Discussion:Modulation par impulsions et codage

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Discussions antérieures au 30 décembre 2014 ici.

Passages supprimés le 30 décembre 2014

• Je ne discute la source dans le résumé introductif Defense Applied Part 2 Télécommunications and Computer Dictionary English/French, Jean-Claude Laloire, 2008 mais c'est une erreur 404 (fichier inexistant), et je crois que Electropedia est meilleur (bilingue et normatif).
• Le Minidisc est obsolète, et de toutes façons n'était pas encodé pcm, mais comprimé ATRAC.
• Les formats d'enregistrement stéréo et multicanaux ne sont pas MIC/PCM. Les canaux sont multiplexés.
• Les fichiers de disques compacts audio ne sont pas pcm. Un logiciel les transforme en pcm quand on les lit sur l'ordinateur, mais dans le CD, les données sont mélangées et on leur ajoute des codes de redondance pour la détection et la correction des erreurs.
• « Plusieurs flux PCM peuvent être multiplexés dans un flux de données global plus grand, grâce à une technique appelée Time-Division Multiplexing ou TDM. Initialement inventée par l'industrie téléphonique, la technologie TDM est aujourd'hui largement utilisée dans les stations de travail audionumériques comme Pro Tools. » Hors sujet. Multiplexage évoqué dans le RI.
• « On effectue l'opération inverse lors de la conversion numérique-analogique (ou bien le traitement est effectué de façon analogique à l'aide d'un [[Compresseur de sons|compresseur/expanseur]]). La quantification non-linéaire n'a rien à voir avec la compression (pas de constante de temps).

Enfin, last but not least

«  == Le DxD == Le PCM, dans son histoire, a été échantillonné pour des usages commerciaux à hauteur de 1 fs (44,1 kHz,Compact Disc), 48 kHz, et 2 fs (2 × 44.1 kHz, donc 88.2 kHz), 96 kHz et 192 kHz (DVD, DVD Audio et Blu-ray). Il se doit désormais de concurrencer de façon crédible le format audio DSD à très haut taux d'échantillonnage (64 fs, soit 64 × 44 100 Hz = 2 822 400 Hz), utilisé pour le format audio multicanal de pointe Super Audio CD.

Pour cette raison est apparu en 2007 le PCM DxD, acronyme de Digital eXtreme Definition : il consiste en un codage PCM standard, mais échantillonné à 352,8 kHz (soit 8 fs, donc huit fois la qualité CD), quantifié sur 24 bits dans la majorité des cas et même quantifiable sur 32 bits en virgule flottante si le matériel utilisé pour sa manipulation en est capable.

Il n'existe toutefois aucun matériel commercial utilisant une telle définition à l'heure actuelle, et la majorité des processeurs prenant en charge le DxD sont à usage professionnel (studios d'enregistrement, de mixage, de mastering et de remasterisation).

Il convient également de noter que le DxD, censé concurrencer le DSD, est finalement utilisé la plupart du temps comme outil de transition palliatif pour pouvoir indirectement traiter ce dernier, car le matériel d'enregistrement direct en DSD est encore très rare. Le traitement d'un signal numérique quantifié sur 1 bit unique étant impossible, les ingénieurs du son passent donc par le DxD, qui est le signal PCM le plus abouti existant aujourd'hui, afin d'approcher le plus possible la définition DSD pendant le traitement sonore avant conversion<ref name="kr-248s-21">Magazine ''KR home-studio'' (site internet [http://www.keyboardsrecording.fr] keyboardsrecording.fr), numéro 248 S (janvier 2010), page 21</ref>.  »

Qui est encore plus hors-sujet que la digression sur les systèmes de compression en téléphonie (ceux-ci ont au moins PCM dans leur acronyme usuel, sans compter qu'il s'agit d'une pub ou du reflet d'une pub pour un procédé qui n'a jamais fonctionné. PolBr (discuter) 30 décembre 2014 à 10:52 (CET)

A propos du codage

J'aimerais avoir votre avis sur la question, mais il me semble que le codage (dans un contexte de numérisation, comme présenté ici), ne fait que faire correspondre à chaque échantillon analogique une valeur numérique correspondante "brut" (http://www.aes.org/aeshc/docs/recording.technology.history/pcm.html : je sais, ça reste assez simpliste mais hey ! c'est d'époque ;) ).

En revanche, les codages évoqués ici (dans deux sections distinctes ?) sont des codages de transmission (NRZ, manchester, etc.) sans que ce soit explicite, et souvent dépendant du protocole de transmission employé (i2s, USB, AES, SPDIF, etc.) et à ma connaissance - corrigez moi si je me trompe - on ne transmet pas d'audio PCM brut. agfline (discuter) 12 juillet 2016 à 21:39 (CEST)

Techniquement, une valeur numérique peut être codée de plusieurs manières. Le même nombre codé en décimal 87 est aussi bien 0x57, en binaire 01010111, en BCD 10000111. Le nombre -87 peut se coder 1000000010010111 (le 1 initial est un bit de signe) ou 1111111110101001 en codage en complément à 2^16, 0111111110101001 sur 16 bits avec décalage de 2^15, ou bien sur 32 bits en virgule flottante. On doit nécessairement passer par là à la numérisation d'un signal (échantilonnage>quantification>codage).

On transmet de l'audio PCM brut dans les tuyaux logiciels internes à l'ordi et (sur 16 bits avec décalage de 2^15) dans chaque trame d'un fichier WAV mono.

Les fichiers multipiste sont multiplexés ; on pourrait dire que ce n'est pas de la modulation par impulsion codée, mais le format pcm l'est, et PCM se traduit par MIC. Je crois que l'important est que chaque échantillon est quantifié individuellement, sans apport des échantillons antérieurs.

Pour que le codage soit plus robuste, on utilise en CD la Eight-to-Fourteen Modulation, et on est toujours en MIC, quoiqu'on ait ajouté de la redondance ; mais on ne considère pas que le CD soit en PCM. Les échantillons sont transmis dans le désordre, avec des codes CRC. J'en conclus que la définition du PCM inclut le fait que les échantillons soient transmis dans l'ordre.

En milieu industriel, les données de mesure que transmettent les appareils pourraient — mais je n'en connais pas d'exemple précis — être codées en codage Manchester ou en code de Gray ou en tout autre ; c'est pourquoi, bien que partageant vos doutes quant à la pertinence de la rédaction actuelle, je suis d'avis de n'y pas toucher, sinon pour y ajouter des exemples dans de nouveaux domaines, à moins d'avoir des sources qui délimitent mieux le sujet.

PolBr (discuter) 13 juillet 2016 à 15:02 (CEST)

J'ajouterai que très souvent en informatique, on peine à trouver des définitions précises et limitatives. PolBr (discuter) 13 juillet 2016 à 15:08 (CEST)

Merci pour votre réponse et pour ces précisions, qui selon moi illustrent tout à fait le fond du problème : la définition du codage.

Je vous rejoins sur l'exemple du nombre décimal 87, en ajoutant au codage binaire sur n bits, à virgule flottante ou pas, qu'il peut être «codé» en little endian (0101011100000000) ou big endian (0000000001010111), sans parler de l'ordonnancement des bits (en). Tout ceci implique une cumulation des codages, source de confusion, bien que comme vous dite, on manque de définitions précises.

Cela dit, une première distinction qui me semble essentiel serait de dédier une partie au codage de canal (que j'évoquais en parlant de transmissions (NRZ, Miller, Manchester, etc.), et non pas de gestion de flux internes à un environnement virtuel) et qui, selon moi n'a pas sa place dans le codage comme étape du processus de numérisation. A noter que cette distinction est faite dans la version anglophone du PCM (en).

Concernant l'EFM, il me semble cohérent que le code ne soit plus considéré comme du PCM étant donné la nécessité de passer par une table de correspondance pour le décoder (un peu comme les CODECs lossless, qui impliquent un algorithme particulier pour retrouver les échantillons natifs), alors que dans le cas du multiplexage, l'intégrité des échantillons est préservée (d'où le fait qu'il s'agisse toujours de PCM).

Tout ça pour dire que la distinction entre codage et codage de canal permettrait je pense de s'y retrouver un peu, pour le reste, il faudrait d'abord revoir la page francophone du Codage. agfline (discuter) 14 juillet 2016 à 14:33 (CEST)

D'accord, dans l'ensemble, mais avoir besoin d'une table de conversion ne devrait pas suffire pour exclure des codages PCM l'ETF. Si le format CD n'est pas considéré comme PCM, ce n'est pas à mon avis à cause de l'ETF, mais parce qu'il y a aussi un changement d'ordre des trames. Du coup, il faut connaître une section entière pour reconstituer le signal, comme avec un signal comprimé. Enfin, peu importe. On pourrait résumer les considérations de notre échange dans #Généralités::Codage et replacer le passage à partir de « Tant pour la transmission des codes que pour leur enregistrement » dans #Télécommunications:Codage.

En ce qui concerne Codage et codage en ligne, (codage de canal renvoie sur Code correcteur), je suis bien d'accord, mais je ne m'y frotte pas. Une expérience avec Bus informatique m'a appris que dans le domaine, chacun utilise les définitions qu'il veut, et les contributeurs en défendent plusieurs fermement, avec des sources. Pour finir, on n'arrive à rien. PolBr (discuter) 14 juillet 2016 à 15:51 (CEST)

Phrase de l'introduction laissant entendre que l'usage du MIC est généralisé

Je suis gêné par l’utilisation du mot « toujours » (versus « souvent ») dans la phrase d’introduction : « La modulation par impulsion et codage est toujours la première phase de la numérisation d'un signal électrique analogique. »

Si on considère que cette phrase s’applique à la numérisation de flux audio ou vidéo analogiques simples, le mot « toujours » me convient tout-à-fait. (mais il faudrait préciser qu’il s’agit de ces types de flux).

Par contre si on parle de « numérisation d'un signal électrique analogique, en général », je préférerais utiliser un autre qualificatif (généralement, souvent…) ou reformuler la phrase, car il a de plus en plus de contre–exemples :

Quand on numérise des signaux électriques analogiques issus d’antennes telles que celles des smartphones modernes (antennes Wi-Fi, de réseau mobile 4G/LTE) ou dans le cas des modems ADSL2/VDSL2 ou CPL, on n’utilise pas, à proprement parler, du MIC (avec ses phases : échantillonnage, quantification …) ; mais, après « sampling », on utilise des transformées de Fourier pour réaliser l’isolation et le démultiplexage des sous-porteuses. Voir par exemple les articles OFDMA ou OFDM.
Le MIC n’est donc pas d’usage général pour tous les cas de numérisation de signaux électrique analogiques. Cordialement. Abaca (discuter) 7 juillet 2017 à 17:24 (CEST)

Bonjour ! je ne suis pas expert, j'y vais donc avec des pincettes.. mais n'y a-t-il pas une différence entre la démodulation d'un signal analogique en vue d'un décodage et la numérisation, qui consiste à retranscrire un signal analogique dans le domaine numérique ? --agfline ^(converser) 7 juillet 2017 à 17:37 (CEST)

Bonjour. Les exemples que je cite plus haut s'appliquent aussi bien à la numérisation en émission qu'au traitement du signal en réception (c'est en général symétrique). Voir par exemple l'article OFDMA qui montre les chaines de conversion émission/réception. La modulation / démodulation de chacune des sous-porteuses n'est faite que dans un 2ème temps (et c'est un sujet différent).

Des techniques de numérisation différentes du MIC s'appliquent aussi à la TNT, aux liaisons modernes par satellites et aux signaux analogiques issus (ou émis vers) les convertisseurs optiques / analogiques sur les réseaux en fibre optique (FTTH).

Je pense que le problème relève plutôt de la définition des domaines d’application du MIC/PCM. On pourrait dire que le MIC est qu'une méthode (parmi d’autres) de numérisation de signaux analogiques, même si cette méthode est historiquement et reste très importante. Abaca (discuter) 7 juillet 2017 à 18:12 (CEST)

Mais à ma connaissance le PCM n'a pas grand chose à voir avec les techniques de transmissions, il s'agit juste d'obtenir dans le domaine numérique, une équivalence à un signal analogique (capteur, microphone, etc.). Je pense qu'il y a confusion vis à vis du terme numérisation. Quand vous dites "numérisation en émission" j'ai un peu de mal à voir où vous voulez en venir. Sommes-nous d'accord avec la définition donnée sur wiki ? Ne faîtes vous pas plutôt référence aux techniques de codage en ligne ? Je ne vois pas de références aux termes numérisation ou PCM/MIC sur l'OFDMA. --agfline ^(converser) 7 juillet 2017 à 19:21 (CEST)

Le PCM ne s’applique pas aux nouvelles techniques de codage Télécom, mais il est / était abondamment utilisé pour les anciennes liaisons de téléphonie fixe (RNIS, RTC) définies par les normes ITU G.711 et G.726 citées dans le présent article.

Dans le cas des techniques modernes de télécommunication utilisant des codages sophistiqués (OFDMA par exemple), il y a bien une étape de numérisation (les modules ADC « ‘’Analog Digital Converter’’ » qui envoient/reçoivent les signaux électriques des antennes), mais cette numérisation n’a effectivement pas grand chose à voir avec le PCM. D’où mon commentaire initial disant que le PCM n'est pas utilisé dans tous les cas de numérisation d’un signal analogique. Abaca (discuter) 7 juillet 2017 à 20:03 (CEST)

Intéressant ! Effectivement je n'avais pas noté les convertisseurs sur les schémas. Il va falloir que je me penche là dessus un de ces jours.. En tout cas je comprends mieux ce que vous voulez dire. Et c'est ici que mes connaissances me lâchent. Au plaisir Abaca ;) --agfline ^(converser) 7 juillet 2017 à 20:13 (CEST)

J'ai corrigé souvent en toujours parce que c'est un échantillonnage à intervalle régulier (même si ce n'est pas en bande de base) ; suivi de la quantification et du codage, qui aboutit à un signal numérique. Le signal d'un modem, d'une antenne, est un signal numérique modulé, et pas un signal analogique. Il s'agit de retrouver les informations numériques qui y sont codées, et pas de numériser un signal analogique. À ce que je lis dans l'article « OFDMA consiste en un codage et une modulation numérique d'un ou plusieurs signaux binaires » : binaires, donc déjà numériques.

Ceci dit, dans l'acquisition comprimée, on n'effectue que l'échantillonnage à intervalle régulier, et on laisse immédiatement tomber la quantification et le codage pour les échantillons non pertinents. Je suis donc finalement d'accord pour supprimer l'affirmation en question, malgré sa valeur pédagogique, par rapport aux autres codages présents dans les applications les plus populaires. Je préfère la supprimer entièrement, plutôt que d'écrire souvent ou généralement, qui appelle des explications qui n'ont pas à se trouver dans l'article. Avec mes remerciements pour cette remarque qui m'instruit. PolBr (discuter) 7 juillet 2017 à 21:46 (CEST)

D’accord et merci pour la suppression de la phrase ; c’est plus simple que de se lancer dans une longue explication qui traiterait de cas particuliers de toute façon hors-sujet dans cet article.

Concernant le signal reçu d’une antenne (LTE par exemple), il est pour moi et pour de nombreux auteurs, de nature « analogique » à la base. Il occupe une bande de fréquence de 20 MHz (max). Il est numérisé en réception en sur-échantillonnant le signal à environ 50 MHz via un convertisseur analogique/ digital qui fournit des échantillons de 16 bits (des « IQ samples » dans le jargon 4G/LTE). Ces échantillons sont ensuite traités par un DSP (aidé éventuellement d’un FPGA dans les stations de base) pour en extraire des signaux de synchro et les données utilisateurs conformément aux normes 3GPP 36.xxx et à ce qui est partiellement décrit dans l’article OFDMA sur les wiki français ou anglais.

Mais ceci est hors sujet dans cet article. Amicalement. Abaca (discuter) 8 juillet 2017 à 00:53 (CEST)