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1 - Informations sur le Son I. MODELISATION DES SONS : (fichier au format Wav) Pour numériser le son, on mesure à intervalles de temps réguliers (fréquence d'échantillonnage), les variations de l'onde sonore que l'on quantifie selon une certaine échelle de valeurs possibles (sur 8 bits = 255 valeurs possibles, sur 16 bits = valeurs possibles). Plus la fréquence d'échantillonage (de mesure) est élévée et plus l'échelle de quantification est grande, meilleure sera la modélisation. Dans le schéma ci-dessous, l'abscisse représente le temps à découper et l'ordonnée la grandeur physique à quantifier selon une échelle de valeurs. Bien sûr, le choix de la fréquence d'échantillonnage et la profondeur de la quantification ont une influence directe sur le volume des données numérisées et la fidélité de la numérisation : un équilibre est à trouver entre taille du fichier numérique et qualité du son. La carte son de l'ordinateur doit permettre des enregistrements sur 16bits à 44,1 khz et en stéréo (qualité CD audio), mais nous n'utiliserons guère cette qualité, car elle exige 10 Mo par minute. Tableau comparatif : taille des données / qualité numérisation Taille des fichiers pour 1 mn d'enregistrement (échantillonnage en PCM) 8000 Hz (voix) Hz (voix,mus.) 8 bits mono 8 bits Stéréo 16 bits mono 16 bits stéréo 7 kb/s 420 Ko 10 kb/s 600 Ko 15 kb/s 900 Ko 15 kb/s 900 Ko 31 kb/s 1860 Ko file:///l /principe.htm (1 sur 5)06/11/ :59:35

2 22050 Hz (musique) HZ (musique) En bleu, les échantillonages les plus usités (qualité moyenne, mais taille réduite) En rouge, l'échantillonage qualité CDAudio 172 kb/s Ko Les données audionumériques sont codées sans compressions au format PCM (Pulse Code Modulation). Les fichiers obtenus sont de type AIF (Macintosh) ou WAV sous Windows. Les formats WAV peuvent être compressés, format ADPCM par exemple, mais il faut vérifier que la carte et les pilotes supportent ce codage. II. STRUCTURE D'UN FICHIER WAV: (ici tada.wav) Comme pour toute modélisation (cf image BMP en 256 couleurs), le format de données obtenu comprend - des octets d'en-tête permettant une identification, 44 octets pour un fichier WAV - une structure les organisant, - le codage des données. Il s'agit d'un fichier RIFF (Resource Interchange File Format), formé de chunks, c'est-à-dire de blocs hiérarchisés : 1. chunk RIFF avec son étiquette CkId "RIFF" suivie de la taille du chunk chunk de format avecson étiquette CkId "fmt " suivie de la taille du chunk chunk de données avec son étiquette CkId"data" suivie de la taille du chunk file:///l /principe.htm (2 sur 5)06/11/ :59:35

3 Le chunk de format nous indique la modélisation suivante : HZ, 8bits, mono pour le fichier tada.wav (son très bref, à peine plus d'une seconde, et de qualité moyenne). L'entête mesure 58 octets, et s'étend donc de l'adresse 00h à l'adresse 3Ah. - Les fichiers WAV utilisent le format RIFF ; définition du format RIFF : Octets 1 à 4 : Caractères 'RIFF' [52h 49h 46h 46h] identifiant le format. Octets 5 à 8 : Longueur du groupe de données au format WAV = [30h.00h.01h.00h] = h = octets, (le reste du fichier, car = octets). Octets 9 à 16 : Caractères 'WAVEfmt ' identifiant le format WAV. - Les octets 17 à 56 définissent les paramètres du format 'WAV' : Octets 17 à 20 : [ ] = h = 16 = nombre d'octets utilisés après pour définir le format. Octets 21 à 22 : [01.00] = 0001h = 1 = numéro de format du fichier (pas de compression, format PCM classique). Octets 23 à 24 : [01.00] = 0001h = 1 : nombre de canaux : ici, mono. Octets 25 à 28 : [11.2B.00.00] = 00002B11h = 11025, fréquence d'échantillonnage (en Hz), c'est à dire le nombre file:///l /principe.htm (3 sur 5)06/11/ :59:35

4 d'échantillons pas seconde. Octets 29 à 32 : [11.2B.00.00] = 00002B11h = 11025, nombres d'octets par seconde, ce qui revient au même car un échantillon mesure un octet et l'on est en mono. Octets 33 à 34 : [01.00] = 0001h = 1 = Produit du nombre de canaux par le nombre d'octets par échantillon (ici 1x1=1). Octets 35 à 38 : [ ] = h = 8 bits par échantillon (valeurs possibles : 8, 12 ou 16). Octets 39 à 50 : [ ][ ][ ] = 'fact', 4, Champ sur lequel je n'ai pas de précision ; je pense que 'fact' annonce des informations, que les 4 octets suivants indiquent la taille de ces infos (4 octets), et que dans ce cas, l'info est le nombre d'échantillons, lequel est repris après par 'data', soit Les octets 51 à 58 définissent les données du "WAV" : Octets 51 à 54 : 'data' : annonce l'arrivée des données. Octets 55 à 58 : [ ] = h = : taille des données. - Les octets suivants : valeurs numériques successives des échantillons, oscillant autour de la valeur moyenne 80h, selon l'amplitude et le signe du signal d'entrée. Il ne faut pas oublier qu un octet est signé en java, nous devons faire une conversion pour récupérer les valeurs des échantillons. Les données du son, les échantillons, sont alignés les uns après les autres dans l axe des temps (dans l ordre où ils arrivent dans le temps). En stéréo, les canaux sont multiplexés (entrelacés). Ce multiplexage offre deux avantages : lecture/écriture des deux canaux en une seule opération disque (évite surtout les déplacements de têtes du disque) et l augmentation aisée du nombre de canaux tout en restant dans la norme du format (par exemple un format quadriphonique). Exemple de stockage des samples pour un son stéréo 8bits ou 16 bits stéréo: Codage des échantillons : Le codage est différent en 8 bits et en 16 bits. En 16bits, le mot est conforme à un entier signé 16bits (-32768, ) centré sur zéro. En 8 bits, l octet est en fait un BYTE (0-255) centré sur 128. Pour transformer ce BYTE en entier signé par exemple, il faudra lui retrancher la valeur 128. Nous aurons alors un entier (-128 à +127) centré sur zéro correspondant ainsi au signal réel (devant être file:///l /principe.htm (4 sur 5)06/11/ :59:35

5 traité). Retour à la page d'accueil file:///l /principe.htm (5 sur 5)06/11/ :59:35

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