Les bases du signal numérique
La technologie audiovisuelle est passée rapidement d’un système essentiellement analogique à un système essentiellement numérique. Les professionnels de l’audiovisuel doivent connaître le traitement des signaux numériques, l’échantillonnage, les profondeurs et les débits binaires. Ils doivent également comprendre la compression du signal et les formats numériques.
Traitement du signal numérique et échantillonnage
Vous pouvez disposer de matériel source analogique que vous devez numériser. Par exemple, vous pouvez avoir besoin d’une copie numérique pour diffuser un contenu en continu sur Internet, pour l’archiver ou pour l’envoyer via un système audiovisuel afin de l’utiliser ailleurs.
L’échantillonnage est une étape importante de la conversion analogique-numérique. L’objectif est de réaliser une copie numérique raisonnable du signal analogique original.
Un échantillon numérique du signal analogique est réalisé à certains intervalles de temps. La fréquence à laquelle un échantillon est prélevé est appelée fréquence d’échantillonnage. La détermination d’un taux d’échantillonnage acceptable est cruciale pour obtenir une représentation numérique qui ressemble au signal d’origine.
Par exemple, la fréquence d’échantillonnage d’un CD audio est de 44,1 kilohertz (kHz). Cela signifie que 44 100 échantillons sont prélevés chaque seconde. Ces échantillons sont enregistrés et stockés pour être utilisés ultérieurement lors de la reproduction ou de la lecture. Cette technique s’appelle la modulation par code d’impulsion (PCM).
Lorsque vous prenez un échantillon à deux fois la fréquence du signal, vous utilisez le taux de Nyquist. La représentation numérique du signal analogique qui en résulte ressemble davantage au signal analogique d’origine. Vous pouvez également commencer à voir comment des taux d’échantillonnage plus élevés produisent une bien meilleure représentation.
Les deux images montrent les différences entre un signal analogique et un échantillon numérique du signal analogique. Le signal analogique se trouve à droite. Remarquez qu’il y a une transition douce du blanc en haut au noir en bas. L’image de gauche représente l’échantillon numérique de l’image analogique. Remarquez que l’image semble être composée de quatre blocs différents, ou quatre échantillons.
Autre exemple, supposons que vous souhaitiez échantillonner un signal analogique pour un enregistrement de qualité CD. La fréquence d’échantillonnage typique d’un CD audio est de 44 100 échantillons par seconde (44,1 kHz). Comme la gamme de fréquences audio s’étend jusqu’à 20 kHz, il faut une fréquence d’échantillonnage d’au moins 40 kHz pour appliquer le taux de Nyquist.