Audio Digitale: Compressione di dati audio

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Gli algoritmi di compressione lossy si basano sulla conoscenza delle caratteristiche dei dati da comprimere. A seconda del tipo di dati è possibile individuare parametri ricorrenti da sfruttare per operare la compressione. Per spiegare questo fatto immaginiamo di dover concepire un algoritmo di compressione per immagini in movimento. Sicuramente sfrutteremo il fatto che in una successione di fotogrammi, un'immagine e la successiva differiscono di poco (a meno che non ci si trovi in corrispondenza di un cambio di inquadratura). Dunque in un ipotetico algoritmo di compressione andremmo a memorizzare solo i dati che da un'immagine all'altra sono cambiati. Nel caso del segnale audio, le caratteristiche da sfruttare nella compressione sono diverse. La gran parte degli algoritmi di compressione del segnale audio si basano sul principio del mascheramento ossia sul fatto che se una certa frequenza del segnale in esame ha un'ampiezza sufficientemente elevata, ha l'effetto di mascherare le frequenze adiacenti se queste sono di ampiezza ridotta.

La figura seguente mostra un segnale con diverse frequenze e l'andamento della soglia di ascolto dell'orecchio umano in corrispondenza delle frequenze con ampiezza più elevata.

Audio digitale - Segnale da comprimere

Segnale da comprimere

La figura seguente mostra il risultato della compressione ottenuta eliminando le frequenze che vengono rimosse in quanto adiacenti a frequenze di ampiezza elevata. Come si vede, le informazioni da memorizzare sono decisamente diminuite.

Audio digitale - Segnale compresso

Segnale compresso

Gli algoritmi più conosciuti che lavorano secondo i criteri ora descritti sono l'ATRAC e l'MP3 (utilizzato soprattutto per trasferire i file audio su Internet). Il primo viene descritto nella sezione dedicata al MiniDisc [Il MiniDisc ] . Nel secondo la compressione viene realizzata utilizzando un algoritmo denominato MPEG [39 ] 1 Layer III [40 ] che opera sfruttando il principio del mascheramento. Permette di raggiungere rapporti di compressione dell'ordine di 12:1.



[39 ] MPEG è l'acronimo di Moving Picture Expert Group. Si tratta di un gruppo di lavoro che opera sotto la direzione dell'ISO (International Standard Organization) e dell'IEC (International Electro-Technical Commission).

Lo scopo del gruppo è quello di creare degli standard di compressione per immagini e suoni da trasmettere via rete occupando il minor spazio possibile sulla banda.

[40 ] Da non confondere l'MP3 (MPEG 1 Layer III) con l'MPEG 3 che è un sistema di compressione del segnale video.








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