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Copie Audio

L'audio numérique : le Compact Disk (CD) - Le format APE - La procédure de compression
La procédure de décompression - La re-gravure sur CD
Bilan - Problèmes - Formats alternatifs - Liens additionnels


Copier un Cd (dont vous possédez l'original et à des fins personnelles) et ce sans perte de qualité... C'est possible. Bien sûr, avec un lecteur et un graveur, en mode bit-à-bit, pas de problème me direz vous. Mais si vous n'avez qu'un graveur...?

J'ai découvert dérnièrement un format de fichier qui m'était totallement inconnu. Ce format portait l'extension .ape et ne correspondait à rien de ce que j'ai pu rencontrer auparavant. Ce format de fichier correspond à un programme, appellé Monkey's Audio. Je reviendrai sur ce programme un peu plus bas.


Cd
L'audio numérique : le Compact Disk (CD)
http://www.heibrink.nl/mpcworld/
http://asi.insa-rouen.fr/~lfallet/lame.htm

Pour savoir comment copier convenablement, il faut savoir à quel type de données on a à faire. Le format CD est encodé à une fréquence de 44.100 Hz sur deux canaux (stéréo). Le débit d’un signal audionumérique 16 bits / 44,1 kHz frôle les 1,4 mégabits/seconde (1378,125 kbps pour être précis, s'il vous plaît corrigez-moi si ces données sont inexactes), on peut donc réellement se demander dans quelle mesure un signal Mp3 encodé certes en 44,100Hz, mais ayant un débit (en règle générale) de 128Kb/s (16Ko/s) peut conserver la même qualité de son que l'original...

Voici quelques informations complémentaires, reproduites avec l'aimable autorisation de Eric, dont le site web est accessible en cliquant ici. Elles vous aideront à comprendre la logique de la compression audio.

L'idée de base du son numérique consiste à mesurer l'amplitude du signal analogique un nombre donné de fois par seconde et de placer ce signal dans un fichier. La conversion s'effectue à l'intérieur de la carte son (ou d'un lecteur DAT dans le cas professionnel) par un processeur de signal numérique appelé ADC (Analogic to Digital Converter). Le DAC (Digital to Analogic Converter) effectue l'opération inverse. Il existe une multitude de manières de stocker l'information obtenue sur le disque. La plus simple est sous forme non compressée, celle qui sera nécessaire pour graver les CD Audio. Des programmes tels que Sound Forge permettent de passer d'un format à l'autre sans problème et rapidement. Un fichier audio non compressé est stocké sous forme de fichier avec une extension WAV. Le fichier WAV est un fourre-tout, il peut en fait contenir pratiquement n'importe quoi, y compris des données compressées, textes ou spécifiques à une application.

Paramètres d'un fichier WAV non compressé
Ce format est le plus simple, mais aussi le plus volumineux. La taille du fichier augmente proportionnellement à sa durée. Le nom technique du format est le PCM, pour le Pulse Code Modulation. On verra ce terme dans certains programmes tels que Sound Forge.

Fréquence d'échantillonnage (Sampling Rate)
Exprimée en hertz, elle représente le nombres d'amplitudes mesurées par l'ADC en une seconde d'enregistrement. On appelle ces mesures des échantillons (samples) et l'enregistrement constitue l'opération d'échantillonnage. Le graphique suivant montre un échantillon à 5 hz durant une seconde. On voit cinq points disposés sur une échelle pouvant aller d'un nombre minimum négatif à un nombre positif maximum.

Normalement, les fichiers audio sont échantillonnés à une fréquence beaucoup plus grande pour obtenir un effet de qualité. La fréquence d'échantillonnage influence grandement la précision du graphique et donc du signal analogique qui sera restitué. Le format WAV n'admet que certaines valeurs de fréquence. D'autres formats tels que le VOC peuvent utiliser n'importe quelles valeurs.

11,025: qualité téléphone
22,050: qualité radio
44,100: qualité CD, celle que l'on va utiliser
48,000: qualité DAT

Le nombre de bits
Lors de l'échantillonnage, chaque valeur d'amplitude est convertie sur une échelle déterminée par le nombre de bits. Cela permet de stocker l'échantillon dans le fichier. On retrouve, dans le format WAV, un échantillonnage 8 bits ou 16 bits. D'autres formats peuvent compresser sur moins de bits, mais les cartes sons ne lisent que le son 8 bits ou 16 bits. Le format CD Audio exigera naturellement la qualité maximale, soit 16 bits.

Mono et stéréo
Le fichier WAV peut posséder un ou deux canaux. Dans le fichier, s'il est stéréo, les échantillons gauches et droites alternent. Il n'est donc pas nécessaire de se promener d'un bout à l'autre du fichier pour le lire et le restituer fidèlement. Il est facile de deviner qu'un CD Audio nécessitera un fichier stéréo.

Autres compressions
Il existe aussi beaucoup de formes de compression, dont la plus célèbre est le format MP3, qui signifie MPEG-1 Layer III. Il existe aussi MPEG-1 Layer I et II, ainsi que MPEG-2 layer I, II et III. Le layer détermine la complexité de la compression (et elle est complexe!). Le MPEG peut aussi stocker de la vidéo. MPEG-2 permet plus de deux canaux pour le surround ainsi qu'une meilleure compression. Le format MP3, celui qui nous intéresse ici, ne possède qu'un paramètre additionnel, le nombre de kilobits par seconde (kbps), c'est-à-dire le nombre de kilobits qu'il faudra pour lire une seconde de musique. Si on connaît ce nombre de kilobits, on peut évaluer la durée d'un fichier MP3 à partir de sa taille.

Pour ce faire, on transforme le nombre de kbps en octets/s (*). On divise ensuite la taille en octets par ce nombre pour obtenir la durée en secondes.

< Fin de Citation >



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Ajout d'information - Septembre 2006
Merci Thib' pour ce complément d'information...!

J'avais besoin d'un prog pour décompresser des ape, et google m'a donné ton site (la chance ^^) et j'ai lu brievement qques unes de tes pages sur l'audio, c'est bien, c'est accessible et tout, mais sache que contrairement à ce que tu as indiqué le wma fait aussi du lossless; c'est le wma pro en lossless, pour y arriver il faut acheter une license et disposer du matériel adéqua; il est également possible de faire du wma avec plusieurs canaux et de graver le son pour en faire un DVD audio 5.1; ça reste très pro, c'est juste pour t'indiquer son existence et que tu changes le "wma" est un format destructif ^^ voila tout; bonne continuation ;-) jsuis ouvert à toute réponse de ta part !

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Monkey's Audio
Le format APE

Ce format est généré par le programme Monkey's Audio. Ce n'est en fait qu'un fichier wav compressé par Monkey's Audio sans détérioration de la qualité. Ce fichier Wav est obtenu avec EAC (Exact Audio Copy), qui génère un fichier unique, mais conservant les informations des plages; il est accompagné d'une feuillede gravure .cue.

Les fichiers .ape peuvent ensuite être décompressés, toujours avec Monkey's Audio, et gravés à l'aide de la feuille de gravure .cue générée par EAC, ce avec tous les bons logiciels de gravure, comme Nero, EAC (celui de l'extraction audio), CRDWin, etc...

La procédure de compression

1. EAC (Exact Audio Copy)

Rentrez le CD audio dans votre unité. Lancez EAC et choisissez l'unité source (en haut à gauche). Il va alors détecter les fichiers audio présents sur le CD.

Interface EAC

Cliquez sur le 3ème bouton à gauche, appellé IMG. Ceci va lancer la création d'une image de votre CD audio. EAC va créer un fichier .wav, reproduction fidèle de votre CD, en conservant la structure des plages audio, et un fichier .cue (feuille de gravure) pour la re-gravure utlérieure du CD. Vous pouvez sépcifier le nom du CD, son auteur, l'année, etc. Vous pouvez également jouer les plages (lecture). Une fois fait, vous aurez un rapport (log) de l'extraction qui va s'afficher, pour contrôler que tout s'est bien passé.

EAC rip process

Vous obtiendrez alors les fichiers suivants (cerclés en rouge) :

Fichiers générés par EAC


2. Monkey's Audio

Ouvrez Monkey's Audio.


Interface Monkey's Audio

Choisir le mode parmi les différentes fonctions du programmes. Ici nous voulons compresser un fichier .wav en fichier .ape.:

Fonction compress


Vous pouvez choisir le niveau de compression en cliquant sur le second bouton en haut.

Compression level


Sélectioner le(s) fichier(s) .wav à compresser... Une fenêtre de l'explorateur va s'ouvrir pour localiser les fichiers.

Ajout de fichiers Monkey's Audio


Cliquez sur le premier bouton (tête de singe) pour lancer la compression.

Processus en cours...


Une fois que ce sera terminé, vous aurez normallement un fichier portant l'extension .ape et d'un certain poids, en géénral inférieur à celui du .wav original. Ici le fichier .ape est plus de deux fois moins lourd que le .wav original.

Fichier .ape généré


3. WinRar

Cerise sur le gâteau, vous pouvez compresser les deux fichiers .cue (feuille de gravure) et .ape en une seule et même archive .zip ou .rar (ci-dessous, c'est une archive Winrar). ceci permettra de transférer ces fichiers sous la forme d'un fichier unique. Une fois archivé, il est fort probable que le poids de l'archive soit très similaire à celui sur .ape, format déjà compressé.

Fichier archive


Comme vous l'aurez constaté, il vous faudra donc pas mal de place pour procéder à un album complet... De 1.5 à 2Go.

Tous les fichiers


La procédure de décompression

Très simple, on prend les choses à l'envers :

- décompresser l'archive avec Winrar, Winzip, PowerArchiver... (voir programmes) Vous obtiendrez donc un fichier .ape et un fichier .cue
- décompresser le fichier .ape avec Monkey's Audio, en passant en mode décompress

Décopress


- cliquer sur Add Files et aller sélectionner le fichier .ape

Fichier .ape


Une fois la décompression terminées vous aurez le fichier .wav restitué sans dégâts et sans perte de qualité par rapport au CD original (y compris la structure des plages audio), et la feuille de gravure .cue.

La re-gravure sur CD

Rien de très compliqué ici, puisqu'll ne reste plus qu'à graver l'image avec un EAC par exemple (voir image ci dessous), ou BlindWrite, ou tout autre soft qui peut graver les feuille de gravure .cue.


Avec EAC :

Utiliser la fonction de gravure de EAC en cliquant sur le bouton WRI.

EAC Write


Sélectionner le type de fichier à graver dans le menu en haut, choisir .cue...

Load Cuesheet


Localiser la feuille de gravure sur votre machine...

Locate Cuesheet


...Et hop, EAC va graver le fichier Wav dont la structure est définie dans la feuille .cue. C'est fini ! Pour graver avec un autre logiciel, pas de problème, vous avez juste à charger la feuille .cue et lancer la gravure.



Bilan

Vous me direz "à quoi ça sert de se casser le c*l à ce point alors que les fichiers Mp3 sont facilement téléchargeables ?" Je vous répondrai que cette méthode est réellement pour les puristes qui veulent partager leurs CDs sur le Net sans perte de qualité. On notera que ces fichiers et cette méthode est relativment peu répandue sur les réseaux P2P, mais que certains CD audios, comme de la musique électronique ou classique, peuvent être traités ainsi. Au moins, si vous tombez sur une extension .ape, vous saurez de quoi il s'agit...!



Ajout d'information (Juillet 2005)... Copier un CD Audio sans perte de qualité

Il existe en effet un autre méthode pour obtenir une copie conforme d'un CD audio: en faire une image, et la graver ensuite. Plusieurs programmes peuvent vous permettre d'effectuer cette opération: WinISO (qui génère des fichiers images CD ayant l'extension .iso), BlindRead (fichiers .bin et .cue), Nero Burning Rom (images .nrg) et encore pas mal d'autres. Oui certes, vous allez générer une image parfaite du CD, mais vous allez aussi obtenir un bon gros fichier de 700Mo! Donc pas trop pratique pour le transfer entre machines... C'est d'ailleurs là la différence principale... A chacun sa méthode, et surtout cela dépend de l'utilisation du fichier que vous souhaitez en faire.

Aussi il est important de noter que seul le format EAC peut faire une image parfaite d'un cd audio, tandis que les autres programmes ne le peuvent pas, l'audio étant alors traité comme de la data et non du "flux audio". Cette dara peut donc être mal lue, ou altérée alors que EAC conserve la structure et le format audio en son sein.


Liens Express

http://www.winiso.com - Site officiel de WinISO
http://www.blindwrite.com - Site officiel de la suite logicielle BlindWrite.
http://www.nero.com - Site officiel du logiciel Nero Burning Rom



Problèmes

Problème :
Lors de la gravure, vous obtenez un message d'erreur au sujet de la CUE Sheet, comme ci dessous :
- Dans Burnatonce : "Incorrect bin file name found in cue sheet". Ceci peut provenir par exemple d'un nom de fichier mal appellé dans la Cue sheet (mal épelé par exemple). Vérifiez dans dans la CUE Sheet (en l'éditant dans Notepad) que les fichiers BIN appellés existent vraiement, et sont appellés par leur nom exact.

J'ai déjà vu un problème où même avec une feuille CUE correcte, la gravure ne fonctionnait toujours pas, due à un fichier apparemment mp3 non valide. La soluce : décoder le fichier mp3 en wav, et faire la modifications dans la feuille CUE pour appeler le nouveau fichier WAV fraichement créé. Ca, ca marche ! (ca a marché de mon côté).



Formats alternatifs (Oct. 2005)

FLAC Il existe également d'autres formats audio, moins connus. Le format FLAC par exemple (Free Lossless Audio Codec) propose un encodage "lossless" (sans perte de qualité) contrairement au format MP3 (qui compresse en fonction d'un bitrate définit, en général 128kbps) ou du format WMA, lui aussi compressé. Seul inconvénient évidemment, le taux de compression est de 4:1 au mieux, en général 2:1. Donc les fichiers vont continuer de prendre de la place sur votre disque dur si vous utilisez ce format (30MB pour un fichier de 3mn environ). Pour les puristes seulement !

- Lien du plugin DbPowerAmp : http://www.dbpoweramp.com/codec-central-flac.htm
- Lien du CODEC FLAC : http://flac.sourceforge.net/


L'autre alternative intéressante pourrait s'appeller MPEGPlus. L'extension des fichiers MPEG+ est .mp+. Ce projet ne date pas d'hier puisque son développement a commencé autour de l'an 2000. Le procédé de compression est basé sur le MPEG2 (DVD) mais ajoute un certain nombre d'améliorations, comme l'encodage en bitrate variable, la stéréo M/S, etc. En règle générale l'encodage Mp3 limitera la gamme de fréquences à 16Khz dans les aigus, tandis que le format MPEG+ se vante d'atteindre les 22Khz (note : au delà de 18Khz, notre oreille ne percçoit en général plus rien). Bref... Un Codec qui pourrait s'avérer assez intéressant.

Côté taille des fichiers, voici un exemple avec les fichiers qu'ils mettent à disposition sur leur site internet :
- Fichier Mp3 de 30s encodé à 128Kbps : 548KB
- Fichier Mp3 de 30s encodé à 160Kbps : 685KB
- Fichier Mp+ de 30s encodé à 167.5Kbps (VBR) : 714KB

La différence entre le MP3 128Kbps et le MP+ est donc de l'ordre de 30%. A l'écoute, la différence m'a paru mineure, mais pour une oreille plus mélomane, elle peut se faire sentir. A noter aussi que ce type de fichier peut être lu par WinAmp, après l'installation du PlugIn sur le site officiel du MPEG+, ou en installant le Pack de Codecs MUSEPack.

- Site officiel du Codec : http://www.heibrink.nl/mpcworld/
- Lien du plugin DbPowerAmp :http://www.dbpoweramp.com/codec-central-mpegplus.htm




Liens additionnels

http://www.exactaudiocopy.de/ - Le site officiel de EAC
http://www.ping.be/satcp/tutorials.htm - Tutorial EAC
http://www.monkeysaudio.com - Le site de Monkey's Audio
http://www.monkeysaudio.com/comparison_compression.html - Comparaison de différentes méthodes de décompression




J'espère que ces informations auront éclairé certains d'entre vous au sujet de l'encodage audio...



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