Il était une fois... les technologies du passé et du futur

[Re482]

Quels que soient les progrès apportés par le CD au niveau de l'emploi, question qualité sonore il ne peut égaler le microsillon analogique (c'est théorique puisque le CD a une bande passante limitée à 22,05 KHz alors que le vinyl peut aller jusqu'à 50 voire 60 KHz).
bw

je ne suis pas un grand spécialiste en audio, mais je peux t'affirmer que la différence ne vient (à de rares oreilles "extraordinaires" près) pas de la passante. Une oreille de bébé peut entendre des sont jusqu'à 20, voir 22kHz, mais la fréquence maximale diminue avec l'âge et un adulte "moyen" se retrouve vite aux alentours de 16-18kHz, voir moins...

Le 50kHz n'intéressera guère que les chauves-souris...

Par contre, la différence peut se trouver ailleurs, notamment dans la façon de numériser ou de re-émettre le son.

Re482

[gib]

La différence est dans la dynamique: elle est de 50 à 60 db pour un vinyl, et peut atteindre 90 db pour une galette cd. (rapport de puissance entre le son le plus faible et le plus fort qui sont audibles avec un minimum de distrorsion)

[bogie-wogie]

Oui, oui, je le sais très bien. L'oreille humaine se limite à 16 KHz (voire 18 KHz dans des cas exceptionnels). C'est la raison pour laquelle la limite de 22,05 KHz avait été choisie pour le CD (échantillonnage à 44,1 KHZ). Elle semblait amplement suffisante.

Mais ça c'est la théorie simpl(ist)e. En pratique les hautes fréquences influent de diverses manières (le phénomène de "battement" étant le plus connu) sur les basses fréquences et il a été démontré que même si l'oreille humaine n'entend pas des fréquences de 30 ou 40 KHz, elle (ou le corps humain par d'autres moyens) les perçoit tout de même. C'est la raison pour laquelle à la fin du 20ème siècle (fin des années nonante) les normes pour un "super-CD" avec fréquence d'echantillonnage à 96 KHz et bande passante à 48 KHz (toujours la moitié - théorème de Shannon, je le cite uniquement pour te montrer que je connais bien le sujet, ayant travaillé plus de 20 ans dans le domaine du son électronique) était fin prêt et accepté par l'industrie. Les premiers super-CD devaient sortir incessamment sous peu... et cela ne s'est jamais produit.

Les raisons sont purement commerciales. C'est l'époque où le mp3 a véritablement pris son essor et l'industrie musicale s'est aperçue que l'essentiel du marché (les jeunes) se foutaient royalement de la qualité du son qu'ils fourgaient dans leurs oreilles. Seuls les mélomanes (amateurs de musique classique, d'opéras, etc.) étaient intéressés, mais ils représentent un marché minoritaire Exit donc le super-CD

bw

PS. Pour les curieux, le sigle "mp3" est en fait un raccourci de "mpeg2 - level 3". "mpeg" c'est pour "moving pictures expert group", le "2" c'est pour la norme de 2ème génération (on en est à la mpeg4 avec le télévision HD d'aujourd'hui - la suivante sera la "mpeg7" parce que le groupe mpeg s'est fait couper l'herbe sous les pieds par de petits malins qui avaient déposé "mpeg5" et "mpeg6" comme marques et voulaient leur faire payer des royalties substantielles). Pour en revenir à nos moutons, le "level 3" correspond au niveau de compression de la bande son qui accompagne les images (paramétrage de la FFT = Transformée de Fourier Rapide = algorithme utilisé pour comprimer son et images et qui supprime les fréquences élevées : en matière de son on peut se retrouver avec une bande passante à moins de 10 KHz !) Cette technique a plus de 15 ans d'âge. Aujourd'hui il existe des algorithmes plus performants et de meilleure qualité basés sur les ondelettes (wavelets) développés en particulier à partir des travaux théoriques d'une mathématicienne belge (Daubechie je crois, si ma mémoire ne joue pas des tours, il faudrait que je vérifie dans mes bouquins mais j'ai la flemme). Mais à ma connaissance ils ne sont guère utilisés pour les applications grand public, ou du moins pas encore. Bon, oui, j'ai arrêté de travailler il y a cinq ans, et depuis...

[bogie-wogie]

Oups, petite correction : le nom officiel du mpeg est "Motion Picture Expert Group" et non "Moving" (mais on trouve bien ce "moving" à la place de "motion" parfois dans la littérature).

Tout comme "jpeg" signifie "Joint Picture Expert Group".
bw

[gib]

On trouve aussi Join Photograph Expert Group ...

[Re482]

Les raisons sont purement commerciales. C'est l'époque où le mp3 a véritablement pris son essor et l'industrie musicale s'est aperçue que l'essentiel du marché (les jeunes) se foutaient royalement de la qualité du son qu'ils fourgaient dans leurs oreilles. Seuls les mélomanes (amateurs de musique classique, d'opéras, etc.) étaient intéressés, mais ils représentent un marché minoritaire Exit donc le super-CD

bw

Effectivement, je dois dire que pour écouter de la musique dans le train en allant aux cours, avec des écouteurs bon-marchés, pas besoin d'une qualité extraordinaire...

PS. Pour les curieux, le sigle "mp3" est en fait un raccourci de "mpeg2 - level 3". "mpeg" c'est pour "moving pictures expert group", le "2" c'est pour la norme de 2ème génération (on en est à la mpeg4 avec le télévision HD d'aujourd'hui - la suivante sera la "mpeg7" parce que le groupe mpeg s'est fait couper l'herbe sous les pieds par de petits malins qui avaient déposé "mpeg5" et "mpeg6" comme marques et voulaient leur faire payer des royalties substantielles). Pour en revenir à nos moutons, le "level 3" correspond au niveau de compression de la bande son qui accompagne les images (paramétrage de la FFT = Transformée de Fourier Rapide = algorithme utilisé pour comprimer son et images et qui supprime les fréquences élevées : en matière de son on peut se retrouver avec une bande passante à moins de 10 KHz !) Cette technique a plus de 15 ans d'âge. Aujourd'hui il existe des algorithmes plus performants et de meilleure qualité basés sur les ondelettes (wavelets) développés en particulier à partir des travaux théoriques d'une mathématicienne belge (Daubechie je crois, si ma mémoire ne joue pas des tours, il faudrait que je vérifie dans mes bouquins mais j'ai la flemme). Mais à ma connaissance ils ne sont guère utilisés pour les applications grand public, ou du moins pas encore. Bon, oui, j'ai arrêté de travailler il y a cinq ans, et depuis...

On trouve aujourd'hui des algorithmes de compression sans perte, tel le format .AAC qui permet une fréquence d'échantillonnage maximale de 96kHz, soit le double du MP3 pour un bit rate similaire. Il utilise la Transformée en Cosinus Discrète Modifiée. Il semble que ce soit le format standard utilisé aujourd'hui par les Ipods

Je n'ai pas trouvé de format de compression audio utilisant les ondelettes, mais le format d'image JPEG 2000 l'utilise.

[bogie-wogie]

Je connaissais tout cela à fond dans le temps, mais depuis 5 ans j'ai décroché...
En ce qui concerne la compression, son ou image, j'ai vu passer toute une collection de transformées à travers les brevets d'invention et les revues scientifiques, de celle de Gabor à celle de Karhunen-Loeve en passant par une dizaine d'autres. Et pour mieux comparer les différents algorithmes tous les articles ou presque utilisaient une image de référence, toujours la même, la "jeune fille au chapeau" (qui s'appelait Léna, ou Liéna ou quelque chose comme ça ). Bref, chaque méthode a ses avantages et ses inconvénients.

Pour le son les systèmes les plus compressés et de très loin sont le système MIDI (Musical Industry Digital Interface) et le codage par Codebook ("dictionnaire" dans la littérature française) : mais tous deux nécessitent d'avoir un synthétiseur de son à l'arrivée et le résultat final est une reconstruction, pas une reproduction.

Le pire que j'ai vu c'est appliquer une compression mp3 à un signal MIDI ! Y a des malades, parfois (et je reste persuadé que ça ne peut pas marcher : si le signal MIDI perd son intégrité en chemin c'est foutu !)

Ah, ça me rajeunit tout ça !
bw

[bogie-wogie]

Un coup d'oeil dans mes archives vient de révéler une liste de référence de transformées utilisées pour la compression de signaux numériques, liste que j'avais établie pour m'y retrouver dans mon boulot. Il y a 24 transformées que j'ai rencontrées à un moment ou à un autre.

Oserais-je les citer ? Dans l'ordre alphabétique (anglais, puisque j'avais établi ma liste dans cette langue pour des raisons techniques) : bilinéaire ; cosinus (+ mdct = modified discrete cosine transform, celle que tu cites plus haut) ; de fermat ; de fourier (+ fft bien sûr, la grande classique) ; de gabor ; de goertzel ; de haar ; de hadamard (une très prometteuse, je me demande ce qu'elle est devenue) ; de hartley ; de hilbert ; de hough ; de karhunen-loeve ; de laplace ; mclt (= modified cosine l??? transform, j'ai un trou, là ! peut-être "linear") ; de sturm ; de walsh ; par ondelettes (wavelet, c'est pour ça qu'on les retrouve vers la fin de ma liste : ondelettes de coiflet, de daubechies, de mexhat, symmlet - pour "symmetrical wavelet" si mes souvenirs sont bons,...) ; transformée en z et pour clore le tout : transformée de zak. C'est pas beau, tout ça ?

En tout cas il y a de quoi impressionner la galerie avec ça ! Et bien sûr ma liste n'est certainement pas/plus complète car depuis le temps (dernière édition datée de septembre 2005) il a dû en apparaître quelques autres.
Votre audience sera ravie de découvrir toutes ces transformées, quant à leur expliquer comment ça marche et à quoi ça sert, c'est une autre paire de manches ! (petit indice : commencez par leur expliquer la différence entre représentation temporelle et représentation fréquentielle d'un signal... )

Je
bw

[Re482]

Jolie liste

[EC65Mozart]

Je commence à avoir perdu le fil... de l'écouteur
Et je suis surpris de constater que la qualité de l'image et du son est en train de revenir, y compris compressés. Il n'y a qu'à voir les télés 1920/1080 pour s'en rendre compte. Et le format mkv permet désormais une compression du son 5.1 et de l'image d'un BD pour que ça tienne sur un DVD. Et avec une TV reconstituant les pixels, j'arrive à avoir une image parfaite dès le 720p. Alors après, pour vous décrire l'algorithme de compression, il ne faut pas trop m'en demander non plus... J'ignore si je serais capable de faire une transformée de Laplace ou une série de Fourrier aujourd'hui