Interpolación de audio

¿Qué es el tramado de audio?

El tramado de audio es una técnica de procesamiento de audio que agrega una señal similar al ruido a una señal de audio digital antes de convertirla a un formato de datos más bajo. Esto generalmente se hace para garantizar la precisión de los datos digitales. muestreo de audio para mejorar y minimizar los efectos de los errores de cuantificación. Cuando las señales de audio digital se graban o editan, se cuantifican en valores discretos (muestras). Cuanto mayor sea la resolución del formato de audio, más valores discretos estarán disponibles para describir la señal de audio, lo que significa una mayor precisión. Sin embargo, debido a errores de redondeo y otros factores, pueden ocurrir errores de cuantificación inevitables al convertir la señal de una resolución más alta a una resolución más baja. En pasajes silenciosos, se utilizan menos bits para representar la forma de onda, lo que genera artefactos y distorsiones audibles: los errores de cuantización. Por lo tanto, las señales particularmente silenciosas se benefician del uso de tramado. Al agregar señales de tramado con un espectro de ruido específico, los errores de cuantificación se pueden reducir a un nivel imperceptible. Por lo tanto, el tramado de audio es un proceso importante al crear grabaciones de audio digital de alta calidad, ya que, de lo contrario, las señales estarán rodeadas de ruido de cuantificación, el ruido que se genera cuando una señal analógica se convierte en digital.

¿Qué es el ruido de cuantización?

El ruido de cuantificación es el ruido que resulta de convertir una señal analógica en una señal digital. Cuando una señal analógica se convierte en una señal digital, se descompone en una serie de valores discretos llamados niveles de cuantificación. Debido a que la señal analógica es continua, no se puede descomponer perfectamente en niveles de cuantificación discretos. Esto introduce un error llamado error de cuantificación, que puede distorsionar la señal. El ruido de cuantificación surge cuando el error de cuantificación se combina con ruido aleatorio. El ruido se puede minimizar mediante tramado, que agrega ruido artificial a la señal. Esto puede ayudar a distribuir el error de cuantificación en una distribución de frecuencia más amplia, reduciendo así el ruido de cuantificación. El ruido de cuantificación puede ser audible, especialmente a bajas resoluciones y profundidades de bits. Sin embargo, a resoluciones y profundidades de bit más altas, el ruido de cuantificación suele ser menos audible y puede reducirse aún más mediante el uso de algoritmos de reducción de ruido.

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¿Qué son los errores de cuantización?

Los errores de cuantificación son errores que ocurren cuando Grabación o puede ocurrir el procesamiento de señales analógicas analógicas. Se crean cuando una señal analógica se convierte en valores discretos (muestras) para almacenamiento o procesamiento digital. La cuantificación descompone la señal analógica en valores discretos que se almacenan en formato digital. La resolución del formato digital, es decir, el número de valores discretos disponibles, determina la precisión con la que se puede reproducir la señal analógica. Si la señal analógica está entre dos valores discretos, se redondea al valor discreto más cercano. Este proceso de redondeo da como resultado un error que aparece como errores de cuantización o errores de redondeo denominado. El tamaño del error de cuantificación depende de la resolución del formato digital y la precisión del redondeo. Cuanto mayor sea la resolución del formato, menor será el error de cuantificación.

¿Por qué la alta resolución es buena para la producción musical?

Las resoluciones más altas en la reproducción de audio digital generalmente se relacionan con una frecuencia de muestreo más alta y/o una profundidad de bits más alta. La frecuencia de muestreo indica con qué frecuencia se muestrea una señal analógica por segundo para generar una señal digital a partir de ella. Una frecuencia de muestreo más alta significa que la señal analógica se muestrea con mayor frecuencia, lo que resulta en una mayor precisión. Las frecuencias de muestreo típicas para los CD de audio son de 44,1 kHz, mientras que los formatos de audio de alta resolución, como FLAC o MQA, admiten frecuencias de muestreo más altas, de hasta 192 kHz o incluso más. La profundidad de bits se refiere al número de bits utilizados para representar una muestra. Una mayor profundidad de bits significa que hay más bits disponibles para representar el nivel de la señal. Con una mayor profundidad de bits, el número de niveles es mayor, es decir, hay más valores discretos que puede tomar la señal. Por lo tanto, una mayor profundidad de bits significa que el Rango dinámico de la señal puede ser mayor, lo que permite una mayor precisión y claridad de la señal de audio. En general, las frecuencias de muestreo más altas y las profundidades de bits más altas generalmente dan como resultado una mejor calidad de sonido y un escenario sonoro más natural, especialmente en música que contiene muchos detalles y matices. Sin embargo, las resoluciones más altas también requieren más capacidad de almacenamiento y mayores requisitos de procesamiento de la señal de audio, tanto para la grabación como para la reproducción.

¿Qué tramado se debe usar y cuándo?

Elegir el tramado correcto depende de varios factores, incluido el método de grabación, el tipo de señal de audio y el formato de salida deseado. Hay diferentes tipos de tramado, y cada tipo tiene sus usos y características específicas. Algunos de los tipos más comunes de tramado son
  • Interpolación rectangular: esta es la forma más simple de interpolación y se usa comúnmente en resoluciones bajas. Sin embargo, es propenso a artefactos audibles y puede ser indeseable en resoluciones más altas. Este tipo de tramado agrega un ruido uniforme a una señal que oculta el error de cuantificación. El ruido se mantiene en un cierto rango para minimizar la distorsión de la señal.
  • Interpolación triangular: este tipo de interpolación produce un poco más de ruido que la interpolación rectangular, pero también menos distorsión. El tramado triangular agrega ruido triangular a la señal que es menos molesto para el oído humano que el tramado rectangular. La forma del ruido ayuda a minimizar la distorsión de la señal y puede ofrecer una mejor calidad de sonido a mayor profundidad de bits.
  • Difuminado de formación de ruido: este tipo de difuminado utiliza modelos psicoacústicos para minimizar el ruido y reducir los artefactos en rangos de frecuencia más altos. Es particularmente efectivo en resoluciones altas y se usa a menudo cuando se generan formatos de audio de alta resolución. Este tipo de tramado limita el ruido a rangos de frecuencia específicos de la señal. El objetivo es minimizar el ruido audible extendiendo el ruido a rangos de frecuencia menos sensibles de la señal.
  • Interpolación dinámica: la interpolación dinámica ajusta el ruido a la señal para lograr el mejor equilibrio entre el ruido y la calidad de la señal. Para ello, se mide la intensidad de la señal y se ajusta el ruido en consecuencia. Este tipo de interpolación puede proporcionar una buena calidad de sonido con diferentes intensidades de señal.
Sin embargo, es importante tener en cuenta que la elección del tramado también depende de las necesidades específicas del contenido de audio y del dispositivo de reproducción. Por lo general, un ingeniero de audio experimentado puede recomendar qué interpolación es mejor para una grabación o reproducción en particular.

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