Codecs de Codificação

 

No mercado existem inúmeros codecs, cada um com as suas vantagens e respectivas aplicações, são expostos aqui apenas os mais utilizados e importantes.


MPEG-1

O MPEG-1, lançado em 1988 é um formato para a codificação de música que utiliza um algoritmo baseado na codificação perceptiva de áudio, é usado em electrónica de consumo, processamento de áudio, telecomunicações e serviços de difusão.

É um codec não transparente, que se divide em três camadas (Layers), camada I, camada II e camada III, estas apresentam um grau crescente de complexidade. As camadas superiores incorporam os constituintes das camadas inferiores, o que faz com que normalmente um descodificador da camada II seja capaz de descodificar tramas das camadas I e II e um descodificador da camada III seja capaz de descodificar tramas das três camadas.

Durante a fase de desenvolvimento este codec foi submetido a testes subjectivos de qualidade e estes testes mostraram que num ambiente controlado, os peritos sujeitos aos testes não foram capazes de distinguir entre o sinal original e o sinal codificado.

 

Camada I

A camada I foi desenvolvida para aplicações que requerem codificação e descodificação de baixa complexidade, apresenta um factor de compressão de 4 [12] para uma qualidade idêntica a um sinal PCM, hoje em dia esta camada encontra-se obsoleta.

Camada II

É uma camada que já apresenta um factor de compressão de 8 [12] para uma qualidade semelhante a um CD de áudio e graças à sua resiliência contra erros de transmissão e à sua baixa complexidade de descodificação esta camada é usada na difusão digital de áudio e vídeo e é também usada nos CD de vídeo (DVD) e em aplicações de estúdio.

Camada III

A camada III, mais conhecida como MP3, é a camada que tem maior eficiência de compressão, conseguindo factores de compressão de 12, [12] mantendo uma qualidade igual à do PCM, isto deve-se à possibilidade de criar ficheiros em que o ritmo de transmissão não é constante, havendo maior compressão em momentos de silêncio ou com maior redundância no sinal áudio e menor compressão em momentos mais complexos.

Dada á sua grande taxa de compressão o MP3 teve uma grande proliferação pela internet. Esta camada, o MP3, deu origem ao leitor MP3 que revolucionou a forma de ouvir e transportar a música.

Os descodificadores para camada III podem ser encontrados em quase todos os leitores de CD e DVD actuais, telemóveis e leitores multimédia portáteis, esta norma é também usada na difusão de áudio por satélite.

MPEG-2 Advanced Audio Coding (AAC)

O AAC é uma norma de codificação de áudio definida pela norma MPEG-2 que foi projectada para ser a sucessora do MPEG-1 [11], é uma norma não transparente que não é compatível com os formatos MPEG-1.

Esta norma consegue obter a mesma qualidade do MP3 com 70% do ritmo binário.

É utilizada em inúmeros serviços e dispositivos como consolas de jogos, leitores de multimédia porteis e até em grandes serviços de streaming como o youtube.

MPEG-4

O MPEG-4 parte 3, ou MPEG-4 áudio, é um formato para a codificação de áudio que pode ser transparente, ou não transparente, foi publicado em 1999.

Esta norma consiste na utilização de várias técnicas de codificação tais como

  • Harmonic Vector Excitation Coding (HVXC);
  • Code-excited linear prediction (CELP);
  • Transform-domain weighted interleave vector quantization (TwinVQ);
  • MPEG-4 Scalable to Lossless (MPEG-4 SLS);
  • MPEG-4 Audio Lossless Coding (MPEG-4 ALS);
  • Text-To-Speech Interface (TTI).

 

O MPEG-4 não é destinado a uma aplicação específica, mas sim a qualquer aplicação que requer compressão avançada de música.

Vorbis

Vorbis é formato de codificação não transparente gratuito, que foi projectado pela Xiph.Org Foundation. Foi lançado ao público em 2000.

O formato é usado em sites de música, estações de rádio e em vídeo jogos entre os quais se destacam: Halo: Combat Evolved, Minecraft, Unreal Tournament 2004, Unreal Tournament 3, Mafia: The City of Lost Heaven, Grand Theft Auto: San Andreas, Guitar Hero: On Tour e World of Warcraft. [14]

Testes demonstraram que com ritmos binários superiores a 64 kbit/s o formato Vorbis apresenta melhor qualidade do que o MP3.

FLAC

FLAC é um formato para codificação de estúdio, é um formato transparente e gratuito. Este formato é muito eficiente a comprimir áudio ao contrário de outros formatos transparentes de compressão como o ZIP e o gzip. O ZIP consegue reduzir o tamanho de um ficheiro áudio em 10-20% enquanto que o FLAC consegue uma redução de 50-60%. Outra das principais vantagens do FLAC é que a sua descodificação é muito rápida comparativamente a outros formatos de codificação tramsparentes.

Opus

Opus é um formato de codificação, não transparente, desenvolvido pela IETF (do inglês Internet Engineering Task Force).  É um formato que que apresenta muito baixo atraso e por isso é adequado para aplicação em tempo real na internet.