Tutorial de técnicas de digitalización de audio
La cuantificación
Tipos de cuantificación
Según la disposición de los niveles de cuantificación, existen dos métodos básicos:
Cuantificación uniforme
El tamaño del escalón de cuantificación es el mismo para todos los niveles. Existen dos tipos, dentro de ella:
La diferencia entre ambos no es una cuestión importante, no influye en el resultado final, pues lo que importa es el paso de cuantificación, es decir, el número de niveles, su situación no afecta al audio escuchado. Observar que pasar de uno a otro solo supone desplazar la señal hacia arriba o abajo un factor constante para todas las muestras, pero la señal sigue siendo la misma, no sufre ninguna alteración. La elección de uno u otro sólo se hace, por tanto, buscando la mayor sencillez de implementación en la arquitectura del sistema electrónico o informático.
Cuantificación no uniforme
El tamaño del paso de cuantificación no tiene porqué ser igual para todos los niveles. Puede ser mas pequeño en las zonas donde se quiera representar con mayor fidelidad la señal, y mayor donde sea menos importante. Un ejemplo de ello es la cuantificación logarítmica:
La elección de una estrategia de cuantificación no uniforme va siempre ligada a las características particulares de una señal en especial, de modo que se digitalice de forma mas eficiente. Puede ser el caso, por ejemplo, de señales de voz.
Las señales se estudian con su caracterización estadística (función densidad de probabilidad, media, varianza). En la figura anterior, la fdp de la señal muestra que los valores mas probables de la misma son pequeños, situados alrededor de cero, y los grandes, poco probables. Como los valores pequeños van a aparecer con mayor frecuencia, es lógico cuantificarlos mejor. Por tanto, es eficiente utilizar una cuantificación logarítmica, que ofrece mayor precisión para los valores pequeños, y menor, para los mayores.
El cuantificador logarítmico mostrado en la figura, generalmente, no se utiliza directamente. Se aplica una transformación logarítmica a la señal y después, ésta es introducida en un cuantificador uniforme. El resultado es el mismo que aplicar el cuantificador de la figura. En el lado de la conversión D/A, se lleva a cabo el proceso inverso. El conjunto se denomina compander.
Para la digitalización de señales de audio con un propósito general, se utiliza simplemente la cuantificación uniforme, no es necesario un método mas complejo, ya que no se puede presuponer el comportamiento estadístico de la señal.
