• 
• 

Le schéma suivant représente le seuil d'audition de l'oreille humaine (i.e. le niveau au dessus duquel l'oreille humaine commence à percevoir un son). La courbe "a" correspond au seuil d'audition dans un environnement silencieux, tandis que la courbe "b" correspond au seuil d'audition d'un son quelconque en présence d'un signal dont les fréquences s'étalent autour de 500 Hz, et d'assez forte amplitude.

On peut remarquer que le seuil à partir duquel l'oreille humaine perçoit un son dépend énormément de la fréquence ce ce son. En effet, nous percevons beaucoup plus facilement un son faible à 4 kHz qu'à 50 Hz ou 15 kHz. De plus, à partir de 25 kHz, quel que soit le niveau sonore, l'oreille humaine ne perçoit plus aucun son.

Considérons maintenant la courbe en présence du signal sonore de 500 Hz. On voit très nettement qu'en présence de ce signal, il est difficile de percevoir d'autres sons d'une fréquence voisine des 500 Hz. C'est cette augmentation du seuil qui est nommé masquage : en présence d'un signal de 500 Hz, un bruit d'une fréquence proche de 500 Hz est masqué. Ce bruit peut donc augmenter sans que l'oreille humaine ne le perçoive à condition de ne pas dépasser le seuil délimité par la courbe b. Cependant, dans les autres parties du spectre sonore (par exemple à 5 KHz), le bruit qui était audible sans le signal de 500 Hz, le restera tout autant en sa présence.

Comment utiliser le masquage pour le système de réduction de bruit ? Comme nous l'avons vu, le masquage d'un son ne se produit pas forcement lorsqu'un signal fort est présent ; tout dépend du spectre de ce signal (c'est à dire des fréquences qui le composent). Ainsi, si un système de réduction de bruit est uniquement sensible au niveau sonore, la variation du bruit est inévitablement audible.

Un tel système, c'est à dire un compander large bande, est un bon système sur de la musique telle que du rock ou un orchestre symphonique, car ces styles de musique contiennent une multitude de fréquences différentes, et la variation du bruit sera masquée dans de nombreuses fréquences. D'autre part, pendant les passages silencieux, le compander fournira une réduction du bruit totale.

Par contre, sur des instruments jouant en solo, les résultats sont différents. Le compander large bande réagira de la même façon qu'avec du rock, c'est à dire permettra au bruit d'augmenter durant les passages forts. Cependant, contrairement au rock, des instruments jouant seuls reproduisent seulement une petite partie du spectre sonore, ce qui donne une courbe de masquage ressemblant plus à celle de la courbe b. Cela signifie que l'augmentation du niveau du souffle sera audible, car certaines des fréquences du spectre de ce souffle ne seront pas masquées.

Pour créer un système de réduction de bruit parfait, le système Dolby NR doit donc non seulement être sensible au niveau sonore de la musique, mais aussi à son spectre. Afin de fournir une réduction du souffle constante, le système Dolby doit permettre une réduction du bruit à toutes les fréquences où il n'y a pas de signaux d'amplitude élevée, et donc pas de possibilité de masquage. Par contre, le niveau sonore du bruit peut augmenter aux alentours des fréquences des sons de forte amplitude, à condition qu'il reste en dessous du seuil du masquage.

Il faut maintenant garder à l'esprit que le bruit est réduit par l'augmentation du gain durant l'enregistrement, puis sa réduction pendant la lecture. On ne peut augmenter le gain des fréquences où sont présents des signaux de fortes amplitudes, sous peine de voir apparaître un phénomène de saturation du signal, nuisant alors à la qualité de la musique enregistrée. Heureusement, grâce au phénomène de masquage, nous n'avons justement pas besoin d'augmenter le gain pour ces fréquences.

Par conséquent, en l'absence de signal, le système de réduction de bruit idéal devra appliquer un gain de niveau constant pendant l'enregistrement, et le réduire ensuite durant la lecture de la cassette, afin de supprimer le bruit. Ensuite, lorsqu'un son fort d'une fréquence particulière survient, le gain doit être réduit pour cette fréquence et dans son voisinage proche, afin d'éviter la saturation. C'est ce qui est appelé "le principe du dernier traitement".

Ce schéma montre le gain que fournit le compresseur lorsqu'aucun signal n'est présent (courbe a) et lorsqu'un signal de 500 Hz est présent (courbe b). On a donc bien à 500 Hz et dans son voisinage proche une réduction du gain.

Durant la lecture de la cassette (et donc de l'expansion), le phénomène inverse doit se produire, c'est à dire que le niveau sonore de toutes les fréquences doit être remis à celui d'origine, avant le passage dans le compresseur. On obtient donc ce schéma.

Ainsi, le niveau sonore du souffle ne varie que pour des fréquences égales et proches des signaux d'amplitudes forts, où l'effet de masquage se produit. Dans toutes les autres zones du spectre, le souffle reste réduit à un niveau constant.

Grâce à ce système, il n'y a donc plus de variation de bruit audible.