Comprendre la fréquence d'échantillonnage en audio
Chaque fois qu'un son passe d'un microphone à une station de travail audio numérique, une conversion est effectuée. Les interfaces audio permettent de transmettre un signal analogique à un signal numérique, en utilisant les paramètres configurés sur votre station de travail audionumérique. Ces paramètres sont extrêmement importants, car ils peuvent affecter la qualité globale de votre composition et la qualité audio.
L'un des facteurs les plus importants à prendre en compte lors de la conversion d'un signal analogique continu vers un système numérique est la fréquence d'échantillonnage. Cette fréquence détermine la part du signal original qui est convertie en enregistrement numérique, ce qui permet à l'auditeur de vivre une expérience étonnante "en studio".
Vous trouverez ci-dessous tout ce que vous devez savoir pour comprendre les fréquences d'échantillonnage afin de préserver toute la magie de votre enregistrement original. Voyons ce qu'il en est !
Qu'est-ce que la fréquence d'échantillonnage pour l'audio ?
La fréquence d'échantillonnage fait référence à la vitesse à laquelle les ondes sonores sont capturées et converties en audio numérique. La qualité audio est plus élevée avec des taux d'échantillonnage plus élevés, car une plus grande partie de l'onde sonore est capturée et convertie en un enregistrement audio numérique. La fréquence d'échantillonnage varie en fonction de l'intention d'un projet particulier. Par exemple, vous pouvez enregistrer un signal audio à une fréquence d'échantillonnage différente de celle utilisée pour préserver des archives ou des fichiers audio.
Dans tous les cas, la fréquence d'échantillonnage est calculée à l'aide du théorème de Nyquist-Shannon. Ce principe fondamental du traitement numérique stipule que la fréquence d'échantillonnage doit être au moins deux fois plus élevée que l'onde sonore originale capturée afin de créer une conversion harmonieuse de l'audio analogique en signal numérique.
Par exemple, le son est souvent traité avec une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz parce que la gamme auditive humaine se situe généralement entre 20 Hz et 20 kHz. Par conséquent, 44,1 kHz est suffisant pour reproduire la plupart des fréquences audio du spectre. Cependant, certains instruments et sons peuvent se situer en dehors de cette plage, il est donc important d'évaluer chaque situation individuellement afin de préserver la meilleure qualité sonore possible.
La fréquence de Nyquist, également appelée fréquence de repliement, est mesurée à partir du point le plus élevé possible de l'onde sonore. 20 kHz correspond à peu près à la moitié de la fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz, avec une marge supplémentaire. C'est pourquoi la plupart des enregistrements modernes ont une fréquence d'échantillonnage de 44,1 khz ou plus.
Une fréquence d'échantillonnage plus élevée est-elle synonyme de meilleure qualité ?
Plus la fréquence d'échantillonnage est élevée, plus les échantillons sont convertis et capturés rapidement en audio numérique. Techniquement, une fréquence d'échantillonnage plus élevée équivaut à une meilleure qualité. Toutefois, cela ne signifie pas nécessairement que vous serez en mesure de détecter une différence notable dans le fichier audio. Étant donné que le spectre audible pour l'homme se situe entre 20 Hz et 20 kHz, la gamme de fréquences générale expliquée ci-dessus pour l'audio numérique est convertie à une fréquence d'échantillonnage d'environ 44,1 ou 48 khZ en général.
La conversion numérique à une fréquence d'échantillonnage plus élevée augmente le contenu fréquentiel du fichier audio, mais aussi la taille des données numériques. À moins que vous ne prépariez du matériel audio à des fins spécifiques telles que la préservation audio ou pour une application spécialisée, cette gamme de taux d'échantillonnage audio standard est généralement suffisante.
Ma fréquence d'échantillonnage doit-elle être de 44,1 ou de 48 ?
De nombreux professionnels de l'audio considèrent toujours que 44,1 kHz est la norme de base pour l'enregistrement audio. En effet, il est encore possible d'obtenir une résolution audio raisonnablement élevée sans utiliser une puissance de traitement supérieure à celle que peut supporter l'unité centrale d'un consommateur moyen. Toutefois, il est courant que les enregistrements audio professionnels soient réalisés à 48 kHz afin de fournir un contexte supplémentaire sur l'ensemble du spectre de fréquences.
N'oubliez pas que les plateformes de diffusion en continu les plus populaires, comme Spotify, par exemple, utilisent par défaut un taux de diffusion de 44,1 kHz. Pour la consommation sur les plateformes de streaming, les CD et les MP3, 44,1 kHz reste la norme. Pour les applications audio professionnelles plus nuancées, la vidéo et les DVD, la norme est de 48 kHz. En résumé, la fréquence d'échantillonnage doit refléter la sortie audio prévue et correspondre au cas d'utilisation.
Profondeur de bits et fréquence d'échantillonnage : Quelle est la différence ?
Vous entendrez souvent la fréquence d'échantillonnage associée à une certaine profondeur de bits. Bien qu'ils soient tous deux liés à la préservation et à la transmission de la qualité audio, ils mesurent des choses différentes. Le taux d'échantillonnage détermine le nombre de fréquences qui peuvent être capturées lors de la transmission du son. Par conséquent, un taux d'échantillonnage plus faible aura une limite de fréquence plus basse et une portée limitée par rapport à l'audio capturé à un taux d'échantillonnage plus élevé.
La profondeur de bits détermine la résolution de l'amplitude de chaque échantillon. Il est donc conseillé d'avoir à la fois une profondeur de bits et une fréquence d'échantillonnage raisonnables pour préserver votre son. Alors que 44,1 kHZ est la fréquence d'échantillonnage de base pour les applications les plus courantes telles que les CD, les MP3 et les services de streaming, la profondeur de 24 bits est la profondeur de bits comparable à partir de laquelle il est possible de travailler dans le domaine de l'audio professionnel.
Les différentes profondeurs de bits
On peut considérer la profondeur de bits comme la plage dynamique de l'amplitude ou de l'intensité sonore d'un échantillon. Plus la plage de profondeur de bits est large, plus la puissance de traitement utilisée est importante. En général, une profondeur de 24 bits est la base idéale pour l'audition humaine, bien que la qualité puisse continuer à augmenter avec une profondeur de 32 bits ou même de 64 bits.
Il existe également des profondeurs de bits inférieures, comme les 8 bits et les 16 bits, mais elles ont tendance à être de bien moindre qualité et il y a une différence notable entre la profondeur de 16 bits et celle de 24 bits. En fait, les plugins "bitcrush" imitent la sensation d'un débit binaire inférieur pour créer un effet "audio de faible qualité" qui peut sembler nostalgique d'époques antérieures.
Quelle est la fréquence d'échantillonnage et la profondeur de bits idéales ?
La fréquence d'échantillonnage et la profondeur de bits idéales dépendent de la portée de votre projet. Si vous prévoyez de faire de la musique pour des plateformes de streaming numérique comme Spotify ou Apple Music, vous voudrez généralement enregistrer à une profondeur de 24 bits avec une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz comme base de référence. Pour les autres projets, vous devriez vous renseigner sur les paramètres idéaux pour vos pistes audio avant de mettre en place vos sessions - idéalement, l'ensemble de votre processus devrait être cohérent avec la même fréquence d'échantillonnage.
Conseils et astuces sur la fréquence d'échantillonnage audio
Utilisez ces conseils pour préserver la qualité de votre son lors de chaque session et en dehors de celle-ci :
Conservez une fréquence d'échantillonnage constante
Quelle que soit la fréquence d'échantillonnage que vous choisissez d'utiliser dans votre session audio, veillez à ce qu'elle soit cohérente. Mélanger et assortir au milieu d'une session peut conduire à ce que l'on appelle l'aliasing audio ou les artefacts d'aliasing, qui sont essentiellement des points de distorsion prononcés. Ces artefacts sont créés lorsqu'un son est transmis à une fréquence d'échantillonnage trop basse pour représenter certains points du spectre de fréquences. Pour cette raison, les chansons contenant beaucoup de hautes fréquences devraient opter pour une fréquence d'échantillonnage plus élevée.
Utilisez 44,1 kHz comme norme
En cas de doute, la fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz doit être utilisée comme référence, car elle permet de capturer raisonnablement les fréquences audio audibles par l'oreille humaine. Il se peut que vous manquiez certaines hautes fréquences en fonction de la chanson, vous devez donc toujours peser vos décisions en fonction du projet en cours. Dans tous les cas, il est sage de ne pas descendre en dessous d'une fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz.
Vérifier le résultat escompté
Techniquement, il n'y a pas de fréquence d'échantillonnage "idéale" car les conditions varient en fonction de la sortie choisie. Si vous travaillez avec une nouvelle configuration ou pour une application particulière, assurez-vous de vérifier les spécifications de votre sortie avant de commencer à enregistrer. Cela s'applique également si vous avez l'intention de transmettre vos données audio à un autre musicien de la chaîne, comme un ingénieur du son.
Fréquence d'échantillonnage dans la FAQ audio
La fréquence d'échantillonnage détermine la précision de votre audio numérique, ce qui en fait un élément extrêmement important à prendre en compte lors de toute session d'enregistrement. Voici quelques questions fréquemment posées et leurs réponses pour vous aider dans votre démarche de conversion de l'audio analogique.
Pouvez-vous entendre la différence entre 48kHz et 96kHz ?
Il est vrai qu'il est difficile d'entendre la différence entre 48 kHz et 96 kHz. Cependant, ces fréquences d'échantillonnage plus élevées peuvent être utiles pour la préservation du son sur une plus longue période.
Est-il préférable d'enregistrer en 44.1 ou en 48 ?
En règle générale, plus la fréquence d'échantillonnage est élevée, plus vous capturerez de détails. Il est préférable d'enregistrer en 48 kHz pour s'assurer de capturer plus de détails de votre source sonore. La fréquence d'échantillonnage de 44,1 kHz doit être utilisée comme référence pour l'enregistrement professionnel, la fréquence d'échantillonnage devant idéalement être un peu plus élevée.
Quelle est la meilleure fréquence d'échantillonnage pour la musique ?
La fréquence d'échantillonnage la mieux adaptée à une application musicale dépend en grande partie de vos intentions concernant l'audio en question. Dans la plupart des cas, la fréquence d'échantillonnage doit être de 44,1 kHz ou plus pour capturer raisonnablement toutes les composantes de l'onde sonore originale.
Pourquoi la fréquence d'échantillonnage est-elle importante ?
Chaque fois que vous convertissez un son analogique en son numérique ou que vous traitez un son via une interface audio, le son est traité à une fréquence d'échantillonnage spécifique. L'utilisation d'une fréquence d'échantillonnage trop basse peut entraîner une baisse significative de la qualité du son et vous faire perdre des éléments essentiels de votre source d'origine.
Il est essentiel de préserver la fréquence d'échantillonnage lors de la production, de l'ingénierie ou de l'enregistrement de musique. Bien qu'une fréquence d'échantillonnage très élevée puisse offrir une qualité inégalée, la taille de fichier nécessaire pour créer une résolution audio supérieure à 48 kHz n'est tout simplement pas pratique pour une utilisation quotidienne.
Pour une fréquence d'échantillonnage optimale, il convient de s'en tenir à 44,1 kHz ou plus, et de vérifier la sortie prévue avant d'enregistrer des échantillons audio. En prenant soin de préserver vos taux d'échantillonnage à chaque étape du processus de production musicale, vous vous assurez d'obtenir un produit de qualité. Amusez-vous à mettre à profit vos nouvelles connaissances sur les taux d'échantillonnage !
