Compressão de Som com e sem Perdas

Compressão de Som

Compressão sem Perdas

Código de Huffman

Técnica de compressão de dados estatística que reduz o tamanho do código médio para representar determinado alfabeto.

Codificação Aritmética

Algoritmo para compressão de dados não baseado em tabelas de símbolos. Representa a probabilidade de ocorrência de cada caractere de acordo com o intervalo [0,1], de forma que a saída esteja nesse intervalo e possa ser representada com o menor número possível de dígitos. Não é eficiente para mensagens pequenas por adicionar um cabeçalho à mensagem.

Compressão com Perdas

G.711 (Pulse Code Modulation - PCM)

Padrão fundamental para comunicação com voz. Define a modulação por codificação de pulso (PCM), a representação digital de um sinal analógico. Apresenta frequência padrão de 8 kHz. Possui dois tipos: um mais usado na América do Norte e Japão e outro mais usado na Europa.

ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation)

Algoritmo de compressão sonora que registra apenas a diferença entre o valor de um som e o precedente. O método prevê o valor da próxima amostra de áudio a partir dos valores anteriores e codifica apenas a diferença entre o valor previsto e o real. Se a previsão for boa, as diferenças serão pequenas, podendo ser codificadas com menos bits que as amostragens. Pode ter saídas de 16 Kbps, 24 Kbps, 32 Kbps ou 40 Kbps, sendo 32 Kbps a mais comum.

MPEG-3 (MP3)

: Em 1970 o professor Dieter Seitzer da Universidade Erlangen-Nuremberg, Alemanha, iniciou um grupo de pesquisa destinado a realizar compressões de áudio, devido ao problema da falta de qualidade das linhas telefônicas. Em 1991 Foi produzido o codec de áudio chamado ASPEC (Adaptative Spectral Perceptual Entropy Coding). Após testes rigorosos, a ISO sugeriu que a codificação de áudio apresentasse 3 abordagens em escala de complexidade e eficiência. Layer 1 e Layer 2, mais simples, baseadas em um outro codec enviado à ISO, o MUSICAN, e o Layer 3, de alta eficiência e maior complexidade, baseado no ASPEC, mais tarde conhecido como MPEG-1 Layer 3 ou MP3, tendo sua extensão .mp3. O primeiro leitor de MP3 de sucesso foi criado em 1997, o AMP MP3 Playback Engine. Esse leitor foi aprimorado (recebeu uma interface melhor) mais tarde e ficou conhecido como Winamp (que até hoje é bastante utilizado). Em 1999 surgiu o Napster, que permitia o compartilhamento de música P2P, e também os primeiros leitores MP3 portáteis. A proposta do MP3 é eliminar freqüências sonoras que o sistema auditivo humano não é capaz de captar, mas que ocupam muito espaço no som. Ou seja, ele é capaz de diminuir bastante o tamanho do arquivo sem que a degradação do som seja percebida pela maior parte das pessoas.
A codificação MP3 é dividida nas seguintes etapas:
§Bloco híbrido de transformação
·Onde o sinal original é separado em 32 freqüências distintas, isolando diferentes freqüências do sinal. Então a transformada discreta modificada do cosseno é aplicada, aumentando em 18 vezes a granularidade da divisão do sinal em sub-bandas (depende do modelo perceptual).
§Modelo Perceptual
·Determina quais partes do sinal são audíveis ou não. Essa informação é utilizada na transformada de cosseno, para decidir o modo de operação, e na quantificação, para possibilitar a quantificação das linhas de freqüência.
§Quantificação e codificação
·As informações irrelevantes detectadas pelo modelo perceptual são descartadas e o número de bits para cada banda é determinado. A codificação é feita através do Código de Huffman
§Codificação auxiliar
·Todos os parâmetros gerados pelo codificador são utilizados para permitir que o decodificador reproduza o sinal sonoro.
oNa decodificação, as seqüências de bits codificadas são sincronizadas e são extraídos os coeficientes de freqüência quantificados. Após isso os dados são reconstruídos a partir dos coeficientes de freqüência gerados pelo bloco híbrido de transformação. Em seguida o sinal de saída é construído a partir dos coeficientes dequantificados.