Nerd-torial : Le dilemme du dithering – pourquoi notre oreille bat parfois la théorie

Bienvenue à nouveau, chers nerds de l’audio ! Dans le dernier Nerd-torial, nous vous avons présenté notre processus d’enregistrement vinyle de haute précision, de l’enregistrement integer 32 bits avec le RME ADI-2 Pro FS au traitement interne float 64 bits dans Sound Forge Pro 15. Nous avons appris pourquoi cette extrême précision de calcul est cruciale pour préserver « l’aura » de nos vinyles sans perte.

Mais à la fin de chaque processus de mastering, il y a une décision délicate à prendre : réduire la profondeur de bit pour l’exportation. C’est là qu’intervient le dithering, une technique qui peut sembler contradictoire, mais qui est essentielle pour la qualité du son. Et comme nous l’avons découvert à Mother Earth Radio, elle fonctionne parfois même différemment de ce que la théorie prévoit.

Dithering : le petit bruit qui fait les grandes différences

Rappelez-vous : nos données audio sont traitées en interne avec un incroyable point flottant de 64 bits. Il s’agit d’une plage dynamique bien supérieure à tout ce que l’oreille humaine ou même la meilleure technologie de studio peut capter. Si nous réduisons maintenant ces données à 24 bits (la norme pour le FLAC Hi-Res) pour l’exportation, des erreurs de quantification apparaissent mathématiquement. Ces erreurs ne sont pas des différences d’arrondi anodines ; elles se manifestent sous la forme de distorsions dures, non musicales, qui peuvent ressembler à des « gazouillis » ou à des « arrachements » numériques, en particulier dans les passages à faible volume.

Le dithering est la solution : nous ajoutons un minuscule bruit aléatoire au signal. Ce bruit est si faible qu’il est à peine audible. Mais il a un effet magique : il randomise les erreurs de quantification et les transforme en un bruit beaucoup plus agréable, à la sonorité analogique. Résultat : une image sonore plus claire, plus détaillée et plus naturelle, même lorsque nous réduisons la profondeur de bit.

Le duel de dithering : POWR 1 (standard) vs POWR 3 (noise shaping)

Il existe différentes méthodes de dithering. Pour Mother Earth Radio, nous avions le choix entre POWR 1 (un dithering standard sans noise shaping prononcé) et POWR 3 (avec noise shaping).

La théorie courante affirme souvent que le noise shaping (comme dans POWR 3) est avantageux. Pourquoi ? Il déplace l’énergie du bruit de dithering des plages de fréquences auxquelles notre audition est la plus sensible (les médiums) vers les fréquences plus élevées et moins sensibles. Le bruit global a même tendance à être plus élevé – mais il est concentré là où nous sommes censés le percevoir le moins. Pour la musique classique en particulier, avec ses passages extrêmement faibles, cette méthode a souvent été promue comme étant la méthode supérieure permettant de conserver les détails les plus fins dans les médiums sans bruit.

Le choc de la pratique : John Mayer et la guitare acoustique

Ce que nous avons entendu, c’est une « netteté » indésirable dans les aigus de la guitare et sur les voix concises lorsque le Noise Shaping (POWR 3) a été appliqué. Avec POWR 1, l’original sonnait beaucoup plus proche du fichier WAV maître. La théorie selon laquelle il est possible de « cacher » le bruit dans les hautes fréquences a trouvé ici ses limites.

Pourquoi notre oreille bat parfois la théorie : Le facteur Hi-Res

Cette observation soulève des questions importantes et confirme notre scepticisme à l’égard des affirmations générales dans le monde de l’audio :

1. L’audition humaine est plus complexe : penser qu’au-delà de 20 kHz « on n’entend plus rien » ou « on peut en faire ce que l’on veut » est trop simpliste. Même si nous ne percevons pas les fréquences supérieures à 20 kHz comme des hauteurs de son, elles peuvent affecter subtilement le timbre, la sensation d’espace, la précision des transitoires et le « naturel » global de l’image sonore. Une concentration de bruit dans ces régions peut tout à fait se manifester par une dureté ou une acuité désagréable dans le spectre perçu.
2. Noise Shaping et audio Hi-Res : de nombreux algorithmes de noise shaping ont été développés et optimisés à une époque où 44,1 kHz et 48 kHz étaient la norme. Avec nos taux d’échantillonnage extrêmement élevés de 192 kHz (et plus dans le traitement), dans lesquels il existe une plage de fréquences beaucoup plus large au-delà de 20 kHz, les effets du bruit décalé peuvent être différents, et éventuellement négatifs. Il semble que les algorithmes produisent parfois des artefacts dans ces régions, que notre « humain tout entier » perçoit pourtant.

Conclusion de Mother Earth Radio Dithering