Compression (threshold, ratio, knee, attack, release, make-up, detection, sidechain)

Définition

Un compresseur réduit le gain lorsque le niveau du signal de détection dépasse un seuil. Avec des niveaux en dB, la courbe statique est :

• pour x ≤ T : y = x ;
• pour x > T : y = T + (x − T) / R ;

où x est le niveau d'entrée, T le seuil (threshold) et R le rapport (ratio). La réduction de gain est GR = (x − T) · (1 − 1/R). Avec un knee doux de largeur W, pour |x − T| ≤ W/2 on a y = x + (1/R − 1) · (x − T + W/2)² / (2W), qui raccorde de façon continue les deux tronçons.

La dynamique temporelle de la réduction est régie par l'attaque et le relâchement. Le gain calculé est filtré par un intégrateur à un pôle : g[n] = α · g[n−1] + (1 − α) · g_cible[n], avec α = e^(−1/(τ · fs)), où τ est la constante de temps d'attaque (quand la réduction augmente) ou de relâchement (quand elle diminue). En une constante de temps, le gain accomplit 63 % de la variation ; certains constructeurs indiquent plutôt le temps pour 90 % ou pour une variation de 10 dB.

Le détecteur peut être de crête (valeur absolue instantanée) ou RMS (valeur efficace sur 5–50 ms) ; la topologie peut être feed-forward (le détecteur lit l'entrée) ou feedback (il lit la sortie). Le sidechain est le signal qui pilote le détecteur : il peut être filtré (passe-haut 80–150 Hz pour éviter que le sub ne commande le compresseur) ou provenir d'une autre piste (ducking). Le make-up gain compense la réduction moyenne de niveau.

Paramètres et unités

Réglages de départ :

Fonction musicale

La compression réduit la différence entre parties fortes et faibles, stabilise le niveau de la voix et de la basse, augmente le sustain, accentue ou atténue le transitoire selon l'attaque (attaque lente : le transitoire passe et le corps est abaissé ; attaque rapide : le transitoire est réduit), unit les éléments d'un bus (glue) et, avec le sidechain, crée de l'espace entre les instruments (ducking de la basse par la grosse caisse). Le pompage produit par des relâchements courts et une GR élevée est un défaut en pop acoustique et un effet voulu en house et en EDM.

Exemple pratique

Voix avec des crêtes à −8 dBFS, threshold −20 dBFS, ratio 4:1, knee hard :

• sortie sur les crêtes : y = −20 + (−8 + 20)/4 = −17 dBFS ; GR = 9 dB ;
• un passage à −16 dBFS devient −19 dBFS (GR 3 dB) ; un passage à −24 dBFS reste inchangé ;
• l'excursion entre −24 et −8 dBFS (16 dB) devient celle entre −24 et −17 dBFS (7 dB).

Avec un knee de 6 dB, au point x = T la GR est (1 − 1/4) · (3)² / 12 = 0,56 dB : la compression commence progressivement à partir de −23 dBFS. Avec une attaque de 10 ms à 48 kHz, α = e^(−1/480) = 0,99792. Make-up de +5 dB pour ramener la loudness de la voix au niveau d'origine. Sur la basse à 40 Hz, la période est de 25 ms : un relâchement inférieur à 50 ms suit la forme d'onde et produit de la distorsion ; avec 120 ms, le gain reste stable.

Erreurs courantes

• Attaque trop rapide sur les percussions : le transitoire disparaît et la piste perd son impact.
• Relâchement trop court sur les basses et les 808 : distorsion par modulation du gain à fréquence audio.
• Juger le compresseur sans compenser le make-up : le signal le plus fort semble meilleur.
• Réduction constante au-delà de 8–10 dB avec un seul compresseur : il vaut mieux répartir le travail sur deux étages de 3–4 dB.
• Aucun filtre sur le sidechain du bus master : la grosse caisse et le sub commandent le compresseur et le mix pompe.
• Régler le seuil en regardant la valeur numérique au lieu du mètre de réduction de gain.

Comment le vérifier

• Mètre de réduction de gain du compresseur : valeur moyenne et crêtes cohérentes avec le tableau de départ.
• Analyse de l'app : analyse la piste ou le bus avant et après la compression ; le Facteur de crête (pic − RMS) et le PLR diminuent proportionnellement à la compression des transitoires, le Loudness Range (EBU 3342) diminue avec une compression lente et une GR élevée. La comparaison de la Short-term maximale (3 s) à loudness intégrée égale montre la densité obtenue.
• Comparaison à loudness égale : règle le make-up de façon que la loudness intégrée reste inchangée avec et sans compresseur.
• Signal différence : en inversant la polarité de la sortie compressée par rapport à l'original aligné, on n'entend que ce que le compresseur a retiré.