Compressão  e Formatos de Áudio

Formatos de áudio sem compressão e com compressão

Compressão de áudio

A compressão de áudio é usada para diminuir a largura de banda

(medida da faixa de frequência, em hertz do sinal) e/ou espaço físico do arquivo áudio.

Porém há alguma confusão com os conceitos de compressão.

Antes do aparecimento da compressão de áudio, os dados digitais de um arquivo de áudio de boa qualidade ocupavam uma gigantesca quantidade de espaço no disco (HD).

Exemplo: Uma música com qualidade de CD (44.1 kHz, estéreo (2 canais), com 16 bits por amostra) significava cerca de 10 megabytes por minuto de áudio.

Neste âmbito, a codificação de áudio é sinónimo de compressão de áudio pois só através destes conceito é que é possível diminuir o tamanho dos arquivos de áudio.

Os formatos de arquivos atuais (MP3, por exemplo) exploram as capacidades da audição humana (psico-acustica) para diminuir o tamanho sem perda perceptível de qualidade.

A compressão de áudio pode ser dividida em dois pontos:

Codificação: transformação de dados de um arquivo de áudio armazenados sem compressão para um arquivo comprimido (dentro de uma estrutura chamada “bitstream”). O software que efetua a codificação chama-se codificador de áudio. Existem muitos codificadores, o software LAME é um deles.

Decodificação: analisa o “bitstream” que roda o arquivo de áudio e reconstrói o áudio que foi codificado. É a matemática inversa da codificação.

 

Bitstream é um fluxo de bits também conhecido como sequência binária.

Taxas de Compressão, “bitrate” e qualidade

A qualidade que se obtém após uma decodificação não é igual ao arquivo original de áudio, toda a informação sem importância foi eliminada. Porem o arquivo continua com o mesmo som (mais ou menos)  dependendo da taxa de compressão que foi utilizada.

 

Normalmente, quando mais baixa for a taxa de compressão melhor será a qualidade das músicas. Quando se fala em bitrate refere-se a taxa de compressão. ‘Bitrate’ significa o número médio de bits que em um segundo terá o bitsream (fluxo de bits) comprimido.

Taxa de compressão: qual é a relação com a qualidade de áudio?

Agora que você já entendeu que um arquivo pode ser comprimido e ainda manter qualidade de áudio suficiente para nossos ouvidos, você precisa saber que esse nível de compressão pode variar bastante.

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É pelo valor da taxa de compressão (ou bitrate) que conseguimos controlar o tamanho do arquivo e, consequentemente, a qualidade de áudio

.

Por exemplo, um MP3 de 320 kbps (kilobits por segundo) pode soar tão bem quanto o áudio não comprimido de um CD. À medida que se abaixa o valor do bitrate, menor fica o arquivo, mas perdas sonoras passam a ser perceptíveis, dependendo do áudio em questão.

 

Formatos de Áudio:

A música digital evoluiu imensamente ao longo dos tempos. Os arquivos MP3 são mais usados porém existem mais formatos que se vindo a tornar mais populares, por exemplo: FLAC, WAV e AAC.

Formatos com perda: São músicas nos quais existem perda de dados quando se efetua ripagem do CD para o computador. O benefício deste processo de compressão é a diminuição do tamanho. MP3 e ACC são exemplos deste tipo de categoria.

 

Formatos sem perda: Este tipo de formatos não apresenta perdas de qualidade em relação ao CD. Porém o tamanho das músicas ocupa em média quatro vezes mais espaço. Além disso, os leitores de MP3 não suportam os principais formatos áudio desta categoria ( FLAC e WAV).

 

Formato MP3:

Principal fonte de áudio na internet e compatível com todos os reprodutores de música. Apesar de ser um arquivo de música com perda de dados tiver uma taxa de bitrate de 224-320 kbps ou 192 kbps não se consegue praticamente diferenciar a qualidade de áudio com áudio dos CD.

AAC (Advanced Audio Coding)

Este formato tem ganhado popularidade graças à empresa Apple. Assim como o formato MP3, o formato AAC também possui perda na qualidade das músicas.

Diferenças entre MP3 e AAC

O formato de músicas em MP3 tem uma frequência de amostragem entre 16 a 48 kHz, enquanto o AAC tem entre os 8 a 96 kHz. A taxa de compressão no formato AAC produz músicas com maior qualidade e menor tamanho.

 

FLAC

FLAC é um acrónimo de Free Lossless Audio Codec, que como o próprio nome diz, é um formato de áudio sem perda de informação (qualidade). Este formato tem-se tornado muito popular, é usado por usuários que querem manter a sua colecção de CD’s no computador e também por muitos distribuidores de Streaming como o Tidal e outros. O Flac pode ser usado livremente por qualquer pessoa.

 

WAV

Este formato foi criado pela empresa Microsoft já há algum tempo, porém também é compatível com o Macintosh. Contém a mesma qualidade do FLAC porém é um formato pouco usado pois é em média duas vezes maior que o FLAC.

MPEG 1: 3 camadas

Este formato foi criado pelo instituto Fraunhofer IIS e corresponde a um tipo de compressão de três camadas. Existem muitas perdas com a compressão dos dados de áudio, limitada apenas pela qualidade pretendida para o ouvido humano. A compressão padrão é de 10:1.

 

HD-AAC

É o sucessor do AAC, que produz maior qualidade para os áudio ripados. Este formato fornece novas capacidades de armazenar música porque tem menor compressão. Este formato fornece qualidade melhor do que em CDs (gravados com compressão de 16 bits e taxa de amostragem de 44,1 kHz). HD-AAC é superior pois preserva todos bits de informação da música original, graças a uma compressão de 24 bits com amostragem de 96 kHz.

WMA

WMA é um acrónimo para Windows Media Áudio criado pela Microsoft. Permite criar arquivos até 50% menores que o MP3, com uma pequena perda de qualidade.

Os Arquivos de audio no formato Flac tem uma qualidade muito superior ao formato mp3, no entanto poucos sabem disso.

Artigo escrito por: Jorge Faria  

Data:04/09/2021

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