Compression audio avec et sans perte, les différences ?

Cette page aborde succinctement les différences qui existent entre les compressions audio avec ou sans perte. Vous ne comprenez rien ? Ne paniquez pas, on vous explique...

Les deux grandes familles

Prenons un instant pour décrire brièvement les deux principaux types de compression audio existants.

• Les compressions audio avec pertes (Lossy)
  Pour réduire le « poids » des fichiers, on utilise des algorithmes de compression qui suppriment ce qui est (en principe) inaudible pour une oreille humaine moyenne (ou masquées par d'autres sons). Cette perte d'informations, de fréquences est irréversible. Les taux de compression sont importants.
  
  
• Les compressions audio sans pertes (Lossless)
  Pour réduire la place occupée par les fichiers, on utilise une formule mathématique qui supprime uniquement les informations redondantes puis le reste des données est restructuré, optimisé. Les propriétés acoustiques sont identiques au signal original. Aucune information n'est perdue pendant cette compression. Le niveau de compression est faible.

Désamorçons immédiatement un éventuel conflit. Il n'y a pas de bonnes ou de mauvaises compressions. Tout est une question de contraintes, de choix ou d'exigence pour l'utilisateur. Il est donc inutile d'opposer systématiquement Lossy et Lossless. Ces deux approches ont un rôle distinct. Elles se complètent la plupart du temps.

Lossy et Lossless

Voyons maintenant quels sont les principaux représentants des deux camps. Les « Lossy » sont très nombreux et très pratiques. Les compressions Lossless sont moins fréquentes.

Compressions Lossy fréquentes (liste non exhaustive) MP3 MP3 Pro AAC, MP4 WMA Standard Dolby Digital DTS Vorbis MPC Real Audio Sony Atrac

Quelques compressions Lossless FLAC Monkey's Audio Dolby TrueHD DTS-HD Master Audio ALAC WMA Lossless MPEG-4 ALS MP3 HD WavPack

Dans votre quotidien vous utilisez ou écoutez sans le savoir plusieurs de ces compressions. Exemples... Vous allumez la radio, c'est du MP3. Vous regardez un DVD, vous entendrez du Dolby Digital ou DTS. Un Blu-ray, la bande-son sera Dolby TrueHD ou Dolby Digital. Vous piratez de la musique sur internet (nous vous rappelons que c'est un délit puni sévèrement par la loi), vous avez de grandes chances pour trouver du MP3, Monkey's Audio et du FLAC. Vous achetez de la musique sur le Net (mais oui, c'est possible et cela ne fait pas mal), vous aurez du FLAC, Vorbis, MP3, MP4 ou WMA. Votre CD audio ? Aucune compression !

La compression avec perte

Une heure de musique en qualité CD représente environ 650 Mo de données. Il n'y a pas si longtemps encore, stocker un tel volume coûtait extrêmement cher et les disques durs ne suivaient pas. Évidemment, je vous parle de la fin du 20e siècle...  

C'est à cette même période que des progrès importants furent réalisés avec notamment la mise au point d'une compression audio, le MP3. Passons rapidement sur le fait qu'en vérité le MP3 n'est pas une révolution, mais le fruit d'une longue évolution. Le MP3 permet d'enregistrer une heure de musique (650 Mo souvenez-vous) sur environ 60 Mo ! À l'époque ces performances étaient extraordinaires.

Le MP3 illustre très bien l’intérêt des compressions avec perte, c'est-à-dire l'utilisation d'une méthode qui réduit fortement le son numérisé. De telles performances offrent bien des possibilités : coût du stockage moins important, diffusion par internet... Avec cette technologie de nouveaux appareils, usages sont apparus pour le plus grand bonheur des consommateurs. La compression avec perte est vite devenue la « norme ». Le MP3, le WMA (pour ne cités qu'elles) des solutions incontournables. Tous les logiciels et appareils multimédia sont compatibles.

Mais la prouesse technique à un prix : la qualité. En effet, comme vous avez pu le lire plus haut, une compression avec perte détruit une partie des informations de la source. Conséquences, la musique est moins riche, les détails plus faibles ou inexistants, des déformations peuvent s'entendre.

La compression audio sans perte

La compression audio sans perte (ou LossLess) n'est pas un concept nouveau. Elle fut longtemps réservée aux professionnels et studios d'enregistrement. Exemple, le MLP (Meridian LossLess Packing). Depuis de nombreuses années, il sert à réduire le volume des données audio dans certains DVD. Malheureusement, des solutions comme le MLP sont inatteignables pour le grand public pour des raisons de coûts, principalement. Citons également le Dolby TrueHD, plus connu, mais presque aussi inaccessible pour l'utilisateur de base.

Heureusement pour nous, à côté de ces produits hors d'atteinte, il existe des compressions Lossless à la portée de tous (libres ou non) et parfois gratuites. Monkey's Audio, WMA Lossless et FLAC sont de ceux-là. Ces nouveaux formats offrent d'innombrables possibilités aux amateurs de musique pour la diffusion et le stockage. Mieux ils créent une demande et un marché.

Devant la profusion des formats Lossless, des organismes comme le célèbre Moving Picture Experts Group (MPEG, à qui nous devons les MPEG 2 et 4), NUe Group ou encore Technical University of Berlin ont défini en 2006 le MPEG-4 ALS (ALS = Audio Lossless). Il s'agit d'une norme ISO dont les spécifications sont disponibles dans la note ISO/IEC 14496-3. Cette normalisation accélérera probablement un peu plus le développement de la compression audio sans perte. Mais ce standard peine un peu à s'imposer dans le cœur des utilisateurs. Résultat, le marché du Lossless est très segmenté.

Quel usage ?

Les compressions audio sans perte ne dénaturent pas les propriétés acoustiques de la source, mais… le niveau de compression est plus faible. En moyenne, il faut compter 30 à 60 % de réduction par rapport au signal original. Soit près de 350 Mo l'heure de musique. Pas très encourageant. En effet, des procédés à base de MP3 ou 4 offrent des taux de compression nettement plus importants (environ 60 Mo par heure de musique). Des solutions rétrogrades ou inutiles ? Tout est une question de point de vue. Les domaines de prédilection du Lossless sont variés :

• Stockage temporaire avant ou après édition
• Archivage
• Réalisation de copies privées
• Diffusion, vente de musique

Un exemple concret. La copie de sauvegarde de vos CD-Audio. Si vous utilisez le MP3 ou Vorbis, même en 320 kb/s, vous ne retrouverez jamais la qualité d'origine. Avec une compression sans perte comme FLAC, oui. Le Lossless est aussi très pratique pour l'édition audio. Il n'y a aucune perte ou déformation avec des enregistrements successifs.

Les fichiers produits par un algorithme de compression non destructeur peuvent être lus par une multitude d'appareils (ordinateur, baladeur, boîtiers multimédia, smartphone...) ou logiciels (Windows, Linux, Mac, Android...) . Vous pouvez les convertir en MP3, WMA, WAV ou AAC. En fait, ils s'utilisent comme les formats avec pertes. La principale différence étant l'encombrement sur votre disque dur, clé USB, carte mémoire... !

Les défauts

Il y en a. Mais aucun n'est grave. Mieux, le temps joue en faveur des utilisateurs.

Compatibilité
La compression est lente sur les ordinateurs modestes ou anciens (antérieurs à 2005).
L'utilisation des compressions audio sans perte sur autre chose qu'un PC reste parfois compliquée.
FLAC, WMA Lossless, ALAC sont des formats audio exploitables avec nombreux appareils numériques. Encore faut-il trouver le bon modèle.

Faible interopérabilité
Les compressions sans pertes compatibles avec plusieurs environnements informatiques (Windows, Mac, Unix…) existent. Toutefois la mise en oeuvre n'est pas toujours aisée.

Coûts du stockage
Le faible taux de compression engendre une plus grande consommation de supports (CD-R, DVD-R, Blu-ray, disques durs…).

La qualité ne dépend plus du mode compression, mais de la source
Toutes les compressions Lossless offrent la même qualité ! La reproduction du signal étant parfaite, en cas de problème, il faut contrôler la source : extraction audio numérique, état du CD, qualité du fichier WAV, du micro…

Pérennité incertaine
Il existe de nombreuses compressions audio Lossless. Une partie de ces projets vivent grâce à un petit groupe de développeurs et peu de moyens. Quel support sur le long terme ? Disposerez-vous des applications nécessaires à la lecture ou exploitation de vos fichiers dans 5, 10 ou 15 ans ? Un paradoxe pour des solutions qui servent à l'archivage (de longue durée). Des compressions sont, heureusement, plus suivies que d'autres.

Pourquoi les compressions audio Lossless ne sont-elles pas plus populaires ?

Il n'y a pas de réponse universelle à cette question. Juste quelques pistes de réflexion...

• La méconnaissance
• Une qualité parfaite n'est pas nécessaire tout le temps et pour tous.
• De nombreuses personnes se soucient peu de la qualité de ce qu'ils écoutent.