Résolution
(domaine numérique)
Définition rapide :
La résolution donne le nombre de valeurs pouvant être attribuées dans un processus de numérisation. Cette résolution dépend du nombre de bits utilisé dans ce processus de numérisation.
S’agissant d’un signal audio, la résolution détermine la précision des valeurs retenues lors de la quantification des échantillons mesurés sur le signal audio analogique.
Cette même résolution conditionne la plage dynamique. Ainsi, plus la résolution est grande et plus la précision et la dynamique sont importantes.
En hifi, les résolutions utilisées sont de 16, 20, 24 et 32 bits.
Détails :
La numérisation en PCM d’un signal analogique est réalisée en 3 étapes.
L’échantillonnage, la quantification et le codage.
La résolution intervient à l’étape de quantification.
Cette étape fait correspondre la valeur mesurée de la tension du signal audio au plus près d’une valeur prédéterminée dans une table de valeurs possibles imposées par la résolution.
Par exemple, si la valeur mesurée est 0,2557 V et que dans les valeurs possibles se trouvent 0,25 V et 0,26 V, la valeur quantifiée sera 0,26 V. La quantification ne peut donc rendre pleinement compte de la valeur précise mesurée. C’est une légère approximation.
Les valeurs prédéterminées sont celles qui sont possibles en fonction de la résolution ou autrement dit, du nombre de bits d’un échantillon.
Avec 1 bit, on a 2 valeurs possibles : 0 ou 1.
Avec 2 bits, on a 4 valeurs possibles : 00 ou 01 ou 10 ou 11.
On a alors 2 valeurs possibles exposant n bits : 2n. Avec 1 et 2 bits, 21 = 2 valeurs possibles et 22 = 4 valeurs possibles ou encore 23 = 8 valeurs possibles.
Pour un CD encodé en 16 bits, on a 216 = 65 536 valeurs possibles.
Pour un DVD en 24 bits, on a 224 = 16 777 216 valeurs possibles.
Donc, plus la résolution est élevée et plus la valeur prédéterminée est proche de la valeur mesurée en augmentant ainsi la précision.
La dynamique est de 6 dB par bit.
Pour un CD, on considère : 16 bits x 6 = 96 dB.
Pour les DVD et les Blu-ray : 24 x 6 = 144 dB.
En pratique, un bruit blanc (bruit dans les hautes fréquences appelé dither en anglais) est introduit pour remonter le bruit de quantification dans ces hautes fréquences. Ce bruit est ensuite filtré avec un filtre passe-bas.
La plage dynamique utile pour l’audio est alors légèrement réduite.
On a pour un CD une dynamique de 89 à 92 dB et 140 dB pour un DVD.
