l'expérience visuelle et émotionnelle est importante pour vous, et pas seulement le son, il peut être justifié d'investir dans un équipement audio de haute qualité.

N'oubliez pas non plus que l'expérience audiophile est avant tout une question de plaisir, et que les investissements dans l'équipement doivent correspondre à vos préférences et à vos capacités.