Fusk escribió:
... hay una teoria de un tipo que no recuerdo el nombre que dice que la frecuencia de muestreo debe de ser al doble del las frecuencias que capta el oido humano asi que si captamos hasta 20 khz entonces la recomendada sera 40khz...
El teorema de Nyquist (1928)... ¿por qué nunca me acuerdo de lo que hice ayer, y sin embargo nunca se me olvida cosas como estas?
No voy a aportar nada mas a lo que ya se ha dicho.
Primero. Diferenciar dos acciones importantes al digitalizar:
- Hay que
muestrear en el tiempo
- Hay que
cuantificar en amplitud
Para muestrear en el tiempo, aplicamos el teorema de Nyquist
"una señal analógica puede ser reconstruída, sin error, de muestras tomadas en iguales intervalos de tiempo. La razón de muestreo debe ser igual, o mayor, al doble de su ancho de banda de la señal analógica".
Dicho con otras palabras, debemos conocer el rango de frecuencias del espectro audible y multiplicar por dos la frecuencia mayor. Así nos dará el
valor mínimo de la frecuencia de muestreo, de captura.
IMPORTANTE: Si muestreamos por encima de la frecuencia de Nyquist, no mejoramos la calidad para recuperar la señal analógica, sólo tomamos información redundante.
Para cuantificar en amplitud, extisten numerosos teoremas, algoritmos, etc, y sería interminable enumerarlos todos. Resumiendo, sólo diré que se puede cuantificar en amplitud con intervalos constantes, con intervalos logaritmicos(teniendo más precisión en los valores pequeños), , no uniformes, etc... , por ejemplo está la ley-alfa, la ley-mhu, etc etc etc...
Segundo
Si ya tenemos claro la diferencia entre muestrear y cuantificar, ahora debemos decidir el muestreo y cuantificación que queremos.
Para que una voz sea reconocible tras ser digitalizada, sólo basta con 4 bits de cuantificación y al rededor de 1000 Hz de frecuencia de muestreo.
Pero no queremos "reconocer" voz, queremos escuchar musica y con calidad "infinita".
Si el oido humano no escucha, no percibe más allá de los 24 KHz, realizar un muestreo de más de 48 Khz es usar recursos a priori innecesarios, por que no van a mejorar la calidad del sonidoen su reconversión a analógico. Esto, en principio, es cierto según el teorema de Nyquist. Pero hay peros. Si tomamos más información redundante, con ella podemos hacer cálculos, y otras operaciones que no son necesarias para la reconversión en analógico pero sí para tratamientos especiales post-muestreo y pre-reconversión en analógico como cálculos estadísticos (para corregir errores por ruido, ...) pueden mejorar la calidad del sonido final comparándolo a si sólo se muestrea a 48kHz.
Entonces por esta parte podemos concluir que si bien la frecuencia mínima debe ser 48kHz, si tenemos procesadores de audio potentes que nos permiten muestrear a mayor frecuencia, será recomendable aumentar la frecuencia de muestreo para todas las operaciones y tratamientos que hagamos previos a la mezcla final.
Tercero.
Para cuantificar en amplitud, cuantos más bits cojamos, mejor, podemos hacer la prueba de grabar sonido cuantificandolo a 4, 8, 16, 24, 32 bits y escuchar la diferencia.
Luego podríamos entrar en el debate sobré que algoritmo utilizar y con qué parámetros: ley-alfa, ley-mhu, vectorial, no uniforme, personalizado, etc...
Cuantos más bits cojamos en la cuantificación, menos importante será el algoritmo, y al revés, dependiendo del algoritmo menos importante serán los bits que cojamos.
Por lo general, en Europa se utiliza la ley-alfa con unos parámetros normalizados, pero esta cuantificación no es buena para realizar una digitalización de valores pequeños dentro de un rango establecido. En asignaturas de telecomunicaciones como Teoría de la comunicación, Tratamiento Digital de la Señal, Teoría de la Señal,... se estudia que no hay algoritmo mejor, cada uno mejora unos aspectos, pero empeora otros, por lo que hay que llegar a un consenso.
Lo normal es que cuantifiquemos con un algoritmo de intervalos constante. A mayor bits, mayor calidad. Por lo que si podemos cuantificar a 24 bits, mejor que a 16, y a 32 mejor que 24 y a 96 mejor que a 32 ... pero llegará un momento en el que no mejoremos la calidad por diferentes aspectos, como el ruido latente, y sobre todo, por el oido humano.
Cuarto Limitación del ancho de banda de los medios de transmisión.
Si pudiesemos, realizariamos muestras a una frecuencia elevadísima y cuantificariamos a 1000 bits. Entonces la calidad de sonido para tratarlo sería impresionante, brutalísima.
Pero tenemos la limitación de la velocidad de transmisión por los circuitos eléctricos. Por lo que siempre deberemos ver cuál es esta limitación en cada caso, y ajustarnos a ella.
Por ejemplo, si muestreamos a 48kHz y 32 bits por muestra, necesitamos una velocidad de transmision de más de un millon de bits por segundo.
FINALIZANDO
Solo falta decir que si tenemos claro qué es el muestreo y qué es la cuantificación y que debemos tratarlo por separado, entonces ya somos capaces de decidir cuáles son los mejores valores para realizar la digitalización de nuestra señal, que deberá adaptarse a cada caso.
Teorícamente, si no existiese ruido ni errores y los digitalizadores fuesen perfectos, con un 48KHz de muestreo habría suficiente, y con más alla de 16 bits de cuantificación, la pérdida de calidad sería imperceptible.
Pero como no estamos en la teoría, sino en el mundo real
Mejor:
- 44,1 KHz/32 que 44,1 KHz/16
- 48 KHz/16 que 44,1 KHz/16
- 96 KHz/16 que 48 KHz/16
- 192 KHz/24 que 48 KHz/24
Despues entrariamos en dudas razonables:
- ¿48 KHz/32 que 92 KHz/16?
- ¿48 KHz/32 que 92 KHz/24?
- etc..
