Bitmovin: "Perché la codifica audio è importante quanto la codifica video" (Holiviel Valdez)

BitmovinAudioEncoding1Quando pensi allo streaming di contenuti online, potresti essere tentato di concentrarti sugli aspetti visivi, come un bit rate elevato o i codec più recenti, ma questa è solo metà della battaglia per un'esperienza video superiore. 
La qualità audio di qualsiasi video in streaming può fare la differenza tra una buona serata al cinema per i tuoi clienti e una cattiva.

In questo post parleremo di come la codifica audio influisce sull'esperienza di streaming. Tratterò alcune nozioni di base, ad esempio cos'è un codec, e poi discuterò i vantaggi della codifica audio, i pro e i contro dei formati di codec più comuni e come assicurarti che la tua codifica audio integri la tua codifica video.

Che cos'è un codec?

Il termine codec è una combinazione delle parole coder e decoder. Un codec è uno standard per la codifica e la decodifica di file multimediali per rappresentare i dati in un formato specifico.

La prima cosa che fa un codec è codificare un file video o audio. Per i codec con perdita, ciò comporta l'eliminazione di informazioni "extra" da file audio non compressi o non compressi al fine di ridurre le dimensioni del file mantenendo la massima qualità possibile. Questo processo implica una sequenza di complesse funzioni matematiche.

Il secondo ruolo di un codec è quello di decodificare, che essenzialmente riproduce un file video o audio che è stato codificato. Pensalo come invertire la matematica dalla fase di codifica.

In breve, un codec audio è un protocollo per comprimere l'audio digitale per risparmiare spazio durante la trasmissione e quindi decodificarlo per la riproduzione con il video.

Vantaggi della codifica audio

Se la tua applicazione fornisce audio o video (o anche immagini fisse), è utile conoscere le opzioni per la codifica. Ad esempio, se conosci le specifiche dei diversi codec audio/video e i casi d'uso migliori per ciascuno, potresti essere in grado di migliorare l'esperienza degli utenti con una cattiva connessione Internet.

Ecco solo una manciata di vantaggi di una corretta codifica audio:

È necessario meno spazio di archiviazione: i file di dati codificati sono più piccoli, quindi dovresti essere in grado di risparmiare spazio sulla tua memoria. Questo è l'ideale se hai grandi quantità di dati che devono essere archiviati.

I dati vengono inviati sulla rete più velocemente: la codifica rimuove le ridondanze dai dati, quindi, ancora una volta, la dimensione dei file è molto più piccola. Ciò si traduce in un input più veloce, anche con cattive connessioni Internet.

I file codificati consumano meno risorse: riducono le risorse richieste dalla tua macchina, come la quantità di RAM e la potenza di elaborazione quando ascolti file audio.

Adattabile: diversi formati di codec sono utili per diversi tipi di progetti. Ad esempio, il codec AAC può utilizzare diverse gamme di frequenza con l'aiuto della codifica congiunta per ottenere una qualità superiore, una dimensione del file più piccola o, nello scenario migliore, entrambi. Gli audiofili più avanzati noteranno e apprezzeranno questi cambiamenti durante la riproduzione dell'audio.

La codifica dei file audio è una parte fondamentale del flusso di lavoro di codifica video, ma proprio come esistono molti tipi di codec per video, l'audio ha una serie di opzioni che puoi utilizzare.

BitmovingAudioCoding1Codec audio comuni

Una cosa importante da tenere a mente quando si seleziona un codec sono i dispositivi e i servizi che supporta. Alcuni servizi di streaming supportano un singolo codec audio, ma non un altro. Alcuni offrono una qualità migliore e altri si concentrano principalmente sulla compressione. Ricorda, hai bisogno di un equilibrio tra qualità e supporto.

Con questo in mente, esploriamo alcuni dei codec audio più comuni e meglio supportati.

MP3

MP3 sta per MPEG-2 Audio Layer 3. Il formato audio più comune e conosciuto, MP3 ha rivoluzionato l'audio digitale. I suoi file erano molto più piccoli dei formati precedenti, consentendo loro di essere trasmessi in streaming e scaricati su Internet.

MP3 è un codec ben supportato: puoi eseguire file MP3 su quasi tutti i lettori multimediali online o desktop, come QuickTime, VLC media player e Kodi.

AAC

AAC sta per Advanced Audio Coding. Sviluppato pochi anni dopo l'MP3, AAC si è basato sul successo di quel formato ma ha aumentato l'efficienza di compressione. Come la maggior parte dei codec più popolari, AAC è con perdita di dati, ma fornisce un'ottima qualità audio in una larghezza di banda limitata, soprattutto se confrontata con MP3.

È un formato closed-source ma è probabilmente il codec audio più utilizzato su Internet oggi. È supportato dalla maggior parte delle piattaforme di streaming video.

AIFF

AIFF sta per Audio Interchange File Format ed è stato sviluppato da Apple. I file AIFF sono molto grandi, circa 10 MB per un minuto di registrazione audio standard.

La maggior parte dei file AIFF contiene audio non compresso in formato PCM (modulazione codice a impulsi). Il file AIFF è solo un wrapper per la codifica PCM, rendendolo più adatto per l'uso su sistemi Mac. Tuttavia, Windows di solito può aprire i file AIFF senza problemi.

FLAC

FLAC è l'acronimo di Free Lossless Audio Codec. È diventato rapidamente uno dei formati lossless più popolari disponibili dalla sua introduzione nel 2001. Nota che con i codec lossless, tutte le informazioni vengono conservate quando il file viene compresso.

FLAC può comprimere file audio senza perdere una quantità significativa di dati. La cosa ancora più bella è che si tratta di un formato di file audio open source e royalty-free.

La maggior parte dei principali servizi e dispositivi comuni supporta FLAC ed è la principale alternativa a MP3 per la musica. Fondamentalmente ottieni la piena qualità dell'audio grezzo non compresso a metà delle dimensioni del file. Il problema è che i file sono ancora piuttosto grandi. Se vuoi risparmiare spazio, questa non è l'opzione migliore.

Ogg (Vorbis)

Ogg non è un acronimo di fantasia; è solo un formato contenitore per uno o più codec. Vorbis è un formato lossy open source gratuito spesso utilizzato con i contenitori Ogg ed è stato creato appositamente per fornire quell'equilibrio tra alta qualità e streaming efficiente. Offre prestazioni significativamente migliori rispetto alla maggior parte degli altri formati di compressione con perdita (il che significa che produce file di dimensioni inferiori per una qualità audio equivalente).

Poiché Vorbis è gratuito, è stato utilizzato in numerosi lettori multimediali sia commerciali che non commerciali, incluso Spotify.

Il miglior codec audio

Dei codec comunemente usati elencati qui, AAC è il miglior codec audio per la maggior parte delle situazioni. È supportato da un'ampia gamma di dispositivi e servizi di streaming e ha il vantaggio di una migliore qualità audio rispetto a MP3.

Questo potrebbe cambiare in futuro man mano che Ogg diventa più popolare. Tuttavia, l'hardware non cambia rapidamente quanto il software, quindi il supporto per un'ampiagamma di dispositivi è probabilmente garantitaancora per qualche anno. Per i video su Internet, AAC è attualmente il miglior codec audio per lo streaming live e video on demand.

Altre considerazioni per la codifica audio di qualità

Naturalmente, la codifica audio è molto più che trovare il codec giusto. Per ottenere un'immagine più completa e apprezzare veramente il motivo per cui la codifica audio è importante quanto la codifica video, consideriamo alcune altre aree in cui possiamo garantire una codifica audio di qualità.

Frequenza di campionamento

La frequenza di campionamento indica la frequenza con cui viene registrata una clip audio al secondo. Le frequenze di campionamento sono misurate in hertz (Hz) o kilohertz (kHz): 44.100 campioni al secondo possono essere espressi come 44.100 Hz o 44,1 kHz.

Per le registrazioni audio digitali, la frequenza di campionamento è paragonabile alla frequenza dei fotogrammi di un video. Più dati audio (campioni) vengono raccolti, più i dati registrati sono vicini all'audio originale.

Profondità di bit

La profondità di bit misura quanti bit sono stati catturati in ciascun campione. Quindi maggiore è la profondità di bit, più accuratamente può essere espressa la sorgente audio analogica effettiva.

La profondità di bit più bassa possibile ha solo due opzioni per misurare l'accuratezza del suono: 0 per il silenzio totale e 1 per il volume totale. Maggiore è la profondità di bit, più accurato è il suono codificato. Caso in questione, un CD audio standard a 16 bit offre 216 (o 65.536) valori.

Velocità in bit

La velocità in bit è la quantità di dati elaborati in un determinato periodo di tempo. Le misurazioni comuni per la velocità in bit includono kbps (kilobit al secondo) e mbps (megabit al secondo). Bit rate elevati non significano necessariamente alta qualità da soli; è necessario considerare anche altri fattori, come la velocità di Internet. Ma a parte questo, maggiore è il bit rate, generalmente più nitida sarà l'esperienza di streaming.

Gli standard di codifica del bit rate audio consigliati per i video includono:

Constant Bit Rate (CBR): Mantiene costante il bit rate durante la riproduzione. CBR di solito codifica più velocemente di VBR, ma occupa più spazio.

Bit rate variabile (VBR): vengono utilizzati bit rate diversi per codificare l'audio in aree più complesse che richiedono più dati. Nonostante il tempo di codifica e la mancanza di supporto da software e hardware, VBR offre un rapporto qualità-archiviazione molto migliore.

Bit rate medio (ABR): un sottoinsieme di VBR. L'encoder raggiunge un bit rate medio avendo blocchi di bit rate sia inferiori che superiori.

Conclusione

La codifica audio non è qualcosa da ignorare durante il processo di codifica video. Prestare attenzione agli aspetti tecnici della codifica audio e all'ottimizzazione per i tuoi casi d'uso, in particolare, può fare molto per garantire la qualità complessiva del video che offri.

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INFO: www.bitmovin.com