La musique audio numérique a longtemps été dominée par l'échantillonnage du CD correspondant à 16 bits à 44,1 kHz. Puis est arrivée la DAT (Digital Audio Tape) de Sony, une cassette à bande magnétique dont la surface était balayée de manière hélicoïdale, ce qui lui permettait d'enregistrer sans compression sur 16 bits avec une fréquence maximale d'échantillonnage de 48 kHz.
Les différentes fréquences d'échantillonnage actuellement utilisées pour coder l'audio en Hi-Res sont toutes des multiples de ces deux fréquences originelles de 44,1 kHz et 48 kHz, même celle des fichiers DSD utilisés pour les SACD (2,8 MHz) qui correspond à 64 fois 44,1 kHz.
Lorsque l'on utilise un convertisseur numérique analogique (DAC) qui décode les fichiers audio numérique tels qu'ils ont été produits, on parle de décodage en mode natif.
L'avantage à l'écoute du décodage en mode natif c'est que le DAC va restituer le message musical tel qu'il a été codé au niveau du studio d'enregistrement, et on peut donc parler dans ce cas de fidélité (pour autant que faire se peut en fonction de son système Hi-Fi, de ses capacités auditives, etc), cette fidélité étant théoriquement d'autant meilleure que l'échantillonnage est élevé puisque le DAC disposera de plus d'informations pour reconstruire les signaux analogiques.
C'est justement afin de disposer d'un nombre important d'informations pour reconstruire les signaux analogiques que certains constructeurs emploient la technique de conversion de taux d'échantillonnage.
Cette technique consiste à transformer tous les fichiers audio numérique, quelle que soit leur échantillonnage d'origine (ou natif), en fichiers sur 24 bits, généralement à 192 kHz, mais parfois plus, comme Chord, Esoteric, ESS et ses puces Hyperstream, qui utilisent leurs propres principes de conversion de taux d'échantillonnage.
Cependant, partir, par exemple, d'un fichier sur 16 bits à 44,1 kHz pour obtenir un fichier sur 24 bits à 192 kHz va nécessiter des calculs qui restent ce qu'ils sont, à savoir que leur résultat n'est pas celui d'un codage réel de signaux musicaux.
Ce n'est donc qu'un artifice permettant d'offrir à coup sûr de meilleurs résultats chiffrés (taux de distorsion plus bas, rapport signal sur bruit plus élevé) et aussi de changer plus ou moins la qualité sonore par ajout d'échantillons.
Dire cependant que la conversion de taux d'échantillonnage offre une restitution "plus naturelle", qu'elle permet "de mettre en évidence plus de détails", comme on le lit parfois, nous paraît un discours biaisé puisque le fichier obtenu par ce traitement ne correspond plus au fichier natif dont il est issu, lequel est, par essence, le plus fidèle possible.
Selon les puces de conversion de taux d'échantillonnage utilisées, et aussi le filtrage, on peut percevoir plus ou moins de différences à l'écoute avec le même fichier décodé en mode natif.
Cela se traduit parfois par des aigus assez appuyés, de la brillance qui peut faire effet mais qui ne sera pas forcément appréciée, particulièrement par les amateurs de classique qui trouveront que certains timbres ne sont pas justes, mais cela peut aussi rester assez discret voir peu perceptible. Mais quoi qu'il en soit, le décodage en mode natif reste notre préférence pour sa justesse.
Quant au sur-échantillonnage, appelé en anglais oversampling ou upsampling, il est utilisé dans quasiment toutes les puces de conversion numérique analogique et consiste en une interpolation linéaire entre deux échantillons successifs des signaux audio numérique afin que ceux-ci présentent une fréquence plus élevée et puissent être filtrés de manière plus douce bien au-delà de la moitié de leur fréquence d'échantillonnage originelle, ce qui permet d'obtenir une meilleure linéarité et une absence de déphasage dans la bande de fréquences non atténuées.
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