L’audio haute résolution (Hi-Res) est un mot un peu à la mode dans le monde du streaming, et des formats de fichiers audio en général.
Les débuts
Depuis sa première apparition, le CD est une référence en matière de qualité audio numérique.
L’Audio haute résolution est généralement utilisé pour décrire un fichier, ou un format audio numérique qui dépasse la qualité d’un CD audio.
Les premiers formats haute résolution largement disponibles, étaient les Super Audio CD (SACD) et les DVD-Audio. Ils ont tous les 2 été lancés au début des années 2000.
Ces 2 formats utilisaient des fichiers numériques propriétaires, qui ne pouvaient être lus que par un nombre limité (et assez coûteux) d’appareils de lecture de disques.
Malheureusement pour ces premiers formats haute résolution, ils sont apparus au mauvais moment.
Apple débarque
Au moment où ils devenaient largement disponibles (vers 2001) Apple a bouleversé le monde de la musique en lançant le premier iPod.
Du jour au lendemain, la promesse d’une musique haute résolution a été oubliée par la promesse d’Apple d’avoir « 1 000 chansons dans la poche ».
Avec l’espace de stockage limité de l’époque, il n’y avait aucun moyen d’inclure des fichiers de musique haute résolution.
Pour pouvoir contenir autant de musique, l’iPod s’appuyait sur le MP3, un format audio numérique avec perte, qui supprime une grande partie des informations sur un CD audio, afin de conserver la taille du fichier aussi petite que possible.
L’audio haute résolution ne pouvait tout simplement pas rivaliser.
Il a fallu près de 15 ans avant que le stockage portable ne soit suffisamment bon marché, et suffisamment abondant pour pouvoir héberger les plus grandes tailles de fichiers.
Qu’est-ce que l’audio haute résolution (Hi-Res) ?
Les formats audio Hi-Res sont objectivement meilleurs que la qualité CD, en ce qui concerne leurs spécifications techniques, à savoir le taux d’échantillonnage et la profondeur de bits.
L’audio haute résolution peut faire la différence pour les gens utilisant les systèmes Hi-Fi haut de gamme. Pour la plupart des personnes, ce n’est rien de plus que du simple marketing.
Généralement, l’étiquette « haute résolution » dans l’audio fait référence à la fréquence d’échantillonnage du fichier, et à la profondeur de bits. Plus précisément, l’étiquette est associée à une meilleure qualité audio que le CD (qui a une fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz et une profondeur de bits de 16 bits).
Taux d’échantillonnage de l’audio Hi-Res
Lorsqu’un signal sonore analogique est converti en un fichier numérique, un encodeur prend une série d’instantanés appelés échantillons.
Si ces instantanés sont lus en succession rapide, cela représente avec précision l’onde sonore d’origine.
Lorsqu’il est temps de convertir l’audio numérique en audio analogique pour la lecture (les haut-parleurs et les pilotes de casque ont besoin du courant alternatif de l’audio analogique), les échantillons sont, dans un cadre idéal, convertis en une forme d’onde électrique lisse.
Comme les fichiers numériques sont constitués de chiffres binaires, l’audio numérique a besoin d’un signal à temps discret, par opposition à la nature continue des ondes sonores analogiques.
L’audio numérique est donc toujours une approximation du son d’origine, en fonction du nombre d’instantanés pris.
Une fréquence d’échantillonnage, aussi connue sous le nom de fréquence d’échantillonnage, est la résolution de ces échantillons. Ceci est mesuré en kilohertz (kHz) ou « 1 000 fois par seconde ».
Les effets du taux d’échantillonnage
Les taux d’échantillonnage ont 2 effets :
- Ils augmentent théoriquement la précision de la représentation numérique du fichier d’origine,
- Et il détermine également la gamme de fréquences qui peuvent être capturées en audio numérique.
Le taux d’échantillonnage de l’audio de qualité CD est de 44,1 kHz.
Pourquoi une fréquence aussi arbitraire ?
En raison d’un phénomène connu sous le nom de fréquence de Nyquist, l’audio numérique peut reproduire des fréquences, jusqu’à la moitié de sa fréquence d’échantillonnage audio.
En effet, l’échantillonnage doit pouvoir, au minimum, capter le point haut et le point bas de la fréquence de l’onde.
Fréquence de Nyquist
La gamme de fréquences que l’oreille humaine peut distinguer est de 20 Hz et 20 kHz. Donc 44,1 kHz recrée parfaitement tous les sons possibles que l’on peut entendre.
Le théorème d’échantillonnage de Nyquist-Shannon dit essentiellement que, pour éviter le crénelage, un système d’échantillonnage numérique doit avoir une fréquence d’échantillonnage au moins 2 fois supérieure, à celle de la fréquence audio la plus élevée échantillonnée.
Notez que si un crénelage se produit, les fréquences au-dessus de la plage d’audition provoqueront une distorsion, et des artefacts dans la plage d’audition.
Avec une fréquence d’échantillonnage de 44,1 kHz, la fréquence la plus élevée du signal audio est à 22,05 kHz ou 22 050 Hz.
Cela donne une petite plage de fréquences aux fréquences de coupure entre 20 kHz et 22,05 kHz, avec un filtre passe-bas.
Profondeur de bits de l’audio Hi-Res
La profondeur de bits est le nombre de bits disponibles pour chaque échantillon.
Par conséquent, plus le nombre de bits est élevé, plus la qualité de chaque échantillon audio sera élevée elle aussi.
Cela concerne principalement la précision du fichier audio.
Les victimes d’une faible profondeur de bits sont souvent des sons plus silencieux, car une faible profondeur de bits entraîne des fréquences perdues.
Une profondeur de bits plus élevée quant à elle, permet aux fichiers audio d’être plus forts.
Une augmentation de 1 bit de la profondeur génère une augmentation de la plage dynamique, la différence entre les sons les plus faibles et les plus forts dans un mixage (d’environ 6 dB).
L’audio de qualité CD a une profondeur de bits de 16 bits. Cela passe généralement à 24 bits pour les DVD audio.
Qualité CD
La profondeur de bits et le taux d’échantillonnage de l’audio de qualité CD sont de 16 bits (profondeur de bits)/44,1 kHz (taux d’échantillonnage).
Qualité Hi-Res
L’audio haute résolution, en revanche, utilise une profondeur de bits minimale de 24 bits, et un taux d’échantillonnage minimal de 48 kHz.
Combiné, un taux d’échantillonnage plus élevé avec une profondeur de bits plus élevée devrait se traduire par plus de détails, de subtilité et de nuances dans la musique, et une plage de fréquences étendue (basses plus profondes, aigus plus élevés).
En théorie, cela se traduit par une musique qui sonne plus réaliste, profonde et riche en détails.
Audio HD
L’audio haute résolution a tendance à avoir des fréquences d’échantillonnage, et des profondeurs de bits supérieures à celles des CD audio.
Pour rappel, c’est un taux d’échantillonnage de 44,1 kHz et une profondeur de bits de 16 bits.
Les fichiers audio haute résolution utilisent généralement une fréquence d’échantillonnage de 96 kHz, ou 192 kHz à 24 bits.
Le format audio haute résolution le plus courant, est le FLAC standard sans perte.
Les fichiers audio Hi-Res font-ils une différence ?
La réponse à cette question dépend en grande partie de la configuration audio du système que vous possédez.
L’utilisation d’un taux d’échantillonnage plus élevé ne donne pas vraiment beaucoup d’avantages, en termes de qualité sonore.
En effet, 44,1 kHz reproduit déjà toute la gamme sonore que l’oreille humaine peut percevoir.
Une fréquence d’échantillonnage plus élevée réduit le crénelage audio (une erreur d’échantillonnage lors de l’utilisation de faibles fréquences d’échantillonnage).
Avec 44,1 kHz, un filtre passe-bas est utilisé pour éliminer cela. Cependant, un taux d’échantillonnage plus élevé réduira nativement cette erreur sans avoir besoin d’un filtre.
Cela augmentera intrinsèquement la qualité du son.
Par conséquent, un auditeur peut être en mesure de percevoir une différence, s’il dispose d’une configuration audio Hi-Fi de haute qualité, comme des écouteurs de qualité studio ou un système de haut-parleurs coûteux.
La plage dynamique d’une profondeur de bits plus élevée ne peut vraiment être appréciée qu’en utilisant un amplificateur puissant, capable d’améliorer le signal audio afin que vous puissiez remarquer la différence.
Cependant, l’audio haute résolution n’est pas aussi révolutionnaire que des entreprises comme Sony le présentent.
Vous ne remarquerez probablement aucune différence
La réalité est que la plupart des gens ne remarqueront très certainement aucune différence, car il est difficile de vraiment faire la différence entre les MP3 à 320 kbps, et les FLAC sans perte en qualité CD.
Il y a un inconvénient évident à l’audio Hi-Res que tout le monde peut remarquer : la taille du fichier.
Comme la quantité de données est augmentée dans chaque fichier audio, l’audio haute résolution a des tailles de fichiers beaucoup plus grandes que l’audio « basse résolution ».
Cela prend plus d’espace sur un disque, et consomme les allocations de données et la bande passante.
Il y a cependant un avantage clé.
L’audio haute résolution est généralement maîtrisé pour tirer parti de la plage dynamique plus élevée. Il est donc intrinsèquement maîtrisé pour une meilleure qualité sonore.
Cela fonctionne de la même manière que la vidéo HDR, qui donne généralement de meilleurs visuels, même en SDR.
Ainsi, en masterisant en Hi-Res, vous créerez un meilleur master et, par conséquent, un mixage de meilleure qualité, par exemple.
Quels types de fichiers sont utilisés pour l’audio Hi-Res ?
Pour pouvoir stocker de l’audio haute résolution, vous aurez besoin d’un type de fichier spécifique, capable de prendre en charge des profondeurs de bits, et des fréquences d’échantillonnage plus élevées.
Les fichiers AAC ni MP3 ne peuvent pas le faire.
C’est pourquoi vous verrez de la musique haute résolution présentée comme l’une des AIFF, ALAC, FLAC, WAV ou DSD.
Parmi ceux-ci, FLAC a tendance à être le plus largement utilisé, et 24 bits/96 kHz est le niveau de qualité le plus courant. Bien que certains fichiers FLAC soient également disponibles en 24 bits/192 kHz.
Le gros inconvénient des fichiers musicaux haute résolution, est qu’ils ont tendance à être énormes par rapport aux MP3.
Une chanson encodée en FLAC 24 bits/192 kHz peut, selon la chanson, être plus de 20 fois plus grande que la même chanson encodée au meilleur niveau de qualité pour un MP3 (320 Kbps/44,1 kHz).
Ces formats de fichiers sont tous non propriétaires. Ils peuvent donc être mis en œuvre par les fabricants d’appareils et les éditeurs de musique, sans devoir payer de frais à un organisme de licence.
Même Sony, le roi des formats propriétaires, a complètement renoncé à cette idée.
Ce qui serait vraiment bien, ce serait de simplement adopter une seule et unique norme.
Ai-je besoin d’un équipement spécial pour écouter de l’audio Hi-Res ?
Oui vous aurez besoin d’un équipement spécifique.
L’appareil que vous utiliserez pour lire de la musique haute résolution doit disposer d’un convertisseur numérique-analogique (DAC), capable de traiter les fichiers audio haute résolution.
La plupart des ordinateurs d’aujourd’hui sont équipés de DAC, tout comme la plupart des lecteurs Blu-ray.
Les lecteurs de DVD compatibles avec les DVD-Audio, ou les Super Audio CD en ont également.
Les smartphones sont un peu différents
Presque tous les Android et Apple prennent en charge l’audio haute résolution, à la fois dans le logiciel et le matériel. Bien que vous aurez très probablement besoin d’utiliser un DAC externe.
⚠️ Mais ce n’est pas parce que l’appareil que vous utilisez peut lire des fichiers audio haute résolution, qu’il finira par avoir un son nettement meilleur qu’un MP3 de haute qualité.
La qualité d’un DAC, d’un amplificateur et d’un casque ou d’une enceinte, joue un rôle dans la qualité du son haute résolution.
Par exemple, alors que la plupart des PC ont des DAC qui peuvent traiter des fichiers audio haute résolution, tous ne le font pas forcément bien.
Même lorsqu’ils le font, la sortie casque peut quand même être médiocre.
Comment puis-je obtenir de la musique dans des formats audio haute résolution ?
Abonnez-vous à un service de streaming audio haute résolution
Amazon Music HD prend l’intégralité du catalogue Amazon Music, et le rend disponible sous forme de fichiers FLAC de qualité CD sans perte.
Un sous-ensemble de ces pistes est également disponible au format FLAC haute résolution, de qualité supérieure à celle d’un CD.
Apple Music rend également l’intégralité de son catalogue disponible en audio sans perte, en utilisant le Apple Lossless Audio Codec (ALAC).
Vous pourrez choisir entre la qualité CD 16 bits/44,1 kHz, 24 bits/48 kHz et la haute résolution 24 bits/192 kHz.
Mais l’audio haute résolution sonne-t-il vraiment mieux au final ?
Répondre à cette question nécessite de se poser une question fondamentale avant.
L’audio Hi-Res doit sonner mieux que quoi ?
Si on le compare à fichier MP3 à faible débit, la différence pour des auditeurs utilisant un équipement de lecture de haute qualité est assez importante.
Mais cette question n’a pas d’importance, car la plupart des gens passeront des fichiers de qualité MP3 avec perte, à des fichiers qui sonnent au moins aussi bien qu’un CD, sinon mieux.
