compression audio libre vs proprietaire

Compression audio libre vs propriétaire

Florent CARRÉ aka COLUNDRUM

20 février 2013

Licence

Compression audio libre vs propriétaire de Florent CARRÉ akaCOLUNDRUM est mis à disposition selon les termes de la licence CreativeCommons Attribution - Pas d’Utilisation Commerciale - Pas de Modification3.0 France. Les autorisations au-delà du champ de cette licence peuvent être

obtenues à http://www.colundrum.eu/creative-commons.html

1

Pourquoi cet ebook ?

Pour répondre à la question d’une amie voulant savoir pourquoi je détesteautant les codecs propriétaires ou anciennement propriétaire.

Le but étant de montrer la stupidité d’utiliser un format lossy face au losslesstout en utilisant un bit rate élevé afin de garder le maximum de qualité.

AvertissementCet ebook est une analyse personnelle où je vais essayer d’être impartial

en m’appuyant sur des spectrogrammes et des waveforms en plus des meta dechaque fichiers sources.

Par "essayer d’être impartial", il faut savoir que je suis pro-libre et pro-opensource donc en m’appuyant sur les données brutes et non sur du ressenti, j’aitout ce qu’il faut pour l’être.

Lors des conclusions par rapport aux spectrogrammes et waveforms, je prendsle FLAC comme référence et la fréquence où se fait le cut est également trèsimportante.

Les sources de cet ebook sont dans le dépôt git.Les fichiers son utilisés pour cet ebook sont disponibles sous la forme d’une

archive 7Zip : ils ne sont pas soumis à la licence de cet ebook.

2

Table des matières

Licence 1

Pourquoi cet ebook ? 2Avertissement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

I Codecs 4

1 Lossless 51.1 ALAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.2 FLAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.3 WAV PCM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51.4 Tableau comparatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2 Lossy 62.1 AAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.2 MP3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.3 Vorbis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62.4 Tableau comparatif . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

II Lossless 82.5 Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

2.5.1 ALAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92.5.2 FLAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102.5.3 WAV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.6 Spectrogrammes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.6.1 ALAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.6.2 FLAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122.6.3 WAV . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

2.7 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

III Lossy 14

3 Bit Rate @ 64kb/s 153.1 Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.1.1 AAC avec vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153.1.2 AAC sans vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3

3.1.3 FAAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 173.1.4 MP3 vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183.1.5 Vorbis vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.2 Spectrogrammes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.2.1 AAC avec vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.2.2 AAC sans vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.2.3 FAAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.2.4 MP3 vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 213.2.5 Vorbis vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

4 Bit Rate @ 96kb/s 234.1 Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

4.1.1 AAC avec vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234.1.2 AAC sans vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244.1.3 MP3 vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254.1.4 Vorbis vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

4.2 Spectrogrammes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.2.1 AAC avec vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.2.2 AAC sans vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 274.2.3 MP3 vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284.2.4 Vorbis vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

4.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

5 Bit Rate @ 128kb/s 305.1 Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

5.1.1 AAC avec vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 305.1.2 AAC sans vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 315.1.3 FAAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 325.1.4 MP3 vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 335.1.5 Vorbis vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

5.2 Spectrogrammes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355.2.1 AAC avec vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355.2.2 AAC sans vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 355.2.3 FAAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365.2.4 MP3 vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 365.2.5 Vorbis vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

5.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

6 Bit Rate @ 256kb/s 386.1 Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

6.1.1 AAC avec vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 386.1.2 AAC sans vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396.1.3 FAAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 406.1.4 MP3 vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416.1.5 Vorbis vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

6.2 Spectrogrammes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436.2.1 AAC avec vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436.2.2 AAC sans vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 436.2.3 FAAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

4

6.2.4 MP3 vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 446.2.5 Vorbis vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

6.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

7 Bit Rate @ 320kb/s 467.1 Waveforms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

7.1.1 AAC avec vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 467.1.2 AAC sans vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 477.1.3 FAAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487.1.4 MP3 vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 497.1.5 Vorbis vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

7.2 Spectrogrammes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517.2.1 AAC avec vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517.2.2 AAC sans vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517.2.3 FAAC . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527.2.4 MP3 vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527.2.5 Vorbis vbr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

7.3 Conclusion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

IV Avis de l’auteur 547.4 Lossless . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557.5 Lossy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557.6 Du bon sens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

5

Première partie

Codecs

6

Chapitre 1

Lossless

Lossless ou les codecs dont la compression est sans perte.

1.1 ALACL’Apple Lossless Audio Codec date de 2004, il n’est plus propriétaire depuis

fin octobre 2011, date à laquelle les sources ont été rendues disponibles sous unelicence Apache.

Apple n’utilise jamais l’abréviation ALAC, seulement le nom "Apple Loss-less".

1.2 FLACLe Free Lossless Audio Codec date de 2000 (année prise sur la date d’enre-

gistrement du projet sur sourceforge).

1.3 WAV PCMLe WAV en lui-même est un conteneur capable de recevoir des formats aussi

variés que le MP3, WMA, ATRAC3, ADPCM et PCM.Ici, j’ai utilisé le PCM (Pulse Code Modulation) qui est lossless et non un

format lossy pouvant être dans un conteneur WAV.

1.4 Tableau comparatifEn m’appuyant sur les détails des différents fichiers, on obtient ce tableau :codec overall bit rate (kb/s) bit rate (kb/s) filezise mediainfo (MiB) filesize clialac 1014 1013 25.6 26853727flac 1000 997 25.3 26486198wav 1411 1411.2 35.7 37386771

– Le FLAC est d’environ 70.834 % le filezise du WAV– L’ALAC est d’environ 71.827 % le filezise du WAV– L’ALAC est d’environ 101.388 % le filezise du FLAC

7

Chapitre 2

Lossy

Lossy ou les codecs dont la compression est avec perte.

2.1 AACL’Advanced Audio Coding date de 1997. J’ai utilisé 3 cas :– AAC avec vbr fait par iTunes– AAC sans vbr fait par iTunes– AAC fait par FAAC

2.2 MP3Il existe 2 versions publiques :– MPEG-1 Audio Layer 3 dont la 1re release date de 1993– MPEG-2 Audio Layer 3 dont la 1re release date de 1995J’ai utilisé la version la plus récente.

2.3 VorbisLe Vorbis date de 1993.

8

2.4 Tableau comparatifEn m’appuyant sur les détails des différents fichiers, on obtient ce tableau :

codec overall bit rate (kb/s) bit rate (kb/s) filezise mediainfo (MiB) filesize cliaac avec vbr 67.3 64 1.7 1782438aac sans vbr 64.3 64 1.63 1705269mp3 vbr 64 64 1.62 1697101vorbis vbr 63.7 64 1.61 1688310

faac 79.2 77.2 2 2097438aac avec vbr 101 96 2.54 2663356aac sans vbr 96.4 96 2.44 2553485mp3 vbr 96 96 2.43 2545141vorbis 93.4 96 2.36 2474395

aac avec vbr 133 128 3.37 3537118aac sans vbr 128 128 3.24 3392710

faac 137 136 3.47 3641437mp3 vbr 128 128 3.24 3393179vorbis vbr 119 128 3 3142486

aac avec vbr 266 256 6.71 7036811aac sans vbr 260 256 6.56 6881159

faac 234 232 5.91 6196760mp3 vbr 256 256 6.47 6785336vorbis vbr 252 256 6.37 6676763

aac avec vbr 335 320 8.46 8868598aac sans vbr 326 320 8.24 8642702

faac 300 298 7.57 7942187mp3 vbr 320 320 8.09 8481415vorbis vbr 324 320 8.2 8594057

9

Deuxième partie

Lossless

10

2.5 Waveforms

2.5.1 ALAC

11

2.5.2 FLAC

12

2.5.3 WAV

13

2.6 Spectrogrammes

2.6.1 ALAC

2.6.2 FLAC

14

2.6.3 WAV

2.7 ConclusionÀ l’œil nu, je ne vois aucune différence. Il faudrait passer par une analyse

fine de la waveform en comparant les valeurs exactes à chaque milliseconde.En partant du fait que les 3 sont parfaits, le choix peut se faire par rapport

au filesize.En se basant sur le tableau comparatif, le FLAC l’emporte.

15

Troisième partie

Lossy

16

Chapitre 3

Bit Rate @ 64kb/s

3.1 Waveforms

3.1.1 AAC avec vbr

17

3.1.2 AAC sans vbr

18

3.1.3 FAAC

19

3.1.4 MP3 vbr

20

3.1.5 Vorbis vbr

21

3.2 Spectrogrammes

3.2.1 AAC avec vbr

3.2.2 AAC sans vbr

22

3.2.3 FAAC

3.2.4 MP3 vbr

23

3.2.5 Vorbis vbr

3.3 ConclusionLes spectrogrammes permettent de voir :– le cut du signal :– AAC avec vbr : à environ 12kHz– AAC sans vbr : à environ 12kHz– FAAC : à environ 10kHz– MP3 vbr : à environ 11kHz– Vorbis vbr : à environ 15kHz

– l’ordre de préférence sur la qualité basé sur l’amplitude(vérifiable en comparant les waveforms) :– 1 : Vorbis vbr– 2 : AAC sans vbr– 3 : AAC avec vbr– 4 : MP3 vbr– 5 : FAAC

Dans ce cas, le format ayant la meilleure qualité est le Vorbis parce qu’il agardé le plus de nuance d’amplitude.Sur le plan du filesize, c’est également le plus léger comme on a pu le voir dansle tableau comparatif.

24

Chapitre 4

Bit Rate @ 96kb/s

4.1 Waveforms

4.1.1 AAC avec vbr

25

4.1.2 AAC sans vbr

26

4.1.3 MP3 vbr

27

4.1.4 Vorbis vbr

28

4.2 Spectrogrammes

4.2.1 AAC avec vbr

4.2.2 AAC sans vbr

29

4.2.3 MP3 vbr

4.2.4 Vorbis vbr

4.3 ConclusionLes spectrogrammes permettent de voir :– le cut du signal :– AAC avec vbr : à environ 15.5kHz– AAC sans vbr : à environ 15.5kHz

30

– MP3 vbr : à environ 15kHz– Vorbis vbr : à environ 16.5kHz

– l’ordre de préférence sur la qualité basé sur l’amplitude(vérifiable en comparant les waveforms) :– 1 : Vorbis vbr– 2 : AAC sans vbr– 3 : AAC avec vbr– 4 : MP3 vbr

À nouveau, dans ce cas, le format ayant la meilleure qualité est le Vorbismais talonné par l’AAC.Sur le plan du filesize, c’est également le plus léger comme on a pu le voir dansle tableau comparatif.

31

Chapitre 5

Bit Rate @ 128kb/s

5.1 Waveforms

5.1.1 AAC avec vbr

32

5.1.2 AAC sans vbr

33

5.1.3 FAAC

34

5.1.4 MP3 vbr

35

5.1.5 Vorbis vbr

36

5.2 Spectrogrammes

5.2.1 AAC avec vbr

5.2.2 AAC sans vbr

37

5.2.3 FAAC

5.2.4 MP3 vbr

38

5.2.5 Vorbis vbr

5.3 ConclusionLes spectrogrammes permettent de voir :– le cut du signal :– AAC avec vbr : à environ de 17kHz– AAC sans vbr : à environ de 17kHz– FAAC : à environ 16kHz– MP3 vbr : à environ 16kHz– Vorbis vbr : à environ 19kHz

– l’ordre de préférence sur la qualité basé sur l’amplitude(vérifiable en comparant les waveforms) :– 1 : Vorbis vbr– 2 : AAC sans vbr– 3 : AAC avec vbr– 4 : FAAC– 5 : MP3 vbr

Encore, dans ce cas, le format ayant la meilleure qualité est le Vorbis maistoujours talonné par l’AAC.Sur le plan du filesize, c’est également le plus léger comme on a pu le voir dansle tableau comparatif.

Je place le FAAC avant le MP3 simplement parce qu’il est plus nuancé quele MP3 pour les hautes fréquences.

39

Chapitre 6

Bit Rate @ 256kb/s

6.1 Waveforms

6.1.1 AAC avec vbr

40

6.1.2 AAC sans vbr

41

6.1.3 FAAC

42

6.1.4 MP3 vbr

43

6.1.5 Vorbis vbr

44

6.2 Spectrogrammes

6.2.1 AAC avec vbr

6.2.2 AAC sans vbr

45

6.2.3 FAAC

6.2.4 MP3 vbr

46

6.2.5 Vorbis vbr

6.3 ConclusionLes spectrogrammes permettent de voir :– le cut du signal :– AAC avec vbr : n’existe plus– AAC sans vbr : n’existe plus– FAAC : n’existe plus– MP3 vbr : à environ 16kHz– Vorbis vbr : n’existe plus

– l’ordre de préférence sur la qualité basé sur l’amplitude(vérifiable en comparant les waveforms) :– 1 : Vorbis vbr– 2 : AAC sans vbr– 3 : AAC avec vbr– 4 : FAAC– 5 : MP3

Le Vorbis a toujours la meilleure qualité mais talonné à la fois par l’AAC etpour la 1re fois par le FAAC.Sur le plan du filesize, c’est le 2e plus léger comme on a pu le voir dans le tableaucomparatif.

C’est la 1re fois que le FAAC se montre comme un bon codec mais égalementplus léger que le Vorbis.

47

Chapitre 7

Bit Rate @ 320kb/s

7.1 Waveforms

7.1.1 AAC avec vbr

48

7.1.2 AAC sans vbr

49

7.1.3 FAAC

50

7.1.4 MP3 vbr

51

7.1.5 Vorbis vbr

52

7.2 Spectrogrammes

7.2.1 AAC avec vbr

7.2.2 AAC sans vbr

53

7.2.3 FAAC

7.2.4 MP3 vbr

54

7.2.5 Vorbis vbr

7.3 ConclusionLes spectrogrammes permettent de voir :– le cut du signal :– AAC avec vbr : n’existe plus– AAC sans vbr : n’existe plus– FAAC : n’existe plus– MP3 vbr : à environ 20kHz– Vorbis vbr : n’existe plus

– l’ordre de préférence sur la qualité basé sur l’amplitude(vérifiable en comparant les waveforms) :– 1 : Vorbis vbr– 2 : AAC sans vbr– 3 : AAC avec vbr– 4 : FAAC– 5 : MP3

C’est très difficile à départager les 4 premiers tellement ils sont proches.Je garde le Vorbis en 1re simplement parce qu’il est le plus proche du wave-

form du FLAC.Sur le plan du filesize, il est bien plus léger que l’AAC comme on a pu le voirdans le tableau comparatif.

C’est la 2e fois que le FAAC se montre comme un bon codec mais égalementplus léger que le Vorbis mais il n’est pas assez conservateur d’où cette 4èmeplace.

55

Quatrième partie

Avis de l’auteur

56

La claque que se prend l’AAC était attendue mais pas à un tel point.

7.4 LosslessJ’utilise le FLAC pour 2 raisons :– c’est un codec libre– il est compressé contrairement au WAV PCMSi vous voulez faire de l’archivage sans perte, il n’y a que 2 choix possibles :– si vous n’avez pas de contrainte en espace de stockage : WAV PCM– si vous avez la contrainte de l’espace de stockage : FLACCertaines personnes vont me rappeler que l’ALAC est devenu libre mais je

préfère le choix de la maturité et le FLAC l’est bien plus que l’ALAC.De plus, je préfère éviter la griffe d’une entreprise privatrice de liberté commeAPPLE.

7.5 LossyIci, c’est clairement le codec libre Vorbis qui l’emporte pour une raison très

simple, il cut à une fréquence plus élevée (de 1 à 3 kHz de différence) que lesautres codecs.

Pour de la musique sur smartphone/tablette ou site web ou webradio, c’estle format idéal en terme de qualité.

7.6 Du bon sensRipper un album en lossless pour le garder en format numérique est une

bonne chose.J’ai déjà lu sur des forums, des personnes qui pensaient transcoder en lossless

du lossy et même transcoder du lossy 192kb/s en lossy 320kb/s, ces personnesn’ont aucune logique.

Si après avoir lu tout l’ebook et examiné les différentes screenshots, vousécoutez toujours du MP3 à n’importe quel bit rate ou de l’AAC à un faiblebitrate, c’est que vous êtes masochiste par rapport à vos oreilles.

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