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El sonido y la imagen: El sonido digital, formatos de audio y exportación Irene Ciria Sobrino

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El sonido y la imagen: El sonido digital, formatos de audio y exportación Irene Ciria Sobrino

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EL SONIDO DIGITAL

El audio digital es la codificación digital de una señal eléctrica que representa una onda sonora. Consiste en una secuencia de valores enteros y se obtienen de dos procesos: el muestreo y la cuantificación digital de la señal eléctrica.

El muestreo consiste en fijar la amplitud de la señal eléctrica a intervalos regulares de tiempo (tasa de muestreo), Es el número de muestras por unidad de tiempo que se toman de una señal continúa. Se expresa en hercios (Hz, ciclos por segundo) o múltiplos del Hz como el kilohercio (kHz). La frecuencia de muestreo para una señal de determinada frecuencia debe de ser mayor que el doble de la señal.

1 Para cubrir el espectro audible (20 a 20000 Hz) suele bastar con tasas de muestreo de algo más de 40000 Hz. La frecuencia de muestreo de unCd-Audio por ejemplo es de 44100, si dividimos esto entre 2 tenemos 22500 Hz que es mayor a la maxima capacidad auditiva por el ser humano.2                                                         1 http://www.lennonbus.org/index.php?/blog/posts/sample_rate_what_is_it_important_‐_thats_what/  2 http://es.wikipedia.org/wiki/Audio_digital 

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Frecuencias de muestreo típicas

Para audio

8000 muestras/s Teléfonos, adecuado para la voz humana pero no para la reproducción musical.

22050 muestras/s Radio En la práctica permite reproducir señales con componentes de hasta 10 kHz.

32000 muestras/s Vídeo digital en formato miniDV.

44100 muestras/s CD, En la práctica permite reproducir señales con componentes de hasta 20 kHz. También común en audio en formatos MPEG-1 (VCD, SVCD, MP3).

47250 muestras/s Formato PCM de Nippon Columbia (Denon). En la práctica permite reproducir señales con componentes de hasta 22 kHz.

48000 muestras/s Sonido digital utilizado en la televisión digital, DVD, formato de películas, audio profesional y sistemas DAT.

50000 muestras/s Primeros sistemas de grabación de audio digital de finales de los 70 de las empresas3M y Soundstream.

96000 ó 192400 muestras/s

HD DVD, audio de alta definición para DVD y BD-ROM (Blu-ray Disc).

2 822 400 muestras/s

SACD, Direct Stream Digital, desarrollado por Sony y Philips.

Para vídeo

50 Hz Vídeo PAL.

60 Hz Vídeo NTSC.

                                                                                                                                                                                                                                                                                                           http://electronico.wordpress.com/2008/03/26/frecuencia‐de‐muestreo/21/  

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La cuantificación consiste en convertir el nivel de las muestra fijadas en el proceso de muestreo, normalmente, un nivel de tensión, en un valor entero de rango finito y predeterminado.

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Las muestras se agrupan en paquetes según el número de bits. A mayor nº de bits Mayor nº de paquetes distintos

Por ejemplo, utilizando cuantificación lineal, una codificación lineal de 8 bits discriminará entre 256 niveles de señal equidistantes. El formato más usado de audio digital PCM lineal es el del CD de audio: 44,1 kHz de tasa de muestreo y cuantificación lineal de 16 bits (que mide 65536 niveles de señal diferentes) y que, en la práctica, permite registrar señales analógicas con componentes hasta los 20 kHz y con relaciones señal a ruido de más de 90 dB. En la codificación, a cada paquete se le asigna una secuencia de 1 y 0 según un código y se crea una secuencia binaria.

                                                        3 http://www.aiu.edu/publications/student/spanish/Comunnicacion%20de%20Systemas.html  4 http://stuffs4geek.blogspot.com/2011/06/what‐is‐bitrate‐what‐you‐should‐know.html  

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5 Sample Rate: Frecuencia de muestreo / Bit Depth: Cuantificación ó profundidad de bits

                                                        5 http://en.wikiaudio.org/File:SampleRateVsBitDepth.gif  

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Velocidad de transferencia de los formatos de audio6 La velocidad de transferencia de datos puede ser constante o variable: CBR (bit rate constante) Aplica una cuantificación uniforme, por lo que no tiene en cuenta si en la señal hay zonas con mayor o menor densidad de información, sino que cuantifica toda la señal por igual. VBR (bit rate variable) Aplica una cuantificación no uniforme que permite diferenciar entre las zonas con mayor o menor densidad de información, por lo que la cuantificación resulta más eficaz.                                                         6 http://addsensor.com/referencias/addSensor018/addsensor018_ManualNetlabel.pdf  

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FORMATOS DE AUDIO

SIN COMPRESIÓN WAV. (Wave Audio Format). Alta calidad. Ocupa mucho espacio, gran peso de ficheros. No indicado para internet. Recomendable que la duración no sea superior a 15 segundos. Guardar en comprensión ADPCM con 4 bits. Extensión: .wav MIDI. (Musical Instrument Digital Interface) Más que formato es un protocolo de comunicación entre instrumentos musicales y el ordenador. Extensión: .mid CD-A. (CD Audio) Es el que utilizan los cd musicales. Para convertir un archivo wav a CD-A debe estar grabado a 44.100 Hz. y con 16 bits, estéreo o mono. Extensión: .cda

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CON COMPRESIÓN

Con perdida / Lossy Los producidos al utilizar un algoritmo de codificación que tiene como objetivo representar cierta cantidad de información utilizando una menor cantidad de la misma, siendo imposible una reconstrucción exacta de los datos originales. • MP3. (MPEG1 Audio Layer-3) Sin perdida apreciable de calidad. Puede llegar a comprimir

en proporción 12/1 un archivo wav, resultando archivos de pequeño tamaño. Indicado para soportes portátiles, móviles, reproductores de cd, presentaciones multimedia y en Internet. Extensión: .mp3

• OGG Vorbis. Tiene carácter de libre y gratuito. Superior en calidad a los anteriores, pero de

menor uso. Extensión: .ogg • AAC. Muy utilizado en Vídeo

Sin perdida / lossless

Aquellos producidos al utilizar un algoritmo de compresión que tiene como objetivo generar un archivo que tiene la misma cantidad de información que el original, siendo posible una reconstrucción exacta de los datos originales. • FLAC. Free Lossless Audio Codec / Códec de compresión de audio sin pérdida. FLAC se

refiere tanto al formato de audio como al códec. Extensión .flac

*WMA (Windows Media Audio). Ligeramente de más calidad que el mp3. Añade información del autor. Extensión .wma Puede ser Lossy o lossless

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EXPORTACIÓN con AUCADITY

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