Fundamentos y Comparativa de Códecs de Audio Digital: PCM, MP3, AAC, FLAC y Opus

Códecs de Audio Digital Más Utilizados y sus Características

A continuación, se presenta una descripción de los códecs de audio más comunes en la industria, clasificados según su método de compresión y aplicación.

Códecs de Audio Sin Compresión y Diferenciales

• PCM (Pulse Code Modulation): Es el formato de representación de muestras sin compresión. Sirve como base para la digitalización de audio.
• DPCM (Differential Pulse Code Modulation) y ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation): Representan cada muestra como una aproximación que depende de la muestra anterior, buscando una ligera reducción de datos.

Códecs de Audio con Pérdida (Lossy)

Estándares MPEG

• MP1, MP2, MP3: Son los códecs desarrollados por MPEG para almacenar el sonido dentro del estándar MPEG-1. Establece tres estrategias de compresión, llamadas capas (Layers). La Capa 1 es la más sencilla y la que menos comprime, mientras que la Capa 3 (MP3) es la más compleja, pero también la que más comprime.
• AAC (Advanced Audio Coding): Es el códec desarrollado bajo el estándar MPEG-2 (y posteriormente mejorado en MPEG-4), con el objetivo de mejorar los estándares de audio de MPEG-1. Comprime más y ofrece mayor calidad a igualdad de bitrate que MP3.

Alternativas Propietarias y Abiertas

• WMA (Windows Media Audio): Es la alternativa a AAC desarrollada por Microsoft, como parte del estándar de vídeo Windows Media. En la práctica, es uno de los grandes rivales de MP3. Posee una calidad semejante a AAC y, por lo tanto, es mejor que MP3 (a igualdad de bitrate). Aunque estuvo bastante extendido, hoy en día se usa poco y cuenta con poca documentación técnica pública.
• Vorbis: Desarrollado bajo el Proyecto OGG, que también desarrolla el formato de archivo OGG en el cual se almacena. Es la alternativa libre a AAC, WMA y MP3. El sonido resulta más natural y de mayor calidad que MP3, e incluso que AAC y WMA (a igualdad de bitrate). Permite hasta 255 canales. Normalmente se utiliza la denominación OGG Vorbis o simplemente OGG para referirse a este códec. Es un formato abierto y libre de patentes, lo que permite su codificación sin el pago de licencias.
• Opus: Códec abierto y libre de patentes. Es multicanal y diferencia entre voz y música. Ajusta parámetros de forma dinámica y es robusto a pérdidas de bits y de paquetes. Soporta bitrate constante y variable. Actualmente, ha demostrado tener una mejor calidad que todos los demás códecs de audio con pérdida.

Códecs de Audio Sin Pérdida (Lossless)

• FLAC (Free Lossless Audio Codec): Desarrollado, al igual que Vorbis, bajo el Proyecto OGG. Es un códec que almacena audio con compresión sin pérdida. El audio digital comprimido por FLAC típicamente se reduce entre un 50% y un 60% de su tamaño original (relación 2:1), y se descomprime en una copia idéntica de los datos de audio originales. FLAC es uno de los mejor soportados tanto por hardware como por software.

Códecs Optimizados para Voz

• AMR y G.xxx: Son códecs desarrollados y optimizados para comprimir voz. Se utilizan ampliamente en telefonía móvil y telefonía por Internet (VoIP). Los estándares Ley-m y Ley-a se corresponden con el estándar G.711.