Aclarando términos que es Bitrate, SampleRate, mono, estéreo, CBR, decibelio

Aclarando términos que es Bitrate, SampleRate, mono, estéreo, CBR, decibelio

Cuando contratamos un servicio de radio streaming y la configuramos solemos ver términos que desconocemos. En esta nota les contaremos su significado y la configuración que pueden utilizar de cada uno.

Mono/estéreo

Lo principal es que comprendamos la diferencia entre estos dos términos que son dos tipos de señal

Mono: El concepto de este tipo de señal es sencilla, significa que la misma está grabada con un solo micrófono . Si realizamos la escucha por intermedio de auriculares o dos altavoces esta señal se desdobla y podremos escuchar lo mismo tanto por la salida derecha como por la izquierda. Para realizar una muestra de voz con 1 micrófono usaremos nuestro programa de grabación y sobre una pista de su mismo nombre (Mono).

Stereo: Esta señal es diferente, ya que es estereofonica lo que significa que está grabada con dos micrófonos semejantes y la escucha de este tipo de grabación es diferente: En la salida izquierda escucharemos la grabación de uno de los micrófonos y por la derecha la del otro.La diferencia al grabar un entorno mono y stereo es muy significativa, ya que el oído humano recepciona los sonidos por dos canales (dos oídos) lo que nos lleva a la clara conclusión de que la grabación en stereo es la más acertada y fiel a la realidad.
Si quieres puedes hacer una prueba de comprobación usando en tu Pc, o laptop en las opciones de configuración de sonido.

Es importante tener en claro que un archivo stereo ,a diferencia de un archivo mono que solo contiene una pista, al momento de grabar en tu disco duplicará el espacio a ocupar en el mismo.(este punto lo explicamos mas tecnicamente mas adelante)

Ya teniendo estos conceptos claros estamos en condiciones de poder comprender lo que sigue

Como ya comprendimos luego de ver los diferentes conceptos entre Mono y Stereo, estas opciones nos da la posibilidad de configurar el tráfico de audio en 1 o 2 canales.

Desde los ‘60 las emisoras de radio comerciales que además emitían música crearon un diseño y comenzaron a utilizar una subportadora que admite multiplexar 2 canales independientes de audio y decodificarlo en su lugar de llegada.De este modo es que accedemos a escuchar por separado en cada oído sonidos diferentes individualizando los instrumentos musicales en un solo concepto sonoro permitiendo distintas posiciones.

Si hablamos del servicio de streaming y emitiremos en primer lugar voz lo haremos a britrate bajo (48 ó 64kbps),recordando que emitiremos en mono. Si vamos a realizar Stereo lo hacemos a 128kbps. La calidad de emisión se fraccionara en 2 debido a la configuración del servicio para una compilación de 2 canales.

En el caso del servicio de streaming, si vamos a emitir principalmente voz y lo hacemos a bajo bitrate (48 ó 64kbps), recomendamos emitir en mono. Si lo hacemos a 128kbps, en estéreo. Ya que al configurar el servicio para una codificación de 2 canales, la calidad de emisión (bitrate), se dividirá en 2. Mas claramente si constituimos una señal 2.0 (2 canales, estéreo) a 128kbps, conseguiremos 2 señales ,a 64kbps, una para cada canal.

Al utilizar bitrates más bajos, (Ej: 64kbps) obtendremos 2 canales de 32kbps pudiendo mostrarse algo insuficiente, por lo menos para la compilación en MP3, debido que en AAC+ mejora la calidad.

Debido a esto si codificamos en bitrates bajos (64 ó 48 kbps) y en especial en MP3 y la emisión de voz es mayoría aconsejamos realizarlo e mono, consiguiendo así un resultado más puro.

Bitrate.

Formalmente hablando significa “calidad de emisión”, dado que a más alto valor de Bitrate lograremos una definida y mejor señal con un sonido de mayor calidad.
A más aumento de Bitrate, se obtienen más cantidad de muestras por segundo debido al incremento de calidad.Por ejemplo serían como los Megapixeles en una fotografía, a mayor cantidad, obtendremos una mejor definición de la imagen.Si hablamos del audio es muy semejante.
Como anteriormente nombramos si deseamos realizar una transmisión en su mayoría de voz, este tipo de audio no requiere mucha definición debido a la falta de complejidad del mismo. Aunque recoge menores muestras por segundo, el audio será lo suficientemente bueno. Si hablamos de Música, en este caso dada la complejidad del audio y enriquecimiento de frecuencias precisamos mayor cantidad de muestras por segundo para lograr una calidad sonora más alta.

Debemos considerar que a más alto bitrate lograremos más alta calidad de sonido pero esto requerirá un consumo mayor de datos. En resumen al obtener más cantidad de muestras por segundo, más ocuparemos, para lo vamos a necesitar un ancho de banda mayor. En los diferentes planes de streaming que disponemos puede observar que esto también se aplica a más alto bitrate mayor es el precio ya que el consumo a realizar en mayor.Ejemplificando: si una película expondría solo 2 fotogramas por segundo en la realidad no estaríamos viendo una película sino una progresión de fotografías.

En 1997 se emitió el formato AAC en parte para solucionar este problema obteniendo un mejoramiento del rendimiento con menor bitrate. Este formato ha mejorado hasta la actualidad en AAC+ v2 . Muchas aplicaciones conocidas tales como Spotify utilizan este formado logrando cada vez más compatibilidad y aproximándose de a poco a la compatibilidad máxima del MP3 clasico.
Hay en existencia mas codecs eficientes, sin embargo con menor compatibilidad y aceptación. De aquí la importancia de elegir nuestro servicio de streaming basándose al bitrate que se adapte mejor a el tipo de nuestra emisión

Samplerate.

Samplerate o frecuencia de muestreo. Obtendremos la configuración de nuestro equipo codificador ,separadamente del bitrate contratado, con la frecuencia de muestreo que se adapte mejor al tipo de emisión.
Podemos tomar muestras del más alto o menor rango de frecuencias con las muestras capturadas por segundo(bitrate). Si conservamos escasas muestras aunque de bajo rango de frecuencia, obtendremos un mejor resultado.
Necesitaremos varias muestras por segundo para obtener una buena calidad de sonido para un rango de frecuencia alto.Si lo queremos ver desde el punto de vista de un Físico lo podríamos hacer con la Teoría de Nyquist: “El oído humano puede detectar sonidos en el rango de frecuencias de 20 Hz a 20 KHz.” (En palabras más sencillas , ondas que bajan y suben hasta unas 20.000 veces en un segundo).

Lo que más o menos esta teoría manifiesta es que debemos tomar el doble de muestras la frecuencia máxima que podemos percibir para poder reconstruir una señal original sin notar los saltos de continuidad y sin perder frecuencias Para poder captar los maximos sin perdida ni saltos uno puede muestrear la señal al menos a 40 KHz para reconstruir la señal de sonido aceptable al oído humano.

Como ya hablamos anteriormente necesitaremos una mayor cantidad de muestras por segundo (bitrates) para esta cantidad de información. Comúnmente , en MP3 (calidad de emisión 128kbps) nos permite configurar un samplerate de 44100Hz, aunque al tener menos muestras de segundo en calidades inferiores (48 ó 64kbps) obtendremos un resultado más puro con un samplerate más bajo. Ejemplificando : Una radio FM con un ancho de banda de 15000Hz para codificar y lograr una calidad que se asemeje vamos a necesitar 32000Hz

Por ejemplo, la radio FM tiene un ancho de banda de 15000Hz, por lo que necesitamos codificar a 32000Hz perdiendo las frecuencias más elevada, que se reservan para los pilotos de estéreo o RDS. Por lo cual si codificamos en nuestra señal online a 44100Hz, obtendremos una calidad superior a la FM.

CONFIGURANDO EL SOFTWARE

Sin importar el tipo de software codificador (por ejemplo BUTT) o hardware codificador debemos escoger tanto el Samplerate como el Bitrate, además del codec (AAC o MP3) . El Bitrate debe ser el contratado como máximo.

El Samplerate se selecciona dependiendo de los distintos resultados obtenidos de lo establecido. Si usamos BUTT como software codificador, o sería lo mismo con cualquier otro software o hardware codificador, deberemos de elegir tanto el bitrate como el samplerate, además del codec (MP3 o AAC).

El bitrate deberá de ser siempre, como máximo, el contratado. Recomendamos un bitrate de al menos 128kbps en MP3 para samplerate altos (4100Hz),tambien recomendamos reducir la frecuencia de muestreo cuanto más bajo sea el bitrate.

OTROS CONCEPTOS Y SIGNIFICADOS y PARA TENER EN CUENTA

Frecuencias

Las frecuencias se miden en Hertzios (Hz) el sonido analogico es el resultado del número de vibraciones por segundo.
Los sonidos interpretados por segundo los cuales dan la prescedencia del sonido analogico.La captacion del odio humano capta solo los sonidos concebidos en el rango de las frecuencias 20 Hz y 20.000 Hz.

Sample rate o Frecuencia de muestreo
Es el resultado de la cantidad de muestras de audio tomadas por segundo
Un audio digital es una secuencia de ceros y unos que se obtiene del muestreo de la señal analógica.
La tasa de muestreo o sample rate define cada cuánto tiempo se tomará el valor de la señal analógica para generar el audio digital.
Esta frecuencia de muestreo se mide en Hertzios (Hz). El audio va a tener más calidad a mayor sea la frecuencia de muestreo. Hay frecuencias que son estándares: 11025 Hz, 22050 Hz y 44100 Hz

Resolución (bit resolution)

La resolución nos da la cantidad de bits que utilizamos para el almacenamiento en cada muestra de la señal analógica .
La calidad de un audio digital depende de la resolución, a más resolución mayor calidad.
Por ejemplo en un CD la calidad del sonido suele ser 44.100 Hz – 16 bits – stereo.

Velocidad de transmisión (bitrate)
El bitrate define la cantidad de espacio físico (en bits) que ocupa un segundo de duración de ese audio. Por ejemplo, 3 minutos de audio MP3 a 128kBit/sg, ocupa 2,81 Mb de espacio físico (3min x 60 seg/min x 128 kBit/seg = 23040 kBits -> 23040 kBits x 1024 bits/Kbit : 8 bits/bytes : 1024 bytes/Kbytes : 1024 Kbytes/Mbytes = 2,81 MBytes ó Mb). Por ejemplo en los audios en formato MP3 se suele trabajar con bitrates de 128 kbps (kilobits por segundo). El audio tendrá más calidad cuanto mayor sea su bitrate y el archivo que lo contiene tendrá mayor peso. Esta magnitud se utiliza sobre todo en el formato MP3 de audio más destinado a la descarga por Internet.

CBR/VBR
Constant/Variable Bitrate. CBR indica que el audio ha sido codificado manteniendo el bitrate constante a lo largo del clip de audio mientras que VBR varía entre un rango máximo y mínimo en función de la tasa de transferencia.

Códec
Acrónimo de “codificación/decodificación”. Un códec es un algoritmo especial que reduce el número de bytes que ocupa un archivo de audio. Los archivos codificados con un codec específico requieren el mismo códec para ser decodificados y reproducidos. El códec más utilizado en audio es el MP3.
Decibelio.
Unidad de medida del volumen o intensidad de un sonido. El silencio o ausencia de sonido se cuantifica como 0 dB y el umbral del dolor para el oído humano se sitúa en torno a los 130-140 dB.

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