Les denoisers – La réduction de bruit

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Les denoisers - La réduction de bruit

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Réduction du bruit

Le bruit dans les messages audio

Dès l’instant où l’on utilise des appareils audio, nous sommes confrontés à la question du bruit qui perturbe la perception et la qualité du message audio que nous souhaitons amplifier, enregistrer ou transmettre.

Les sources de bruits indésirables sont nombreuses.

  • L’environnement de l’objet sonore : climatisation ou extraction d’air, ventilation des appareils électroniques, bruits de la vie (moteurs, respirations humaines, toux, conversations) ; pour les instruments de musique, : bruits d’air, de mécanisme, ou de frottement etc…
  • Les appareils électroniques : tout appareil électronique génère un bruit en raison de l’agitation  thermique des électrons dans les conducteurs qui augmente donc avec la température.
  • Les défaut inhérents aux procédés utilisés : souffle de la bande magnétique, bruit de surface et craquement du disque vinyle, quantification numérique, aliasing, conversions diverses, compressions de données etc.

La lutte en amont contre le bruit

Joseph Ducreux - Le Discret
Joseph Ducreux (1735-1802) - Le discret (autoportrait)

Bien avant de se pencher sur la question des traitements électroniques ou informatique du son, il faut commencer par se pencher sur ce qui peut être fait en amont.

Enregistrer dans un lieu silencieux.

Le lieu d’enregistrement doit être exempt des bruits de la ville environnante. Pour cela le studio idéal dispose de murs très épais et il est constitué comme une boite dans une boite ; la boite intérieure étant uniquement posée sur des silent-blocks (plots anti vibrations en français). La question des portes et des fenêtres est particulièrement difficile à gérer et coûteuse. Les circulations d’air empruntent des labyrinthes avec à chaque bifurcation du conduit d’air, un système d’absorption des vibrations sonores.

Limiter les bruits dans le studio

Cela semble aller de soi, mais il faut exclure du studio, toute machine tournante (magnétophone) ou ventilée (ordinateur). Tous les appareils doivent être déportés dans une salle technique, isolée phoniquement.

Limiter les bruits humains et instrumentaux : un souci omniprésent.

Bruits des instruments à vent

Une flûte,  hautbois, un basson, une clarinette, un saxophone comportent de nombreuses clés qui peuvent générer  des cliquetis. Il faut obtenir de l’instrumentiste que son instrument soit parfaitement huilé et revu par un luthier spécialisé pour limiter au maximum ces bruits. Certains instrumentistes frappent les clés au lieu de les enfoncer, en particulier dans les traits rapides ; cela cause un bruit mat lié au tampon qui ferme le trou de l’instrument. Par expérience, il faut préférer les tampons de peau aux tampons de baudruche, mais cela a une influence sur le timbre de l’instrument. Peu à peu, à force d’expérience, on choisira des instrumentistes dont le geste instrumental et l’instrument sont les moins bruyants ! A ceux qui diraient que ce sont des bruits naturels qui participent à la véracité de l’instrument, il faut répondre qu’il ne faut pas s’inquiéter : il restera toujours bien assez de bruits parasites !

Basson Buffet & Crampon Source Amazon
Basson Buffet & Crampon Source Amazon

Bruits d'inspiration

bouche (source pour la Science.fr)
(source pour la Science.fr)

Les instrumentistes à vent ou les chanteurs ont parfois des inspirations hautes et bruyantes. D’autres savent inspirer le larynx bas et le diaphragme bien placé ; nous préférons ceux-là qui ne nous obligerons pas à traiter chaque début de phrase musicale !

Bruits des instruments à cordes

Les instruments à cordes,
Les violoncelles et contrebasses, émettent parfois des craquements au niveau de la pique ou du cordier. Cela peut être un énorme souci qu’il nous faut gérer. Un bon luthier sait résoudre ce problème.

Par ailleurs, dans les sons pianos, le bruit du frottement de l’archet sur la corde, peut être nettement entendu.

Bruits des textiles

Des vêtements sont parfois bruyants lors des mouvement de l’artiste. Il nous faut obtenir de l’artiste, l’emploi de vêtements à base de textiles qui ne « froufroutent » pas ou ne « zippent » pas. (Ce sont les mots tels qu’ils sont dits dans le métier !) 

Manches bruyantes (source batirdesrichesses.com)

Bruits des Pianos

mécanique piano
mécanique piano
Piano noises (source NI)
Piano noises (source NI)

Le piano est un grand générateur de bruits mécaniques : marteau et échappement, étouffoir, pédale, tabouret grinçant etc. Il vous faut être intransigeant avec votre technicien et accordeur de piano sur ces aspects. Il vous faut obtenir par les réglages du piano et la position des microphones un rapport raisonnable entre les bruits mécaniques et le son souhaité de l’instrument. Ce problème est tellement omniprésent que les instruments virtuels sophistiqués, imitant un piano, permettent de paramétrer tous ces phénomènes qui, finalement, participent au son de l’instrument.

Bruits des Orgues

L’orgue à tuyau est une énorme usine mécanique doté d’une soufflerie. Là encore, la position des micros et la compétence du facteur d’orgue seront déterminantes.

Intérieur Orgue (source lesamisdesorguesdelodeve.org)
Intérieur Orgue (source lesamisdesorguesdelodeve.org)

Bruits des Clavecins

Le clavecin est également très bruyant. Il faut régulièrement  faire revoir comment le retour des sautereaux est amorti.

sautereau (source accordeur-facteur-pianos.ch
Sautereau (source accordeur-facteur-pianos.ch

Bruits de la guitare

Guitare (source musicarius)
Guitare (source musicarius)

La guitare classique : le choix des cordes est essentiel pour obtenir que le bruit des changement de position sur le manche ne soient pas trop prégnant. Un peu c’est agréable, trop, c’est insupportable. Il faut en discuter avec l’instrumentiste.

Bruits de la timbale

La timbale à pédale a souvent un mécanisme bruyant.

Timbale (source Bergerault)
Timbale (source Bergerault)

Bruits de la Harpe

Les pédales de la harpe sont bruyantes si elles sont manipulées sans précaution par le harpiste.

Harpe pedales (source Véronique Couturier)
Harpe pedales (source Véronique Couturier)

Bruits de papiers

Les bruits de feuilles en radio. Les intervenants d’un studio de radio ont souvent des feuilles de papier a manipuler. Tant qu’elle ne sont pas remplacées par une tablette ou une liseuse, il faut essayer d’obtenir que le papier utilisé soit d’un grammage plus fort. Il est également souhaitable d’éviter les impressions en recto verso (le retournement rapide d’une feuille est toujours plus bruyant que le fait d’écarter une feuille en la faisant glisser). Enfin, la table du studio de radio doit être recouverte d’un matériau mou ou d’un tissu pour diminuer les bruits.

Feuille de papier à la radio (source France Inter)
Feuille de papier à la radio (source France Inter)

Bruits de bouche

Les bruits de bouche. Les chanteurs ou speakers sont parfois confrontés à la production d’un petit claquement sec lorsqu’ils ouvrent la bouche avant de parler ou chanter. La solution est simple, il suffit de s’humecter fréquemment la bouche avec un peu d’eau.

Bruits de pages de partitions

Les bruits de partitions. Les musiciens doivent souvent tourner la page de leur partition. Avant une séance d’orchestre il est toujours bon de rappeler aux musiciens qu’ils doivent prendre des précautions avec cela pour éviter de devoir refaire une prise par ailleurs réussie. Il arrivera que l’on recouvre les pupitres d’un tissu pour limiter les réflexions parasites et les bruits de manipulation de partitions. Petit à petit, des tablettes grand format remplacent les partitions et c’est un grand pan de silence qui se gagne par cette nouvelle pratique.

Les chefs d’orchestres ne sont pas en reste et ils sont souvent situés juste sous le couple de micro principal !

Bruits de pieds

Les bruits de pieds. Il convient de toujours disposer de petits tapis à sous les pieds des musiciens et chanteurs et également sous les pédales du piano. Accessoirement, pour les chanteurs, un tapis miniature les conduira à ne pas trop changer de position par rapport au micro, ce qui est un apport essentiel par rapport à la variation de l’effet de proximité, particulièrement avec des micros à grande capsules et cardioïdes.

Tapis sous les pieds des chanteurs
Tapis sous les pieds des chanteurs (Voctave - You Tube)

Idée reçue : traitement du studio et isolation sonore.

C’est une erreur souvent rencontrée : lorsque l’on craint d’importuner les voisins ou lorsque l’on subit le bruit des voisins, certains se lancent dans l’installation de mousses acoustiques, de boîtes d’œufs sur les murs ou encore la pose de dalles de plafond. Ces opérations ne changeront presque rien aux bruits émis ou reçus vers les pièces voisines. Ces opérations changeront essentiellement la nature des réflexions et diffusions à l’intérieur de la pièce.

Il ne faut donc pas confondre traitement acoustique et isolation acoustique.

Le traitement acoustique est relativement facile à optimiser (mousse d’absorption et/ou panneaux réflecteurs), en revanche, l’isolation acoustique est très difficile à modifier car elle est dépendante de la conception du bâti originel. Il est évidement presque impossible de modifier la structure d’un bâtiment à postériori.

diffuseur Takustik
diffuseur Takustik
BassTrap TAkustik
BassTrap TAkustik

Dans certains cas la seule solution efficace sera d’installer une pièce isolée dans le lieu lui même.

Home_STUDIOBOX
Home_STUDIOBOX (source acousticbooth-studiobox.com)

Limiter les bruits électroniques

Obtenir le meilleur rapport signal/bruit

Il y a des actions simples qui peuvent nous permettre de gagner dB par dB un signal moins bruité.

  • Faites le nécessaire pour ne pas avoir besoin d’utiliser le gain d’entrée de votre préampli de manière excessive : désactiver l’atténuateur du micro, rapprochez la source etc…
  • Utilisez des câbles adaptés : choisissez un câble de de la plus petite longueur possible, parfaitement blindé et d’un diamètre suffisant.
  • Nettoyez vos connecteurs : assurez vous d’avoir une connexion électrique parfaite, traquez toute oxydation, fuyez les mini jacks.
  • Choisissez toujours d’utiliser des liaisons symétriques, même au niveau ligne.
  • Assurez vous que votre alimentation fantôme pour les micros  est parfaite, si ce n’est pas le cas, utilisez une alimentation fantôme séparée ou un filtre d’alimentation fantôme
  • Si vous utilisez des boites de direct, essayez en plusieurs, vous constaterez que certaines sont plus bruyantes que d’autres.
  • Utilisez des piles : sur beaucoup de petits accessoires audio de moyenne qualité, le fonctionnement avec piles est plus silencieux que le fonctionnement avec adaptateur secteur.
  • Mettez au maximum le bouton des instruments électriques pour diminuer la pré-amplification nécessaire en aval.
  • Pour les instruments électroniques au niveau ligne, réglez le volume de sortie à la valeur où le rapport signal/bruit est le meilleur (ce n’est pas forcément le maximum).
  • Surveillez les niveaux : travaillez à des niveaux hauts (sans écrêter bien sûr).

WikipediaEn traitement du signal, on appelle bruit de fond toute composante non désirée affectant la sortie d’un dispositif indépendamment du signal présent à son entrée1. Le bruit de fond se décompose en bruit propre, que cause le dispositif lui-même, et en perturbations originaires de l’extérieur qu’il capte malencontreusement.

Observer le bruit de fond avec un analyseur de spectre.
Observer le bruit de fond avec un analyseur de spectre.

Méthode historique de réduction du bruit : expandeur et noise gate.

Expander Steinberg
Expander Steinberg

Dans la mesure ou le bruit est psycho-acoustiquement indétectable lorsqu’on lui superpose un signal fort, les outils de la famille du noise gate  / expandeur, sont efficaces. Ces traitements diminueront le niveau du signal lorsqu’il n’y a pas de signal utile.

Ils sont particulièrement satisfaisant dans le domaine de la musique d’aujourd’hui (niveaux élevés en permanence) et en radio (parole seule). Pour le traitement de la parole, un expandeur sera plus discret avec un temps de montée et de redescente de l’atténuation modéré. L’activation du mode soft-knee est judicieuse dans ce cas.

Méthode historique de réduction du bruit : le filtrage

Voir l’article sur l’égalisation

Tous les périphériques audio disposent d’un filtre passe haut en mode low shelf (parfois nommé low cut) et parfois passe bas en mode high shelf (parfois nommé high cut). Certains micros disposent également d’un filtre coupe bas/passe haut/HPF.

Méthode de filtrage du bruit avec un égaliseur

La méthode courante pour traiter le bruit avec un égaliseur consiste à mettre en évidence le bruit, en l’amplifiant, puis ensuite d’inverser le réglage de l’égaliseur. L’utilisation d’un égaliseur à phase linéaire et exploitant le side chain mérite d’être explorée.

Egaliseur mise en évidence du bruit
Egaliseur mise en évidence du bruit
Egaliseur filtrage du bruit
Egaliseur filtrage du bruit

L’utilisation du filtrage a des conséquences notables au niveau du signal : changement de timbre, déformation de la forme d’onde 
Les expandeurs et noise gate vont provoquer des silences artificiels et parfois trop brusques.

Les dénoisers modernes vont tenter de répondre à cette problématique.

Les denoisers modernes

L’idée est génialement simple : si l’on dispose de la forme d’onde du bruit à supprimer, il suffit de l’ajouter au signal en inversion de phase, ce qui provoquera la disparition de cette portion du signal, sans modifier le reste. Dans la pratique, c’est malheureusement un peu plus compliqué, il faut que le signal injecté soit synchronisé – en phase inverse – avec la forme d’onde du bruit à supprimer, cela peut également dénaturer le signal utile, le bruit à supprimer n’est pas forcément constant etc…

casque aviation Bose
Casque aviation Bose

Le procédé n’est pas seulement utilisé dans le domaine du studio. De nombreux casques à réduction de bruit fonctionnent sur ce principe (aviation, chantiers et même casques grand public pour la musique ou aussi pour améliorer le sommeil ou l’endormissement).

Dans ce domaine, la bataille des brevets fait rage et il n’est pas simple pour les équipes de recherche et de développement de concevoir un produit nouveau qui ne tombe pas sous le coup d’un brevet préexistant. Nous avons connu cela il y a plusieurs années pour les enhancers tombaient souvent sous le coup des brevets aural exciter.

Panorama des denoisers

Dans les milieux que connait l’auteur de cette page, les deux outils les plus rencontrés sont Waves (X Noise & Z noise) et la suite iZotope RX.

Cedar

Cedar est un des grands précurseur de ce domaine qui continue d’être très présent.

Cette marque fournit également des outils en hardware pour le spectacle vivant.

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En 2021, il fallait compter environ $5000 pour disposer de la suite logicielle complète.

Cedar Denoiser
Cedar Denoiser

iZotope RX

iZotope semble être omniprésent dans les studios européens.

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En 2021, il fallait compter environ 1100€ pour disposer de la suite logicielle complète de restauration

iZotope
iZotope RX

Sonnox Oxford DeNoiser

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En 2021, il fallait compter environ 474€ pour disposer de la suite denoiser, debuzzer, decliker.

Oxford Denoiser
Oxford Denoiser

Waves

Waves offre un grand nombre de plug-ins d’atténuation du bruit.

X Noise, Z noise,  NS1 noise suppressor, WNS Noise suppressor, W43 …

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En 2021, il fallait compter environ 30 à 50 € par plug-in. Des bundles sont également disponibles.

X noise
X noise

Antares SoundSoap

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En 2021, il fallait compter environ $149 pour disposer de Antares SoundSoap.

Antares SoundSoap
Antares SoundSoap

Era Noise remover Pro

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En 2021, ERA Bundle Standard est disponible pour $8 par mois.

Era Noise remover Pro
Era Noise remover Pro

Steinberg (uniquement dans Wavelab) RestoreRig

Les logiciels Cubase et Nuendo ne sont pas fournis avec des denoisers, en revanche, Wavelab a été longtemps fourni avec un plugin Sonnox et actuellement avec restoreRig.

Pour des raisons obscures de marketing chez Steinberg, les plug-ins que l’on a payé en achetant un logiciel (ici Wavelab) sont indisponibles au sein des autres applications Steinberg (Cubase, Nuendo) et encore moins dans les applications tierces (Vegas, DaVinciResolve etc.)
C’est incompréhensible, d’autant que tous ces plug-ins ne peuvent fonctionner sans le eLicencer correspondant.

RestoreRig
Steinberg RestoreRig

Et tous les autres...

Il est impensable de tenter de fournir une liste exhaustive ici. Il en existe de nombreux autres. De plus, de nombreux logiciels audio ou vidéo proposent leur propre outil, intégré au logiciel (par exemple de le noise reduction Fairlight de DaVinciResolve)

Etant donné le très haut niveau de recherche et de développement nécessaire à ce domaine, il y a peu de denoisers gratuits qui soient convaincants.

DaVinciResolve Fairlight Noise Reduction
DaVinciResolve Fairlight Noise Reduction

Utilisation des plug-ins de Noise Reduction

Il y a deux modes de fonctionnement principaux.

  • Tout automatique : le plug-in se débrouille pour trouver le bruit et le faire disparaitre en fonction des paramètres utilisés.
  • Avec la méthode learn (apprendre) : il s’agit ici de fournir au plug-in le bruit typique que l’on souhaite traiter. Il faut donc faire tourner en boucle une zone du fichier contenant le bruit de fond (sans musique), et enfoncer la commande learn. Ensuite, le plug-in supprimera ce bruit en fonction des paramètres utilisés.

Beaucoup de ces plug-ins ont une fonction « écouter ce que l’on supprime » et c’est très utile pour vérifier si l’on n’altère pas trop le fichier.

C’est l’occasion de redire que lorsque l’on fait un enregistrement, il faut toujours enregistrer le bruit typique de la salle une fois le public entré dans les lieux. Ce bruit nous sera nécessaire pour utiliser notre denoiser.