Dynamique et profondeur de bits

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Dynamique et profondeur de bits

5 fév , 2016   Gallery

Dynamique et profondeur de bits

La profondeur de bit est le nombre de chiffres binaires utilisés pour représenter l’amplitude du signal. Les valeurs les plus connues sont : 16 bits, 24 bits et 32 bits virgules flottante. La résolution standard d’un CD et du digital est de 16 bits. Cette valeur va agir sur le taux de dynamique disponible en dB. Le nombre de valeurs possible pour cette représentation croît en exponentielle de 2, ce qui signifie qu’un CD audio standard encodé en 16 bits a 2 puissance 16 soit 65 536 niveaux de quantification pour une plage dynamique de 96 dB théorique.
Evidemment, plus le nombre de bits augmente, plus l’on dispose de niveaux de quantification et c’est ainsi qu’en 24 bits, soit une résolution déjà standard en enregistrement audionumérique, on dispose de 16 777 216 niveaux de quantification pour une plage dynamique théorique de 144 dB.

On dit que pour 1 bit, on a 6 dB de dynamique. Autrement dit, le son oscillera sur 6 db en 1 bit.

En 16 bits, le son oscillera sur (16 x 6) -> 96 dB.
En 24 bits, le son oscillera sur (24 x 6) -> 144 dB.

On peut alors en déduire que les sons les plus faibles dans une musique seront beaucoup plus audibles et restitués naturellement à une profondeur de 24 bits.  L’autre intérêt de la chose sera toutefois de disposer d’une bonne marge avant la saturation lors des enregistrements, même si à terme, la résolution finale sera exporté en 16 bits. En effet, la résolution standard d’un CD ou du format digital est de 16 bits.

16 bits ou 24 bits (voir 32 bits), Quel impact réelle sur l’écoute ?

Si vous écoutez une chanson en 16 bits ou en 24 bits, la différence est inaudible. La dynamique est assez importante en 16 bits surtout dans les musiques actuelles. Le seul genre de musique dans lequel le 24 bits aura son intérêt est la musique classique ou éventuellement dans des styles avec beaucoup de nuances. Aussi les bandes sons du cinéma qui utilise beaucoup plus de dynamique.

L’audio haute résolution (HRA) recourent généralement à un encodage 24 bits, offrant une plage dynamique plus importante que le CD, et des taux d’échantillonnage pouvant atteindre 192 kHz, ce qui constitue le summum des enregistrements HRA commerciaux.

Dynamique et profondeur de bits

Enregistrement en 24 bits ou + en studio

En revanche, lors d’un enregistrement numérique en studio il va être important de travailler avec une profondeur de 24 bits. Il faut laisser beaucoup de dynamique sur un micro pour pouvoir enregistrer assez bas en volume et pour éviter de « clipper ». C’est d’ailleurs le seul réel intérêt du 24 bits en studio. Toutes les cartes sons du marché sont optimisés pour le 24 ou le 32 bits virgule flottante.

Pour l’auditeur, la fréquence d’échantillonnage et la profondeur de bits qui proposeront le rendu le plus optimal est le 44 100 Hz – 24 bits.

32 bits virgule flottante

Dans certaines DAW vous trouverez la possibilité de créer des fichiers audio 32 bits à virgule flottantes lors de l’enregistrement, en plus des 16 et 24 proposés habituellement. Mais qu’est ce que cela signifie réellement et quelles sont les conséquences sur votre système ?

Les Avantages

La résolution de 32 bits en virgule flottante a une gamme dynamique théorique allant jusqu’à environ 192 dB. Comparez cela avec les 144 dB disponible de la résolution 24 bits et vous vous rendrez compte que cela apporte une nette amélioration.

Convertir vos enregistrements 24 bits dans un format de 32 bits à virgule flottante ne changera pas la qualité des enregistrements initiaux eux-mêmes. Mais créer des fichiers audio dans ce format avant qu’ils ne soient traités par des plugins, vous aidera à éviter les erreurs suivantes:

  • Clipping during AudioSuite rendering
  • Unnecessary noise introduced by AudioSuite dithering
  • Rounding errors during signal processing

Ces erreurs sont principalement causé par le fait qu’avec 16 ou 24 bits audio, des données nécessite une conversion au point de traitement.

Les inconvénients

Le principal inconvénient est que les fichiers en 32 bits sont 50% plus grands que leurs homologues 24 bits, et 100% plus grand que l’équivalent en 16 bits. Par exemple, 60 secondes de 44,1 kHz audio mono 16 bits prendra environ 5 Mo d’espace disque dur et exigent un débit de données de 83 Ko / s. Ces chiffres vont doubler à 32 bits.

Ce n’est sans doute plus un problème aujourd’hui grâce à nos ordinateurs ultra puissants, mais 10 minutes d’une session de 64 pistes mono enregistrée à 32 bits et 192 kHz prendra environ 28 Go et nécessitent un débit de données de 48 Mo / s juste pour pouvoir être lues.


3 Réponses

  1. Rico dit :

    Article très intéressant. Précision cependant sur la dynamique à 32 bits auxquels correspondent 192 dB (32*6) et non 1680 dB (280 bits …).
    :-)

  2. Bien décrit je comprend mieux le faite d enregistrer en 24 voir 32 bits
    Merci Nicolas

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