Compresion De Audio

TEMA 5

Compresión de Audio

5.1

COMPRESIÓN
Enn este capítulo se presentan los conceptos básicos fundamentales relacionados con la compresión de audio, describiendo superficialmente el estándar MPEG-1. Algunos conceptos son exactamente iguales a los descritos para la compresión de vídeo, y se retoman aquí en el contexto de
la compresión de audio. Posteriormente se analizan con más detalle, y portanto con más nivel de
complejidad, los estándares MPEG.
La técnica mas simple para reducir el volumen de datos en una señal digital es la reducción de la
frecuencia de muestreo o de la cantidad de bits de cuantización. Si bien es un método bastante
rudimentario y poco eficiente, todavía puede ser utilizado en
algunas aplicaciones. Solamente hay que tener en cuenta que reduciendo la frecuencia demuestreo se reduce el ancho de banda que es posible procesar, y reduciendo los bits de cuantización
disminuye el SQNR introduciéndose ruido en la señal.
Existen otras técnicas mas elaboradas para comprimir audio digital. En este punto es necesario
distinguir entre compresión con pérdida (lossy) o compresión sin pérdida de datos (lossless).
Lossless: La compresión lossless consiste en eliminaraquellos datos que son redundantes en la
señal de audio. Por ejemplo, si se observa que una determinada cadena de bits se repite con bastante frecuencia en la señal no es necesario transmitirla todas las veces que aparezca. Se transmite una sola vez y luego se insertan bits de control que indican en que lugares se deben
reinsertar estas cadenas.
Otro método de compresión sin pérdidas es el denominadoDPCM (Diferential Pulse Code
Modulation); es parecido al PCM que se analizó anteriormente, pero en este caso, no se procesan
las muestras en su totalidad, sino que se trabaja con las diferencias entre una muestra y la ante-

TEMA 5. COMPRESIÓN DE AUDIO

UNED - CURSO 2009-2010

rior. Debido a que las señales de audio son bastante continuas, una muestra y su precedente son
muy similares, por loque no es necesario almacenar el valor absoluto de cada muestra, sino solamente la diferencia entre muestras contiguas. Estas diferencias son, por lo general, bastante
pequeñas, por lo que son necesarios pocos bits para transmitirlas; logrando de esta forma una
compresión de los datos.
Estas técnicas de compresión y otras del mismo tipo son por lo general muy poco eficientes;
logran relaciones decompresión máximas de 4:1 aproximadamente.
Lossy: La compresión lossy, es decir, con pérdida de datos, es mas bien una reducción en la cantidad de información y no una compresión de la misma (eliminación de datos irrelevantes). Esto
significa que en el proceso de compresión-reducción, parte de la información se pierde irremediablemente. Se trata entonces de un proceso irreversible; no es posiblerecuperar la señal original en su totalidad efectuando el proceso inverso porque parte de la misma se perdió para
siempre. Un método lossy es, por ejemplo, el proceso de compresión denominado ADPCM.
Si bien las técnicas de compresión de señales digitales de audio progresaron de manera notable
durante los 70; especializándose según la aplicación final y abarcando casi todas las áreas del
audiodigital; las eficiencias (niveles o relaciones de compresión) alcanzadas por la mayoría de
las técnicas todavía eran muy bajas. Por este motivo, durante la década de los 80, numerosos
laboratorios y equipos de investigación de todo el mundo se dedicaron a la búsqueda y desarrollo
de un algoritmo de compresión de audio mas eficiente, con una mayor relación de compresión e
independiente de la fuenteoriginal del sonido.
Así es como surge una de las técnicas lossy mas complejas y eficientes: la denominada P.A.C.,
Perceptual Audio Coding desarrollada por Bell Laboratories. Con esta técnica se alcanzan radios
de compresión realmente notables (desde 3:1 a 24:1 según el algoritmo) y es parte esencial de
numerosos productos de consumo masivo o de uso profesional.
Los métodos de compresión de audio más...