Détails audio du DVD Video
Les détails qui suivent concernent les pistes audio d'un DVD Vidéo. Certains fabricants de DVD, comme Pioneer, développent des lecteurs audio seulement, mais utilisant le format DVD Vidéo. Certains disques DVD Vidéo contiennent essentiellement des données audio, avec uniquement quelques images vidéo fixes.
Un disque DVD Vidéo peut contenir jusqu'à 8 flux audio par flux vidéo (ou angle de caméra). Chacun de ces flux audio peut être à l'un des formats suivants :
o Dolby Digital (anciennement AC-3) : de 1 à 5.1 canaux
o MPEG-2 audio : de 1 à 5.1 ou 7.1 canaux
o PCM : 1 à 8 canaux.
Deux autres formats sont disponibles en option : le dts et le SDDS. Le premier est assez fréquent, et la plupart des lecteurs sont compatibles (d'ailleurs, la plupart des amplis A/V proposent le décodeur correspondant). Le SDDS est rarissime, et nécessite un décodeur externe et un lecteur compatible.
Le ".1" désigne un canal spécifique, réservé aux graves (LFE, pour Low Frequency Effects), directement relié à un subwoofer. Ce canal est prévu pour les mixages cinéma, et contient un signal audio particulièrement dynamique et riche en graves, mais intermittent. Le subwoofer diffuse par ailleurs le signal grave généré par le circuit de bass management de l'ampli A/V (sommation des fréquences graves présentes dans chaque canal audio, non reproductibles par des satellites miniaturisés).
Le Linear PCM (PCM linéaire) est un signal n'ayant subi aucune réduction de débit numérique de données : c'est ce format qui est utilisé sur les CD et sur les masters de studio. Sur un DVD Vidéo, la fréquence d'échantillonnage peut être de 48 ou 96 kHz, et la résolution numérique de 16, 20 ou 24 bits. (rappelons que le CD Audio est pour sa part limité à 44.1 kHz et 16 bits.) On peut compter de 1 à 8 canaux. Le débit numérique maximal alloué aux données audio sur un DVD Vidéo est de 6,144 Mbits/s, ce qui limite forcément la fréquence d'échantillonnage et la résolution dès que le nombre de canaux est supérieur à 5. De façon générale, on s'accorde à considérer que les 120 bits de gamme dynamique théorique autorisés par une résolution de 20 bits, alliée à la réponse en fréquence allant jusqu'à 22 kHz autorisée par une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz conviennent parfaitement à une reproduction sonore de haute qualité. Toutefois, utiliser une résolution numérique supérieure et des fréquences d'échantillonnage plus élevées se justifie pleinement dans le cadre d'applications audiophiles, de travail en studio, de noise shaping, de traitement numérique de signal sophistiqué, et de reproduction d'un champ sonore en trois dimensions. Les lecteurs de DVD doivent être compatibles avec toutes les variantes de LPCM évoquées ci-dessus, mais certains ramènent un flux à 96 kHz en 48 kHz, et d'autres n'utilisent pas vraiment les 24 voire 20 bits éventuels. Par conséquent, le signal envoyé sur la sortie numérique du lecteur, destiné à un convertisseur N/A externe, pourra très bien ne pas atteindre les 96 kHz ni les 24 bits théoriquement autorisés.
Le Dolby Digital est un procédé permettant de faire passer un signal audionumérique multicanal en utilisant des débits numériques bien plus réduits que le Linear PCM. Il utilise une technologie de codage avec perte de données, dite AC-3, travaillant à partir du signal PCM original, d'une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz et d'une résolution numérique pouvant aller jusqu'à 24 bits. Le débit numérique correspondant est compris entre 64 kbits/s et 448 kbits/s, la norme étant de 384 ou 448 kbits/s pour un signal multicanal au format 5.1 et 192 kbits/s pour un signal stéréo (avec ou sans encodage Surround analogique). La plupart des décodeurs Dolby Digital "montent" jusqu'à 640 kbits/s, ce qui autorise la lecture de tels flux sur la plupart des lecteurs de DVD Vidéo. Les combinaisons de canaux utilisables sont (avant/arrière) : 1/0, (1+1)/0 (double mono), 2/0, 3/0, 2/1, 3/1, 2/2, et 3/2. Le canal de LFE est optionnel pour ces 8 combinaisons. Pour plus de détails, référez-vous au document de l'ATSC n°A/52 <www.atsc.org/document.html>. Le Dolby Digital est le format utilisé pour les pistes audio sur presque tous les DVD Vidéo, on le trouve aussi sur pas mal de DVD Audio.
Le MPEG audio est un format numérique audio multicanal utilisant lui aussi une technologie de codage avec perte de données, travaillant à partir du signal PCM original, d'une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz et d'une résolution numérique de 16 ou 20 bits. Les formats MPEG-1 et MPEG-2 sont supportés. Le débit numérique peut aller de 32 kbits/s à 912 kbits/s, 384 kbits/s représentant la valeur moyenne normale (la plus utilisée). Les combinaisons de canaux (avant/arrière) possibles sont les suivantes : 1/0, 2/0, 2/1, 2/2, 3/0, 3/1, 3/2, et 5/2. Le canal LFE est optionnel pour toutes les combinaisons. Le format 7.1 canaux ajoute des canaux intermédiaires centre-gauche et centre-droit, mais sera probablement rare en exploitation domestique. Les canaux Surround en MPEG-2 se trouvent dans un flux d'extension, matricé dans les canaux stéréo MPEG-1, afin d'assurer au format audio MPEG-2 une compatibilité descendante avec le matériel MPEG-1 (un système MPEG-1 ne "verra" dans ce cas que les deux canaux, en stéréo). Les formats MPEG Layer 3 (MP3) et MPEG-2 AAC (alias NBC ou non matricé) ne sont pas reconnus par le standard DVD Vidéo. Le format audio MPEG 2 n'est guère utilisé sur les DVD, même si certains logiciels bon marché d'enregistrement de DVD utilisent le MPEG audio, même sur des disques NTSC, ce qui est contraire au standard DVD et incompatible avec nombre de lecteurs de DVD Vidéo NTSC...
Le dts (Digital Theater Systems) Digital Surround est un format numérique audio multicanal (5.1 ou davantage), travaillant à partir du signal PCM original, d'une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz et d'une résolution numérique allant jusqu'à 24 bits. Son débit numérique peut aller de 64 kbits/s à 1536 kbits/s, les valeurs les plus typiques étant de 754.5 et 1509.25 pour 5.1 canaux et 377 ou 754 pour 2 canaux. (le format dts Coherent Acoustics autorise un débit numérique variable allant jusqu'à 4096 kbits/s pour une compression sans perte, mais il n'est pas admis sur un DVD. Par ailleurs, le DVD n'autorise pas d'autre fréquence d'échantillonnage que 48 kHz.). Les combinaisons de canaux (avant/arrière) possibles sont les suivantes : 1/0, 2/0, 3/0, 2/1, 2/2, 3/2. Le canal LFE est optionnel pour toutes les combinaisons. Le format dts ES autorise 6.1 canaux, de deux façons différentes : 1) le canal arrière central est matricé, comme en Dolby Surround EX, ou 2) le 7è canal est discret (entièrement distinct). Le format dts possède aussi un mode 7.1 canaux (8 séparés), mais aucun DVD ne l'a utilisé pour l'instant. Pour récupérer ce 7è ou ces 7è et 8è canaux, un nouveau décodeur spécifique est nécessaire. Le standard DVD inclut un format de flux audio réservé pour le dts, mais nombreux sont les anciens lecteurs qui l'ignorent. Le format dts utilisé sur les DVD est différent de celui utilisé pour les projections en salle de cinéma (il utilisent l'apt-X, d'Audio Processing Technology, qui est un codeur ADPCM, et non un codeur psycho-acoustique. Tous les lecteurs de DVD sont capables de lire des CD audio au format dts, puisque dans ce cas c'est le flux PCM standard qui héberge les données au format dts. Pour plus d'informations générales concernant le dts, voir 1.32. Pour plus de détails, jetez un coup d'oeil au site <www.dtstech.com> et lisez cet article signé Adam Barratt.
Le SDDS (Sony Dynamic Digital Sound) est un format numérique audio multicanal optionnel (5.1 ou 7.1), travaillant à partir du signal PCM original, d'une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz. Son débit numérique de données peut aller jusqu'à 1280 kbits/s. Le SDDS est un format essentiellement prévu pour l'exploitation en salle : il est basé sur le format de réduction de débit numérique de données ATRAC, également utilisé sur le MiniDisc. Sony n'a annoncé aucune intention d'en décliner une variante pour DVD.
Le THX (Tomlinson Holman Experiment) n'est pas un format audio. Il s'agit d'un programme de contrôle de qualité et de certification, concernant les appareils installés dans les salles de cinéma, ainsi que l'acoustique de ces dernières ; il s'étend également à des installations domestiques et à des processus de mastering numérique, image et son. Le programme LucasFilm THX Digital Mastering fait appel à un procédé breveté pour surveiller la qualité vidéo tout au long des multiples étapes du processus aboutissant à un disque ou une bande vidéo finale ; il inclut , par exemple, une procédure de configuration/étalonnage des moniteurs vidéo assurant que le réalisateur se base sur un rendu prévis de ce qui se trouve sur la bande avant d'approuver le master, et bien d'autres étapes intermédiaires. Les amplificateurs certifiés THX "4.0" apportent nombre d'améliorations au format Dolby Pro Logic : les filtres extraient les fréquences graves des canaux avant pour les renvoyer sur le caisson de graves ; les canaux avant subissent une réégalisation (compensant l'accentuation des fréquences aiguës des mixages effectués pour le cinéma, conçus pour une diffusion via haut-parleurs cachés derrière l'écran) ; on recherche une correspondance de timbres pour les canaux arrière ; la courbe de réponse dans les basses fréquences met en valeur les graves. Les amplificateurs certifiés THX "5.1" apportent nombre d'améliorations au format Dolby Digital et au THX 4.0 : en effet, les enceintes arrière sont pleine bande, le filtre extrait les fréquences graves des enceintes avant et arrière pour les renvoyer dans le caisson de graves ; la décorrélation est automatiquement activée dès que les signaux audio sont identiques sur les canaux arrière, mais pas lors des effets de split-surround, qui ne nécessitent, par principe, aucune décorrélation. Pour plus d'informations, reportez-vous à la page Home THX Program Overview (présentation générale du programme THX domestique).
Les disques contenant un signal vidéo 525 lignes/60 Hz (standard NTSC) doivent utiliser le format PCM ou Dolby Digital sur au moins une piste. Les disques contenant un signal vidéo 625 lignes/50 Hz (standard PAL/SECAM) doivent utiliser le format PCM ou MPEG audio ou Dolby Digital sur au moins une piste. Les pistes audio supplémentaires peuvent être dans n'importe quel format. Certains lecteurs de DVD de première génération, tels que ceux fabriqués par Matsushita par exemple, sont incapables de renvoyer les données audio MPEG-2 vers un décodeur externe.
Les spécifications originales du DVD exigeaient soit du MPEG audio, soit du PCM sur les disques 625 lignes/50 Hz (standard PAL/SECAM). Il y eut une brève bagarre, menée par Philips, lorsque certains des premiers disques sortis ne comportaient que du son MPEG deux canaux et un son multicanal en Dolby Digital, mais le Forum DVD mit les choses au point dès mai 1997 : seules les données audio stéréo MPEG étaient obligatoires sur les disques 625/50. En décembre 1997, le manque d'encodeurs (et décodeurs) MPEG-2 constituait un problème si criant que les spécifications du format DVD subirent une révision : désormais, on pouvait utiliser uniquement des pistes audio Dolby Digital sur les disques 625/50 ; les pistes audio MPEG n'étaient plus obligatoires.
À cause de l'accélération de 4% subie par le film, projeté à 25 images/seconde lors du télécinéma au lieu de 24, cadence utilisée pour la projection en salle, le son subit une transposition vers le haut, de l'ordre du 1/3 de ton. Les vois "rajeunissent", la musique est plus aiguë. Il existe des appareils permettant de maintenir la hauteur originale du son, même après accélération de la pellicule : en cinéma, les plus utilisés sont le t.c. electronic System 6000 et le Dolby 565.
Pour alimenter leurs sorties stéréo (analogiques ou numériques), un décodeur Dolby Digital présent dans tous les lecteurs extrait les 5.1 canaux (s'ils sont effectivement présents sur le DVD) et les downmixe (mélange) en stéréo de type Dolby Surround. Autrement dit, les canaux arrière sont matricés dans le signal stéréo, pour compatibilité avec un processeur/décodeur Dolby Pro Logic externe, qui décodera le signal stéréo récupéré derrière le lecteur de DVD Vidéo en 4 canaux : gauche, centre, droite, Les lecteurs de DVD PAL disposent également d'un décodeur MPEG ou MPEG-2. Les formats Dolby Digital et MPEG-2 acceptent sans problème un signal audio source 2 canaux Dolby Surround, au cas où le producteur du disque ne peut pas (ou ne veut pas) remixer en canaux séparés ("discrets"). Autrement dit, même si le boîtier du DVD porte la mention Dolby Digital, il peut fort bien ne pas offrir 5.1 canaux, mais 2 ; et parfois, même pas encodés Dolby Surround ! Même les vieux films possédant une bande son mono peuvent utiliser le Dolby Digital, qui ne "transporte" alors qu'un ou deux canaux. Remarquons que pour la réédition du Dictateur, le son mono a été "5.1isé" de façon assez convaincante. Les lecteurs Sony offrent une fonction de downmixing en stéréo "non-Surround". De toute façon, si vous aimez vous sentir entouré par le son, vous apprécierez bien davantage le son des DVD offrant des mixages multicanaux si vous possédez un système Dolby Digital.
Le nouveau format Dolby Digital Surround EX (DD-EX), qui ajoute un canal central supplémentaire à l'arrière, est compatible avec les DVD, lecteurs de DVD et décodeurs Dolby Digital existants. Le nouveau format dts Digital Surround ES (dts-ES), qui ajoute lui aussi un canal central à l'arrière, fonctionne sans problème avec les décodeurs dts existants et avec les lecteurs de DVD compatibles dts. Toutefois, pour tirer pleinement parti de ces deux nouveaux formats, il faut un décodeur spécifique dans chaque cas, capable d'aller extraire le canal central arrière. Dans le cas du Dolby Digital Surround EX et du dts-ES "matrix", ce canal arrière est matricé dans les canaux arrière, exactement comme le canal central avant dans un signal stéréo au format Dolby Surround. Du coup, on n'est pas dans une situation de "vrai" format 6.1, puisque le signal de canal arrière supplémentaire n'est pas indépendant, et son spectre n'est pas complet : on devrait plutôt parler de format 5.2. Seul, en toute rigueur, le dts ES "discrete" mérite ce qualificatif, puisqu'il code effectivement 7 signaux audio séparés, à spectre intégral, dans son flux de données. Le signal central arrière est codé dans un flux d'extension, utilisé par les décodeurs dts récents mais ignoré par les autres décodeurs dts, plus anciens.
Signalons par ailleurs que le dts Neo 6 est un procédé permettant de générer un signal 6.1 "factice" à partir d'un signal source stéréo, et que le dts 96/24 est une version du procédé offrant un son d'une qualité comparable, selon le fabricant, à un flux PCM 24 bits 96 kHz.
Le processus de downmixing stéréo effectué par le décodeur Dolby Digital du lecteur ne tient habituellement pas compte du canal LFE, et peut effectuer une réduction de la gamem dynamique du signal, afin d'améliorer l'intelligibilité des dialogues et d'éviter toute confusion sonore sur les systèmes audio domestiques moyens. Du coup, quand on écoute sur un système audio haut de gamme, la qualité sonore peut en pâtir. La fonction DRC (Dynamic Range Compression, compression de la gamme dynamique), souvent appelé mode nocturne (midnight mode) réduit les différences entre les passages de niveau élevé et ceux de niveau faible ; ce qui permet de baisser le potentiomètre de volume, afin de ne pas déranger les autres, tout en entendant encore les détails dans les passages calmes. Certains lecteurs offrent la possibilité de désactiver la fonction DRC. Le downmix est vérifié lors de la préparation du disque, et si le résultat n'est pas acceptable, l'audio peut être modifié, ou les producteurs peuvent décider d'inclure un flux audio supplémentaire, au format L/R Dolby Surround. L'expérience montre qu'il faut parfois intervenir légèrement sur le son pour rendre les dialogues plus audibles tout en restant dans la gamme dynamique assez limitée d'une chaîne stéréo domestique, mais que le plus souvent, un flux audio supplémentaire n'est pas nécessaire.
La fonction de réduction de gamme dynamique (DRC, pour Dynamic Range Compression), souvent appelé "mode de minuit", réduit la différence entre les sons de niveau élevé et les sons de faible niveau - ce qui permet de réduire le niveau d'écoute afin d'éviter de déranger les autres : vous pouvez quand même percevoir les détails des passages calmes. Certains lecteurs offrent la possibilité de désactiver la fonction DRC.
Le format Dolby Digital possède également une fonction appelée normalisation de dialogue, ou DN (Dialog Normalization), qu'on devrait plutôt, en toute rigueur, désigner sous le terme de standardisation de volume. La fonction DN sert à maintenir un volume sonore subjectif identique lorsqu'on passe d'une source à une autre ; un aspect qui deviendra très important lorsqu'on disposera, à domicile, de plusieurs sources de programmes utilisant un son au format Dolby Digital (TNT (télévision numérique hertzienne), télévision numérique par satellite, etc.). Chaque flux Dolby Digital contient des informations concernant le niveau sonore : le récepteur les lit, puis modifie son niveau en conséquence ; par exemple, il le réduit pendant une pub, mixée très fort. Évidemment, rien n'empêche les producteurs de ladite pub de tricher et d'inclure dans leur programme un marqueur de DN très bas, ce qui forcera votre récepteur à augmenter le niveau d'écoute pendant la pub ! Activer ou désactiver la fonction DN sur votre récepteur ne modifie pas la gamme dynamique ni la qualité sonore : elle ne fait que tourner à votre place le potentiomètre de volume de votre amplificateur, en fonction des données de service contenues dans le flux Dolby Digital.
Les cinq formats audio du DVD Vidéo permettent un mode karaoké, offrant deux canaux pour un playback instrumental stéréo (L et R) plus une piste-guide mélodique optionnelle (M) et deux canaux de voix optionnels (V1 et V2).
Un DVD-5 ne comportant qu'un flux audio stéréo (à un débit "haute qualité" de 192 kbits/s) peut contenir plus de 55 heures d'audio. Dans les mêmes conditions, un DVD-18 contiendrait plus de 200 heures. Cette autonomie serait encore multipliée par 4 si on descendait à 48 kbits/s, par exemple.
Nombreux sont les utilisateurs de lecteurs de DVD Vidéo qui se plaignent d'un niveau de lecture trop bas. En vérité, c'est plutôt que le niveau audio est trop élevé sur tous les autres supports ! Les bandes-son des films de cinéma possèdent une dynamique extrêmement étendue, allant du quasi-silence aux explosions les plus intenses. Pour permettre cette dynamique accrue et "passer" les crêtes sans distorsion (ce qui correspond à une tension électrique voisine de 2 Volts efficaces sur les connecteurs analogiques de sortie, proche de la limite autorisée, le volume sonore moyen doit être plus faible. C'est pour cette raison que la tension disponible sur les connecteurs analogiques au niveau ligne des lecteurs de DVD Vidéo est plus faible que celle de toutes les autres sources de signal audio habituelles. Cela dit, contrairement à ce qui se passe sur les Compact Discs ou les laserdisques, le niveau varie peu d'un disque DVD à un autre. Si la saute de niveau se produisant lorsque vous passez d'une source audio au lecteur de DVD (ou inversement) vous ennuie, vous pouvez intervenir sur le niveau de sortie du signal sur certains lecteurs de DVD, ou ajuster la sensibilité d'entrée sur certains amplis-tuners. Sinon, il n'y a pas grand-chose à faire...
Source : http://fernould.club.fr/dvdfaqvf.html
