Taux d'échantillonage

Taux d'échantillonage

Fréquence d'échantillonnage

Signal analogique
Signal échantillonné résultant

La fréquence d'échantillonnage est une donnée essentielle pour la qualité du son numérique. Avec la quantification des échantillons, elle détermine non seulement la qualité de l'enregistrement, mais encore la place que le fichier audio occupe en mémoire.

La fréquence d'échantillonnage s'exprime en hertz et détermine le nombre d'échantillons utilisés par seconde.

Plus la qualité d'enregistrement est grande, plus le fichier audio occupe de l'espace. La différence entre une quantification sur 8 bits et une sur 16 bits n'est pas facilement perceptible pour une oreille humaine non exercée. En revanche la fréquence d'échantillonnage a des effets très sensibles.

Ainsi une fréquence de 11 kHz (11025) se révèle suffisante pour l'enregistrement de la parole, mais elle ne convient pas pour la musique car cela revient à écouter une symphonie au téléphone. La haute fidélité propose de restituer les fréquences inférieures à 22 kHz. C'est en effet la limite de l'audible pour l'oreille humaine.

Par ailleurs, l'échantillonnage est une perte d'information et Claude Shannon aurait démontré qu'un échantillonnage à la fréquence Fe restitue fidèlement les fréquences comprises entre \frac{-Fe}{2} et \frac{Fe}{2}. Pour compresser de la musique en haute fidélité, il faut donc, échantillonner à la fréquence 2 x 22 = 44 kHz (44100). L'interprétation du théorème de Shannon n'est pas si simple: les meilleurs ouvrages disent qu'il n'y a aucun espoir qu'une fréquence supérieure à \frac{Fe}{2} puisse être rendue correctement.

On trouve des fréquences négatives dans l'analyse fréquentielle d'un signal quand celui-ci n'est pas causal, c'est-à-dire lorsque le support temporel est fini : le signal a un début et une fin.

Taille d'un fichier d'une minute d'enregistrement en fonction de la fréquence
Fréquence Quantification Taille en mono Taille en stéréo
11 kHz 8 bits 660 ko 1,32 Mo
11 kHz 16 bits 1,32 Mo 2,64 Mo
22 kHz 8 bits 1,32 Mo 2,64 Mo
22 kHz 16 bits 2,64 Mo 5,28 Mo
44 kHz 8 bits 2,64 Mo 5,28 Mo
44 kHz 16 bits 5,28 Mo 10,56 Mo
48 kHz 16 bits 5,8 Mo 11,6 Mo
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Contenu soumis à la licence CC-BY-SA. Source : Article Taux d'échantillonage de Wikipédia en français (auteurs)

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