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Marc|Neonumeric
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MessagePosté le: 17/01/2006 11:22:47 Répondre en citant Back to top

DOSSIER : Tout sur le MP3, WMA, ...

Bien choisir son baladeur est primordial ! Nous allons voir dans un premier temps comment choisir son baladeur puis vous exposer brièvement les différents formats audio et leurs avantages...

Surveiller le nombre de formats de fichiers supportés
Ce n'est pas parce qu'il s'agit de baladeurs "MP3" que l'on se contentera d'un modèle ne lisant que ce seul format. En effet, plus votre lecteur reconnaîtra de formats de fichiers différents, moins vous serez contraint d'effectuer de fastidieuses opérations de conversions. Par ailleurs, il faut mentionner le cas des sites d'achat de musique en ligne. Si vous souhaitez vous procurer de la musique par ce biais, il faudra faire attention à la compatibilité de votre matériel. Par exemple, Itunes Music Store et Sony Connect proposent tous les deux leur musique dans un format propriétaire, le AAC d' Apple et l' Atrac3 de Sony. Quant à la Fnac, Virgin et Universal, ils ont choisi le format WMA de Microsoft, version DRM, que tous les baladeurs ne supportent pas.

Choisir la bonne capacité de mémoire
Sur ce point, tout dépend de vos besoins. Plusieurs types de baladeurs se partagent le marché : les baladeurs à mémoire flash intégrée d'une capacité de 128 Mo à 1 Go, et les baladeurs à disque dur qui embarquent de 1,5 à 60 Go. Vous désirez simplement écouter un peu de musique sur le chemin du travail ou de la fac ? Un "petit" baladeur à mémoire flash sera largement suffisant pour une utilisation quotidienne. Vous souhaitez emporter toute votre discothèque en voyage ? Dans ce cas, c'est le baladeur à disque dur qui fera l'affaire mais leur fragilité et leur taille imposante font que ces baladeurs sont plus des mini chaine hifi d'appoint que des baladeurs...

Connectivité : attention à la prise
Pouvoir échanger rapidement des fichiers musicaux de son ordinateur à son baladeur est une caractéristique importante. Ainsi, si l'on acceptera l' USB 1.1 pour des lecteurs jusqu'à 1Go, il est indispensable que votre lecteur soit muni de la norme USB 2.0 pour les lecteurs embarquant plus de 1Go.
Autre possibilité proposée par certains baladeurs MP3 : un port de connexion line in pour se brancher sur une chaîne hi-fi ou toute autre source audio. Une option intéressante si l'on souhaite remplir son lecteur sans passer par l'ordinateur.

Les batteries...
Un minimum est à exiger dans ce domaine, il semblerait que 8h d'écoute continue constitue un bon chiffre. Toutefois, il est difficile de juger avant achat tant les données constructeurs peuvent varier … Une règle à observer : vérifier si votre baladeur est rechargeable par le port USB, cela permet un gain de temps considérable sachant que quand vous transférez vos fichier, vous rechargez en même temps !

Fonctions annexes : lesquelles choisir ?
La plus populaire et la plus répandue d'entre elles est sans doute la possibilité de servir de disque dur amovible(clé USB). Attention, donc, si l'on tient à cette fonctionnalité : on évitera certains modèles qui n'autorisent le transfert que par le biais d'un logiciel propriétaire ne permettant l'échange que des seuls fichiers audio. Nombreuses sont les fonctionnalités proposées, à tel point que certains lecteurs s'apparentent à de vrais couteaux "suisses numériques". Toutefois, toutes ne sont pas indispensables. Si une radio, un dictaphone, un chronomètre, la possibilité d'encoder directement au format MP3, l'album photo, le PCnetPC … peuvent toujours servir, on est plus réservé en ce qui concerne des fonctions comme le karaoke embarqué…

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Il existe bon nombre de formats audio numérique, mais 3 formats se détachent du lot, à savoir le format MP3 (Mpeg Layer 3), le WMA (Windows Media Audio) et le OGG Vorbis (projet open source). Nous allons ici voir les avantages et inconvéniants de chacun.

Le format MP3 et MP3 Pro
Compte tenu des contraintes théoriques de restitution d'un signal analogique de bonne qualité (pour l'oreille humaine) à partir d'un signal échantillonné (théorème de Shannon), on a imposé aux CD audio un format de stockage du son ayant les données suivantes :

* Fréquence d'échantillonnage = 44,1 kHz
* Données codées sur 16 bits
* Son stéréo

Ceci signifie que les échantillons prélevés sur le morceau de musique à numériser sont prélevés à la cadence de 44,1 kHz, qu'ils sont codés sur 16 bits (soit 65536 niveaux différents possibles) et que le son est stéréo soit pour un échantillon donné, la nécessité de stocker les voies droite et gauche.
Avec ce standard, combien de place prend une minute de musique ? On a 44100 échantillons en 1 seconde (44,1 kHz). Chaque échantillon est codé sur 16 bits soit 2 octets et le son est stéréo. On a donc ((44100*2)*2*60) octets pour une minute de musique stéréo soit 10,584x10 6 octets! Il faut environ 10 Mo pour stocker une minute de musique. On voit qu'un signal audio stocké sur un support numérique prend beaucoup de place d'où l'idée de chercher à le compresser et l'apparition de la norme MP3.

Le MP3 est une technique de compression des formats numériques audio. Le brevet en a été déposé par l'institut allemand de recherche Fraunhofer. Au départ, les chercheurs de cet institut travaillaient sur la compression de séquences vidéo en vue de la diffusion de la TV numérique. Le projet Eureka EU147 en 1987 a commencé à bien faire bouger les choses. Les chercheurs de l'institut Fraunhofer ont travaillé, dès le départ, en accord avec les normes établies par le MPEG (Moving Pictures Experts Group), un groupe d'experts au sein de l'ISO définissant le standard international pour la compression vidéo. La 1 ère norme à voir le jour fut la norme MPEG-1 Layer 1. La 3 ème version de cette technique est la MPEG-1 Layer 3 dont la variante spécifiquement audio est la MPEG-1 Audio Layer 3. Ce format a été standardisé par l'ISO fin 1992. En novembre 1996, un brevet est déposé aux USA. Quand il a fallu donner une extension aux fichiers audio enregistrés à l'aide de ce format (comme un fichier Word a l'extension .doc), on a choisi .mp3. Depuis cette dénomination est communément adoptée : on parle d'un MP3 pour un fichier audio numérique comprimé à l'aide du format MPEG-1 Audio Layer 3.

L'institut allemand Fraunhofer détient 10 de 18 brevets MP3, Thomson Multimedia détient les 8 autres et gère les licences.

Evidemment, plus on compresse et moins la qualité audio est bonne. Il faut faire un compromis taille du fichier/qualité audio. Ce compromis peut être dicté par vos exigences mais aussi par l'utilisation que vous voulez faire de vos fichiers MP3. En effet, vous pouvez être peu exigeant si vos MP3 sont destinés à votre baladeur et être très exigeant pour une écoute sur chaîne Hifi ! Le tableau ci-dessous vous aidera peut-être à faire un choix.

Précisons qu'un signal compressé avec un bitrate de 64 kbits/s a une bande passante de 11 kHz (toutes les fréquences situées entre 11 et 20 kHz sont supprimées !). Pour obtenir un tel taux de compression, outre la suppression des fréquences, on a également transformé les HF en signal mono au lieu de leur conserver leur caractère stéréo. Le son MP3 des fichiers compressés avec un bitrate de 64kbits/s n'a plus rien à voir avec l'original d'où notre conseil de n'utiliser un tel bitrate que pour une écoute sur baladeur et encore.

Un bon compromis consiste à utiliser un bitrate de 128 kbits/s.

On peut encore ajouter qu'il faut aussi faire attention à la technologie de compression utilisée par l'encodeur. Il existe en effet trois grandes familles d'encodeurs qui se distinguent par leurs algorithme de codage. Il y a les encodeurs développés par l'institut Fraunhofer, les encodeurs à base de routines développées par Xing Technologie et ceux à base de routines ISO. Grossièrement, on peut dire que Fraunhofer privilégie la qualité du signal compressé tandis que Xing privilégie la rapidité de ses algorithmes. Pour les autre cela dépend des créateurs. En résumé, disons que si vous désirez des fichiers MP3 d'une bonne qualité musicale écoutables partout même sur votre chaîne Hifi, utilisez un bitrate de 128kbits/s si vous avez un encodeur Fraunhofer ou à base de routines ISO ou un bitrate de 192kbits/s si vous utilisez un encodeur Xing.


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Le format WMA
Compte tenu des contraintes théoriques de restitution d'un signal analogique de bonne qualité (pour l'oreille humaine) à partir d'un signal échantillonné (théorème de Shannon), on a imposé aux CD audio un format de stockage du son ayant les données suivantes :

* Fréquence d'échantillonnage = 44,1 kHz
* Données codées sur 16 bits
* Son stéréo

Ceci signifie que les échantillons prélevés sur le morceau de musique à numériser sont prélevés à la cadence de 44,1 kHz, qu'ils sont codés sur 16 bits (soit 65536 niveaux différents possibles) et que le son est stéréo soit pour un échantillon donné, la nécessité de stocker les voies droite et gauche.
Avec ce standard, combien de place prend une minute de musique ? On a 44100 échantillons en 1 seconde (44,1 kHz). Chaque échantillon est codé sur 16 bits soit 2 octets et le son est stéréo. On a donc ((44100*2)*2*60) octets pour une minute de musique stéréo soit 10,584x10 6 octets! Il faut environ 10 Mo pour stocker une minute de musique. On voit qu'un signal audio stocké sur un support numérique prend beaucoup de place d'où l'idée de chercher à le compresser et l'apparition de différents standards de compression dont le format WMA.

Le WMA est une technique de compression des formats numériques audio. Le brevet en a été déposé par Microsoft en 1999. Face au succès du MP3 et l'engouement des internautes pour ce format, Microsoft se devait de réagir. Ainsi est né le Windows Media Audio codec.

Le WMA exploite en 1 er lieu les propriétés de l'oreille pour réduire la taille d'un morceau, puis on traite l'aspect stéréo et enfin on applique des codages en terminant par le codage de Huffman. L'utilisation de toutes les possibilités de réduction évoquées dépend de la place que l'on souhaite accorder à 1 mn de son compressé et donc du taux de compression que l'on va devoir appliquer. Pour l'encodage de fichiers son en WMA on parle plutôt en terme de bitrate que de taux de compression. Le bitrate est le nombre de bits que l'on autorise pour coder 1 seconde. On aura donc la relation suivante : plus on veut compresser un morceau (pour qu'il prenne le moins de place possible) plus le bitrate à choisir devra être faible.

Les fichiers encodés à l'aide du codeur WMA portent l'extension .wma. Dans sa forme actuelle, le WMA encode des sons numériques provenant de signaux sonores analogiques échantillonnés à une fréquence pouvant aller de 8 kHz à 48 kHz, sur 8 ou 16 bits, en mono ou stéréo. L'encodage se fait à bitrate constant. Ce dernier peut se régler à n'importe quelle valeur comprise entre 5 kbits/s et 192 kbits/s. Microsoft revendique la qualité suivante : un morceau encodé à 192 kbits/s en WMA ne peut pas se distinguer de son homologue Wave issu d'un CD audio et une qualité audio dite proche du CD est atteinte pour 96 kbits/s. Ceci nous donne 720 kO (à 96 kbits/s) pour stocker 1 minute de son stéréo. A qualité audio identique, un fichier encodé en WMA (96 kbits/s) occupe donc 25% de place en moins qu'un fichier encodé en MP3 (128 kbits/s) . Cette amélioration a été rendue possible grâce aux progrès des chercheurs dans la compréhension de l'oreille humaine. En effet, rappelons que le standard MP3 date du début des années 1990 tandis que le WMA dans son standard actuel date de fin 2000.

Microsoft met gratuitement - sur son site - à disposition des utilisateurs l'encodeur WMA. Le player (Windows Media Player) est fourni automatiquement avec Windows depuis Windows 98 (mais plus pour très longtemps). Vous pouvez cependant vous procurer la dernière version sur le site Web de Microsoft. Les players Winamp, Sonique et MusicMatch Jukebox sont compatibles WMA. Par ailleurs, Microsoft gère les licences pour toute intégration d'un décodeur WMA dans du hardware (baladeur, platine de salon, lecteur de CD portable, téléphone, ...).


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Le format OGG Vorbis
Sous l'appellation Ogg se cache un certain nombre de projets liés au multimédia et au traitement du signal. La recherche engagée par ce groupe de projets touche à deux thèmes principaux : le codage audio et la vidéo. Ogg Vorbis s'intéresse au codage audio. C'est un codage avec perte comme le MP3 et le WMA . La spécificité de Ogg est que c'est un projet totalement Open Source et que le format Vorbis est sans brevet et complètement libre de droits.

Ogg est né en 1993 après que l'institut allemand Fraunhofer ait obtenu la standardisation ISO du MP3 (1992) et déposé son 1 er brevet, faisant ainsi du MP3 un format audio propriétaire. Le groupe de projets Ogg a alors développé un format audio compressé devant rivaliser en taille et qualité avec le MP3 mais gratuit. Les spécifications du format Vorbis sont dans le domaine public et toute personne désirant développer un encodeur pour compresser un fichier Wave au format Vorbis est libre de le faire sans devoir rien à quiconque.

Le format Ogg Vorbis délivre des fichiers audio dont l'extension est .ogg. Les techniques de compression du signal audio sont un peu différentes de celles employées par les formats MP3 et WMA. Evidemment, on exploite toujours les caractéristiques de l'oreille humaine pour augmenter le taux de compression (voir les explications de notre dossier MP3). La grande différence se situe dans l'organisation de la compression et dans le codage en lui-même.

Un encodeur Ogg Vorbis procède en trois phases distinctes pour fournir le fichier Ogg. Celles-ci sont :

* l'analyse
* le codage
* le streaming

L'analyse consiste en deux étapes. Les données audio sont d'abord séparées en petits segments contigus puis ces segments sont traités séparément : ils sont transformés en une représentation plus propice au codage. La phase de codage consiste en deux étapes également. Les segments transformés précédemment sont analysés à l'aide d'un modèle probabiliste (codage de Huffman par exemple) et codés en un nombre de bits le plus faible possible. Les mots ainsi obtenus étant de longueur différente (on rappelle qu'un codage de Huffman produit le mot le plus court pour l'occurrence la plus fréquente), l'étape de "bitpacking" les arrange en séquences d'octets sans perdre de place. L'ensemble des octets nécessaires au codage d'un segment (obtenu à la 1ère étape) est un "Vorbis packet". Enfin, la troisième phase - le streaming - assemble les "Vorbis packets" en un flux de données appelé un "Ogg bitstream". Une table de correspondance entre la structure logique des "Ogg bitstreams" et leurs combinaisons en un flux physique de données est établie. Celle-ci doit permettre au player ou au décodeur de retrouver comment assembler les "Ogg bitstreams" entre eux pour délivrer un signal audio image de l'original.

Le format Ogg Vorbis est particulièrement bien adapté à la diffusion de musique en streaming de par sa structure intrinsèque. Dans sa forme actuelle, Ogg encode des sons numériques provenant de signaux sonores analogiques échantillonnés à une fréquence pouvant aller de 8 kHz à 48 kHz, sur 16 bits ou plus et en polyphonie. Ainsi, le son Surround (bande son sur les DVD vidéo) peut être compressé en Ogg sans perdre ses caractéristiques multi-voies alors qu'en MP3 ou WMA, il est obligatoirement ramené à de la stéréo. L'encodage Ogg se fait à bitrate constant ou variable. Dans le cas d'un bitrate constant, ce dernier peut se régler à une valeur comprise entre 16 kbits/s et 128 kbits/s. Théoriquement, l'encodeur actuel supporte un bitrate pouvant aller jusqu'à 512 kbits/s. Les versions futures offriront un bitrate pouvant descendre en dessous de 16 kbits/s.

Dans la page d'accueil consacrée à Vorbis, le site xiph.org (xiphophorus company est le nom du groupe de projets Ogg) revendique une qualité compétitive avec celle du format AAC (standard MPEG-2 et MPEG-4) et supérieure à celle des formats MP3, WMA et VQF. Des essais réalisés sur différents morceaux (aussi bien en musique classique qu'en pop) par des personnes ne défendant pas plus tel format que tel autre confirment ces dires. Enfin, le format Ogg, est 100% "backwards" compatible. Cela signifie qu'un fichier encodé en Ogg Vorbis avec l'encodeur actuel est lisible avec un ancien player Ogg sans dégradation de la qualité sonore.


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Conclusion
Sous l'appellation Ogg se cache un certain nombre de projets liés au multimédia et au traitement du signal. La recherche engagée par ce groupe de projets touche à deux thèmes principaux : le codage audio et la vidéo.

Tableau récapitulatif
Format/Débit qualité CD/Poids pour 1 Minute d'audio/
Poids d'une chanson de 4 minutes/Polyphonie/Gratuit
MP3 192 Kbps 1,4 Mo 5,6 Mo Stéréo Oui
MP3 Pro 96 Kbps 720 Ko 2,8 Mo Stéréo Non
WMA 128 Kbps 1 Mo 4 Mo Stéréo Oui
OGG 128 Kbps 1 Mo 4 Mo 255 canaux Oui

OGG Vorbis
L' OGG prouve ici sa supériorité à tout niveau et a toute les chances de devenir un standart à cours terme. Son principal défault est qu'il n'est pas encore disponible dans tous les lecteurs mp3... Il fait mieux que les codecs propriétaires et est donc partiellement boycotté par les sociétés ayant des intérêts dans la vente des codecs (le mp3 comme le wma n'est gratuit qu'à l'écoute mais est payant si vous désirez en faire une utilisation commerciale). Comme il n'est pas très répendu vous serez obligé d'encoder en OGG avant son utilisation sur un baladeur MP3 si vous souhaitez profiter de celui ci.

MP3
Le MP3 bien qu'étant le plus répendu semble au vu de ses résultats un codec dépassé... Il arrive en dernière place des codecs testés, et ne garde du succès que grâce à son renom et aux habitudes des surfeurs. Sa très grande compatibilité est son point fort. Il reste malgré tout un format de qualité pour une utilisation sur baladeur.

MP3 Pro
Le MP3pro malgré les promesses de Thomson ne réalise pas de bons résultats. La qualité du son est quant à elle irréprochable mais pour pouvoir encoder dans ce format il f'aut s'acquiter d'une licence. Le prix en gaut il la chandelle ? Pas vraiment pour une utilisation sur baladeur MP3.

WMA
Le WMA s'en sort plutôt bien, il est bien meilleur que les mp3 mais ne tient pas la route contre l'OGG. Son point fort est sa grande compatibilité avec les lecteurs mp3. Il permet le streaming. Ce format est en plus assez répendu dans sa version DRM sur les sites de vente de musique en ligne comme Virgin, ...



Avec tout ces codecs, vous n'avez que l'embarras du choix ! Vous trouverez dans notre gamme de produits des lecteurs compatibles avec ces 3 formats, vous n'avez donc plus qu'à faire votre choix entre ces 4 codecs audio numérique.

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MessagePosté le: 17/01/2006 11:22:47 Back to top

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