Tecnologías de Compresión de Audio y Video: Formatos y Códecs Esenciales

Introducción a la Compresión Multimedia

La compresión de audio permite almacenar música con calidad de CD ocupando hasta 12 veces menos espacio que el archivo original.

Conceptos Fundamentales del Video Digital

Definición de Video

Un archivo de video es una mezcla de imágenes en movimiento y sonido. La fidelidad de una imagen de video se mide por los mismos parámetros de audio e imagen que la componen, así como por una variable adicional que corresponde al número de cuadros que se exponen por segundo (comúnmente 24).

Tipos de Video

Video Analógico

Representa una analogía del sonido o la imagen original. Existen varios tipos de formatos analógicos:

• VHS y VHS-C: Poseen una resolución horizontal de 250 líneas.
• S-VHS y S-VHS-C: Ofrecen una resolución de 400 líneas.
• 8 mm: Permite grabar hasta 2 horas, con 240 líneas de resolución y una calidad de audio significativamente mejor.
• HI8: Proporciona una calidad de imagen superior a 8 mm, con grabación de hasta 4 horas y 400 líneas de resolución.

Video Digital

Funciona tomando múltiples muestras frecuentes de la señal original, controlando la presencia o ausencia de cambios. A cada muestra se le asignan números binarios. Permite utilizar hasta 500 líneas, con una calidad de imagen superior a la analógica. Una ventaja clave es la posibilidad de realizar copias sin degradación de la imagen.

Optimización del Tamaño de Archivo

Los archivos multimedia se comprimen para ahorrar espacio. Una señal digital sin comprimir puede generar hasta 21 MB por segundo. Al comprimir, se disminuyen las redundancias inherentes al contenido de la imagen, aprovechando las limitaciones del ojo humano. La compresión JPG se utiliza para imágenes fijas, mientras que la compresión MPEG es ideal para imágenes en movimiento.

Formatos de Archivo Multimedia Comunes

• AVI (Audio Video Interleave): No requiere ningún tipo de hardware especial para la descompresión y reducción, lo que lo ha convertido en un estándar ampliamente adoptado.
• QT (QuickTime): Integra audio, animación, video y capacidades interactivas. El programa para visualizarlos es QuickTime.
• MP4 (MPEG-4 Part 14): Similar a MOV, pero añade soporte para IOD (Initial Object Descriptor) y otras características de MPEG. Se utiliza la extensión .m4a para archivos que solo contienen audio, y .m4v para aquellos con solo video.
• ASF (Advanced Systems Format): Define la estructura de una transmisión completa y sincronizada de cualquier flujo de datos, con particular atención en los archivos multimedia.
• 3GP (3GPP File Format): Formato utilizado principalmente por teléfonos móviles para almacenar videos y audio.
• FLV (Flash Video): Ampliamente usado para transmitir videos por internet en plataformas como YouTube y Google Video.

Códecs y Compresión Multimedia

¿Qué es un Códec?

La compresión se logra a través de protocolos de compresión/descompresión, formando los llamados CODECs. Un códec es un método para comprimir una señal de video digital, reduciendo su tamaño para poder almacenarla eficientemente en medios como un CD o un DVD.

Códecs Populares y sus Características

Los paquetes de códecs más comunes incluyen:

• MPEG-1: Ofrece una calidad similar a la de VHS.
• MPEG-2: Proporciona calidad de DVD (720x576 px para formato 4:3 - TV normal - y 1024x576 px para formato 16:9 - TV panorámica).
• MPEG-3 y MPEG-4: MPEG-4 es el que logra la mayor compresión con mejor calidad, aunque requiere una mayor potencia de procesamiento.
• DivX: Es una implementación de MPEG-4 (actualmente en la versión 5). En sus comienzos, su distribución era libre; ahora no.
• Xvid: Basado en MPEG-4, es totalmente gratuito y de código libre, disponible en varios sistemas operativos (Windows, Linux). Su calidad es ligeramente inferior a DivX y requiere más potencia de procesamiento.
• Video 1: Es el método más usado en archivos AVI. Permite controlar la paleta de colores y no soporta 24 bits (2^24 = 16 millones de colores).
• Cinepak: Ofrece una alta compresión, pero es lento. Realiza reducción automática (sin control) y soporta 24 bits.
• Indeo: Creado por Intel, rivaliza con Cinepak. También utiliza 24 bits y es más veloz.
• H.263: Creado en 1995, es un estándar de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) para la codificación de videos con compresión para MPEG-4 de la Moving Picture Experts Group. H.263 describe un códec diseñado para videoconferencias, optimizado para tasas de bits bajas (por debajo de 64 kbit/s, es decir, velocidad ISDN).