Quels sont les principaux formats audio numériques et quelles sont les différences entre les fichiers WAV, MP3, AAC, FLAC et autres ?

Tout commence avec le Pulse-Code Modulation, PCM, créé en 1937, fondement de l’audio numérique, caractérisé par deux propriétés : la fréquence d’échantillonnage pour mesurer l’amplitude de la forme d’onde et la profondeur de bits pour mesurer les valeurs numériques possibles.

Si dans le monde réel le son est continu, dans le monde numérique il ne l’est pas.

Pour comprendre la différence, vous pouvez penser aux vidéos numériques, qui sont faites à partir d’images fixes qui changent rapidement donnant l’impression d’un mouvement continu.

Pour l’audio, c’est la même chose et l’amplitude des ondes sonores dans un format numérique n’est pas fluide, mais change selon certains critères à des intervalles prédéfinis.

Étant donné que je ne suis pas un technicien audio ou même un physicien, pour faire les choses simples et comprendre ce qu’est l’audio numérique J’ai trouvé une analogie très explicative que je tente de redéployer ici.

Vous pouvez considérer la source audio analogique comme l’eau s’écoulant d’un robinet ouvert et l’amplitude de l’onde audio comme la température de l’eau.

L’échantillonnage peut être considéré comme le nombre de fois par seconde que votre doigt est immergé dans l’eau courante.

Plus vous y immergez votre doigt souvent, plus les changements de température deviennent continus.

Si vous mettez votre doigt dans l’eau qui coule 44 100 fois par seconde, ce serait presque comme si vous gardiez votre doigt immobile sous l’eau tout le temps.

C’est l’idée derrière le taux d’échantillonnage.

En ce qui concerne la profondeur de bit, nous devrions penser qu’au lieu d’utiliser notre doigt, nous utilisons un thermomètre.

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Si la température de l’eau est supérieure à la température ambiante, nous dirons qu’elle est chaude, sinon si elle est inférieure, elle est froide.

Au lieu de seulement 2 options, nous pourrions marquer 16 valeurs possibles à utiliser pour mesurer la température de l’eau.

La profondeur de bit peut être considérée comme le nombre de valeurs avec lesquelles utiliser le thermomètre pour mesurer la température, plus elles sont nombreuses, plus l’information que vous aurez sera précise.

Sans se perdre dans le technicien, voyons maintenant les principaux formats de fichiers audio numériques et leurs différences.

1) WAV et AIFF sont des formats de conteneurs audio sans perte (c’est-à-dire non compressés) basés sur PCM, avec quelques modifications mineures du stockage des données.

Le format.WAV ou Wave est le format par défaut lors de l’extraction d’un CD sur votre ordinateur (CD Ripping).

Un WAV et un AIFF peuvent être convertis l’un avec l’autre sans altérer la qualité.

Ces formats audio conviennent à un système stéréo (2 canaux), sont échantillonnés à 44,1 kHz (ou 44100 fois par seconde) à 16 bits (« qualité CD ») et les fichiers sont volumineux, environ 10 Mo par minute.

C’est le format à utiliser pour la manipulation audio, l’enregistrement et le mixage de la plus haute qualité, mais certainement pas pour écouter de la musique sur votre ordinateur ou appareils mobiles.

2) Formats sans perte : FLAC (Free Lossless Audio Codec), ALAC (Apple Lossless Audio Codec) et APE

Ces formats compressent l’audio à l’aide d’algorithmes.

La différence entre les fichiers compressés et les fichiers FLAC est que FLAC est conçu spécifiquement pour l’audio, et a donc de meilleurs taux de compression, sans aucune perte de données.

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Typiquement, un .FLAC occupe la moitié de l’espace d’un WAV en termes de mégaoctets et maintient une « qualité CD ».

Un FLAC peut être converti en WAV, sans perte de qualité et est le format préféré pour ceux qui veulent écouter de la musique de la plus haute qualité avec d’excellents haut-parleurs.

3) Formats perdus : MP3, AAC, WMA, WMA, Vorbis

Les fichiers MP3 et AAC sont les formats les plus couramment utilisés pour stocker de la musique sur un ordinateur ou un téléphone et échanger ou télécharger de la musique sur le réseau et sur Internet.

MP3 est un format à perte, très compressé, qui sacrifie un certain degré de qualité audio en échange d’un gain significatif en terme de taille de fichier.

Un MP3 est d’environ 1 Mo par minute.

La différence avec les formats sans perte est que la qualité sacrifiée en compression n’est pas récupérée si vous allez convertir le fichier dans un format moins compressé comme WAV.

Les différents formats de perte utilisent différents algorithmes pour stocker les données, de sorte qu’ils varient la taille des fichiers pour la même qualité. Avec les formats à perte, comme le MP3, vous mesurez la qualité audio avec la valeur du bitrate qui est généralement indiquée comme « 192kbit/s » ou « 192 kbps ».

Plus le débit binaire est élevé, plus le son est détaillé.

Les formats de perte les plus courants sont :

MP3 : MPEG 1 Audio Layer 3 : le codec audio à perte le plus courant aujourd’hui, bien qu’il fasse toujours l’objet de litiges en matière de brevets.

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Ogg Vorbis : un format gratuit et open-source souvent utilisé dans les jeux PC.

AAC : Advanced Audio Coding : Ce format audio est utilisé avec les vidéos MPEG4.

L’AAC est un meilleur standard que le MP3, qui ne nécessite aucune licence pour la diffusion en continu et la distribution de contenu.

Sur les appareils Apple, précisément en raison de cette compatibilité avec les protections DRM, les formats audio AAC sont beaucoup utilisés.

WMA : Windows Media Audio : Il s’agit du format audio à perte de Microsoft, qui a été initialement développé et utilisé pour éviter les problèmes de licence avec le format MP3.

Le choix entre un format ou un autre dépend beaucoup de l’appareil que vous voulez utiliser pour écouter de la musique.

Aujourd’hui, les ordinateurs sont capables de jouer n’importe quel format avec perte, ainsi que la plupart des lecteurs audio.

La qualité sonore est-elle subjective ?

En théorie, non, mais en pratique, c’est très subjectif.

Pour entendre les différences réelles entre la qualité d’un CD audio et celle d’un fichier MP3, vous devez utiliser un casque d’écoute ou des haut-parleurs de haute qualité.

Cela dépend également de ce que vous entendez et du type de musique, qui, dans différents formats, peut avoir des différences significatives dans l’écoute ou presque aucune.

Ceux qui recherchent le meilleur compromis entre la qualité et la taille du fichier devraient expérimenter avec les différents formats et essayer de savoir s’ils ont une meilleure expérience en utilisant des fichiers MP3 à débit binaire plus élevé ou même en jouant des fichiers FLAC.