Comment fonctionnent les algorithmes de compression audio ?

 Alors on va pas trai­ner sitôt que vous vous serez abonné au Chanel Youtube d’Au­dio­fan­zine ! Lorsqu’on parle de compres­sion dans le domaine de l’au­dio, cela peut signi­fier deux choses : qu’on réduit la dyna­mique d’un signal audio, comme nous l’avons vu précé­dem­ment, ou qu’on réduit la taille d’un fichier audio­nu­mé­rique, ce qui relève plus de l’in­for­ma­tique. Pourquoi ferait-on cela ? Tout bête­ment pour mettre plus de données sur un même support ou, à l’heure des réseaux et de la musique en strea­ming, écono­mi­ser la bande passante.

Comment ça marche ? Il s’agit dans un premier temps d’op­ti­mi­ser l’or­ga­ni­sa­tion des données. Pour les moins matheux d’entre nous, on compren­dra aisé­ment le prin­cipe avec quelques fruits.

Imagi­nez la liste suivante :
Orange, orange, orange, banane, banane, orange, orange, banane, banane, banane, banane, banane, orange, orange, orange, banane, orange, banane, orange.

Et voyez comme on peut la réduire en grou­pant les fruits :
3 oranges, 2 bananes, 2 oranges, 5 bananes, 3 oranges, 1 banane, 1 orange, 1 banane, 1 orange.

L’énoncé de base a réduit de moitié sans qu’on perde la moindre infor­ma­tion. C’est ce qu’on appelle de la compres­sion sans perte de données, soit loss­less en anglais, et c’est là-dessus que repose le célèbre format FLAC qui en moyenne réduit de moitié la taille des fichiers. La compres­sion loss­less atteint toute­fois vite ses limites suivant la nature des données à compres­ser comme on le voit en fin de liste avec la simple alter­nance d’une orange et d’une banane. Si l’on cherche une réduc­tion plus dras­tique, il va alors falloir utili­ser une autre méthode : la compres­sion destruc­tive.

L’idée, c’est de faire le tri dans les données initiales pour ne garder que l’es­sen­tiel, un peu comme si on éplu­chait nos oranges et nos bananes pour gagner de la place dans le panier de fruits.

Si pour la norme CD, on consi­dère que l’au­di­tion humaine entend des fréquences jusqu’à 20 kHz, la plupart des gens n’en­tendent pas grand chose au delà de 15 kHz. Du coup, on peut suppri­mer des aigus sans que ça gêne trop. L’au­di­tion humaine est aussi inca­pable de ressen­tir la stéréo dans les fréquences les plus graves. On passe donc ces dernières en mono. Enfin, on réduit encore des données au nom de l’ef­fet de masque : lorsque deux fréquences sont proches et simul­ta­nées, la plus forte tend à masquer la plus faible qu’on peut donc suppri­mer. Une fois ces coupes réali­sées, il ne restera qu’à une compres­sion loss­less pour obte­nir des fichiers beucoup plus petits. C’est ainsi que procèdent le célèbre format MP3, mais aussi l’AAC, l’OGG Vorbis et bien d’autres.

Gardez toute­fois à l’es­prit que plus vous voudrez une compres­sion effi­cace, et plus cela se fera au détri­ment de la fidé­lité au signal origi­nal, ce qui n’est pas forcé­ment l’idéal pour les musi­ciens que nous sommes. Mais nous aurons à reve­nir là-dessus sachant que les deux minutes sont passées et qu’il ne me reste qu’à vous dire de liker, parta­ger et commen­ter cette vidéo avant de vous lais­ser : Ciao !