Format de fichier audio

Un format de fichier audio est un format de fichier permettant de stocker des données audio numériques sur un système informatique . La disposition des bits des données audio (à l'exclusion des métadonnées ) est appelée format de codage audio et peut être décompressée ou compressée pour réduire la taille du fichier, souvent à l'aide d' une compression avec perte . Les données peuvent être un flux binaire brut dans un format de codage audio, mais elles sont généralement intégrées dans un format de conteneur ou un format de données audio avec une couche de stockage définie.

Il est important de faire la distinction entre le format de codage audio , le conteneur contenant les données audio brutes et un codec audio . Un codec effectue le codage et le décodage des données audio brutes tandis que ces données codées sont (généralement) stockées dans un fichier conteneur. Bien que la plupart des formats de fichiers audio ne prennent en charge qu'un seul type de données de codage audio (créées avec un codeur audio ), un format de conteneur multimédia (comme Matroska ou AVI ) peut prendre en charge plusieurs types de données audio et vidéo.

Il existe trois grands groupes de formats de fichiers audio :

• Formats audio non compressés, tels que WAV , AIFF , AU ou PCM brut sans en-tête ; Notez que wav peut également utiliser la compression.
• Formats avec compression sans perte , tels que FLAC , Monkey's Audio ( extension de nom de fichier .ape ), WavPack ( extension de nom de fichier .wv ), TTA, ATRAC Advanced Lossless, ALAC ( extension de nom de fichier .m4a ), MPEG-4 SLS , MPEG-4 ALS , MPEG-4 DST , Windows Media Audio Lossless (WMA Lossless) et Shorten (SHN).
• Formats avec compression avec perte , tels que Opus , MP3 , Vorbis , Musepack , AAC , ATRAC et Windows Media Audio Lossy (WMA avec perte) .

L'un des principaux formats audio non compressés, LPCM , est la même variété de PCM que celui utilisé dans le Compact Disc Digital Audio et est le format le plus couramment accepté par les API audio de bas niveau et le matériel de conversion N/A . Bien que le LPCM puisse être stocké sur un ordinateur sous forme de format audio brut , il est généralement stocké dans un .wavfichier sous Windows ou dans un .aifffichier sous macOS . Le format AIFF ( Audio Interchange File Format ) est basé sur le format IFF (Interchange File Format ), et le format WAV est basé sur le format RIFF ( Resource Interchange File Format ) similaire. WAV et AIFF sont conçus pour stocker une grande variété de formats audio, avec ou sans perte ; ils ajoutent simplement un petit en-tête contenant des métadonnées avant les données audio pour déclarer le format des données audio, comme LPCM avec une fréquence d'échantillonnage , une profondeur de bits , un endianness et un nombre de canaux particuliers . Étant donné que WAV et AIFF sont largement pris en charge et peuvent stocker le LPCM, ce sont des formats de fichiers adaptés au stockage et à l'archivage d'un enregistrement original.

Le format BWF (Broadcast Wave Format) est un format audio standard créé par l' Union européenne de radio-télévision pour succéder au format WAV. Parmi d'autres améliorations, le format BWF permet de stocker des métadonnées plus robustes dans le fichier. Voir Union européenne de radio-télévision : Spécification du format Broadcast Wave (document technique EBU 3285, juillet 1997). Il s'agit du principal format d'enregistrement utilisé dans de nombreuses stations de travail audio professionnelles de l'industrie de la télévision et du cinéma. Les fichiers BWF incluent une référence d'horodatage normalisée qui permet une synchronisation facile avec un élément d'image séparé. Les enregistreurs multipistes autonomes basés sur des fichiers d'AETA, Sound Devices, Zaxcom, HHB Communications Ltd, Fostex , Nagra, Aaton, et TASCAM utilisent tous le format BWF comme format préféré.

Un format audio compressé sans perte stocke les données dans un espace réduit sans perdre aucune information. Les données originales non compressées peuvent être recréées à partir de la version compressée.

Les formats audio non compressés encodent à la fois le son et le silence avec le même nombre de bits par unité de temps. L'encodage d'une minute de silence absolu non compressée produit un fichier de la même taille que l'encodage d'une minute de musique non compressée. Cependant, dans un format compressé sans perte, la musique occuperait un fichier plus petit qu'un format non compressé et le silence n'occuperait presque aucun espace du tout.

Les formats de compression sans perte incluent FLAC , WavPack , Monkey's Audio et ALAC (Apple Lossless). Ils offrent un taux de compression d'environ 2:1 (c'est-à-dire que leurs fichiers occupent la moitié de l'espace du PCM). Le développement des formats de compression sans perte vise à réduire le temps de traitement tout en conservant un bon taux de compression.

Le format audio avec perte permet de réduire encore davantage la taille du fichier en supprimant certaines informations audio et en simplifiant les données. Cela entraîne bien sûr une réduction de la qualité audio, mais diverses techniques sont utilisées, principalement en exploitant la psychoacoustique , pour supprimer les parties du son qui ont le moins d'effet sur la qualité perçue et pour minimiser la quantité de bruit audible ajouté au cours du processus. Le format MP3 populaire est probablement l'exemple le plus connu, mais le format AAC que l'on trouve sur iTunes Music Store est également courant. La plupart des formats offrent une gamme de degrés de compression, généralement mesurés en débit binaire . Plus le débit est faible, plus le fichier est petit et plus la perte de qualité est importante.