Códec de audio: ¿Qué es?

No es necesario ser un experto en computación, programación o informática para conocer algunos conceptos, que generalmente son sobre aquellos procesos menos perceptibles que ocurren en nuestra PC o en algún dispositivo electrónico que tengamos. En este artículo conocerás los códecs, que es un codec de audio, cómo funcionan, cuales son los tipos que existen y en qué formatos los podemos reconocer.

codec de audio

¿Qué es un códec de audio?

Para hablar de códec es importante saber que la palabra en sí misma engloba nombres: codificador y decodificador. Igualmente engloba dos funciones por lo que es una herramienta que funciona para comprimir datos ¿cómo lo hace? codificándolos y decodificándolos. Es necesario comprimirlos cuando al crearlos ocupan una gran cantidad de espacio en el disco y en la memoria del dispositivo en el que lo estamos creando o editando.

En este sentido, se vuelven necesarios para reducir esa cantidad de espacio y por lo tanto, de datos en la mayor medida posible. Esto no reduce su calidad, en realidad dota al archivo de un nivel más elevado de la misma pero, que de igual manera se pueden encontrar en grandes tamaños.

Un códec de audio contiene una serie de algoritmos (que son instrucciones que debe cumplir para solucionar el problema de espacio), que permite que disminuya el espacio que ocupa el archivo de audio, le proporciona más calidad y permite utilizarlo en otros formatos cuando se descomprimen. Estos códec son empleados en software, hardware o los dos juntos.

Existen diversos paquetes de códecs de diferentes tamaños que pueden ser descargados para asegurar la reproducción de los diferentes archivos de audio que tengas en tu PC. Son considerados programas porque contienen varios códecs dependiendo de los tipos de archivos que requiera tu computadora, estos vienen con los parámetros ya ajustados para que la única tarea que tengamos sea instalarlos.

Algunos paquetes son CodecInstaller, K-Lite Codec Pack, Media Player Codec Pack, entre otros. Estos pueden ser descargados fácilmente desde internet o si se desea buscar el códec de audio o de voz de forma individual también es posible encontrarlos. Recomendamos descargarlo directamente de la página oficial de su fabricante o buscar y comparar apps que sirvan para identificar e instalar los códecs, de igual manera solo se usará una vez.

Un problema surge en torno a esta presentación de los códec de audio por paquetes, estos en principio son más sencillos de encontrar que los códecs individualmente, porque sus fabricantes se encargan de diseñarlos en serie para dedicarse específicamente a determinados tipos de archivos.

Es por esto que pueden presentarse problemas en cuanto a la compatibilidad de los códecs con los archivos que tenga un reproductor de música MP3 por ejemplo y un códec que no esté diseñado para trabajar con este tipo de archivos y formatos.

No solo las computadoras de escritorio o laptops utilizan códecs, un DVD viene con algun códec de audio instalados de fábrica, las radios de todo tipo que se encuentran dentro de tu vehículo, los teléfonos inteligentes, los equipos que son utilizados para la radiodifusión, los reproductores MP3 o MP4, en fin.

Una gran cantidad de dispositivos electrónicos, el único requisito sería tener un sistema así como lo tienen las computadoras. Por esta razón puede interesarte conocer sobre el sistema informático.

¿Cómo realizan la codificación?

De diversas formas y es por eso que se dividen dependiendo de cómo lo realizan, algunos códec realizan la codificación a partir de una cuantificación del archivo con base en un modelo psicoacústico.

  • En este método se aprovechan deficiencias auditivas de las personas como el umbral de audición (intensidad del sonido para que pueda ser percibido por el oído humano), el enmascaramiento temporal y/0 (que ocurre cuando un tono es más intenso que otro que son percibidos en un mismo momento y este disimula al que es más débil o cuando un tono es disminuido a la frecuencia de otro que tiene una diferente).

Aquí se codifica el archivo dejando algunas perdidas y al ser decodificado y convertido en el dominio temporal no es igual a como era en el principio, esto se realiza para cumplir con las funciones del códec y convertir el archivo al formato PMC. Los archivos MP3 utilizan este tipo de método que los hace llamarse codificadores perceptuales.

  • Otra forma de codificar es a través de la sintetización de la vos y del audio como tonos aislados, utilizando algunos parámetros que requieren de poco espacio para lograr la representación.

Esto se realiza a través de la transformada de Fourier (forma de transformación matemática utilizada en la física y la ingeniería, que obtuvo su nombre por Joseph Fourier), luego con base en un modelo de percepción humana, se combinan las muestras obtenidas y son transmitidas por un solo medio.

Al ser decodificados tampoco resultan iguales al archivo principal, el método MPEG – 4 emplea este tipo de codificación, sin embargo no es muy común ver archivos de este tipo en comparación con la anterior. Estos son denominados codificadores paramétricos.

  • Como tercer método de codificación encontramos los vocoders que se enfocan en la codificación y decodificación de la voz, de una forma similar a la de los códec paramétricos. Solo que extraen los parámetros de modelo y de exitación y se enfocan en ellos en el proceso. Luego para decodificarlos se emplea un modelo de producción de voz.

Hablamos de los códecs de voz porque un códec de audio engloba también la voz aunque existan archivos que prescindan de este elemento. En todo caso se clasifican de forma distinta porque ponen su atención en un elemento específico del archivo.

  • En un mismo orden de ideas encontramos los codificadores híbridos, que se enfocan también en la voz solamente y emplean el método de los vocoders y de los codificadores de onda (que serán explicados a continuación).

Aún así podemos brindar una explicación de esta combinación, la realizan a partir del análisis de las muestras recogidas para poder conseguir los parámetros utilizados para codificar la señal. Al decodificar los archivos sintetizan estos parámetros y se obtiene el archivo similar al inicial.

  • También encontramos los codificadores de onda, estos realizan su tarea gracias a las repeticiones dentro de la señal, realizan una predicción lineal para codificarlas dentro del dominio temporal o del dominio frecuencial indistintamente.

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Hardware

En cuanto a los códecs de audio de hardware estos funcionan al conectar una fuente analógica o un dispositivo extraíble a la PC de manera que se pueda transferir el archivo que se encuentra en el sistema de la computadora al de la fuente analógica, también puede suceder en sentido inverso cuando se trata de micrófonos. Normalmente estos analógicos pueden ser encontrados en un MP3 o un dispositivo de reproducción de CD’s. Las personas interesadas pueden saber más de este tema con la Electrónica Básica.

Tipos de códec de audio

Ahora bien, hablemos de los diferentes tipos de códecs que se encuentran y que son conocidos o más aplicados para realizar la codificación y la decodificación, tomando en cuenta que se dividen por el tipo de comprensión que utilicen.

Códec sin comprimir

Encontramos algunos que solo dejan que el archivo codifique la señal de entrada de audio sin realizar ninguna compresión y sin aplicar algunos de los métodos anteriormente mencionados. Estos se encargan básicamente de permitir que se codifique la señal en un formato que pueda almacenar todos los datos que entren, sin obviar alguno o cambiar sus características o composición.

No son muy conocidos porque los archivos de audio conservan su espacio original, por lo que se reduce el tamaño de la memoria del dispositivo en el que se encuentren, además tienen alta reproducción en tiempo real y es por esto que su proceso de codificación y decodificación no es muy factible.

Códec por perdida

Dependiendo del método que utilizan para realizar la codificación y la posterior decodificación se pueden clasificar los códecs en aquellos que tienen perdidas y aquellos que no.

Sin pérdida

Estos son aquellos que al descomprimir los archivos no tienen perdidas de algún elemento perceptible o algo similar, estos sí reducen el espacio a diferencia de los códecs sin comprimir. Esta reducción es bastante considerable y mantiene un poco la calidad del archivo.

Estos no disminuyen, omiten o destruyen determinadas partes del archivo, codifican y decodifican el audio y permiten que se reproduzca con la calidad completa ¿cómo lo hacen? basándose en la redundancia de la señal que tenga el archivo, un dato repetido que sea eliminado no es considerada una pérdida porque la información original igual se encuentra en el resto del sonido.

Entonces, si hay elementos repetidos es posible realizar la predicción de la señal, aunque primeramente se transforma el sonido a un dominio que permite que sea más evidente la información repetida. En principio se necesita tener conocimientos sobre los símbolos binarios, sobre la redundancia de la señal para poder establecer los parámetros que serán utilizados por el códec de audio.

¿Qué es lo que diferencia los codificadores con pérdida de los que no tienen perdida aparte de la eliminación de información?¿qué es lo que hace que unos códec de audio sean más populares que otros?¿por qué son utilizados unos más que otros? La respuesta a estas preguntas es la memoria principalmente. Ya lo veremos en el siguiente subtítulo.

Con pérdida

Anteriormente hablamos de la forma o los métodos para codificar un archivo de audio, recordarás que hay algunos, como los codificadores perceptuales, que aprovechan ciertas restricciones del sistema auditivo humano que se relacionan con la intensidad con la que se reconoce un sonido y la percepción disminuida o disfrazada de un sonido frente a otro.

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Eliminar los datos que sufrirán estas restricciones permiten que el archivo sea comprimido de forma más sencilla pero estos elementos no pueden ser recuperados al decodificarlo nuevamente. Es por esto que estos códec de audio son denominados como “codificadores con perdidas”.

Estos transforman los datos y los enmascaran a una frecuencia que tenga más potencia y así tienen libertad de eliminar aquellas que no serían percibidas con tanta intensidad. Por supuesto, la codificación no se realiza de modo que se altere el audio de forma muy notable, los métodos utilizados no cambian drásticamente un archivo de audio, solo eliminan sonidos casi imperceptibles para que se pueda reducir el tamaño.

En cuanto a la voz, aunque hay códec de audio que se enfocan específicamente en la voz la gran mayoría puede caracterizar la voz desde una parametrización que permite codificarla sin alterar notablemente como se escucha. Además de eso es importante destacar que es posible controlar el nivel en que se desea comprimir el archivo.

Este control se da cuando se determina qué calidad se quiere obtener después de que el códec transforme los archivos, así mismo el tamaño del dicho o el tiempo que se dedicará a tal proceso. Todo dependerá de la configuración que se le haga al codec de audio o a la que tenga programada de fábrica.

En cuanto a las preguntas de la popularidad y la preferencia de un códec de audio frente a otro: Los codec de audio con perdida exigen menos memoria para que puedan ser descargados en el dispositivo y menos tiempo para que se puedan utilizar, además de eso requieren menos recursos y los parámetros son aplicados con más facilidad para que no sean necesarias tantas herramientas para que el archivo de audio sea transferido.

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Formatos de códec de audio

Para tener claros los formatos de codec de audio tenemos tres que se encasillan en el tipo de códec de audio sin comprimir: WAV, AIFF y DSD:

  • WAV es un formato de codec de audio preferido y considerado por muchas personas como la mejor opción, junto con otros, en caso de que se desee trabajar con el archivo de audio original y no tener pérdidas que perjudiquen la calidad del sonido inicial. De preferencia los fragmentos de sonido que son cortos pueden presentarse en este formato puesto que al transformarlos se generan archivos más grandes.
  • AIFF: los archivos que son sometidos a este formato pueden ser reproducidos en los sistemas operativos MAC y Windows. Conservan la calidad que tiene un CD pero como los archivos son de gran tamaño el tiempo para descargarlo y el espacio que abarcan también son amplios, es por esto que este formato no es recomendable para dispositivos electrónicos portátiles.
  • DSD: este formato de codec de audio tiene una calidad superior a la de un CD puesto que son codec de audio que tienen alta calidad, lo que lo vuelve muy exigente con los recursos que utilizará para transmitir el archivo. Es por esto que puede requerirse un conversor de audio digital para que puedan reproducirse los archivos pero por su calidad son los mejores.

En cuanto a los formatos de codec de audio sin pérdida en principio encontramos los FLAC y los ALAC. El primero conserva una calidad similar a la de un CD pero el tamaño de los archivos es más pequeño, sin embargo, los archivos que tienen este formato son seis veces más grandes que los archivos que tienen un formato MP3, lo que es igual a un tiempo más largo de descarga.

El segundo, fue creado por Apple, es por eso que sus siglas son Apple Lossless Audio Codec y que los usuarios iOS tienen limitaciones en cuanto a estos archivos. La descarga de los archivos requiere un tiempo considerable pero al calidad con la que se presentan en Bluetooth es buena.

Finalmente algunos de los formatos de codec de audio que tienen perdida son: MP3, WMA, OGG Vorbis y AAC:

  • Mp3 es claramente uno de los más populares por que comprimen considerablemente el audio, además es compatible con muchos dispositivos.
  • WMA: permite que sus archivos sean muy pequeños y similares a los MP3 y los FLAC pero no es compatible con los dispositivos Apple
  • Ogg Vorbis no es tan conocido pero brinda un sonido muy bueno y tiene una buena velocidad en la transferencia de los archivos.
  • AAC por su parte también realiza eliminaciones considerables como el anterior, es por esto que no es recomendable porque elimina mucha información importante, aún así muy bueno para los dispositivos móviles.
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