L'aliasing en audio est l'un de ces concepts que vous connaissez peut-être intuitivement, mais dont vous ne maîtrisez pas la terminologie. La plupart des producteurs de musique ou même des auditeurs occasionnels peuvent identifier que quelque chose ne va pas lorsque l'aliasing se produit, bien qu'il vaille la peine de bien comprendre comment le signal audio d'origine est endommagé afin d'éviter ce processus audio destructeur.

Nous expliquerons ci-dessous ce qu'est l'aliasing audio, ce qu'il représente et nous partagerons quelques stratégies pour vous aider à éviter d'introduire de l'aliasing dans votre mixage.

Comprendre l'aliasing dans l'audio

L'aliasing est un processus destructeur qui peut se produire lors de la conversion d'un signal analogique (ou d'un son direct) en audio numérique. Lorsqu'un signal audio est recréé numériquement à une fréquence d'échantillonnage trop basse pour le son, les composantes à haute fréquence peuvent être mal représentées, sous-échantillonnées et finalement déformées.

Vous pouvez entendre ce qu'est l'aliasing, parfois appelé distorsion d'aliasing, ici :

Qu'est-ce que la fréquence de Nyquist ?

Lorsqu'il s'agit de discuter de l'aliasing dans l'audio, vous pouvez rencontrer ce concept appelé théorème de Nyquist ou fréquence de Nyquist. Ce concept est nommé d'après Harry Nyquist, qui a découvert que pour éviter le repliement lors de la conversion d'un signal analogique en un signal audio numérique, il faut traiter l'audio à deux fois la composante de fréquence la plus élevée.

Décomposons un peu. En termes simples, la fréquence la plus élevée correspond à la moitié de la fréquence d'échantillonnage afin d'éviter les erreurs lors de la conversion d'un signal analogique en audio numérique. Ce traitement audio numérique a lieu dans votre interface, dans une console de mixage ou chaque fois que le signal passe par un convertisseur analogique-numérique (convertisseur A/N).

Nous pouvons utiliser le théorème de Nyquist pour expliquer pourquoi il est courant d'utiliser une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz ou 48 kHz en audio numérique. Étant donné que la gamme de fréquences de l'audition humaine s'étend approximativement de 20 Hz à 20 kHz, si nous doublons l'extrémité supérieure, nous obtenons 40 kHz. Ajoutez une petite mémoire tampon et vous obtiendrez les taux d'échantillonnage les plus courants utilisés pour traiter et lire l'audio dans le système numérique d'aujourd'hui.

Vous ne savez toujours pas comment comprendre le théorème de la fréquence de Nyquist et son rapport avec le repliement ? Jetez un coup d'œil à cet explicatif :

Quelles sont les causes de l'aliasing dans la musique ?

En termes scientifiques, le repliement se produit lorsqu'un oscilloscope ne peut pas échantillonner un signal analogique assez rapidement, ce qui crée des contenus de fréquence mal identifiés qui sont présentés comme des artefacts dans l'audio traité. En d'autres termes, c'est lorsque votre fréquence d'échantillonnage est trop faible pour traiter un morceau de son particulier, ce qui entraîne des erreurs et des composantes haute fréquence indiscernables dans le signal numérisé.

L'aliasing se produit également sur d'autres supports, comme la vidéo, en fonction de la fréquence d'échantillonnage. Pour certains, l'aliasing peut être mieux expliqué par l'exemple de l'effet de roue de wagon, qui illustre l'aliasing temporel :

À quoi ressemble le bruit de l'aliasing ?

Vous pouvez rechercher des exemples d'aliasing audio ou écouter l'extrait que nous avons inclus ci-dessus, il ressemble à des fréquences aiguës et atonales qui sont quelque peu rudes pour les oreilles. Comme nous le verrons plus loin, certains plugins de downsampling recréent délibérément l'aliasing pour obtenir un certain effet. Par exemple, le plugin "Redux" d'Ableton utilise le downsampling pour créer des artefacts dans l'audio :

Comment éviter l'aliasing dans l'audio

Afin d'éviter l'aliasing dans l'audio, restez fidèle aux fréquences d'échantillonnage de 44,1 kHz ou plus lors de l'enregistrement ou du traitement de l'audio. Cela suppose que vous convertissiez un signal analogique en audio numérique dans le contexte de la production et du partage de chansons sur des sorties standard telles que les plateformes de diffusion en continu ou les médias sociaux.

D'autres sorties plus nuancées, comme la diffusion, la télévision et le cinéma, peuvent nécessiter des exigences différentes en matière de fréquence d'échantillonnage, qui doivent toutes être fournies par votre canal de distribution respectif. Pour éviter l'aliasing audio, il suffit d'utiliser la bonne fréquence d'échantillonnage pour le travail.

L'aliasing est-il utilisé de manière créative ?

Oui ! La distorsion d'aliasing ou le downsampling peuvent avoir un effet Lo-fi unique qui est incorporé dans les plugins d'émulation rétro, les plugins de vinyle et d'autres effets comme Redux d'Ableton pour créer consciemment des artefacts dans l'audio. Cet effet est généralement utilisé avec parcimonie, mais il peut ajouter beaucoup de caractère à vos mixages lorsqu'il est utilisé délibérément mais avec parcimonie.

Comment savoir quelle fréquence d'échantillonnage utiliser ?

Selon le théorème de Nyquist, vous devez utiliser une fréquence d'échantillonnage correspondant au double de l'amplitude de la fréquence la plus élevée de votre composition. En gardant à l'esprit que la gamme de l'audition humaine s'arrête autour de 20 000 Hz, vous devriez pouvoir utiliser la fréquence d'échantillonnage standard de 44,1 kHz. Certains ingénieurs traitent l'audio à 48 kHz, juste au cas où, afin de capturer l'intégralité du signal audio converti en toute fidélité, mais cela peut s'avérer excessif pour l'auditeur moyen.

N'oubliez pas que plus la fréquence d'échantillonnage est élevée, plus la quantité de données capturées est importante et plus le fichier est volumineux. Le choix d'une fréquence d'échantillonnage plus élevée implique un compromis, mais en règle générale, si vous optez pour une fréquence de 44,1 kHz ou plus, vous devriez être en mesure de reproduire avec précision un signal audio analogique vers un signal numérique.

Il est logique que 44,1 kHz vous couvre dans la plupart des scénarios, puisque c'est ce qui reflète la gamme d'audition humaine, mais n'oubliez jamais la puissance et la simplicité de l'utilisation de vos oreilles. Vous pouvez entendre quand les signaux audio ont des artefacts indésirables. Testez TOUJOURS vos mixages et vos masters sur plusieurs canaux de sortie pour vous assurer que vous ne manquez aucune erreur stylistique ou technique dans le traitement audio, comme l'aliasing.

Est-il possible de corriger l'aliasing dans l'audio ?

La seule façon d'éliminer complètement le repliement est de traiter votre signal analogique à un taux de signal approprié selon le concept de fréquence de Nyquist détaillé ci-dessus. Toutefois, le repliement intégré dans le son peut devenir moins perceptible en utilisant un filtre passe-bas, de sorte que vous entendez moins les signaux de haute fréquence qui ont été déformés.

Idéalement, vous pouvez modifier vos paramètres de fréquence d'échantillonnage afin d'éviter ce problème. Vous pouvez le faire dans les préférences de votre station de travail audio numérique, ou dans votre convertisseur A/N, ou tout autre appareil qui vous aide à convertir un signal audio analogique en signal audio numérique.

Il convient également de noter que certains plugins axés sur la distorsion peuvent introduire de l'aliasing. Pour atténuer ce phénomène, vous pouvez opter pour des réglages de haute qualité tels que la bascule on/off de haute qualité présentée dans Ableton Live sur de tels plugins :

Ce n'est pas pour rien qu'il s'agit d'un cliché technique : en cas de doute, faites confiance à vos oreilles. Traitez délibérément et faites des tests A/B pour chaque couche d'effet pendant que vous mixez afin de vous assurer que vous n'introduisez que le contenu fréquentiel souhaité dans votre mixage. Une bonne mise en scène du gain et une bonne technique d'enregistrement peuvent également vous aider à produire un signal audio propre lors de l'enregistrement.

Éviter l'aliasing dans l'audio est une bonne règle de base

Comme nous l'avons vu, il existe certains scénarios dans lesquels nous utilisons l'aliasing en audio dans le contexte de la création d'artefacts audio pour un effet particulier. Cependant, en dehors de cet espace, les signaux audio doivent être préservés, traités et manipulés dans leur gamme de fréquences audio afin de conserver intactes les composantes de haute fréquence.

Tant que vous utilisez une technique de traitement audio numérique appropriée et que vous préservez votre échantillon d'une étape de production à l'autre, vous n'aurez pas à vous inquiéter outre mesure de la présence des fréquences dures qui accompagnent l'aliasing audio.