Codificación de Audio
El sonido es una onda que se propaga a través del aire u otros medios. Al tratarse de ondas continuas es necesario realizar un proceso llamado digitalización para poder representarlas como una serie de números. Hoy en día la mayor parte de las operaciones realizadas con ondas acústicas son digitales, ya que son más resistentes al ruido en las transmisiones y permiten añadir información adicional para preservarlas de posibles errores.
El proceso de digitalización consta de dos partes: Este proceso de digitalización recibe el nombre de "Pulse Code Modulation" (PCM) que, como veremos más adelante, es el formato de la señal de entrada del codificador MPEG-1 y, claro está, de la salida del decodificador.
Cuantos menos bits utilicemos en la digitalización mayor será la probabilidad de cometer errores en la representación de la onda, o lo que es lo mismo, aumentará el ruido. Para evitar que el nivel de ruido alcance un nivel demasiado alto hay que utilizar un gran número de bits. Por ejemplo, para un CD, utilizando una frecuencia de muestreo de 44,1 KHz y 16 bits para cuantizar la señal, cada canal produciría más de 700 Kilobits por segundo, pero gran parte de esta información es innecesaria, como veremos en el siguiente apartado, y consume un ancho de banda que podríamos ahorrarnos. En la tabla podemos observar los valores para distintos formatos de audio.
El muestreo consiste en dividir el eje del tiempo en segmentos discretos. El número de segmentos en que se divide cada segundo se denomina "Frecuencia de Muestreo". Por el "Teorema de Nyquist" sabemos que la fecuencia de muestreo que debemos utilizar para una señal con frecuencia máxima "f", es "2f". Por ejemplo, como la frecuencia máxima perceptible para el oído humano es de 20KHz, debemos utilizar una frecuencia de muestreo de 40KHz para garantizar un sonido de calidad, aunque el valor de la frecuencia de muestreo suele variar dependiendo de la naturaleza del sonido a muestrear, para el sonido de CD se usa una frecuencia de 44,1KHz y para la voz humana entre 6 y 20KHz. La división se suele hacer a intervalos iguales, aunque algunos algoritmos de compresión son capaces de analizar la señal según una determinada función de densidad buscando aquellas partes donde es necesario tomar más muestras, consiguiendo así mejor calidad con igual o menor número de bits.
La cuantificación mide y almacena la amplitud de la señal en cada uno de los puntos del eje obtenidos tras el muestreo.
Formato Frecuencia de muestreo Bits/Muestra Modo Tasa de bits (bit rate)
