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Dans ce cours, nous allons voir comment fonctionnent les fichiers MP3.

 

 

La digitalisation du son

Si vous décrochez votre téléphone, vous entendez la note "LA" (ou en frappant un diapason)

 

 

Pour numériser (ou "digitaliser") ce signal, l'ordinateur en mesure la valeur à intervalles régulières :

Chaque carré bleu correspont à une mesure effectuée par l'ordinateur.

 

En qualité CD Audio, l'ordinateur va prendre 44100 mesures par seconde.

On dit alors qu'on échantillonne à 44100 Hertz (ou 44100 Hz, ou encore 44.1 kHz).

 

C'est exactement ce qui se passe quand l'ordinateur enregistre un fichier WAV : les valeurs mesurées sont enregistrées dans le fichier :

 

Pour rejouer le fichier WAV, l'ordinateur recréé le signal à partir de chaque valeur enregistrée :

REDEVIENT

 

 

Tous les sons qui nous entourent (musique, bruits...) sont des vibrations que l'on peut échantillonner de cette manière.

Par exemple, voici un petit bout de signal de la voix du chanteur de Radiohead dans le titre "Exit Music"

 

 

WAV : son problème, c'est la place !

Le problème avec les fichiers WAV, c'est qu'il faut enregistrer un très grand nombre de valeurs pour chaque seconde de son. Il faut donc beaucoup de mémoire et beaucoup de place sur le disque dur.

Il a donc fallu trouver des moyens pour gagner de la place.

On essaie donc de compresser le signal, c'est à dire d'utiliser moins de données pour mémoriser la même information.

Si le signal vibre 440 fois par secondes, on dit qu'il est à 440 Hz

 

A 800 Hz, la vibration est deux fois plus rapide et le son deux fois plus aigu :

 

On peut mélanger ces deux signaux (440 Hz et 880 Hz) :

 

Plutôt que d'enregistrer tous les échantillons (toutes les valeurs) de ce signal, on pourrait n'enregistrer que les valeurs 440 et 880 ! Elles nous permettrait à elles-seules de reconstiuer ce même signal.

 

 

La transformée de Fourrier

La transformation mathématique qui permet de trouver toutes les fréquences constituant un signal est appellée transformée de Fourrier.

Par exemple :

 

C'est sur ce principe qu'est basé le format MP3 : on enregistre les différentes fréquences qui composent un signal et on les note dans le fichier Mp3.

Pour rejouer le son (ou la musique), on prend la liste des fréquences, on recréé des signaux de différentes fréquences, et on mélange : le son est ainsi reconstitué.

De plus, les logiciels qui crééent des fichiers MP3 se basent sur un modèle psycho-acoustique pour supprimer certaines fréquences inaudibles.

En effet, l'oreille humaine (et le cerveau) ne perçoivent pas certains sons (fréquences très proches, sons faibles couverts par d'autres sons, etc...). Ils sont donc supprimés, afin de réduire la taille du fichier.

Ce modèle psycho-acoustique fait toute la différence entre les différents encodeurs MP3 : il y en a certains mieux que d'autres !

L'encodeur MP3 qui possède le meilleur modèle psycho-acoustique est celui de l'université de Fraunhofer, commercialisé avec certains logiciels comme .mp3 Producer par exemple.

Cela lui permet d'avoir une meilleure qualité sonore que les autres encodeurs, en particulier dans les forts taux de compression.

 

 

Et quand j'échantillone avec iTunes ou MediaPlayer ?

Lorsque vous insérez un CD audio dans votre ordinateur et que vous crééz, à l'aide de logiciels comme iTunes ou Windows Media Player, des MP3 qui viendront compléter votre audiothèque, vous ne faites ni plus ni moins que de la digitalisation.

Dans les options de ce type de programmes, vous avez la possibilité de modifier la qualité de l'échantillonnage :


Exemple des options disponibles dans Windows Media Player

 

Plus votre taux d'échantillonnage sera élevé, plus votre ordinateur effectuera de mesures intermédiaires, plus votre son sera de qualité, mais plus le fichier MP3 sera volumineux.

A l'inverse, avec un taux d'échantillonage bas, l'ordinateur effectuera moins de mesures. Le son s'en trouvera ainsi de moins bonne qualité, mais le fichier MP3 sera plus léger.

 

 

Conclusion

En conclusion, le format MP3 n'est donc ni plus ni moins qu'un format de compression, au même titre que le format JPEG pour les images...

 

Sources : Wikipédia, Sebsauvage, CommentcaMarche.net

 

 

 

 

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