Il processo di codifica dei segnali audio e video è finalizzato a trasformare tali segnali da una forma analogica ad una forma digitale adatta alla trasmissione su un canale di comunicazione digitale.
Il segnale analogico è quel segnale che proviene direttamente dal dispositivo di acquisizione, in genere un microfono per l’audio ed una telecamera per il video. I dispositivi di riproduzione degli stessi segnali invece forniscono in uscita l’informazione decodificata, ossia riconvertita dal formato digitale a quello analogico, tipicamente tramite un altoparlante per l’audio ed un monitor per il video.
La codifica di un segnale analogico avviene in tre passaggi fondamentali:
- Campionamento: si estraggono, dal segnale analogico, un certo numero di campioni al secondo, ad un’opportuna frequenza di campionamento.
- Quantizzazione: si discretizzano le ampiezze dei campioni.
- Codifica: si assegna ad ogni campione discretizzato la sua rappresentazione numerica.
La codifica spesso genera un segnale digitale con un tasso di bit al secondo (bit rate) troppo elevato per poter essere trasmesso efficacemente su un canale di comunicazione digitale, specie se condiviso, a causa delle limitazioni di banda disponibile. Pertanto è preferibile, se non necessario, trasmettere il segnale utilizzando il minore numero possibile di bit, effettuando un processo di compressione del segnale, processo che spesso viene inglobato nella stessa fase di codifica.
La compressione mira a ridurre il numero di bit da utilizzare per ogni campione, attraverso appositi algoritmi in grado di sfruttare a proprio vantaggio la ridondanza tipica che è presente nei segnali audio e video.
Esistono due categorie di compressione, in base al grado di perdita di informazione introdotta:
- Compressione lossless: non introduce perdita di informazione.
- Compressione lossy: introduce perdita di informazione, ma permette tassi di compressione maggiori rispetto alla compressione lossless.
Le tecniche lossless sono indicate in particolare nei casi in cui deve essere rigorosamente preservata l’integrità dell’informazione, come ad esempio nel caso di applicazioni mediche, mentre le tecniche lossy sono adatte per esempio ad applicazioni di conversazione e intrattenimento, come telefonia, programmi tv e così via.
Riferimenti
Tesi di laurea in Ingegneria Elettronica di Antonio Mancosu, A.A. 2005/2006: “Controllo del ritardo di playout nelle comunicazioni audio-video su reti a pacchetti”.
Antonio Mancosu
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