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    Formatos de Audio Formatos de Audio Presentation Transcript

    • Formatos de audio Enrique Alexandre (@e_alexandre)
    • ¿Con o sin pérdidas? • Codificadores con pérdidas (mp3, aac, wma, etc.): • Utilizan modelos perceptuales para eliminar la información irrelevante. • Es imposible reconstruir exactamente la señal original a partir de la codificada. • Codificadores sin pérdidas (.flac, .alac, .ape, etc.): • Se limitan a eliminar la información redundante. • Se puede reconstruir de forma exacta la señal original a partir de la codificada.
    • ATC ATC-ABS ATAC 1977 OCF MUSICAM PXFM ASPEC 1992 Layer I, Layer II Layer III 1994 ATRAC PASC AC-3 PAC TWIN-VQ ASC 1995 MPEG-2 AAC 1997 MPEG-4 AUDIO 1999
    • Análisis tiempo/ frecuencia Cuantificación y codificación Codificación entrópica Análisis psicoacústico Asignación de bits Estructura genérica de un codificador de audio MUX
    • La familia MPEG MPEG-1 MPEG-2 BC MPEG-2 NBC (AAC) MPEG-4
    • ISO/IEC MPEG-1 • Estándar “semi-abierto”: • Partes normativas e informativas. • Uno o dos canales: • Un solo canal monofónico • Dos canales monofónicos independientes • Dos canales stereo • Joint-stereo • Frecuencias de muestreo: 32 kHz (broadcast), 44.1 kHz (consumer) y 48 kHz (professional). • Bitrates: 32-192 kbps (mono) y 64-384 kbps (stereo).
    • ISO/IEC MPEG-1 • Tres capas independientes con distintas complejidades: • Capa I: • Proporciona transparencia a 384 kbps. • Complejidad media-baja. • Aplicaciones: Philips Digital Compact Cassette (DCC). • Capa II: • Proporciona transparencia a 256 kbps. • Complejidad media. • Aplicaciones: DAB, DVB, radiodifusión
    • ISO/IEC MPEG-1 • Capa III (mp3) • Proporciona transparencia a 192 kbps. • Complejidad alta. • Aplicaciones: ISDN (RDSI), Internet.
    • Nuevas variantes • mp3PRO • Proporciona el doble de rendimiento que el mp3 • Compatible hacia atrás con mp3 • mp3HD • Codificador sin pérdidas compatible hacia atrás con mp3
    • mp3: Licencias
    • Codificación estéreo • Objetivo: aprovechar las posibles redundancias (parecido) entre los dos canales de audio. • Herramientas disponibles en el modo Joint Stereo: • Mid/Side Stereo (M/S): Se transmite suma y diferencia en lugar de los canales originales. • Intensity Stereo: Se transmite la energía y la panorámica. Funciona a altas frecuencias (>3kHz).
    • ISO/IEC MPEG-2 BC • Ampliación compatible hacia atrás con MPEG-1. • Características añadidas: • Frecuencias de muestreo mitad (24, 22.05 y 16 kHz) para aplicaciones con menor ancho de banda. • Codificación multicanal (5.1). • Existe un MPEG-2.5, formato propietario del Fraunhofer, que permite frecuencias de muestreo inferiores (8, 11.025 y 12 kHz).
    • ISO/IEC MPEG-2 NBC / AAC • Nuevo esquema, no compatible con los anteriores, que proporciona mejor rendimiento de codificación. • Tres modos de operación: • LC (Low Complexity) • Main Profile • SSR (Scalable Sampling Rate) • Proporciona transparencia a 128 kbps (stereo) y 320 kbps (5.1) • Aplicaciones comerciales: • Apple iTunes, Sony PSP, Operadoras móviles (Movistar, Orange, etc,), DRM (Digital Radio Mondiale), DVB, etc.
    • Variante: HE-AAC ó aacPlus • La misma idea que el mp3PRO • Buena calidad de sonido estéreo a 48 kbps
    • ISO/IEC MPEG-4 • No es un nuevo esquema de codificación en sí, sino un conjunto de codificadores ya existentes unificados bajo un mismo estándar. • Un fichero MPEG-4 puede contener audio, video, audio sintético, etc. • Extensiones .mp4, .m4a y .3gp
    • Otros codificadores Ogg Vorbis Musepack Otros
    • Ogg Vorbis • Codificador de audio libre • Proporciona una calidad muy parecida a un MPEG-2 AAC • Soporta frecuencias de muestreo desde 8kHz hasta 192 kHz • Soporta desde 1 canal hasta 255
    • Musepack • Codec basado en MPEG-1 Capa II • Pensado para proporcionar muy alta calidad de audio a tasas binarias elevadas • Extensión: .mpc
    • Otros codecs propietarios • Windows Media Audio (WMA) • Free Lossless Audio Codec (FLAC) • RealAudio
    • Resumen: codificadores con pérdidas Formato Año Gratis Bitrate Canales Latencia mp3 1993 No 8-320 kbps 2 > 100ms AAC 1997 No 8-529 kbps 48 20-405ms AC-3 1992 No 32-640kbps 6 40.6 ms Musepack 1997 Si 3-1300 kbps 8 ? Vorbis 2000 Si Variable 255 > 100ms WMA 1999 Si (Windows) 8-768 kbps 2 > 100ms
    • Resumen: codificadores sin pérdidas Formato Velocidad Compresión Híbrido (c/ pérdidas) Código abierto Multicanal Wavpack Muy rápido 58% Si Sí Sí ALAC Rápido 58.5% No Sí (decod) Sí FLAC Muy rápido 58.7% No Sí Sí Monkey’s Rápido 55.5% No Sí Sí
    • Diccionario de extensiones • Formatos estándar • .aif: AIFF, Audio Interchange File Format • .wav: Waveform Audio • . bwf: Broadcast wave (extensión al .wav) • .raw: Raw audio file (Como un .wav pero sin cabecera)
    • Diccionario de extensiones • Codificadores con pérdidas: • .mp3: MPEG-1 Capa III • .mp4: MPEG-4 (audio y/o video) • .m4a: MPEG-4 audio • .m4p: Ficheros del iTunes con DRM • .m4v, .mp4v, .cmp, .divx, .xvid: MPEG-4 Video • .3gp, .3g2: MPEG-4 en móviles • .wma: Windows Media Audio • .ogg: Ogg Vorbis
    • Diccionario de extensiones • Codificadores sin pérdidas • .flac: FLAC, Free Lossless Audio Coder • .m4a: Apple Lossless audio coder
    • Sonido surround • Un poco de historia: • El sonido surround lleva utilizándose desde los años 30 (3 canales frontales para el cine, desarrollados por Bell Labs) • En 1941 se añadieron los canales traseros, para la película Fantasía de Walt Disney. Era el sistema de sonido Fantasound, también utilizado para el Cinemascope de la Fox. • En los 60 el sistema Dolby Surround se convirtió en el estándar de facto, con 4 canales. • En los 70 se creo el sistema Quad, para música, que acabó desapareciendo por falta de compatibilidad.
    • Ventajas del surround • El sonido es más claro • No hay un sweet spot • La posición de los altavoces no es tan crítica • Más posibilidades para la mezcla
    • Dolby AC-3 • Creado en 1991 para la película “Batman returns”. • Es un codificador pensado desde el principio para la industria del cine (audio multicanal), que acabó adaptándose para aplicaciones domésticas (home theater) • Es el estándar para la televisión de alta definición en EEUU y DVD-Video • Velocidades binarias soportadas: desde 32 hasta 640kbps • Frecuencias de muestreo: 32, 44.1 y 28 kHz
    • Dolby AC-3 • Principales características • Protección de copyright • Marcas de tiempo • Down-mixing • Identificadores de los idiomas • Múltiples tramas auxiliares • Control del margen dinámico
    • Tecnologías Dolby (consumo) Codificación sin pérdidas, hasta 8 canales 24bits/96kHz Codificación con pérdidas, hasta 7.1 canales a 6 Mbps Codificación con pérdidas, hasta 6.1 canales Codificación con pérdidas, hasta 5.1 canales
    • Tecnologías Dolby (consumo) Versión para consumo del Dolby analógico Codificador MPEG-2/4 AAC Codificador sin pérdidas para el DVD-Audio Sistema analógico matricial para 5.1 Igual que el pro logic II pero hasta 7.1 Añade canales frontales en altura
    • Tecnologías Dolby Blu-ray Codec DVD Canales Bitrate Canales Bitrate 5.1 640 kbps 5.1 448 kbps 7.1 1.7 Mbps 8 18 Mbps
    • Tecnologías Dolby (cine) Audio analógico para cines Codificación con pérdidas. Igual que el de consumo. Extensión a 7.1 Sistema de imagen 3D Añade un canal trasero central al 5.1 Un canal por altavoz en el cine
    • Tecnologías DTS (consumo) Codificación sin pérdidas, hasta 7.1 canales Codificación con pérdidas, hasta 5.1 canales Equivalente al Prologic II de Dolby Extensión del Neural Surround hasta 11.1
    • SDDS • Es una tecnología exclusiva para salas de cine • Ofrece hasta 8 canales de sonido • La información se graba en los bordes externos de la película
    • Dolby AC-3
    • Dolby AC-3
    • Dolby AC-3
    • Dolby AC-3, DTS y SDDS
    • Ventajas e inconvenientes de DTS • Pueden existir fallos de sincronismo • El ratio de compresión es menor que en AC-3 • Se suele coincidir en que es el formato más fiel al sonido del master • La instalación es más barata
    • Ventajas e inconvenientes de Dolby AC-3 • Usa un ratio de codificación elevado • Puede haber problemas con los cambios de rollo, aunque se puede evitar • Es el formato más extendido • El audio va sobre la película para evitar problemas de sincronismo
    • Ventajas e inconvenientes de SDDS • Tiene el ratio de codificación más bajo de todos (creo) • Proporciona 8 canales de sonido, aunque no hay demasiados cines que soporten esto • Está muy ligado a Sony y sus estudios (Columbia, Tristar, etc.) • Es el sistema más caro de instalar
    • THX • Es un sistema de certificación de la calidad creado en 1983 para asegurar que la película “El retorno del Jedi” se escuchase igual en los mejores cines. • THX viene de Tomlinson Holman’s eXperiment. • THX impone unos requisitos muy estrictos para los cines: • Suelo flotante • Paredes tratadas acústicamente • Pantalla perforada • Ruido de fondo NC-30 • Ángulo de visión • Calidad de la imagen
    • Altavoces frontales empotrados
    • Aislamiento entre salas
    • Control de la reverberación
    • Posición de la pantalla
    • Proyección de la película
    • THX • Criterios de certificación para cines: • Ruido de fondo (NC-30) • Aislamiento acústico • Reverberación • Ángulo de visión • Calidad de la imagen • Equipamiento • Instalación de los equipos
    • ¿Cómo coloco los altavoces en casa? Estéreo
    • ¿Cómo coloco los altavoces en casa? Estéreo
    • 5.1 Colocación de los altavoces 7.1
    • Dolby True HD Colocación de los altavoces Ordenador