Fundamentos de la Digitalización de Audio: Muestreo, Canales y Codecs
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Conceptos Fundamentales del Sonido Digital
12. ¿Qué se entiende como número de canales de un archivo de sonido digital?
El número de canales es la cantidad de pistas independientes que componen un archivo de sonido digital.
- Si consta de un solo canal, decimos que es mono.
- Si son dos canales, se llama estéreo.
Generalmente, los discos de audio están grabados en estéreo.
13. En la fase de muestreo del proceso de digitalización de sonido, ¿qué se entiende como frecuencia de muestreo?
La frecuencia de muestreo es el número de muestras que se toman por unidad de tiempo (generalmente por segundo).
Este parámetro determina la calidad percibida, puesto que a mayor frecuencia de muestreo, mayor será la fidelidad del sonido obtenido respecto de la señal de audio original.
Ejemplo: En un CD de audio, la frecuencia de muestreo estándar es de 44.1 kHz (44.100 muestras por segundo).
14. En el proceso de digitalización de un sonido, ¿qué se conoce como número de bits por muestra?
El número de bits por muestra (o profundidad de bits) es la cantidad de bits que utilizamos para representar cada muestra de sonido.
Este valor determina la precisión con la que se reproduce la señal original y equivale a lo que en imagen digital denominamos resolución.
Ejemplo: En un CD de audio, el número de bits por muestra es de 16 bits.
15. Deducir el tamaño de un CD de una hora de duración sabiendo que dispone de dos canales, la frecuencia de muestreo es de 44100 Hz y el número de bits por muestra son 16.
Para calcular el tamaño de un archivo de audio sin comprimir, se utiliza la siguiente fórmula:
$$ \text{Tamaño (bits)} = \text{Canales} \times \text{Frecuencia (Hz)} \times \text{Nº de bits} \times \text{Tiempo (s)} $$
Cálculo del tamaño:
\(2 \text{ canales} \times 44.100 \text{ Hz} \times 16 \text{ bits} \times 3.600 \text{ s} \)
\(= 5.080.320.000 \text{ bits}\)
Conversión a unidades de almacenamiento:
- \(5.080.320.000 \text{ bits} / 8 \text{ bits/byte} = 635.040.000 \text{ Bytes}\)
- \(635.040.000 \text{ Bytes} \approx 605 \text{ MB}\)
El tamaño del CD de una hora de duración es aproximadamente 605 MB.
16. ¿Qué se conoce con el nombre de Codec?
Codec es una abreviatura de codificador-decodificador. Describe una especificación desarrollada en software, hardware o una combinación de ambos, capaz de transformar una señal, a menudo para su transmisión o su almacenamiento.
- El codificador comprime los archivos para que ocupen el menor espacio posible, manteniendo una buena calidad final.
- El decodificador los descomprime para reproducirlos o manipularlos en un formato más apropiado.
17. Indicar los tipos de codecs que existen y dar algunos ejemplos de cada uno de ellos.
Existen dos categorías básicas de codecs de audio, que afectan directamente a la calidad de lo que escuchamos y, evidentemente, al tamaño de los archivos:
Codecs con Pérdida (Lossy)
Estos codecs eliminan información considerada inaudible para reducir drásticamente el tamaño del archivo. La pérdida de calidad es irreversible.
- El más extendido: MP3
- Otros ejemplos comunes: AAC, AC3, Ogg Vorbis, WMA.
Codecs sin Pérdida (Lossless)
Estos codecs comprimen el archivo sin eliminar datos, permitiendo una reconstrucción perfecta de la señal original. El tamaño del archivo es mayor que en los formatos con pérdida.
- Ejemplos: Monkey's Audio, FLAC, MP4 (cuando se utiliza para contener formatos lossless).