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Articles - Étudiants SUPINFO

Mieux connaître les formats audio

Par Solène LIMOUSIN Publié le 16/10/2016 à 21:00:57 Noter cet article:
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Introduction :

Un format de fichier audio est un format de données utilisé en informatique pour stocker des sons comme la musique ou la voix humaine, tout cela sous forme numérique. Il existe aujourd’hui deux types de formats, l’un destiné à la production, l’autre destiné à la diffusion.

L’algorithme de compression qui transforme le signal en fichier et le fichier en signal est appelé CODEC, soit l’abréviation de COdeur – DECodeur. Les notions de codecs et de formats sont le plus souvent interchangeables, en particulier quand un format utilise toujours un seul et même codec.

Catégories de formats audio :

Un format est dit de « production » quand le signal peut être restitué après un décodage à l’identique de ce qu’il était avant le codage en dehors des métadonnées encapsulées. Il est dit de « diffusion» quand le codage vise à restituer l’impression sonore, sans garantir la restitution du signal à l’identique.

Les fichiers audio comprennent un grand nombre de formats, qui peuvent utiliser des codecs différents pour encoder et compresser les données. Ils ne sont pas tous des formats de données, par exemple .wav, .mpg, .mov sont des conteneurs, ils peuvent tout de même indiquer de quel type de format est le fichier en question.

Deux catégories de formats audio se distinguent réellement :

- Les formats de fichiers dits « conteneurs », dans lesquels seront stockés de la musique dématérialisée.

- Les formats audio normaux, seront ceux que l’on peut appeler des codecs.

Les différents formats de son :

Les formats de fichier audio :

RIFF (Resource Interchange File Format) :

RIFF est un ensemble de normes créé par Microsoft, sur lequel sont basés plusieurs formats de fichiers audio comme WAV, CDA ou PAL. C’est un format d’échange de fichiers ressources, il est similaire à l’IFF (Interchange File Format).

WAV ou WAVE:

C’est un format de fichier de la catégorie des conteneurs basé sur le format RIFF, mis au point par Microsoft et IBM. Il est aussi l’un des plus anciens formats audio. Il contient le plus souvent de l’audio sans réduction de données et est utilisé sur les CD.

Extension : WAV.

Avantages : C’est un format incontournable, puisque c’est dans ce format que l’on extrait ou que l’on lit les morceaux d’un CD sous Windows, il ne détériore pas la qualité extraite des CD et est reconnu par la totalité des lecteurs.

Inconvénients : WAV est un format ancien, relativement lourd (une minute de son WAV formaté nécessite une place d’environ 10 Mo), restrictif et peu pratique. Pour ajouter à cela, il ne possède aucune optimisation de l’espace, une seconde de silence prend autant de place qu’une seconde de musique. Pour finir, le WAV ne gère pas les métadonnées pourtant utiles pour avoir le nom de l’artiste, le nom de l’album mais aussi la pochette de celui-ci

BWF (Broadcast Wave Format) :

C’est l’extension broadcast (multidiffusion) du format WAV.

Extension : .WAV.

Avantages : Les fichiers BWF sont compatibles avec les lecteurs WAV classiques.

Inconvénients : Il possède les mêmes inconvénients que le WAV, le BWF n’étant qu’une extension de celui-ci.

Ogg :

C’est un format conteneur libre, créé par la fondation Xiph.org, qui contient des pistes audio sans perte (en FLAC par exemple), codées avec Vorbis pour l’audio et Speex pour l’audio parlé.

Extension : .ogg.

Avantages : Format libre et open source, pouvant contenir plusieurs pistes, bien qu’assez souvent encodées à l’aide de Vordis et Speex. Ogg supporte le codage audio par divers autres codecs. Sa qualité de compression peut être comparée à celle du MP3.

Inconvénients : Il n’est lu que par peu de lecteurs et d’appareils audio.

AIFF (Audio Interchange File Format) :

C’est un format audionumérique développé par Apple pour stocker des sons sur les ordinateurs de la marque. Il n’est pas sans rappeler le WAV de Microsoft.

Extensions : .aif, .aiff, .aifc.

Avantages : Contrairement au WAV, l’AIFF gère les métadonnées telles que le nom de l’artiste, le nom de l’album et la pochette de celui-ci.

Inconvénients : Bien que très répandu, il possède globalement les mêmes défauts que le WAV, ce n’est pas un format universel comme le WAV.

CAF (Core Audio Format) :

Ce format a été créé par Apple pour s’affranchir des limites des formats conteneurs vieillissants comme le AIFF ou WAV.

Extension : .caf.

Avantages : Il supporte l’encapsulation de différents formats de données, avec des codecs divers et variés. Il supporte aussi les métadonnées pour le nom de l’artiste, de l’album, et la pochette de ce dernier.

Inconvénient : CAF est un format peu répandu.

CDA (Compact Disc Audio) :

Le format de fichier CDA est un format créé par Microsoft, conforme à la norme RIFF. Les fichiers possédant ce format sont générés lorsque le système d’exploitation accède à un CD audio, ce sont de simples raccourcis, créé par Windows, vers une zone d’échantillons sonore du CD. Ils n’existent pas en tant que tels sur le CD.

Extension : .cda.

Avantage : C’est un format non compressé, la qualité est équivalente à celle sur CD.

Inconvénients : Comme tout format non compressé, le CDA est volumineux.

RAW (Real Audio Wrapper) :

Extensions : .raw, .Pcm.

Avantages: Le RAW est un format sans compression.

: Les fichiers RAW sont inutilisables sans les informations sur la fréquence d’échantillonnage, le nombre de bits de la quantification et sa loi linéaire ou logarithmique et le nombre de canaux.

Les formats de compression audio sans perte :

FLAC (Free Lossless Audio Codec) :

Développé par la fondation Xphig.org., la compression est sans perte.

Extensions : .oga, .flac, .fla.

Avantages : Totalement libre de droit et donc gratuit, il est très apprécié pour l’archivage, grâce à un fort taux de compression sans perte ou altération de données mais aussi pour l’écoute sur les systèmes de pointe. C’est aussi un format multiplateforme, populaire, promettant une qualité maximale (pour des fichiers deux fois moins lourds qu’avec du WAV).

Inconvénients : Pour un même fichier, la quantité d’informations est plus élevée mais la taille aussi (de l’ordre d’environ 50% par rapport à du MP3). De plus, sa lecture nécessite souvent des plug-ins spécifiques et sa compatibilité avec les lecteurs et appareils audio est limitée.

ALAC (Apple Lossless Audio Codec) :

Aussi connu sous le nom de « Apple Lossless », c’est un format de codage sans perte de données, créé en 2004 par Apple.

Extensions: .m4a, .CAF.

Avantages : Ce n’est plus un format propriétaire depuis fin Octobre 2011. Comme tous les formats sans perte, il peut compresser les fichiers sans aucune forme de dégradation. Il possède globalement toutes les qualités du FLAC avec un avantage en plus, celui d’être compatible avec les produits Apple.

Inconvénients : Au regard de ses concurrents, ALAC possède une efficacité de compression moindre, car il a été développé pour des appareils moins puissants que les ordinateurs de bureaux (par exemple pour des baladeurs, l’iPod en particulier). Il est aussi plus lent et plus volumineux que la plupart des formats sans perte.

Shorten :

Aussi appelé SHN, c’est un format appliquant une méthode standard de compression de données.

Extension : .shn.

Avantages : Comme tous les autres formats sans perte de données, la qualité audio est bien meilleure que d’autres, tel que le MP3.

Inconvénients : L’inconvénient des formats sans perte de données est toujours une compression moins efficace.

APE (Monkey’s Audio) :

Aussi appelé APE, ce format est moins récent et moins populaire que le FLAC.

Extension : .ape.

Avantage : Il est légèrement supérieur au FLAC en terme de taux de compression.

Inconvénient : Il n’est pas open source contrairement au FLAC.

WMA (Windows Media Audio) Lossless :

Format sans perte développé par Microsoft.

Extension : .wma.

Avantage : C’est un format de compression sans perte de qualité.

Inconvénients : Malgré son extension (lettre suivant le point d’un fichier) .wma, il est reconnu sur peu d’appareils en dehors des ordinateurs sous Windows pouvant le lire avec Windows Media Player.

Les formats de compression audio avec perte :

AC-3 (ou Dolby Digital) :

: Format de compression de la société Dolby Laboratories créé au début des années 90. Ce format est essentiellement employé pour les projections cinéma, en télédiffusion HD, sur les supports comme le DVD et le Blu-ray et sur les consoles de jeux.

Extension : Aucune.

Avantage : C’est l’un des formats le plus utilisé par les équipements de home cinéma.

Inconvénient : Les fichiers au format AC-3 sont relativement lourds, environ trois fois plus qu’un MP3 pour le même morceau.

MP3 (MPEG-1/2 Audio Layer 3) :

Développé par MPEG (Moving Picture Experts Group), en 1990, il était destiné à la radiodiffusion numérique et pour les transmissions point à point en une seule norme. Il aussi le format audio le plus répandu dans le monde.

Extension : .mp3.

Avantages : Format de compression de réduire énormément la quantité de données nécessaire pour restituer l’audio, taille d’un fichier en MP3 est 6 à 8 plus petite que celle d’un fichier en WAV pour le même morceau. Les fichiers MP3 ne sont soumis à aucune mesure technique de protection. L’un des avantages majeurs du MP3 est qu’il est lisible sur tous les lecteurs et une majorité d’appareils, de plus avec sa taille réduite par rapport à certains formats, il est apprécié des utilisateurs ayant un stockage limité.

Inconvénients : Pour réduire la taille de ses fichiers le MP3 supprime les informations relatives aux sons imperceptibles par l’oreille humaine, une grande partie du signal musical est donc détruit ce qui entraîne une perte de qualité, particulièrement dans les fréquences aigües. En effet, le MP3 n’est pas le meilleur format en termes de rapport taille/qualité, il ne possède pas de gestion des droits d’accès.

Mp3PRO :

Produit de la collaboration entre Thomson Multimédia et l’institut Fraunhofer, il combine l’algorithme de MP3 avec un système appelé SBR (Spectral Bandwidth Replication), qui améliore la qualité audio des fichiers compressés.

Ogg Vorbis :

Format audio numérique de compression développé par Xiph.org.

Avantages : Format libre et open source. C’est aussi un format plus performant sur le plan de la qualité et du taux de compression que le MP3. Il est considéré comme le meilleur format à perte.

Inconvénients : Ogg Vorbis est un format bien moins populaire que le MP3 car sorti assez tard et il doit absolument être encapsulé, souvent par le format conteneur du même développeur : Ogg. Il se lit sans problème sur les lecteurs libres, pour les autres, il faut installer des codecs. De même que le MP3 bien que meilleur, c’est aussi un format dit « destructeur », sa qualité n’est donc pas la meilleure qu’on puisse trouver.

VQF ou TwinVQ (Transform-domain Weighted Interleave Vector Quantization) :

Format dans le même esprit que le MP3, il a été développé par NTT Cyber Space Laboratories.

Extensions : .vqf, .vql, .vqe.

Avantage : S’il ressemble au MP3, il possède tout de même une meilleure compression et qualité sonore.

Inconvénients : Contrairement au MP3, le VQF est très long à encodé (environ 10 fois plus long pour un même fichier). Peu populaire, dû à une distribution sous une licence restrictive, et arrivé après le MP3, il est de nos jours plus ou moins abandonné.

WMA (Windows Media Audio) :

Créé par Microsoft à partir des normes MPEG-4 en 1999, il est utilisé par le logiciel Windows Media Player. Il fut à l’origine présenté pour remplacer le MP3 grâce à ses fonctionnalités de compression élevée mais fut ensuite discrédité par des tests indépendants.

Extension : .wma.

Avantages : Ce format possède une gestion pointue des droits d’auteur qui permet de définir une durée de vie limitée pour les fichiers ou de les interdire à la possibilité de gravure. C’est un format assez répandu sur internet et une grande majorité des lecteurs et baladeurs lisent le WMA.

Inconvénients : Etant en quelque sorte le MP3 de Microsoft, il possède globalement les mêmes défauts et qualités mais il est bien moins répandu que celui-ci.

AU :

C’est un format créé par Sun Microsystems assez bien répandu grâce à Unix et Linux.

Extensions : .au, .snd.

Avantage : Supporte les fichiers encodés avec différents codecs.

Inconvénients : Peu connu et peu répandu.

ASF (Advanced Systems Format) :

Anciennement appelé Advanced Streaming Format et Active Streaming Format, c’est un format conteneur développé par Microsoft, avant tout destiné au streaming audio.

Extensions : .asf, .wma, .wmv.

Avantages : Contrairement à certains formats conteneurs, ASF ne spécifie pas les formats de compression des flux audio contenus mais seulement la structure de ces derniers. Cela permet aux fichiers au format ASF d’être encodés avec un très grand nombre de codecs.

Inconvénients : Pas d'inconvénients majeurs relevés.

AA (Audible) :

C’est un format créé par Apple en 1995, destiné aux audio-books.

Extensions : .aa, .aax.

Avantages : Il est supporté par une majorité d’appareils et systèmes d’exploitation (Mac OS X, Adroid, iOS, Windows, Kindle, Windows Phone).

Inconvénients : Pas d'inconvénients majeurs relevés.

AAC (Advanced Audio Coding) ou MPEG-2 AAC :

C’est le codec privilégié d’Apple pour l’iPod et le logiciel iTunes, il est un peu le MP3 de Apple.

Extensions: .aac, .mp4, .m4a, .m4b, .m4r.

Avantages : C’est le seul format de compression supporté par l’iPod qui soit plus performant que le MP3, il offre généralement une meilleure qualité audio que ce dernier en ayant une taille identique.

Inconvénients : L’ACC n’est pas assez populaire pour s’imposer en tant que successeur du MP3. Il est moins standard que ce dernier, on le retrouve sur beaucoup moins d’appareils en dehors de ceux ayant passé des accords explicites et payants. Il ne propose pas de système de gestion des droits numériques et est long à encoder.

ATRAC (Adaptive Transform Acoustic Coding) :

Développé par Sony en 1992, c’est un format de compression audio (il existe aussi une option de compression sans perte). Il a subi plusieurs évolutions : ATRAC3 en 1999, ATRAC3Plus en 2002 et ATRAC Advanded Lossless (sans perte) en 2006.

Extensions : .aa3, .oma, .at3.

Inconvénient : Sony a annoncé le 30 août 2007, la fin du support du format ATRAC avec la commercialisation de nouveaux lecteurs audio compatibles MP3, AAC et WMA.

Les formats audio multipistes :

iKlax :

Format de la catégorie des conteneurs, il a été développé par la société iKlax Media et le LaBRI (Laboratoire Bordelais de Recherche Informatique).

Extension : .iklax.

Avantages : L’iKlax permet d’organiser la musique en différents groupes et de leur appliquer des contraintes.

Inconvénients : C’est un format peu connu et peu répandu.

U-MYX :

Format multipiste créé par l’entreprise du même nom, il a été utilisé pour fournir des morceaux en tant que bonus.

Avantages : Ce format permet d’augmenter ou d’atténuer le volume de chacune des pistes. On peut obtenir une version instrumentale de bien meilleure qualité qu’avec certains logiciels de filtrage.

Inconvénients : Il n’est lisible que par une application dédiée, développée par le même éditeur. Ce n’est pas un format standard, cela implique de fournir constamment le logiciel de lecture avec les fichiers . Les logiciels permettant son enregistrement ne sont pas distribués publiquement.

MXP4 :

MXP4 est un format conteneur, multipiste dans lequel les pistes sont au format Ogg.

Extension : .mpx4.

Avantage : Ce format permet de facilement passer d’une version acoustique à une version électrique pour une même chanson.

Inconvénient : C’est un format très peu connu et encore peu utilisé.

Conclusion :

J’espère que cet article vous aura aidé à mieux connaître et à mieux choisir vos formats audio. Ce choix est une étape déterminante pour l’utilisation qui suivra, selon ses besoins, la qualité désirée, les fonctionnalités du format et la lisibilité sur un maximum d’appareils, que ce soit des ordinateur PC ou Mac ou des appareils nomades comme des baladeurs ou des smartphones. Possédez une bibliothèque avec le moins de formats possibles, pour éviter les bugs entre les différents logiciels.

Sources

https://fr.wikipedia.org/wiki/Format_de_fichier_audio

http://www.linternaute.com/hightech/micro/dossier/tout-sur-les-formats-multimedia/les-principaux-formats-audio.shtml

http://online-audio-converter.com/fr/help/audio_formats

http://hifipcguide.com/2014/08/bien-choisir-le-format-audio-en-2014-2015/

https://www2.ac-lyon.fr/enseigne/interlangues/IMG/pdf/Formats_de_fichiers_audio_video.pdf

http://upcrowder.com/formats-audio/

http://mp3.generationmp3.com/formats-audio-et-logiciels-dencodage/

http://www.tomsguide.fr/article/mxp4-format-musique,2-1067.html

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