I file WAV PCM sono ingombranti e non possono essere trasmessi velocemente attraverso una
rete:per rendersene conto basta fare qualche semplice calcolo.

Un brano in qualità CD (44100 campioni/secondo,16 bit/campione,stereo) della durata di 4
minuti in formato PCM,occupa qualcosa come

2[bytes/campione]*44100[campioni/secondo]*240[secondi]*2(canali)=~41,3 Mbytes

Per poter trasmettere una canzone in tempo reale (cioè senza "buchi" in fase di riproduzione),
una rete dovrebbe avere una capacità di trasmissione di

2*[bytes/campione]*44100[campioni/secondo]*8[bit/byte]*2(canali)=~1,37 Mbits/secondo

Per navigare su Internet buona parte degli utenti utilizza ancora le comuni linee telefoniche
a 56kbit/secondo o al più ADSL a 320 o 640kbit/secondo,ben lungi dal potersi permettere lo
streaming in tempo reale di un WAV non compresso.

Inoltre,i moderni dispositivi portatili hanno capacità di memoria spesso non superiori agli
1-2 Gbytes(il prefisso G sta per 1 miliardo);mediamente,questo significa una quarantina di
brani musicali in qualità CD.Non così pochi,ma neppure così tanti da potersi fare un viaggio
in treno da Milano a Roma senza dover ascoltare il bambino capriccioso sulle gambe della
mamma disperata ;-)

La compressione dei segnali digitali permette di ridurne notevolmente l'ingombro,in modo
da risolvere tutti questi problemi.



In figura è illustrato lo schema 1)della creazione 2)della riproduzione e 3)della conversione
di un segnale audio compresso.

Per creare un file audio in formato compresso l'ADC* digitalizza il segnale continuo provenien=
te dall'esterno e passa la sequenza di campioni PCM prodotta a un processore hardware (o più
spesso a uno speciale software) detto encoder.
L'encoder trasforma la sequenza di campioni in ingresso in modo che occupino meno spazio
possibile,senza che la qualità del segnale risulti degradata;quindi memorizza i dati prodotti
in un file.

Il processo di riproduzione è speculare:i dati memorizzati nel file vengono elaborati da un
processore hardware (o più spesso da uno speciale software) detto decoder.
Il decoder esamina i dati audio in formato compresso e li trasforma in una sequenza di
campioni PCM;i campioni audio prodotti vengono letti in sequenza dal DAC (vedi prima parte
del tutorial) che genera in uscita il segnale continuo corrispondente.

Se la sequenza di campioni in ingresso al DAC coincide con la sequenza di campioni prodotta
dall'ADC,la fase di compressione si dice lossless (=senza perdita d'informazione);viceversa,
se le due sequenze differiscono la compressione è di tipo lossy (=con perdita d'informazione)**

Gran parte degli algoritmi di compressione audio sono di tipo lossy,perchè permettono di
ridurre eccezionalmente le dimensioni del segnale su file.

Per fare qualche esempio,il popolarissimo algoritmo di compressione MPEG I/Layer III (alias
MP3) produce files 10 volte più piccoli dei corrispondenti WAV in formato non compresso;per
Vorbis I e WMA il rapporto di compressione è addirittura di 11:1 o 12:1.***

Molti programmi dedicati alla gestione di files audio sono in grado di effettuare conversioni
di formato (per esempio dal formato di compressione MP3 al formato di compressione WMA,e vice=
versa) e sono detti transcoder (vedi figura 3)).

Nella prossima puntata:alcuni esempi di algoritmi di compressione audio

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Note a margine
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* ADC=convertitore analogico digitale (Analog to Digital Converter),è il dispositivo che
ha il compito di digitalizzare un segnale continuo proveniente da una periferica di
acquisizione,ad esempio un microfono.

** Questo non dovrebbe stupire:come detto nella prima parte,l'orecchio umano ha dei limiti
fisici tali per cui,se un segnale audio viene distorto e/o impoverito in base a determinate
regole,l'ascoltatore non percepisce alcuna differenza.

*** Questo rapporto dipende molto oltre che dall'algoritmo,dai parametri di compressione (e.g.
il numero di bit utilizzati per rappresentare ogni singolo campione).
E' un argomento non banale che riprenderemo nel seguito :-)

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