Intensité

L’intensité mesure le volume ou la force d’un signal. VoceVista l’affiche de deux manières complémentaires : l’intensité globale du signal à chaque instant, et l’intensité de chaque composante fréquentielle du signal.

Intensité globale et intensité par fréquence

La forme d’onde montre la force combinée de toutes les fréquences à chaque instant. Les valeurs de la forme d’onde sont des amplitudes, ramenées dans la plage de -1 à +1 pour l’audio numérique. Lorsque le signal dépasse ces limites, les échantillons sont tronqués à ±1, ce qui produit une distorsion appelée écrêtage.

Le spectre et le spectrogramme montrent comment l’énergie se répartit entre les fréquences. Le spectre représente l’intensité par l’élévation sur son axe vertical, et le spectrogramme par la couleur. La lecture conjointe de ces vues (intensité globale dans la forme d’onde, intensité fréquence par fréquence dans le spectre) donne une image complète de la structure du niveau sonore d’un enregistrement.

Décibels

Le spectre et le spectrogramme mesurent l’intensité en décibels (dB). L’échelle des dB est logarithmique et relative à un niveau de référence, et repose sur trois règles auxquelles il faut un peu de temps pour s’habituer :

  • 0 dB est le maximum : le signal le plus fort que le format de fichier puisse représenter. Il n’existe aucune valeur positive en dB, car tout signal plus fort serait écrêté.

  • Toutes les autres valeurs sont négatives : -6 dB, -12 dB, -24 dB, etc.

  • Chaque palier de -6 dB divise par deux l’amplitude du signal. La sonie perçue n’est divisée par deux qu’environ tous les -10 dB.

Ainsi, -6 dB correspond à la moitié de l’amplitude de 0 dB, -12 dB au quart, -18 dB au huitième, etc., tandis qu’un signal à -10 dB paraît environ deux fois moins fort qu’un signal à 0 dB. L’échelle s’étend indéfiniment vers le bas. Le plancher pratique est fixé par le bruit de l’enregistrement et par la profondeur de bits du fichier.

Pourquoi l’échelle est inversée

Cette disposition semble inversée au premier abord, mais elle reflète une réelle asymétrie de l’audio numérique :

  • Il n’existe aucune limite inférieure naturelle à la faiblesse d’un son. On peut toujours rendre une vibration plus petite, si bien que le bas de l’échelle s’étend jusqu’à moins l’infini.

  • Il existe une limite supérieure naturelle : le plus grand nombre que le format de fichier puisse encoder. Ce plafond absolu devient la référence évidente, et il est donc fixé à 0 dB.

Une analogie utile est la profondeur sous la surface d’une étendue d’eau. La surface est la référence naturelle (0 m), toute profondeur en dessous est négative (-1 m, -2 m, …), et il n’y a pas de limite théorique à la profondeur que l’on peut atteindre. Dire « je suis à -10 m » donne une position claire et absolue. Dire « je suis à 50 % de la profondeur » ne le fait pas, car la réponse dépend de la profondeur de l’eau à cet endroit. L’intensité sonore en dB fonctionne de la même manière : 0 dB est la surface, et tout signal plus faible se situe quelque part en dessous.

Plage dynamique

La plage d’intensités que vous pouvez réellement voir dépend du format d’enregistrement et de l’analyse :

Format d’enregistrement

L’audio 16 bits offre environ 96 dB de plage dynamique, et l’audio 24 bits environ 144 dB. Le format 32 bits à virgule flottante a une plage théorique d’une largeur irréaliste, utile avant tout comme marge de sécurité contre l’écrêtage pendant l’enregistrement et le traitement.

Analyse spectrale

L’affichage du spectre montre généralement des détails exploitables sur environ 100 dB. Le bas de cette plage est déterminé par la fonction de fenêtre FFT, par le bruit de fond de l’enregistrement et par le microphone.

Pour la plupart des analyses, il suffit de se concentrer sur la plage de 0 dB à -60 dB pour voir le contenu pertinent. Les sons plus faibles que -60 dB sont généralement impossibles à distinguer du bruit.

Dans VoceVista

La plage dynamique visible du spectre et du spectrogramme se règle avec les commandes de luminosité et de contraste de la barre d’outils. L’axe d’amplitude de la forme d’onde peut basculer entre les modes d’affichage linéaire et logarithmique, voir Chronologie et forme d’onde. La correspondance des couleurs du spectrogramme se configure dans la fenêtre Palette de couleurs.