Tout savoir sur la norme Hi-Res Audio

Tout savoir sur la norme Hi-Res Audio

La norme Hi-Res Audio adoptée par de nombreux fabricants, Sony en tête, ambitionne de nous faire redécouvrir nos musiques favorites au format numérique avec une qualité audio bien supérieure à celle du CD audio et du MP3.

Sony STR-DN860

Définition de la norme Hi-Res Audio

Les termes de la norme Hi-Res Audio ont été établis par la Japan Audio Society (JAS) et concernent à la fois les appareils analogiques et les appareils numériques. Ils définissent les performances minimales dont ces appareils doivent faire preuve pour enregistrer ou reproduire des fichiers audio haute résolution. Retrouvez tous les produits certifiés Hi-Res Audio.

Analogique

  • Microphone (réponse dans les hautes fréquences) : 40 kHz ou plus
  • Amplification (réponse dans les hautes fréquences) : 40 kHz ou plus
  • Enceinte / casque (réponse dans les hautes fréquences) : 40 kHz ou plus

Numérique

  • Formats d’enregistrement : fichiers FLAC, WAV 96 kHz / 24 bits ou plus
    Interfaces entrée/sortie : 96 kHz / 24 bits ou plus
  • Formats lisibles : fichiers FLAC / WAV 96 kHz / 24 bits ou plus
    Pour les appareils d’enregistrement à disque dur, soit FLAC soit WAV
  • Traitement du signal : 96 kHz / 24 bits ou plus
    Conversion N/A : 96 kHz / 24 bits ou plus

Quel est l'intérêt du Hi-Res Audio ?

La norme Hi-Res Audio définit un ensemble de critères visant à établir un niveau de qualité de reproduction numérique audio haute fidélité supérieur à ce que peut fournir le standard actuel, à savoir le CD audio, tout en offrant la souplesse d'utilisation de la musique dématérialisée. Même si de nombreux progrès ont été fait depuis la sortie des premières platines CD et des premiers disques compacts au début des années 80, le CD audio souffre de défauts qui expliquent pourquoi de nombreux audiophiles se tournent encore aujourd'hui vers le vinyle, plébiscité pour son écoute plus naturelle et plus dynamique.

Les reproches adressés au CD Audio - dureté, froideur, manque de naturel - sont imputables à la qualité de l'échantillonnage (16 bits / 44,1 kHz) opéré lors de la numérisation du signal analogique. La réponse en fréquence exploitable après décodage n'est égale qu'à la moitié des échantillons, soit 22 050 Hz. Au-delà sont codées des informations numériques non pertinentes qui sont masquées par des filtres à pente très raide agissant immédiatement après 20 000 Hz. Conséquence : les fréquences harmoniques situées au-delà de 20 kHz, essentielles notamment pour la détermination du timbre, de la couleur du son, sont tout simplement détruites, au détriment de la musicalité.

Le boum de la numérisation MP3 au début des années 2000 n'a pas arrangé les choses. Si le codage des fichiers audio en MP3 à grandement facilité le partage de la musique, cela s'est fait au détriment de la qualité audio, la faute à une compression destructive qui élimine les informations musicales jugées peu audibles. Le format MP3 est ainsi bien loin des critères de la haute fidélité. Très souvent à l'écoute d'une musique encodée en MP3, on note de la dureté, un manque de détail et de subtilité, notamment dans le médium et les aigus, qui peuvent rapidement entraîner une fatigue auditive. Ce format présentait pourtant un atout majeur : il nécessitait très peu de mémoire pour stocker des heures de musiques.

Mais le développement de techniques de compression audio sans perte (lossless) et la possibilité de stocker de grandes quantité de données à moindre coût (baisse du prix de la mémoire de stockage) rendent maintenant possible l'encodage de fichiers audio sans aucune perte de qualité (format FLAC ou ALAC) et l'utilisation de formats audio non compressés, comme le DSD, pour profiter d'une qualité audio "studio master". Techniquement et qualitativement dépassés, le CD audio et le MP3 ont vécu et doivent maintenant céder la place à des formats audio numériques bien plus convaincants.

Qu'est-ce qu'un fichier Hi-Res Audio ?

L'atout majeur de la norme Hi-Res Audio, c'est de permettre à l'auditeur de retrouver une qualité de son véritablement haute fidélité avec des fichiers audio numériques encodés dans une résolution minimale de 24 bits / 96 kHz.

Pour comprendre l'intérêt de l'encodage audio haute résolution par rapport au CD audio, il peut être utile de rappeler le principe de la numérisation de la musique. Un flux audio analogique original (le son d'un instrument de musique ou le chant d'un artiste) peut être représenté sous la forme d'une onde sonore dont l'amplitude fluctue dans le temps avec un nombre de gradations infini entre son niveau le plus faible et son niveau le plus élevé. Pour le numériser, on prélève un échantillon de ce signal un certain nombre de fois par seconde. Deux notions entrent donc en ligne de compte lorsqu'il s'agit de numérisation audio : le débit binaire de quantification et la fréquence d'échantillonnage.

La quantification, exprimée en bits, désigne le nombre de valeurs différentes possibles pour l'échantillon prélevé, autrement dit la précision de la mesure de l'échantillon à l'instant T. Le bit (élément binaire) ne peut prendre que 2 valeurs : 0 ou 1. Avec une quantification sur 8 bits, chaque échantillon s'exprime donc par une série de 8 éléments pouvant prendre chacun la valeur 0 ou 1, par exemple "00110101". La quantification sur 8 bits offre 256 valeurs possibles pour exprimer le signal originel. Si on double la quantification pour passer à 16 bits, on obtient 65 536 valeurs possibles, et l'on passe à 16 777 216 valeurs possibles avec une quantification sur 24 bits. L'augmentation de la quantification permet donc d'améliorer considérablement la précision de l'encodage.

La fréquence d'échantillonnage, exprimée en hertz, indique le nombre de fois où un échantillon est prélevé chaque seconde. Plus elle est élevée, plus grand est le nombre d'échantillons prélevés chaque seconde sur le signal analogique original. Les variations du signal analogique original sont donc reproduites de manières plus précise lorsque la fréquence d'échantillonnage est plus élevée.

Si le CD audio se contentait d'un encodage 16 bits à une fréquence de 44.1 kHz, les fichiers Hi-Res Audio bénéficient au minimum d'un encodage sur 24 bits à une fréquence égale ou supérieure à 96 kHz.

Cas particulier : le DSD
Utilisé pour le SACD (Super Audio CD), le format DSD utilise une méthode de conversion numérique spécifique basée sur la technologie Delta-Sigma. L'échantillonnage est 64 fois plus fréquent que pour le CD-Audio puisqu'il est opéré 2,8 millions de fois par seconde, mais le codage de chaque échantillon est réalisé sur 1 bit seulement. La musique numérisée selon ce procédé présente un naturel tout à fait exceptionnel. Un flux stéréo au format DSD peut offrir une réponse en fréquence jusqu'à 50 kHz et un rapport signal/bruit dépassant les 120 dB.

En augmentant le débit de quantification et/ou la fréquence d'échantillonnage lors du processus de numérisation de la musique, on obtient donc un signal numérique bien plus proche du signal analogique original. La musique reproduite au format Hi-Res Audio est plus fidèle à l'enregistrement, avec plus de nuances et plus de détails.

Différents encodages, différents degrés de qualités...

Flux audio analogique

Flux analogique original

Flux audio de qualité CD

Flux numérisé
PCM CD 16/44

Flux PCM 24/96

Flux numérisé
PCM HD 24/96

Flux audio DSD 2,8 MHz

Flux numérisé
DSD 2,8 MHz

Comment profiter des musiques Hi-Res Audio ?

En premier lieu, il vous faut des fichiers audio de vos musiques préférées en haute résolution. Les formats audio haute résolution les plus courants sont le DSD (DFF et DSF), le WAV, l'AIFF, le FLAC et le ALAC. De tels fichiers peuvent être achetés sur des sites de musique en ligne comme Qobuz (site français), HDtracks (site américain), HighResAudio (site allemand), HDMusicStore (site italien), Bleep (site anglais), Linnrecords (site écossais), 2L (site norvégien), 7digital (site anglais) etc.

Le FLAC (Free Lossless Audio Codec) est le format qui a le vent en poupe : open source et libre de droit, son utilisation est totalement gratuite. De nombreux baladeurs audiophiles, lecteurs multimédia, amplificateurs home-cinéma, chaînes Hi-Fi réseau... le supportent nativement. Compatible avec la très hautes définitions (jusqu'à 32 bits et 655 kHz), il est fréquemment utilisé pour la distribution des fichiers musicaux de qualité Studio (24/192) sur de très nombreux sites de musique en ligne. Son décodage nécessite peu de ressources matérielles et chaque fichier FLAC peut contenir une balise (un Tag) contenant des informations sur la musique : illustration de l'album, artiste, numéro de piste, etc.
C'est clairement le format à privilégier, sauf pour les utilisateurs d'iTunes et les propriétaires d'appareils mobiles Apple, qui devront se tourner vers le format ALAC (Apple Lossless Audio Codec) développé par Apple, ou utiliser une application de lecture tierce pour en tirer parti.

Pour profiter pleinement de la richesse des enregistrements audio haute résolution et retrouver à l'écoute tous les détails dans la reproduction des instruments et toutes les nuances dans les inflexions de voix des artistes, il faut un équipement audio adapté, que ce soit pour une écoute nomade au casque ou pour profiter de l'audio HD dans son salon. À défaut, vous ne profiterez pas pleinement de cette expérience d'écoute, un peu comme si vous achetiez un lecteur Blu-ray haut de gamme pour le brancher sur un téléviseur à tube cathodique...

Pioneer U-05

Précurseur en la matière, Sony fut le premier à proposer des produits certifiés Hi-Res Audio. D'autres fabricants lui ont emboîté le pas, tels Audio-Technica, Pioneer ou encore Onkyo, proposant amplis, DAC, lecteurs audio nomades, lecteurs réseau ou casques labellisés Hi-Res Audio.

En l'absence de logo Hi-Res Audio, notamment avec les enceintes compactes et les enceintes colonne, un coup d’œil aux spécifications techniques pour repérer la réponse en fréquence donne un indice : si l'enceinte est capable de "monter" jusqu'à 40 kHz ou plus, elle pourra, en association avec un ampli et un lecteur audio ou un DAC Hi-Res Audio, reproduire les fichiers audio HD avec beaucoup de précision, en préservant les plus hautes fréquences harmoniques.


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