Un poco de conceptos de audio

Cuando trabajamos con audio digital a veces es necesario tener a la mano algunos conceptos y definiciones importantes (aunque tengan que ver con matemáticas que a muchos no les agradan):

Frecuencia.
Es el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico, en el Sistema Internacional, la frecuencia se mide en hertz (Hz), en honor a Heinrich Rudolf Hertz (¿Cómo se mide el sonido?) por lo que en una señal de audio es de el número de oscilaciones por segundo de una señal que da origen a lo que escuchamos en una bocina. El oído humano capta sólo aquellos sonidos comprendidos en el rango de frecuencias 20 Hz y 20.000 Hz.
La frecuencia está relacionada con el periodo de una señal y designa el intervalo de tiempo necesario para completar un ciclo repetitivo, o simplemente el espacio de tiempo que dura algo.

Tasa de muestreo.
En virtud de que un audio digital es una representación de una señal y por lo tanto una secuencia de ceros y unos que se obtiene del muestreo de la señal analógica. La tasa de muestreo o en inglés sample rate, define cada cuánto tiempo se tomará el valor de la señal analógica para generar el audio digital. Esta tasa se mide en Hertz (Hz). Por ejemplo: 100 Hz. nos indica que en un segundo se tomaron 100 muestras de la señal analógica de audio para crear el audio digital correspondiente por lo qu, a medida que incrementemos este muestreo, el audio tendrá más calidad. Algunas frecuencias estándares de este proceso en audio son: 44,100, 22,050, y 11,025 Hz.

Resolución
Es el número de bits utilizados para almacenar cada muestra de una señal analógica. Una resolución de 8-bits (2⁸ o 2x2x2x2x2x2x2x2 valores posibles) proporciona 256 niveles para representar la amplitud de la señal, mientras que una resolución de 16-bits alcanza 65,536 niveles (2¹⁶). Por lo anterior, un audio digital tendrá mejor calidad mientras mayor sea su resolución. COmo ejemplo podemos mencionar que la calidad de audio de  un CD suele ser de  44.100 Hz  en 16 bits y en estereo (2 señales, una para la bocina derecha y una para la izquierda).


Velocidad de transmisión
La velicidad de transmición o en inglés bitrate, nos indica la cantidad de espacio físico (medido en bits) que ocupa un segundo de duración de un audio audio. Por ejemplo, 1 minuto de audio (en formato MP3 a 128 kBit/sg) ocupa xxx Mb de espacio físico (1 min x 60 seg/min x 128 kBit/seg = 7,680 kBits) y (7,680 kBits x 1024 bits/Kbit entre 8 bits/bytes entre 1024 bytes/Kbytes entre 1024 Kbytes/Mbytes = 0.9375 MBytes ó Mb) o sea aproximadamente 1MB de espacio. Los audios en formato MP3 se suelen usar a bitrates de 128 kbps.

Decibel.
Unidad de medida del volumen o intensidad de un sonido. El silencio o ausencia de sonido se especifica como 0 dB.

Códec
Acrónimo de "codificación/decodificación". Un códec es un algoritmo que se usa para reducir el tamaño que ocupa un archivo de audio. Los archivos codificados con un codec específico requieren el mismo códec para ser decodificados y reproducidos.

De los conceptos importantes que nos debemos llevar son:

• A mayor frecuencia de muestreo mejor calidad de audio pero mayos espacio en disco, frecuencias de muestreo entre 44100 Hz y 96000 Hz pueden producir una mayor calidad pero los beneficios de calidad son incrementados mínimamente en comparación con el gran incremento producido por el espacio requerido
• A mayor Resolución mayor cantidad de almacenamiento en disco un audio a 32 bits de resolución ocupará al menos el doble de espacio en disco comparado con uno a una resolución de 16-bits