Formatos de audio digital

Published On Apr-05-2017

Transcripción

Existe una gran variedad de tipos de archivos en los que encontraremos el audio digital. A continuación, mencionaremos los más utilizados.

En primer lugar, debemos conocer el LPCM o modulación por código lineal de pulsos, por sus siglas en inglés. LPCM, a veces, también llamado simplemente PCM, se refiere al proceso de conversión de una señal analógica digital. Este se lleva a cabo en los siguientes pasos. Primero, se toman las muestras de la onda de sonido. Luego, el valor de cada muestra es cuantizado y codificado en binario. Luego, la onda eléctrica digital representa los “1” con un voltaje positivo, mientras que los “0” son representados por la ausencia de voltaje.

Figura 27.8. Linear Pulse Code Modulation (LPCM)

Por ejemplo, si nos referimos a la figura anterior en la que se representaba una onda en un sistema de 3 bits, la cadena de bits resultante para codificar la señal sería la siguiente:

100 101 110 111 111 110 101 100 011 010 001 000 000 001 010 100

Nótese que el valor de cada muestra fue cuantizado antes de codificarse. Además, hemos agrupado los bits en grupos de 3, no en bytes de 8. En un sistema real de 24 bits y 96kHz, cada muestra correspondería a 3 bytes, 24 dígitos por muestra. Asimismo, habría 96 000 muestras por segundo, por lo que se procesaría un total de 288 000 bytes por segundo, o 2 304 000 bits por segundo.

El formato WAV, WAVE o Waveform Audio es la forma más común de almacenar audio LPCM. Fue desarrollado originalmente por Microsoft e IBM y lanzado en 1991. Este formato permite diferentes configuraciones de sample rate y bit depth, así como diferentes configuraciones de canales, como por ejemplo mono, estéreo y 5.1. Es posible identificar este formato por su extensión “.wav”.

El formato AIFF o formato de archivo de intercambio de audio, por sus siglas en inglés, fue desarrollado por Apple y lanzado en 1988. Al igual que el formato WAV, el AIFF permite el almacenamiento de audio LPCM en distintas configuraciones de sample rate, bit depth y canales. Podemos identificar este formato por su extensión “.aif”.

Tanto el WAV como el AIFF son formatos sin comprimir. En este caso, nos referimos a la compresión de datos, no a la compresión del rango dinámico, es decir, ambos formatos almacenan toda la información del audio LPCM, bit por bit.

La desventaja de estos archivos es su tamaño considerable, el cual aumenta conforme el sample rate y bit depth se incrementan. Esto hace que su almacenamiento ocupe más espacio en el disco duro, que su descarga sea más lenta, entre otros inconvenientes. Por esta razón, se desarrollaron formatos que comprimen la información del LPCM. Los formatos que comprimen descartando la información innecesaria son denominados “lossless” o sin pérdida. En teoría, descartan únicamente la información que, de todos modos, no podemos escuchar o no está siendo utilizada. Un ejemplo de estos formatos es el FLAC.

Por otro lado, existen formatos que comprimen descartando no solo la información innecesaria, sino también información que sí se está utilizando para codificar el audio. Por esta razón, son denominados formatos “lossy” o con pérdidas. Los sistemas de codificación y decodificación de formatos que buscan descartar información en puntos estratégicos, de manera que los errores de codificación sean imperceptibles o poco notables, son denominados codecs perceptuales. El ejemplo más famoso de un formato lossy y codec perceptual es el MP3.

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