Loudness war, la limite du 0dB en numérique or Analogique meilleur que le numérique?

[jeanfrancoisW]

Bonjour,
Lorsque l'on compare différentes éditions d'un même album, on constate régulièrement que les versions numériques sont impactées par la Loudness War, c'est-à-dire par l'utilisation d'un limiteur de type Brickwall pour augmenter le niveau sonore moyen tout en réduisant les pics, ou moins proprement avec de l'écrêtage. Ceci est dû au fait que l'on ne peut pas aller au-delà de 0 dB en numérique !
Aujourd'hui, je vous propose de mesurer l'impact de l'écrêtage et de la limitation et de comparer cet impact avec ce que l'on peut obtenir avec des formats analogiques.
Pour mesurer cet impact, nous allons utiliser un signal de référence à 1 kHz.
   
La distorsion de 0% à 0 dB, la distorsion proviendra du DAC. Avec l'avantage que la copie numérique n'introduit pas de distorsion!
 
Pour mettre en œuvre l'écrêtage, nous ajoutons 3 dB au signal.
     

Nous observons alors que la distorsion est maintenant présente avec un taux de plus de 9% pour une augmentation de 2 dB
   
 
Nous testons la limitation avec un limiteur Brickwall, nous ajoutons 3 dB :
   
 
Nous observons alors que la distorsion est également présente avec un taux de plus de 3% pour une augmentation de 3 dB avec le limiteur, donc moins important qu'avec le clipping.
   


Il est intéressant de comparer ces taux avec des sources analogiques comme le vinyle :
   
Distorsion de plus de 1% à 0 dB
 
Ou la cassette :
   
Distorsion de 1.6% à 0 dB.
 
En conclusion, le numérique est effectivement très bon en terme de fidélité du signal (je ne parle pas de l'écoute) et supérieur aux formats analogiques, mais, à une seule condition, c'est de ne pas chercher à avoir d'écrêtage ou la limitation de dynamique de la Loudness War, auquel cas, l'analogique peut avoir moins de distorsion !
 
Pour plus d'informations et de comparaison, vous pouvez trouver plus de courbes et la comparaison avec les magnétos à bande ici.

[begwanch]

Bonjour,
Lorsque l'on compare différentes éditions d'un même album, on constate régulièrement que les versions numériques sont impactées par la Loudness War, c'est-à-dire par l'utilisation d'un limiteur de type Brickwall pour augmenter le niveau sonore moyen tout en réduisant les pics, ou moins proprement avec de l'écrêtage. Ceci est dû au fait que l'on ne peut pas aller au-delà de 0 dB en numérique !
Aujourd'hui, je vous propose de mesurer l'impact de l'écrêtage et de la limitation et de comparer cet impact avec ce que l'on peut obtenir avec des formats analogiques.
Pour mesurer cet impact, nous allons utiliser un signal de référence à 1 kHz.

La distorsion de 0% à 0 dB, la distorsion proviendra du DAC. Avec l'avantage que la copie numérique n'introduit pas de distorsion!
 
Pour mettre en œuvre l'écrêtage, nous ajoutons 3 dB au signal.
 

Nous observons alors que la distorsion est maintenant présente avec un taux de plus de 9% pour une augmentation de 2 dB

 
Nous testons la limitation avec un limiteur Brickwall, nous ajoutons 3 dB :

 
Nous observons alors que la distorsion est également présente avec un taux de plus de 3% pour une augmentation de 3 dB avec le limiteur, donc moins important qu'avec le clipping.



Il est intéressant de comparer ces taux avec des sources analogiques comme le vinyle :

Distorsion de plus de 1% à 0 dB
 
Ou la cassette :

Distorsion de 1.6% à 0 dB.
 
En conclusion, le numérique est effectivement très bon en terme de fidélité du signal (je ne parle pas de l'écoute) et supérieur aux formats analogiques, mais, à une seule condition, c'est de ne pas chercher à avoir d'écrêtage ou la limitation de dynamique de la Loudness War, auquel cas, l'analogique peut avoir moins de distorsion !
 
Pour plus d'informations et de comparaison, vous pouvez trouver plus de courbes et la comparaison avec les magnétos à bande ici.

Bravo, très intéressant et bien illustré.
Cela fait penser que cette manière graphique bien claire d’aborder le clipping, devrait permettre de montrer comment, sur des signaux musicaux à forte dynamique et riche en harmoniques, le fait d’appliquer des taux de compression importants (comme souvent le cas sur la pop music pour faire simple), dégrade la perception du timbre, en modifiant les rapports d’amplitude entre fondamentaux et harmoniques, ainsi qu’entre les harmoniques.
Cordialement,
Christian

[xnwrx]

Bonjour JF,
La conclusion n'est pas tout à fait exacte car tu oublies ce qui est la cause de la distorsion harmonique. La distorsion harmonique est la conséquence de la non-linéarité en amplitude d'un système. Si un système est linéaire en amplitude, c'est à dire que pour un signal à l'entrée de niveau "x" tu obtiens un niveau de sortie "a.x", c'est à dire un gain constant "a", alors la distorsion harmonique est nécessairement nulle.
Le numérique est nécessairement linéaire par nature, donc n'apporte aucune distorsion harmonique, dans la plage [0 ; max]. A l'inverse les supports analogiques ne savent pas être purement linéaire en amplitude. La fonction de transfert en amplitude n'est pas une constante. Par contre la saturation proche des limites se fait plus en douceur qu'avec le numérique qui lui est ON/OFF.
Pour voir la distorsion harmonique sous un autre angle, il suffit de se souvenir que la notion d'harmoniques ne peut être liée qu'à une fréquence pure fondamentale (un sinus). Les harmoniques sont les fréquences multiples entières de ce fondamental. Tout signal périodique dispose d'un spectre échantillonné à la fréquence du fondamental. Le sinus est un signal périodique et n'a dans son spectre qu'une unique raie à sa fréquence fondamentale. Or appliquer un gain non constant à un sinus, voire le saturer, ne modifie pas sa fréquence fondamentale mais ne fait que créer des harmoniques, effet de cette non linéarité en amplitude.

[Patrick]

Je cite,
« En conclusion, le numérique est effectivement très bon en terme de fidélité du signal (je ne parle pas de l'écoute) et supérieur aux formats analogiques, mais, à une seule condition, c'est de ne pas chercher à avoir d'écrêtage ou la limitation de dynamique de la Loudness War, auquel cas, l'analogique peut avoir moins de distorsion ! »

Très bonne analyse Jean-farançois!
Alors pourquoi on nous vend des fichiers « Bridés « 
C’est très c..!

[jeanfrancoisW]

Bonjour JF,
La conclusion n'est pas tout à fait exacte car tu oublies ce qui est la cause de la distorsion harmonique. La distorsion harmonique est la conséquence de la non-linéarité en amplitude d'un système. Si un système est linéaire en amplitude, c'est à dire que pour un signal à l'entrée de niveau "x" tu obtiens un niveau de sortie "a.x", c'est à dire un gain constant "a", alors la distorsion harmonique est nécessairement nulle.
Le numérique est nécessairement linéaire par nature, donc n'apporte aucune distorsion harmonique, dans la plage [0 ; max]. A l'inverse les supports analogiques ne savent pas être purement linéaire en amplitude. La fonction de transfert en amplitude n'est pas une constante. Par contre la saturation proche des limites se fait plus en douceur qu'avec le numérique qui lui est ON/OFF.
Pour voir la distorsion harmonique sous un autre angle, il suffit de se souvenir que la notion d'harmoniques ne peut être liée qu'à une fréquence pure fondamentale (un sinus). Les harmoniques sont les fréquences multiples entières de ce fondamental. Tout signal périodique dispose d'un spectre échantillonné à la fréquence du fondamental. Le sinus est un signal périodique et n'a dans son spectre qu'une unique raie à sa fréquence fondamentale. Or appliquer un gain non constant à un sinus, voire le saturer, ne modifie pas sa fréquence fondamentale mais ne fait que créer des harmoniques, effet de cette non linéarité en amplitude.

Bonjour,

La distorsion harmonique est la conséquence de la non-linéarité en amplitude d'un système, c'est effectivement ce qui se passe dans le cas du clipping ou du limiteur, le comportement n'est plus linéaire en amplitude. Dans ces cas, il y a des harmoniques qui sont produites générant cette distorsion comme le montre les courbes, car on pousse le numérique au delà de son fonctionnement nominal.

---

Je cite,
« En conclusion, le numérique est effectivement très bon en terme de fidélité du signal (je ne parle pas de l'écoute) et supérieur aux formats analogiques, mais, à une seule condition, c'est de ne pas chercher à avoir d'écrêtage ou la limitation de dynamique de la Loudness War, auquel cas, l'analogique peut avoir moins de distorsion ! »

Très bonne analyse Jean-farançois!
Alors pourquoi on nous vend des fichiers « Bridés « 
C’est très c..!

Merci Patrick,

On nous vend ces fichiers "Bridés" car la demande est d'avoir des fichiers qui sonnent "fort", revenir en arrière n'est pas simple, car il faut accepter de sonner moins fort que les autres.
La normalisation des niveaux proposée par les services de streaming aurait dû résoudre ce problème, mais ça n'a pas eu l'impact espéré sur les versions stéréos.

[raoul]

...
Le numérique est nécessairement linéaire par nature, donc n'apporte aucune distorsion harmonique, dans la plage [0 ; max]. A l'inverse les supports analogiques ne savent pas être purement linéaire en amplitude. La fonction de transfert en amplitude n'est pas une constante. Par contre la saturation proche des limites se fait plus en douceur qu'avec le numérique qui lui est ON/OFF.
...

Bonjour Xavier,

Il en faudrait beaucoup plus pour que je cesse d'avoir aussi de l'analogique dans mon écoute.

(tu introduis un point annexe au sujet que je devrais m'abstenir de relever, mais ça me gratte de trop :o)

[begwanch]

Bonjour JF,
La conclusion n'est pas tout à fait exacte car tu oublies ce qui est la cause de la distorsion harmonique. La distorsion harmonique est la conséquence de la non-linéarité en amplitude d'un système. Si un système est linéaire en amplitude, c'est à dire que pour un signal à l'entrée de niveau "x" tu obtiens un niveau de sortie "a.x", c'est à dire un gain constant "a", alors la distorsion harmonique est nécessairement nulle.
Le numérique est nécessairement linéaire par nature, donc n'apporte aucune distorsion harmonique, dans la plage [0 ; max]. A l'inverse les supports analogiques ne savent pas être purement linéaire en amplitude. La fonction de transfert en amplitude n'est pas une constante. Par contre la saturation proche des limites se fait plus en douceur qu'avec le numérique qui lui est ON/OFF.
Pour voir la distorsion harmonique sous un autre angle, il suffit de se souvenir que la notion d'harmoniques ne peut être liée qu'à une fréquence pure fondamentale (un sinus). Les harmoniques sont les fréquences multiples entières de ce fondamental. Tout signal périodique dispose d'un spectre échantillonné à la fréquence du fondamental. Le sinus est un signal périodique et n'a dans son spectre qu'une unique raie à sa fréquence fondamentale. Or appliquer un gain non constant à un sinus, voire le saturer, ne modifie pas sa fréquence fondamentale mais ne fait que créer des harmoniques, effet de cette non linéarité en amplitude.

Bonjour,

La distorsion harmonique est la conséquence de la non-linéarité en amplitude d'un système, c'est effectivement ce qui se passe dans le cas du clipping ou du limiteur, le comportement n'est plus linéaire en amplitude. Dans ces cas, il y a des harmoniques qui sont produites générant cette distorsion comme le montre les courbes, car on pousse le numérique au delà de son fonctionnement nominal.

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Je cite,
« En conclusion, le numérique est effectivement très bon en terme de fidélité du signal (je ne parle pas de l'écoute) et supérieur aux formats analogiques, mais, à une seule condition, c'est de ne pas chercher à avoir d'écrêtage ou la limitation de dynamique de la Loudness War, auquel cas, l'analogique peut avoir moins de distorsion ! »

Très bonne analyse Jean-farançois!
Alors pourquoi on nous vend des fichiers « Bridés « 
C’est très c..!

Merci Patrick,

On nous vend ces fichiers "Bridés" car la demande est d'avoir des fichiers qui sonnent "fort", revenir en arrière n'est pas simple, car il faut accepter de sonner moins fort que les autres.
La normalisation des niveaux proposée par les services de streaming aurait dû résoudre ce problème, mais ça n'a pas eu l'impact espéré sur les versions stéréos.

Oui, et d’ailleurs est-ce vraiment la demande ? Ou plutôt une conséquence ni naturelle ni souhaitable des conditions d’écoute dégradées (bruits ambiants, petits HP de qualité et dynamique limitée), forcée dans les esprits par de mauvaises habitudes de compression, de zapping, de sons artificiels déformant la réalité pour la rendre aguicheuse mais sans nuances ?
Cordialement,
Christian

[raoul]

...

Oui, et d’ailleurs est-ce vraiment la demande ? Ou plutôt une conséquence ni naturelle ni souhaitable des conditions d’écoute dégradées (bruits ambiants, petits HP de qualité et dynamique limitée), forcée dans les esprits par de mauvaises habitudes de compression, de zapping, de sons artificiels déformant la réalité pour la rendre aguicheuse mais sans nuances ?
Cordialement,
Christian

Bonjour Christian,

La demande de qui ?
L'auditeur final n'a pas voix au chapitre. Par contre, les commerçants qui sont en travers du chemin sont en concurrence féroce. Je l'ai illustré ici :
https://forums.melaudia.net/showthread.php?tid=9661&pid

a+mitiés raoul

[jys]

Bonjour,
à la demande de qui ?

c'est comme pour la malbouffe imposée par la distribution qu'on peut/doit éviter et combattre, ce qui est possible:
un cochon qui mange des châtaignes et dort à la belle étoile est plus savoureux qu'un porc d'élevage...ce qui a un prix, plus élevé mais justifié !

Pour la Zik et les médias, c'est pareil, le "contenu" a d'autant plus de valeur que les critères de qualité de production sont respectés. Comme une AOC

Jean-Yves

[Julien]

Salut

Et oui.
D'ailleurs certains s'en préoccupe, jusqu'à la plus grande ''maniaquerie'' : https://forums.melaudia.net/showthread.p...#pid188934

Julien