Comment régler son niveau d’enregistrement – dBFS

Le décibel (dB) est une unité logarithmique de mesure du rapport entre deux puissances. C’est une grandeur sans dimension en dehors du système international. Elle est utilisée notamment dans les domaines de l’acoustique, de la physique et de l’électronique.

I – LA MESURE DU NIVEAU D’ENREGISTREMENT : LE dBFS


Dans un logiciel audio permettant l’enregistrement de sources analogiques, le niveau d’enregistrement est mesuré sur un crête-mètre gradué en dBFS (Full scale signifiant pleine échelle).

Les graduations peuvent aller de -138 dBFS à 0 dBFS, avec la possibilité de choisir des échelles moins étendues pour obtenir une lecture plus précise . Le niveau zéro crête – 0 dBFS – correspond au niveau le plus élevé pouvant être encodé par les convertisseurs A/D et D/A d’une carte audio. Pour en savoir plus sur cette question, vous pouvez consulter le dossier numérisation.

 

 

meter06Cet instrument de mesure très spécifique indique donc un écrêtage ou une distortion du signal lorsque les capacités du convertisseur sont dépassées. Une mesure numérique prend une valeur maximum M qui dépend du nombre de bits utilisés. Si on mesure une valeur instantanée « p » du signal, la valeur en dB FS indiquée sur l’échelle est égale à 20.Log10 (p/M). Comme la valeur de « p » ne dépasse jamais celle de « M », voici pourquoi l’échelle de votre vumètre indique toujours des valeurs négatives !

II – OVER 0 dBFS

Prenons l’exemple d’un signal numérisé en 16 bits : le niveau 0 dBFS correspond à la valeur numérique maximale 65535. Si notre signal vient à dépasser cette valeur critique, celle-ci n’atteindra pas over0dbpour autant 65536 et devrait en théorie prendre une valeur nulle occasionnant un claquement brutal. En fait, les enregistreurs actuels sont pourvus d’un dispositif qui contourne ce problème en attribuant la valeur maximale 65535 aux échantillons … Si le niveau d’entrée de la source analogique n’est pas diminué, le signal sera alors enregistré avec un niveau de 0 dB pendant toute la durée de la saturation provoquant une distorsion très importante et des écrêtages caractéristiques tels que ceux montrés sur la figure de gauche . Il est bien évident que cet enregistrement ne sera pas exploitable.

Le truc : Dans un éditeur audio, une importante saturation se détecte assez rapidement, sans même devoir « zoomer » le signal. Il suffit de rechercher une succession de samples 0 dB assimilée à un signal carré !

III – CLIP OR NO CLIP

vu_clipIl n’est pas simple de définir précisément la saturation numérique (clip). Dans un premier temps, on a admis que 3 samples successifs à 0 dB étaient suffisants. Aujourd’hui les constructeurs d’appareils dédiés aux mesures numériques donnent le choix : 4, 5 ou 6 samples successifs car il prétendent qu’une distorsion de 68 µs , c’est-à-dire 3 samples à 44,1 KHz, est inaudible. Nous ne percevrons effectivement pas grand chose

si la saturation de 3 à 6 samples s’applique à un son de percussions ou de batterie, mais un sample unique pourrait bien être perçu sur une simple note de piano !

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 IV – HEADROOM OU LA MARGE DE SECURITE

Le meilleur rapport signal/bruit ne s’obtient qu’avec un niveau d’enregistrement assez fort car les convertisseurs A/N sont plus performants lorsqu’ils traitent des niveaux élevés. Néanmoins, flirter avec le 0 dB est un peu « dangereux », car le risque de saturation sur les passages forts est bien présent. Suivant les conditions d’enregistrement et la nature de la source sonore, il semble judicieux de conserver une réserve, une zone de sécurité.

La zone qui correspond à la différence entre le niveau moyen d’une musique et le clip est nommée « headroom » par les anglo-saxons. Plus cette zone est grande, plus la sécurité est importante. Il existe bien des écoles et des avis sur ce vaste sujet mais votre oreille doit finalement rester le juge absolu et c’est elle qui commandera vos réglages !

IV1 – Headroom faible

Cela signifie que le niveau moyen du signal est très élevé. La zone de sécurité est donc réduite. Dans un enregistrement effectué « à fond », le son peut manquer de dynamique, mais il se caractérise par un meilleur rapport signal/bruit. On réserve généralement ce réglage pour des sources numériques pures, non compressées.

Mode opératoire : A l’aide du curseur, il faut amener le niveau d’enregistrement le plus près possible de 0 dB sans jamais le dépasser. Le niveau moyen des « peaks » doit se situer aux alentours de -3dB avec des pointes à 0 dB, mais il n’est pas interdit de fixer la limite à -0.1 ou -1 dBFS. Certains choisissent même délibérément d’enregistrer leurs instruments dans la zone rouge

IV.2 – Headroom important

Le niveau moyen d’enregistrement se situe entre -15 dB et -6 dB FS (typiquement -10 dB FS). La zone de sécurité se trouve étendue car les « peaks » sont ainsi plus éloignés du niveau de saturation. L’écart plus important entre les niveaux faibles et les niveaux forts accroit la dynamique. Ceci permet aussi une meilleure perception des nuances et subtilités du son, depuis les passages à faible niveau jusqu’aux passages forts. Là encore, il s’agit d’un choix personnel. Savoir apprécier un son isolé, c’est une chose. Voir comment il se comporte dans un ensemble musical en est une autre ! La mode est aux niveaux forts. Attention au résultat, votre mix pourrait en surprendre plus d’un, en transformant le son d’un slow en « hard and loud metal » .

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Exemple d’un niveau moyen -3 dB avec peak à -1 dB

Mais au-delà des normes, que chacun s’efforce d’appliquer dans son (home) studio, il reste la touche personnelle, la recherche d’un son particulier, celui qui fait parfois sortir des sentiers battus. Affaire de goût, affaire de feeling, affaire d’oreille.

V – DYNAMICS PROCESSING

Le compresseur et le limiteur sont deux outils qui agissent sur la dynamique d’un signal en modifiant le niveau peak. Un compresseur modifie bien plus le son que le limiteur. En fait, le compresseur agit sur la dynamique interne d’une musique. Il sera utile pour diminuer les écarts entre les sons forts et les sons faibles pour faire en sorte que le son apparaisse plus fort. Ainsi, les passages « bas niveau » se trouveront boostés.

meter04Le limiteur est un outil intéressant. Avec un temps d’attaque assez rapide (1 ou 2 samples) et un « release » de l’ordre de 1 à 3 ms, l’action du limiteur demeure relativement transparente, même si celle-ci s’exerce sur plusieurs dB. Vous utiliserez le limiteur pour augmenter le niveau moyen de votre musique sans changer profondément le son. Ici un Hard limiter avec peak réglé à -0.5 dB.

VI – LES NIVEAUX ADMIS

Pour les interviews et plus généralement l’enregistrement de la parole, il est bon de conserver une réserve en enregisrant entre -6 et -12 dBFS. Les effets sonores se situeront entre -12 et -18 dBFS , alors que pour la musique, cette valeur sera plutôt de l’ordre de -18 dBFS.

Pour un podcast par exemple, le niveau final pourra être de l’ordre de -3 à -1 dBFS, l’essentiel étant de ne pas générer de saturation numérique en dépassant, de manière significative (pour 3 à 6 samples) le niveau 0 dBFS.

 

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Update 28-10-2017