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MP3 : techniques de compression - MP3 : techniques de compression

Le MP3 (Mpeg 2 layer 3) est un format audio qui utilise une compression destructive, c'est à dire qu'il utilise les propriétés de l'oreille humaine pour supprimer certaines parties du son quasi inaudibles. Ainsi, il peut réduire jusqu'à 10 fois la taille d'un fichier sonore avec une perte de qualité très faible.

Le succès de ce format vient du fait que grâce à lui, il est possible de trans­mettre des morceaux entiers via inter­net en un temps raison­nable. (Imagi­nez un morceau en Wav de 50 Mo : vous mettriez envi­ron 2 heures à le télé­char­ger !)

La compres­sion destruc­tive utili­sée pour la créa­tion de MP3 utilise les défauts de l’oreille humaine pour suppri­mer des infor­ma­tions et ainsi réduire la quan­tité d’in­for­ma­tions du fichier. On peut citer les tech­niques suivantes : 

La tech­nique de masquage

Le seuil à partir duquel l’oreille humaine perçoit un son dépend énor­mé­ment de la fréquence. En effet, nous perce­vons beau­coup plus faci­le­ment un son faible à 4 kHz qu’à 50 Hz ou 15 kHz. De plus, à partir de 25 kHz, quel que soit le niveau sonore, l’oreille humaine ne perçoit plus aucun son. Le MP3 tout comme les Mini-Disc et le Dolby, utilise donc la tech­nique de masquage : si deux sons de fréquences proches sont joués avec une inten­sité très diffé­rente, on pourra suppri­mer le son le plus faible qui sera de toute façon masqué et ignoré par l’oreille humaine.

A propos du masquage de fréquences, vous pouvez lire le dossier sur la synthèse sonore, rubrique « Dolby » pour mieux comprendre le système iden­tique à celui que consti­tue le codage du MP3.

Le Joint Stereo

Un autre aspect de l’oreille humaine est son inca­pa­cité à loca­li­ser spacia­le­ment les basses fréquences, contrai­re­ment aux fréquences hautes. Ainsi, pourquoi coder en stéréo les basses ? C’est ce prin­cipe qui est utlisé avec le Joint Stereo : le spectre est coupé en hautes et basses fréquences, les hautes fréquences sont codées en stéréo, et les basses en mono… Et on n’en­tend pas la diffé­rence la plupart du temps (sauf bien sûr si la basse est stéréo­pho­nique, par exemple un Juno 106 avec Chorus). 

L’al­go­rithme de Huff­man

Il consiste à recher­cher, une fois le son encodé, des occu­rences iden­tiques (minus­cules samples comme une période de sinu­soïde par exemple). C’est rare­ment le cas dans un morceau complexe, mais cela peut l’être dans une partie éthé­rée d’un morceau. A ce moment là, chaque occu­rence est codée et au lieu d’en­re­gis­trer n fois la même occu­rence on indiquera simple­ment un code de quelques bits y faisant réfé­rence.

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