Qu'est-ce qu'un DSP ? (Processeur de signal numérique)

Si vous vous êtes déjà demandé comment un microphone pouvait améliorer la qualité de votre voix pendant que vous parlez, sans que vous ayez à modifier le moindre réglage, la réponse réside généralement dans un DSP. Abréviation de « Digital Signal Processor » (processeur de signal numérique), il s'agit d'une petite puce spécialisée qui traite le signal audio en temps réel, et c'est en grande partie grâce à elle que les microphones modernes offrent une qualité sonore aussi bonne dès leur sortie de l'emballage.

Ce guide explique ce qu'est exactement un DSP, pourquoi il existe et dans quelles situations vous en rencontrez au quotidien.

Avant le traitement numérique, le traitement du son passait par du matériel physique et analogique. Un compresseur était un module de rack. Un égaliseur était un boîtier dédié, muni de boutons et de molettes. Chaque effet nécessitait son propre matériel, relié en chaîne, et cette chaîne ne changeait jamais, à moins de remplacer physiquement les appareils.

Le traitement numérique du signal a changé la donne. Au lieu de modeler une onde analogique continue à l’aide de circuits physiques, un processeur de signal numérique (DSP) convertit le son en données numériques, effectue des calculs sur ces données, puis reconvertit le résultat en son. Une fois que le signal audio existe sous forme de données, il est possible d’appliquer pratiquement n’importe quel effet (filtrage, compression, réduction du bruit) par le biais de calculs plutôt qu’à l’aide de composants physiques. Cela a ouvert la voie à des systèmes de traitement plus compacts, plus flexibles et souvent plus performants, sans avoir besoin d’un rack rempli d’équipements.

Un DSP effectue trois étapes fondamentales, toutes suffisamment rapides pour que vous ne remarquiez jamais de retard :

• Échantillonnage. Un convertisseur analogique-numérique capte l'onde sonore entrante et la mesure 44 100 ou 48 000 fois par seconde, la transformant ainsi en un flux de chiffres.
• Traitement. La puce DSP effectue des calculs sur ce flux de nombres. C'est là que les effets sont générés. En fonction des opérations mathématiques appliquées, on obtient un filtrage, une compression, une réduction du bruit ou toute une série d'autres modifications.
• Reconversion. Un convertisseur numérique-analogique retransforme les données numériques traitées en une onde sonore que vous pouvez réellement entendre, que ce soit via un casque, un haut-parleur ou un enregistrement.

Ce qui importe ici, c’est l’endroit où s’effectue le traitement. Un processeur DSP intégré à l’appareil gère les trois étapes directement sur place ; il n’y a donc pas d’allers-retours consistant à envoyer le signal audio vers votre ordinateur, à le traiter là-bas, puis à le renvoyer. C’est précisément cet aller-retour qui génère un délai perceptible avec les effets logiciels, et c’est pourquoi le traitement intégré donne une impression d’instantanéité lorsque vous écoutez votre propre voix.

Les microphones comptent parmi les appareils où l'on rencontre le plus souvent le DSP, d'autant plus qu'aujourd'hui, de nombreux micros traitent eux-mêmes le signal audio au lieu de dépendre entièrement de votre ordinateur :

• Les microphones USB de streaming intègrent souvent un processeur DSP qui améliore la qualité de votre voix avant même qu'elle n'atteigne votre logiciel d'enregistrement.
• Les interfaces audio XLR utilisent un processeur DSP pour appliquer en temps réel des effets tels que la compression et l'égalisation au signal d'un microphone, sans avoir recours à une table de mixage distincte.
• Les casques et les micros de jeu utilisent la technologie DSP pour réduire les bruits de fond, afin que votre voix soit parfaitement audible pendant les appels ou les parties.
• Les micros de conférence et les webcams utilisent la technologie DSP pour isoler votre voix des bruits ambiants lors des appels vidéo.

Dans tous les cas, l'argument est le même : le traitement s'effectue directement sur l'appareil, de sorte que votre voix est déjà optimisée lorsqu'elle parvient à votre ordinateur.

Les calculs effectués sur une puce DSP relèvent généralement de quelques catégories bien connues :

• L'égalisation (EQ) permet d'amplifier ou d'atténuer certaines plages de fréquences, ce qui est utile pour apporter de la chaleur à une voix ou pour réduire son manque de clarté.
• La compression uniformise les différences de volume, ce qui permet aux passages calmes de ressortir clairement et aux passages forts de rester maîtrisés.
• La réduction du bruit permet d'identifier et de réduire les bruits de fond constants, comme ceux d'un ventilateur ou d'un climatiseur, sans affecter le signal souhaité.
• Le plafonnement limite l'amplitude d'un signal à un niveau maximal afin d'éviter toute distorsion lorsque celui-ci atteint un volume inattendu.

Un appareil donné peut utiliser l'un de ces éléments, plusieurs à la fois, ou une chaîne de ces éléments en séquence. La combinaison spécifique dépend de la fonction pour laquelle l'appareil a été conçu.

Elgato intègre directement un processeur DSP dans certains appareils Wave grâce au Wave FX Processor, une puce intégrée développée en collaboration avec LEWITT Audio. Des appareils tels que le Wave:3 MK.2, le Wave XLR MK.2, le XLR Dock MK.2 et le Wave XLR Pro exécutent des effets tels qu'un filtre coupe-bas, un expandeur, un compresseur, un égaliseur et la fonction Voice Tune directement sur le matériel, de sorte que votre voix est traitée avant même d'atteindre votre ordinateur.

Comme le traitement s'effectue directement sur l'appareil, vous entendez votre voix traitée dans vos écouteurs en temps réel, et les effets s'appliquent automatiquement à toutes les applications via votre microphone. Le processeur Wave FX intègre également la technologie Clipguard 2.0, qui prévient la distorsion au niveau matériel plutôt que de la corriger a posteriori.

Si vous souhaitez découvrir en détail comment ces effets fonctionnent ensemble, consultez notre guide intitulé « Wave FX : un son de qualité studio grâce à votre micro ». Et si vous vous demandez en quoi le DSP diffère des plugins logiciels, notre guide « Qu'est-ce qu'un VST ? » aborde cette distinction plus en détail.