Qu'est-ce que le dithering en audio

Le dithering permet de conserver une excellente qualité audio numérique même si certaines données sont supprimées

Vous avez probablement déjà entendu parler du concept de « dither », surtout si vous avez déjà exporté une piste depuis votre station de travail audio numérique (DAW). La question peut se poser : en quoi consiste ce processus et est-il vraiment nécessaire dans diverses situations ? Découvrons les secrets du dithering, familiarisons-nous avec son essence, ses principes de fonctionnement et déterminons les cas où son utilisation est justifiée, tout en abordant les caractéristiques du travail avec l'audio numérique.

Qu'est-ce que le dithering ?

En bref, le dithering est un processus de traitement qui joue un rôle clé dans le maintien de la haute qualité des fichiers multimédias numériques, notamment les fichiers audio, les images et même les vidéos. Il est intéressant de noter que ce résultat est obtenu par une méthode qui semble contre-intuitive : l'ajout d'une petite quantité de bruit dans l'ensemble du fichier. 

Pourquoi une telle action pourrait-elle être nécessaire ? Pour bien comprendre l'intérêt du dithering, il faut se pencher sur les principes de base du fonctionnement de l'audio numérique. 

Fonctionnement de l'audio numérique

Lorsque vous capturez un signal audio sur un ordinateur ou tout autre appareil numérique, l'audio analogique est converti en une séquence de chiffres : il est échantillonné. Ce processus, appelé conversion analogique-numérique (ADC), permet de capturer le signal audio d'origine avec une précision raisonnable.

La taille des fichiers dans lesquels les données audio seront stockées est principalement déterminée par deux paramètres clés. Le premier est la fréquence d'échantillonnage, qui indique la fréquence à laquelle nous enregistrons le niveau d'amplitude de l'onde sonore par seconde. Le deuxième paramètre important est la profondeur de bits, qui détermine le nombre de valeurs possibles pour enregistrer chaque mesure d'amplitude. Cela affecte la précision avec laquelle le signal audio d'entrée peut être reproduit à chaque mesure, un processus appelé quantification. 

L'augmentation du niveau de ces paramètres permet d'obtenir des enregistrements numériques de meilleure qualité, offrant une plus grande plage dynamique. Dans le même temps, la réduction de la profondeur de bits à l'avenir peut entraîner une perte d'informations et l'apparition d'erreurs de quantification. 

Fonctionnement du dithering

Imaginez que vous ayez capturé un son avec une qualité de 32 ou 24 bits, mais que vous deviez maintenant l'exporter avec une profondeur de bits inférieure. Dans ce cas, votre station de travail audio numérique (DAW) procédera à une nouvelle quantification lors de la création du fichier final. Mais elle doit désormais travailler avec un ensemble de valeurs considérablement limité. 

Ce processus peut donc être comparé à l'arrondi des nombres vers le haut ou vers le bas, l'arrondi devenant plus grossier à mesure que la profondeur de bits diminue. Cela peut entraîner des erreurs de quantification et, dans certains cas, une distorsion audible du son lorsqu'il est diffusé par des haut-parleurs. 

Le dithering est le moindre des deux maux

C'est là que le dithering fait des merveilles. En introduisant de nombreuses variations de bruit aléatoires tout au long de l'enregistrement, il permet de minimiser les effets indésirables des erreurs de quantification, les rendant moins perceptibles à l'oreille. 

Par « aléatoire », nous entendons véritablement aléatoire : c'est l'imprévisibilité du bruit par rapport au signal quantifié qui le rend si efficace. Une quantité adéquate de ce bruit non corrélé adoucit les bords des arrondis agressifs qui, autrement, entraîneraient une distorsion plus perceptible. Même l'ajout d'un faible niveau constant de bruit finit par être perçu par nos oreilles comme moins gênant que la distorsion potentielle du processus de quantification sans dithering. Si vous avez du mal à comprendre le dithering, jetez un œil à son application dans la visualisation. Cet article de Lifewire sur le dithering des images montre comment ce processus peut produire des transitions de dégradés plus fluides. Une fine couche de bruit répartie uniformément tout au long de l'enregistrement permet d'obtenir des transitions de dégradés plus fluides. 

Si vous avez du mal à comprendre le dithering, jetez un œil à son application dans la visualisation. Cet article de Lifewire sur le dithering d'image montre comment ce processus peut produire des transitions de dégradés plus lisses. Une fine couche de bruit répartie uniformément sur toute l'image adoucit efficacement les différences marquées entre les zones claires et sombres. 

Quand utiliser le dithering sur le son

En règle générale, le dithering est recommandé chaque fois que l'audio est rendu dans un format à faible profondeur de bits (par exemple, lors de la conversion de 32 bits à 24 bits ou de 24 bits à 16 bits). Dans le contexte de l'exportation audio dans un format à bits élevés, tel que 32 bits, le dithering n'est généralement pas nécessaire, car il n'y a pas de perte de données significative dans le processus. 

S'il s'agit d'un mixage final ou d'un pré-master destiné à un mastering professionnel, le dithering peut souvent être ignoré. En effet, les ingénieurs de mastering peuvent choisir d'effectuer eux-mêmes le dithering en fonction des spécificités du produit final. Dans de telles situations, il est important de communiquer avec l'ingénieur afin de clarifier tous les détails et les souhaits concernant le dithering. 

Enfin, le dithering n'est pas recommandé lors de la conversion vers des formats audio compressés tels que .mp3 ou AAC, car ces formats introduisent leurs propres distorsions que le dithering ne peut pas corriger. 

Conclusion : qu'est-ce que le dithering en audio ?

Bien que le concept de dithering puisse sembler controversé et soit souvent mal compris, cette technique d'exportation audio, qui utilise le bruit pour réduire les effets néfastes des erreurs de quantification, joue un rôle important dans le traitement audio. La question de savoir si le dithering est nécessaire n'a pas de réponse universelle et dépend de vos objectifs et de vos attentes vis-à-vis du processus. 

De plus, vous pouvez être confronté au choix du type de dithering. La variété des options disponibles offre différentes méthodes d'ajout de bruit, qui affectent le son final de votre travail à un niveau étonnamment subtil. Si vous n'êtes pas encore habitué à entendre les différences, n'hésitez pas à expérimenter différents types de dithering afin de trouver celui qui convient le mieux à votre composition. Nous espérons que ce guide vous aidera à mieux comprendre l'essence du dithering, ses mécanismes et ses principes d'application dans votre créativité.