Storicamente, ogni tipo di macchina usava un suo formato per i dati audio. Alcuni formati applicabili in modo più generale

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Marino Marconi
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1 Formati

2 I formati Storicamente, ogni tipo di macchina usava un suo formato per i dati audio Alcuni formati applicabili in modo più generale Conversioni tra quasi tutti i formati (talvolta si perde informazione)

3 Due tipi di formati autodescriventi: parametri e forma di codifica espliciti in una intestazione (header) senza intestazione (headerless - anche detti raw ): parametri e codifica fissati a priori

4 Formati con intestazione Definiscono una famiglia di codifiche di dati <parametro, valore> definisce la variante usata Es.: parametri del device per il campionamento Es.: descrizione leggibile dall utente (+ copyright) Header = parola chiave + dati di codifica Es.: signed / unsigned Es.: bytes / short integers

5 Tabellina di alcuni formati di file audio Estensione Origine Parametri.au,.snd / NeXT, Sun / rate, #canali, codifica, info string.aif(f), AIFF / Apple, SGI / rate, # canali, quantizzazione, molte info.aif(f), AIFC / Apple, SGI / AIFF con compressione.wav, WAVE / Microsoft / rate, #canali, quantizz., molte info.voc / Soundblaster / rate (8 bits/1 ch; silence deletion).iff, IFF/8SVX / Amiga / rate, # canali, info sugli strumenti (8 bit).mp3,.mp4 / std MPEG / rate, #canali, qualità dei campioni.sf / IRCAM / rate, #canali, codifica, info.ra / Real Networks / rate, #canali, qualità dei campioni none, MIME / Internet

6 Formati senza intestazione Definiscono una singola codifica dei dati non ammettono variazioni dei parametri a volte più sr, ma può essere un problema tirarla fuori TABELLINA esempi Estensione (o nome) / Origine / Parametri.snd,.fssd / Mac, PC / var. sr, 1 canale, 8 bits uns..ul / telefonia US / 8 k, 1 canale, 8 bit "u-law.snd / Amiga / var. sr, 1 canale, 8 bits signed

7 Un esempio: il formato WAV (Windows) Identificatore RIFF Tipo WAVE Format chunk Identificatore: fmt Data chunk Identificatore: data

8 Il formato RIFF Byte Offset Nome Lunghezza in byte Descrizione 00 rid 4 Contiene i caratteri RIFF 04 rlen 4 Lunghezza dei dati nel prossimo chunk 08 rdata rlen Il chunk di dati

9 Il formato WAV: la definizione del chunk rdata rdata Byte Offset Nome Lunghezza in byte Descrizione 00 wid 4 Contiene WAVE 04 Chunk del Formato 28 Wave data chunk 24 Formato dei dati nel chunk successivo? Wave audio data

10 Il chunk del formato Offset Nome Lunghezza Descrizione in byte 00 fid 4 fmt 04 flen 4 Lunghezza del chunk 08 wformattag 2 Codifica segnale (es. 1=PCM) 10 # Canali 2 1 = mono 2 = stereo 12 # Campioni / Sec 2 Tasso di playback 14 # Byte medi / Sec 2 #canali * # campioni al sec * # bit x campione / 8 16 # Block Align 2 Dimensione sample frame 18 Format Specific? Area dati specifici per il formato

11 Il chunk dei dati Data Chunk Offset Nome Lunghezza in byte Descrizione 00 h did 4 data 02 h dlen 4 Lunghezza del campo ddata 00 h ddata dlen Veri e propri dati sulla forma d onda

12 I supporti

13 I supporti per l audio digitale Campioni audio registrati su qualsiasi supporto (nastro, disco, circuito integrato) Più tecniche di memorizzazione Come si scrivono i dati

14 Supporti DAT (nastro magnetico) HD (disco magnetico o ottico) CD (compact disc) Memoria semiconduttore (elettronico) Solid state Per formati compressi: DCC, MiniDisc CAPACITA, VELOCITA D ACCESSO, COSTO, TRANSFER RATE

15 Un esempio di supporto: Compact Disc

16 Anatomia di un CD

17 Cross Interleave Reed-Solomon Code 2 campioni Frame di 12 campioni 192 bit 24 unità di 1 byte Byte pari ritardati di 2 frame + Rimescolamento + 4 byte di parità 28 byte

18 CIRC (2) II byte 8 frame avanti I byte 4 frame avanti XXIV byte 96 frame avanti Nuova codifica di parità, totale 32 byte R 6b L 5a L 4a L 3a L 5b R 5a R 1b L 4b R 2a R 6a L 6b R 4a R 1a R 2b R 3b R 5b L 1b L 2a L 2b R 4b L 6a R 3a L 3b L 1a Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 P 1 P 2 P 3 P 4 Ulteriore spostamento dei byte dispari di un singolo blocco + 8 bit (1 byte) di info totale 33 byte per frame!!! I R 6b L 5a L 4a L 3a L 5b R 5a R 1b L 4b R 2a R 6a L 6b R 4a R 1a R 2b R 3b R 5b L 1b L 2a L 2b R 4b L 6a R 3a L 3b L 1a Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 P 1 P 2 P 3 P 4

19 Codifica EFM: Modulazione 8-14 I R 6b L 5a L 4a L 3a L 5b R 5a R 1b L 4b R 2a R 6a L 6b R 4a R 1a R 2b R 3b R 5b L 1b L 2a L 2b R 4b L 6a R 3a L 3b L 1a Q 1 Q 2 Q 3 Q 4 P 1 P 2 P 3 P 4 33 byte x 8 = 264 bit I-14 R 6b -14 L 5a -14 L 4a -14 L 3a -14 L 5b -14 R 5a -14 R 1b -14 L 4b -14 R 2a -14 R 6a -14 L 6b -14 R 4a -14 R 1a -14 R 2b -14 R 3b -14 R 5b -14 L 1b -14 L 2a -14 L 2b -14 R 4b -14 L 6a -14 R 3a -14 L 3b -14 L 1a -14 Q 1-14 Q 2-14 Q 3-14 Q 4-14 P 1-14 P 2-14 P 3-14 P byte x 14 = 462 bit + 24 bit di sinch ( ) = 486 bit x frame ( ) I-14 R 6b -14 L 5a -14 L 4a -14 L 3a -14 L 5b -14 R 5a -14 R 1b -14 L 4b -14 R 2a -14 R 6a -14 L 6b -14 R 4a -14 R 1a -14 R 2b -14 R 3b -14 R 5b -14 L 1b -14 L 2a -14 L 2b -14 R 4b -14 L 6a -14 R 3a -14 L 3b -14 L 1a -14 Q 1-14 Q 2-14 Q 3-14 Q 4-14 P 1-14 P 2-14 P 3-14 P 4-14

20 Infine 3 bit di intercapedine 33 byte 32 intercapedini + 2 agli estremi totale intercapedini x 3 bit = 102 bit Totale = 588 bit per frame Dati audio solo 192!!!

21 CD e DVD

22 Compromessi sulla qualità audio Lentezza del trasferimento dati l audio potrebbe balbettare per transfer rate bassi grafica e video rallentare o a scatti Compromessi possibili sull audio uso del MIDI (con sintesi, spazio occupato minimo) abbassare quantizzazione e/o sr (OK assieme) scelta tipica: 8 bit, 22 KHz

23 Suggerimenti per la produzione audio Registrare sempre al max di quantizzazione Usare il ditherer quando si converte a 8 bit Usare l equalizzatore per aggiungere forza alla regione midrange (3-10 KHz)

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