10.3 Codecs de audio y video
§1 Generalidades
En páginas anteriores, hemos señalado que los codecs son algoritmos utilizados para traducir una señal analógica en un fichero digital lo más compacto posible, y posteriormente reproducir la forma original de la onda con la mayor fidelidad posible. En los codecs de audio y video [1] es importante el tamaño relativo del fichero resultante respecto al original. Cuanto menor sea este fichero, mayor será la compresión alcanzada. Puesto que los procesos de reproducción de música o video requieren leer y procesar este fichero para reconstruir un sonido o una secuencia de imágenes, se utiliza también la expresión tasa de bits ("Bit rate") para indicar cómo es el flujo de información que debe alimentar al codec para producir el resultado (en realidad se refiere al ancho de banda necesario). En caso de transmisión de video o audio en tiempo real. Por ejemplo, en Internet, la tasa de bits es determinante; si dos codecs obtienen el mismo resultado, es mejor el que utiliza un "bit rate" menor.
Evidentemente, si el codec es no conservativo. Es decir, no reconstruye exactamente la imagen o sonido original, resulta también muy importante el grado de fidelidad alcanzado al final del proceso codificación-descodificación. Observe que para la mayoría de aplicaciones multimedia, en las que el espectador es un ser humano, no es tanta la fidelidad absoluta (lo que podría decir un laboratorio de óptica o acústica al respecto), como la calidad subjetiva; percepción de fidelidad al oído o vista humanos que, como sabemos, son totalmente subjetivos.
Nota: los Sistemas MS Windows, tienen una "capa" de controladores de codecs de audio y video, denominados ACM (Audio Compression Manager) y VCM (Video Compression Manager). Estos controladores pueden ser inspeccionados seleccionando: Menú de inicio configuración Panel de Control Multimedia Dispositivos. Cuando se dispone de una tarjeta de sonido Sound Blaster o compatible, Windows 98 monta los siguientes codecs:
Compresión de Audio | Compresión de Video |
Codec Microsoft CCITT G.711 A/u Codec Indeo Codec Microsoft PCM |
Indeo 5.04 msh261 msh263 SAVI32 VDOnet VDOWave
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A continuación se incluye una descripción somera de los algoritmos de compresión/descompresión "Codecs" mas utilizados actualmente, así como algunas anotaciones sobre los ficheros que utilizan.
§2 ADPCM (Adaptive Delta Pulse Code Modulation)
Fabricante: MicroSoft Corp. Es una extensión del codec básico PCM (pulse code modulation 10.2). Produce ficheros mas pequeños y comprimidos que aquel mediante una técnica que consiste en grabar solo las diferencias de los valores PCM de dos muestras consecutivas (disponible en el "Asistente para agregar nuevo hardware" de Windows 98).
Nota: el ADPCM de Microsoft y el de la IMA (Interactive Multimedia Association) son solo dos variantes de las muchas que existen basadas en esta técnica.
§3 IMA ADPCM (Interactive Multimedia Association ADPCM)
Codec de descompresión de audio para reproducción de ficheros de video AVI (Audio Video Interleaved). Esta técnica de descompresión proporciona sonido de alta calidad al tiempo que minimiza el espacio necesario para los ficheros AVI. Adecuado para flujos de audio asociados a video de alta tasa de bits (disponible en el "Asistente para agregar nuevo hardware" de Windows 98).
Nota: AVI es un formato de Microsoft para ficheros multimedia, utilizado por Video for Windows similar a MPEG y QuickTime. En este formato, los elementos de audio y video están entrelazados (almacenados en segmentos alternados) dentro del fichero.
§3.1 Procedimiento para comprobar la instalación de los controladores ADPCM en Windows 98:
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Seleccionar menú de inicio configuración Panel de Control.
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Seleccionar Multimedia.
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Seleccionar la pestaña "Dispositivos" y marcar "Codecs de Compresión de audio".
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Mirar si están "Codec IMA ADPCM Microsoft" y "Codec Microsoft ADPCM". Si están haga clic en ellos; en caso contrario siga las instrucciones de instalación que se indican. (§3.2 ).
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Seleccione propiedades
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Verifique que está seleccionada la opción "Usar este codec de sonido"; salir seleccionando aceptar. En la sección "propiedades" existen tres opciones: Usar el codec, No usarlo y cambiar la prioridad. En el primer caso se permite a los programas utilizarlo (es cargado en memoria); en el segundo caso los programas no pueden utilizarlo (no se carga en memoria). La prioridad indica que codec se usará primero si existe más de uno con las mismas capacidades.
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Seleccionar otra vez aceptar para salir de "Propiedades"
§3.2 Procedimiento para instalar los controladores de sonido ADPCM para Windows 98 (se necesita el CD de instalación):
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Seleccionar menú de inicio configuración Panel de Control.
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Seleccionar Agregar o quitar programas.
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Seleccione la pestaña Instalación de Windows.
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En el panel de selección localizar la sección "Multimedia"; hacer clic en ella.
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Seleccionar "Detalles"
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Seleccionar "Compresión de sonido" (0.2 MB); verifique que está seleccionada la casilla de la izquierda.
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Seleccionar aceptar.
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Vuelva a seleccionar aceptar.
§4 CELP (Codebook Excited Linear Predictive -Coding-)
Fabricante: Lernout & Hauspie. Codec de audio para voz, baja frecuencia de muestreo y poca profundidad de sonido ( Codec CELP).
§5 Cinepak
Fabricante: Radius Corp. Proporciona video de buena calidad a pantalla completa; alta velocidad de muestreo y profundidad de muestra; buenas características de reproducción (disponible en el "Asistente para agregar nuevo hardware" de Windows 98).
§5.1 El procedimiento para comprobar la instalación de los controladores de compresión de video en Windows 98 es el siguiente:
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Seleccionar menú de inicio configuración Panel de Control.
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Seleccionar Multimedia.
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Seleccionar la pestaña "Dispositivos" y marcar "Codecs de Compresión de video".
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Mirar si está "Cinepak (TM)". Si están haga clic en el; en caso contrario siga las instrucciones de instalación que se indican (§5.2 o §5.3 ).
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Seleccione propiedades.
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Verifique que no está seleccionada la opción "No asignar mediante este dispositivo". La selección de esta opción impide que los programas utilicen este controlador; a menos que uno de los programas lo solicite específicamente, este dispositivo no será utilizado.
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Seleccione aceptar.
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Seleccionar otra vez aceptar para salir de "Propiedades".
§5.2 Procedimiento para instalar los controladores de compresión de video para Windows 98 (se necesita el CD de instalación):
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Seleccionar menú de inicio configuración Panel de Control.
-
Seleccionar Agregar o quitar programas.
-
Seleccione la pestaña Instalación de Windows.
-
En el panel de selección localizar la sección "Multimedia"; hacer clic en ella.
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Seleccionar Detalles
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Seleccionar "Compresión de video" (0.5 MB); Verifique que está seleccionada la casilla de la izquierda.
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Seleccionar aceptar.
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Vuelva a seleccionar aceptar para salir.
§5.3 Procedimiento para instalar controladores individuales de compresión de video (o audio) para Windows 98 (se necesita el CD de instalación):
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Seleccionar menú de inicio configuración Panel de Control.
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Seleccionar Agregar nuevo hardware.
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Pulse siguiente por dos veces; el programa hará una pausa mientras busca dispositivos pnp.
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Conteste no a la pregunta si desea que Windows busque nuevo hardware.
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Pulse siguiente. por dos veces.
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Baje haciendo scroll en la ventana que indica "Tipo de hardware" hasta encontrar "Dispositivos de sonido, video y juegos". Haga clic sobre esa fila.
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Pulse siguiente. Aparecerán dos ventanas; la izquierda está marcada "Fabricantes"; la derecha "Modelos".
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Para instalar el codec Cinepak, seleccione SuperMatch en la ventana de "Fabricantes".
También puede seleccionar en la ventana izquierda (Fabricantes) "Codecs de sonido Microsoft" y "Codecs de Video Microsoft"; luego en la ventana derecha seleccionar los codecs correspondientes que se deseen instalar.
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Pulse siguiente.
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Pulse terminar.
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Cuando se le pregunte para reiniciar el ordenador conteste SI.
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Siga el procedimiento §4.1 para comprobar que los codecs se han instalado correctamente.
§6 ClearVideo
Fabricante: Iterated Co. Es un codec de baja tasa de bits utilizado por Video for Windows y QuickTime.
§7 DVI (Digital Video Interactive)
Fabricante: Intel Corp. Está basado en un chipset de Intel, es utilizado por IBM para compresión y descompresión de video. Tiene una capa software que requiere de las características especiales de este chipset de Intel, por lo que entra en la categoría de "codecs hardware". No ha recibido gran aceptación.
§8 G.711 A-Law y u-Law (Leyes A y u)
Fabricante: Microsoft Corp. Sigue un estándar de la CCITT (Consultative Committee for International Telephone and Telegraph) pensado para proporcionar compatibilidad con los estándares telefónicos de Norte América y Europa (disponible en el "Asistente para agregar nuevo hardware" de Windows 98).
§9 G 723.1
Fabricante: Intel Corp. Es un codec de audio de alta calidad con bajas tasas de bits de 5.3 y 6.3 Kbps, proporciona buena reproducción de voz y música.
§10 GSM 6.10 (Groupe Special Mobile)
Fabricante: Microsoft Corp. Es un codec con tasa de bits media-alta orientado compresión y reproducción de voz (disponible en el "Asistente para agregar nuevo hardware" de Windows 98).
§11 H.263
Fabricante: Intel Corp. Estándar de compresión de video de baja resolución y baja tasa de bits, diseñado para conexiones telefónicas por módem de baja velocidad (28.8 Kbps).
§12 Indeo Video Interactive R4.1
Fabricante: Intel Corp. Video completo de 24 bits con tasa de bits media-alta; es un algoritmo de compresión lento, incluso en máquinas rápidas, pero ofrece mejor calidad de video que Indeo 3.2, Microsoft Video, o Microsoft RLE ; La reproducción requiere de procesadores rápidos.
§13 Indeo Video Raw (YVU9C)
Fabricante: Intel Corp. Es adecuado para capturar video no comprimido de alta calidad (tenga en cuenta que no es lo mismo que capturar video sin compresión -raw video-). Utiliza ficheros grandes y tasas de bits elevadas, pero consigue una excelente calidad de imagen. Después de la captura sin compresión, es la mejor forma de capturar video que después será procesado o comprimido por otros métodos.
§14 Indeo Video R3.2
Fabricante: Intel Corp. Utiliza muestras de 24 bits con tasas de bit medio-altas; bueno para ser utilizado con fuentes de video que no han sido comprimido previamente con algún algoritmo no conservativo. Calidad comparable a Cinepak con menores tasas de bits y poca utilización de UCP (disponible en el "Asistente para agregar nuevo hardware" de Windows 98).
§15 MSN (MicroSoft Network)
Fabricante: Microsoft Corp. Codec de audio con tasa de bits media-baja utilizado para voz y música.
§16 Motion JPEG
Un estándar ISO and Consultative Committee, International Telegraph and Telephone. Diseñado para comprimir series de imágenes JPEG. Aunque no dispone de capacidad de compresión de audio, genealmente es más rápido en mostrar imágenes que el codec MPEG, aunque el fichero resultante es dos o tres veces mayor que el equivalente MPEG de video.
§17 MPEG-1
Un estándar ISO and Consultative Committee, International Telegraph and Telephone. Previsto para proporcionar video de alta calidad a 30 cuadros por segundo con un tamaño de imagen de 352 x 240 pixels comprimidas con una tasa de bits de aproximadamente 150 Kbps (en otras palabras, equivalente al rendimiento de un CD-ROM de velocidad sencilla).
§18 MPEG-2
Un estándar ISO and Consultative Committee, International Telegraph and Telephone. Diseñado para difusión de video estándar proporcionando una reproducción de 30 cuadros de 720 x 480 píxels por segundo. Esta calidad se consigue con tasas de bits muy altas, que oscilan entre 500 Kbps y 2 MBps, por lo que MPEG-2 suele utilizarse en servidores de video dedicados.
§19 MPEG Layer-3 (MP3).
Fabricante: Fraunhofer 22050 Hz Estereo.
Codec de audio de alta calidad con baja tasa de bits. NetShow y Shockwave usan FHG para audio. Más adecuado con señales de audio mixtas (voz y música) que con voz exclusivamente; uno de los mejores codecs de audio.
Existe una variedad de este formato, denominado VBR (Variable Bit Rate) en el que los datos no son almacenados uniformemente.
§20 MPEG-4
Fabricante: Microsoft Corp. Es una implementación limitada del estándar de video MPEG-4; resulta excelente difusión de video con tasas de bit medias y bajas.
§21 RLE Run-Length Encoding
Fabricante: Microsoft Corp. Diseñado para compresión de imágenes gráficas tipo mapa de bits, tiene una utilización de UCP baja, pero no es adecuado para manejar rápidamente cambios complejos de escena (disponible en el "Asistente para agregar nuevo hardware" de Windows 98 -Codecs de video de Microsoft -Codecs de video Microsoft-).
§22 TrueMotion RT
Fabricante: The Duck Corp. Codec de video con tasa de bits media-alta. Proporciona excelente calidad de video y rendimiento de reproducción.
§23 TrueSpeech
Fabricante: DSP Group, Inc. Codec de audio de tasa de bit media-baja orientado a voz, uno de los mejores de su categoría (disponible en el "Asistente para agregar nuevo hardware" de Windows 98 -Codecs de video de Microsoft -DSP Group-).
§24 VDOwave
Fabricante: VDOnet Corp. Codec de video de tasa de bits media-baja; orientado para la transmisión por Internet de video de alta calidad y baja velocidad en ventana pequeña.
§25 Video 1
Fabricante: Microsoft Corp. Codec de video de movimiento completo y calidad moderada en imágenes de 320 x 240 píxel o menores a una velocidad de 15 marcos por segundo o menor. Soporta solo 8 bits de profundidad de color (256 colores). Disponible en el "Asistente para agregar nuevo hardware" de Windows 98 -Codecs de vídeo Microsoft-.
§26 Voxware
Fabricante: Voxware, Inc. Códec de audio para voz de alta calidad y baja tasa de bits.
§27 Wav
Es un formato de audio digitalizado que fue popularizado por la compañía Creative Labs, creadora de la primera tarjeta de sonido para PC, denominada Sound Blaster, que estableció unos criterios que han seguido posteriormente todos los fabricantes, con lo que se ha convertido en un estándar. Utiliza la codificación PCM de 16-bit a 44kHz.
Nota: Las tarjetas Sound blaster y compatibles, permiten a los PC utilizar reproductores CD digitales para reproducir CDs de audio, así como grabar y reproducir sonidos de forma digital.
§28 Bibliografía
- Universidad de Southamton www-mobile.ecs.soton.ac.uk
Departamento de Electrónica y Ciencia de la Computación, Grupo de Investigación de Comunicaciones, Jason Woodard "Speech Codign". Una excelente explicación de los códigos de audio para voz.
- AudioCodign.com www.audiocoding.com Código libre para MEG2 y MPEG4
- VUPlayer de James Chapman www.vuplayer.com/
Un reproductor freeware de audio para Windows, que soporta múltiples formatos: MOD / S3M / XM/IT / MP3 / MP4 / OGG / FLAC / APE / WMA / WAV / CD.
[1] Codecs destinados al proceso de señales analógicas que representan imágenes o sonidos.