Còdec d'àudio
De Viquipèdia
Un còdec d'àudio és el dispositiu o sistema encarregat de realitzar les transformacions necessàries en un senyal d'àudio per tal de reduir el seu volum tot aconseguint el que s'anomena compressió de dades.
Taula de continguts |
[edita] Funcionament
El procediment a seguir es basa en dos blocs ben diferenciats. El primer és el conversor A/D que s'encarrega de mostrejar el senyal i el segon el de quantificació que fa l'assignació de bits pertinent.
[edita] Mostratge
Es prenen mostres periòdiques de l'amplitud del senyal analògic cada cert interval de temps. Aquests intervals han de ser fixos i han de ser en el mateix interval. La velocitat amb la que es fa aquest mostreig es coneix com freqüència de mostreig. Per altra banda, sempre hem de tenir present que quan es realitza un mostreig hi haurà una certa pèrdua de la qualitat del senyal.
[edita] Quantificació
A partir del valors obtinguts (mostreig) aquests s'han de codificar amb un nombre finit de valors. L'escala que s'usa, segons la naturalesa de les divisions, pot ser de quatre tipus: uniforme, no-uniforme, vectorial i logarítmica. Aquesta última és la més utilitzada ja que estadísticament, en la parla, apareixen més valors d'amplitud baixa que valors d'amplitud alta, així que en la logarítmica es dediquen més divisions a quantificar les amplituds baixes, cosa que es tradueix en una millor definició i posterior reconstrucció en aquestes en detriment dels valors d'alta amplitud. La quantificació logarítmica es divideix ens dos estàndards o lleis: L'europea (llei A) i la nord-americana (llei Mu).
Així doncs, en el procés de digitalització es perd informació, però es tracta de que la informació perduda no sigui rellevant.
[edita] Paràmetres
[edita] Nombre de canals
Un flux de dades codificat pot tenir una o més senyals d’àudio simultàniament. De manera que podem tenir una audició del tipus "mono" (un únic canal), del tipus “estèreo” (de dos canals habitualment) o del tipus multicanal (més de dos canals). Aquests últims acostumen a utilitzar-se en sistemes d’entreteniment o “cinema a casa” oferint entre 6 i 8 canals.
[edita] Freqüència de mostratge
L'invers de la freqüència de mostratge ens dóna l'interval de temps entre dues mostres, quanta més freqüència menys informació perdem, millor qualitat, però major volum de dades. Seguint el criteri de Nyquist la freqüència de mostratge ha de ser, com a mínim, dues vegades l'ample de banda del senyal a mostrejar. D'aquesta manera serem capaços de reconstruir el senyal a partir de les mostres obtingudes de forma correcte. Si no es segueix aquest criteri apareix el que es coneix com a aliasing o superposició d'espectres.
[edita] Nombre de bits
El nombre de bits ens determina la precisió amb que es reproduirà el senyal original i ens indica quantes divisions tindrà la regla que servirà per quantificar el senyal. Com més nombre de bits, més precís serà el nombre guardat i tindrem més qualitat però també un major volum de dades a processar. Normalment s’utilitzen 8, 16 o 24 bits per mostra depenent del rang dinàmic del senyal original. Un exemple habitual per al format CD es el de 16 bits per mostra.
[edita] Pèrdua
La finalitat de la compressió és poder crear un arxiu d'àudio que sigui més petit que l'original en volum de dades però que no s'aprecii diferència amb l'original i que és pugui reconstruir a posteriori. Alguns còdecs poden eliminar freqüències del senyal original que no es poden percebre per la oïda humana aplicant certs algorismes. Aquests algorismes es basen en la sensibilitat que té la oïda humana a un cert rang de freqüències (entre 20Hz i 20 KHz) i es formulen en funció del que anomenem bandes crítiques. Només hi sentim en unes determinades bandes crítiques, per tant, aquests algorismes aplicaran uns filtres per eliminar allò que està fora d'aquestes. Un altre fenomen perceptiu es el que coneixem com emmascarament freqüencial que es produeix quan un so suau es troba precedit o encavalcat per un de més fort i/o més greu i l'emmascara fent que no se senti. Aquest so, doncs, també es podrà excloure de la codificació reduint així el volum de dades. En aquests casos es diu que es tracta d’un còdec amb Algorisme de compressió amb pèrdua o lossy codec (en anglès). En cas contrari, parlarem d’un còdec amb Algorisme de compressió sense pèrdua o lossless codec (en anglès).
[edita] Taxa de bits o bitrate
Quan parlem de la taxa de bits parlem del nombre de bits d’informació que es processa per unitat de temps, tenint en compte la freqüència de mostratge resultant i el nombre de canals. Degut a la compressió que s’utilitza (amb o sense pèrdues) la taxa de bits resultant no es pot deduir directament dels paràmetres anteriors.
[edita] Tipus de còdecs
Com ja hem comentat abans el còdecs es poden classificar segons si introdueixen pèrdues o no. Exemples de codificadors dels dos tipus els tenim a continuació:
[edita] Sense pèrdues
- Apple Lossless (ALAC).
- Direct Stream Transfer (DST).
- FLAC (Free Lossless Audio Codec).
- Lossless Audio (LA).
- LOSSLESS AUDIO COMPRESSION WITH Ltac
- LPAC (Lossless Predictive Audio Codec).
- Monkey's Audio (APE).
- OptimFROG.
- RealAudio Loseless.
- RKAU.
- Shorten (SHN).
- True Audio (TTA).
- WavPack.
- Meridial Lossless Packing (MLP).
[edita] Amb pèrdues
- MP1 (MPEG audio layer-1).
- MP2 (MPEG audio layer-2).
- MP3 (MPEG audio layer-3).
- Advanced Audio Coding (AAC).
- Ogg Vorbis
- WMA (Windows Media Audio).
- Musepack
- AC3 (Dolby Digital A/52).
- DTS (Digital Theather Systems).
- ADPCM.
- ADX
- ATRAC (Adaptive TRansform Acoustic Coding).
- Perceptual Audio Coding
- TwinVQ
