Précision numérique

[calculette]

Bonjour Denis,

Lors de la prise de son, l'opérateur est obligé de limiter le signal à une certaine valeur, ce qu'on appelle la pleine échelle. Le signal est ensuite converti en 8, 16, 24.... etc bits par rapport à cette pleine échelle. Le nombre de bits détermine la résolution et la précision du signal reproduit. Afin de ne pas dépasser la pleine échelle (écrêtage) on utilise généralement un compresseur de dynamique.

Alors là  ..... compresser la dynamique de certains morceaux des Rolling Stones qui tiennent déjà dans 20 Db en analogique en sortant des microphones de prise de son ...franchement pas besoin...
Compresser la dynamique du Boléro de Ravel.....qui a besoin de 50 db .... sûrement pas...... c'est ce qui fait c'est tout son charme !

Ma question portait sur la précision ce qui est différent de la résolution = nombre de bits.

Personnellement j'ose espérer que quand on numérise le signal du microphone amplifié à une centaines de millivolts crête  par le pré-ampli (forcement analogique)
on ait derrière une précision meilleure avec des échantillons de 16 777 216 niveaux plutôt qu'avec des échantillons de 256 niveaux.
Maintenant si on me dit que le 24 bits ne sert qu'à être capable de prendre sur un même enregistrement le bruit du Rafal au décollage suivi du bruissement subtil d'une feuille par vent faible, tout cela sans aucune augmentation de qualité et donc avec le même écart d'un échantillon à l'autre (soit environ 0,4 mV pour le 8 bits ) ....alors le 8 bits suffirait très largement à 90% des œuvres musicales .
Est-ce cela ?

Denis,

[christian24]

Bonjour Denis,

Lors de la prise de son, l'opérateur est obligé de limiter le signal à une certaine valeur, ce qu'on appelle la pleine échelle. Le signal est ensuite converti en 8, 16, 24.... etc bits par rapport à cette pleine échelle. Le nombre de bits détermine la résolution et la précision du signal reproduit. Afin de ne pas dépasser la pleine échelle (écrêtage) on utilise généralement un compresseur de dynamique.

Alors là  ..... compresser la dynamique de certains morceaux des Rolling Stones qui tiennent déjà dans 20 Db en analogique en sortant des microphones de prise de son ...franchement pas besoin...
Compresser la dynamique du Boléro de Ravel.....qui a besoin de 50 db .... sûrement pas...... c'est ce qui fait c'est tout son charme !

Ma question portait sur la précision ce qui est différent de la résolution = nombre de bits.

Personnellement j'ose espérer que quand on numérise le signal du microphone amplifié à une centaines de millivolts crête  par le pré-ampli (forcement analogique)
on ait derrière une précision meilleure avec des échantillons de 16 777 216 niveaux plutôt qu'avec des échantillons de 256 niveaux.
Maintenant si on me dit que le 24 bits ne sert qu'à être capable de prendre sur un même enregistrement le bruit du Rafal au décollage suivi du bruissement subtil d'une feuille par vent faible, tout cela sans aucune augmentation de qualité et donc avec le même écart d'un échantillon à l'autre (soit environ 0,4 mV pour le 8 bits ) ....alors le 8 bits suffirait très largement à 90% des œuvres musicales .
Est-ce cela ?

Denis,

Bien sûr qu'en augmentant le nombre de bits on augmente la précision du signal. Si on numérise un signal de 1V avec une pleine échelle de 1V, il aura une drôle d'allure en 8 bits (256 valeurs possible) par rapport à une numérisation en 16 bits, 65536 valeurs possibles. Après la dynamique va être limitée par le support d'enregistrement, 96 dB pour le CD par exemple.

PS : compresser la dynamique de certains morceaux des Rolling Stones qui tiennent déjà dans 20dB en analogique en sortant des microphones de prise de son
D'où vient ce chiffre 20 dB ?

[tonipe]

Après la dynamique va être limitée par le support d'enregistrement, 96 dB pour le CD par exemple.

La dynamique est limitée par le mixage, pas par le support.

[christian24]

J'ai voulu dire que la dynamique maximale du CD est de 96 dB. Ce qui est déjà pas mal...

[xnwrx]

Il n'y a aucune notion de "précision" à retenir mais uniquement la notion de bruit avec ses caractéristiques intrinsèques. Une même signal acquis en 16 bits sur la pleine échelle et en 8 bits sur la pleine échelle (ce sont des exemples) seront identiques au bruit près. Tu peux dire que le signal acquis en 8 bits est moins "précis", mais dans les faits il est juste plus bruité.

[christian24]

Dans l'exemple ci-dessous, on peut dire que le signal numérisé sur 3 bits est plus "précis" (plus fidèle au signal source) que celui numérisé sur 2 bits. C 'est le signal obtenu juste après la numérisation, succession d'échantillons :

   

   

[xnwrx]

Dans l'exemple ci-dessous, on peut dire que le signal numérisé sur 3 bits est plus "précis" (plus fidèle au signal source) que celui numérisé sur 2 bits. C 'est le signal obtenu juste après la numérisation, succession d'échantillons :

Non !
Ne faites pas l'erreur habituelle de regarder les échantillons ou le signal quantifié. Ce n'est ni ce qu'il faut regarder ni ce qui est utile. La version numérique d'un signal n'est que la version numérique, transportable, stockable, ce n'est pas le signal. La seule chose utile à regarder ou à comparer, c'est le signal analogique reconstitué par rapport à sa version originale. Si vous avez compris cela, vous aurez fait un grand pas.
Il faut donc regarder le signal reconstitué et là vous constaterez que ce n'est qu'une histoire de bruit.

[calculette]

PS : compresser la dynamique de certains morceaux des Rolling Stones qui tiennent déjà dans 20dB en analogique en sortant des microphones de prise de son
D'où vient ce chiffre 20 dB ?

Ah !!!  Un souvenir des années 80 où j'avais un magnéto à bandes AKAI avec des grands vu mètres, un ami m'a apporté "Some Girls" pour l'enregistrer....
j'ai cru à une panne des vus mètres tellement ils bougeaient peu !

Pour la précision numérique :

Je pense que si on numérise sur 24 bits un morceau de musique qui se joue entre 30 et 60 db  Spl (Carla Bruni par ex)  comme s'il pouvait atteindre 140 db Spl  (au vu de la capacité du 24 bits)
c-à-d en le calant à -80 dbV de l'écrêtage alors dans ce cas là  il aura bien la même précision que du 8 bits qu'on aurait calé  à -5 dbV de l’écrêtage.
 
Mais dans ce cas là c'est du 24 bits qui vaut 8 bits car seuls les 8 premiers bits contiendront des 1 tous les suivants seront tous à zéro.

Normalement derrière un microphone studio de type Neumann TLM 102 qui a un faible sensibilité de -39 dbV  généralement on mets un pré-ampli de +25 db avant de numériser même en 24 bits.
Alors là le 24 bits devient plus précis que le 8 bits.

Avec le numérique certains oublient que le signal audio c'est d'abord des volts.

1 volts découpé en 16 777 216 c'est 0,06 microvolts , 1 volt découpé en  256 c'est  4 millivolts.

Denis,

[christian24]

Ah !!!  Un souvenir des années 80 où j'avais un magnéto à bandes AKAI avec des grands vu mètres, un ami m'a apporté "Some Girls" pour l'enregistrer....
j'ai cru à une panne des vus mètres tellement ils bougeaient peu !

En effet, en cherchant un peu j'ai trouvé cet extrait de page web concernant la plage dynamique d'un concert musical :

La pop et le rock bénéficient souvent d’un son plus fort et plus compressé. Sa portée est d'environ 8 à 10 dB. Ce DR convient aux mixages denses et à la diffusion percutante de la musique populaire.

Le hip-hop et la country se situent également autour de 10 à 12 dB.

Le jazz vocal et les genres acoustiques peuvent utiliser plus de marge. Les moyennes se situent autour de 12-18 dB. Les transitoires propres et la dynamique acoustique ressortent mieux avec moins de compression.

Le classique a la gamme la plus large. Il peut dépasser 20 à 30 dB de DR dans certains enregistrements. La musique orchestrale transitoire et lourde varie souvent du pianissimo au fortissimo.

La musique de danse électronique utilise parfois une plage très limitée de 3 à 6 dB. Il maximise l’impact du dancefloor, mais au détriment de la dynamique.

Je pensais qu'un concert de rock avait une plage de dynamique beaucoup plus grande 

J'écoute la musique en streaming sur un système à haut rendement. Certains enregistrements en 16 bits sont meilleurs que d'autres en 24 bits. Mais généralement à l'écoute les 96khz-24 bits sont meilleurs que les 44.1k-16 bits.

[jimbee]

Dans l'exemple ci-dessous, on peut dire que le signal numérisé sur 3 bits est plus "précis" (plus fidèle au signal source) que celui numérisé sur 2 bits. C 'est le signal obtenu juste après la numérisation, succession d'échantillons :

 Sur l'image inférieure, il a doublé la fréquence d'échantillonnage, créant une confiture 
d'épluchures de saucisson entre nbits et Fs.