Codecs de audio

Cada vez que vemos las características o especificaciones técnicas de un dispositivo de audio, sobre todo de aquellos capaces de reproducir sonido a partir de archivos almacenados físicamente en el mismo u otros soportes, o transmitidos hacia él mediante cualquier método, el termino “códec” está siempre presente.

Es más, como mucha frecuencia las bondades de tal dispositivo se asocian a su compatibilidad con uno o varios códecs determinados. Si todavía no tienes claro el misterio de los códecs, te lo desvelamos.

Todo empieza con el audio digital

Si no existiera el audio digital, no habría códecs. El audio digital es una representación la onda física que es el sonido. Esta onda, está compuesta por una serie de variaciones de presión, que en los dispositivos electrónicos se convierte en una señal eléctrica de tensiones variables, con distintas amplitudes y frecuencias que varían a lo largo del tiempo, la señal analógica. La representación digital se obtiene muestreando la amplitud de la señal analógica varias veces por segundo. Este muestreo da lugar a las dos características fundamentales de la señal digital: la frecuencia de muestreo (la cantidad de veces que se toman las muestras) y el valor máximo de la muestra, en bits, o profundidad de bits.

Para ilustrar esto que acabamos de decir, emplearemos una señal de audio digital típica y bien conocida, que es la que se utiliza en los discos de audio CD. En el CD audio, los datos digitales están muestreados 44.100 veces por segundo, y cada muestra utiliza un máximo de 16 bits para cuantificarse, para cada uno de los canales derecho e izquierdo. Para almacenar esta señal necesitamos entonces 176.400 bytes por cada segundo de música. Para obtener esta cifra, solo hay que multiplicar 44.100×32=1411200 bits. Puesto que 8 bits=1byte, esto supone 176.400 bytes. Un archivo de audio WAV, que podemos almacenar en nuestro disco duro, es básicamente lo mismo.

La necesidad de comprimir

En los inicios, los sistemas informáticos eran perfectamente capaces de manejar el audio digital, pero los archivos ocupaban espacio. Si uno tenía una colección importante de música “rippeada”, los discos duros (o los discos ópticos) se llenaban con rapidez. De ahí surgió la necesidad de comprimir los archivos para que ocuparan menos espacio. Hoy día, la capacidad de los sistemas de almacenamiento se ha multiplicado escandalosamente. Podría afirmarse que ya no existe esa necesidad de comprimir los archivos de música. Sin embargo, los métodos de digitalización se han perfeccionado, aumentando tanto la frecuencia de muestreo (que puede llegar hasta 384 KHz) como la profundidad de bits, que puede llegar hasta los 32 bits.

Esto implica que la compresión del audio sigue siendo una opción interesante. Pero es que, además, hay unos nuevos usos que lo hacen todavía más imprescindible. A la necesidad de ahorrar espacio de almacenamiento, se une ahora la de poder transmitir los archivos en streaming a través de las redes domésticas o Internet con la mayor fluidez posible. Y para eso, es esencia comprimir, para reducir el ancho de banda necesario para la transmisión.

La calidad es el compromiso

Comprimir sin más los archivos de audio digital, que no dejan de ser archivos informáticos, no debería suponer mayor problema. Pero comprimirlos lo más posible, sin pérdidas en la calidad del sonido, o sin pérdidas apreciables, ya es otro cantar. Y aquí es donde entran en juego los códecs. Los códecs (palabra que viene de “codificador/decodificador) son algoritmos de compresión de los archivos de audio cuya misión es precisamente la que acabamos de mencionar: comprimir al máximo el archivo de audio sin pérdida de calidad. Los códecs se agrupan en dos grandes categorías: Lossless (sin pérdidas) y Lossy (con pérdidas). Los primeros restauran la señal original e forma fiel cuando se descomprime, con su misma forma de onda, mientras que los segundos no cumplen este requisito, aunque sus procedimientos logran que la parte de la señal que se pierde sea poco representativa, o no se perciba, o sea difícil de percibir, durante la reproducción.

Para poder reproducir un archivo codificado con determinado códec, el reproductor ha de ser compatible con el mismo.

Audio sin comprimir.

Cuando los archivos de audio no están comprimidos, técnicamente no hay códecs, aunque sí puede haber diferencias en los formatos del fichero. Es el caso de WAV y AIFF y DXD. Los datos de audio en ambos son idénticos, pero al ser diferentes “contenedores”, la estructura de ambos tipos de archivo es diferentes. Soportan diferentes frecuencias de muestreo (como 44.1, 48, 96,192 o 384 kHz) y bits de resolución (como 16, 24 o 32 bit).

Códecs Lossless

Los códecs sin pérdidas más populares son FLAC, Apple Lossless (ALAC) y APE. WMA LOSSLESS ESS. Estos códecs son capaces de producir archivos muy pequeños, con muy alta calidad de sonido. También están sujetos a diferentes variantes, en cuanto a frecuencias de muestreo y profundidad de bits, siendo capaces de llegar hasta los 384kHz / 32bit. A esta categoría pertenece también MQA, tecnología a la que dedicamos un reportaje dedicado en este mismo número de ON OFF.

Códecs Lossy

Los códecs con pérdidas permiten ahorrar gran cantidad de espacio de almacenamiento. Hoy en día es un problema menor, pero en su época, fue lo que contribuyó a la popularidad de MP3, que hoy sigue existiendo, pero no goza de la aprobación de los audiófilos, junto con AAC, Ogg Vorbis y WMA.

Códecs especiales

En esta categoría podemos encuadrar a DSD: DSD64 / 128/256, DSD ISO cuyos archivos se pueden presentar con extensión «. Iso», «dsf», «.dff». Estos codecs digitalizan el audio de una forma diferente, cuantificando con un solo bit, y modulando por densidad de bits. Las frecuencias de muestreo son múltiplos de 44.100 Hz y pueden llegar hast los 11.2 MHz. Son los códecs utilizados en Super Audio CD (SACD).

Códecs multicanal

El audio utilizado en los archivos de video también se genera con códecs diferentes. Los

archiconocidos Dolby Atmos, Dolby True HD, DTS:X, DTS-HD Master Audio también hacen uso de sistemas de compresión de audio, con códecs más o menos sofisticados.

Códec para Bluetooth

La transmisión de música digital de forma inalámbrica desde dispositivos reproductores a altavoces, auriculares y otros medios de escucha a través de Bluetooth se ha hecho tremendamente popular. Para que la experiencia de audición sea óptima, se han desarrollado una serie de códecs optimizados para esta función. De mayor a menor calidad son SBC, AAC, aptX, aptX HD, aptX LL, LDAC.

 

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