Breve FAQ sobre MPEG, por Mikel.

Bien, me has demostrado que el esquema-3 de MPEG-1 funciona muy bien en ciertos campos. ¿Cuáles son sus límites?

• Por ejemplo, en lo referente a codificación de voz, un codec dedicado, que explote las características de la voz humana, como el CS-ACELP, obtendrá mejores resultados. El CS-ACELP funciona muy bien incluso a 5’3 kbps. En esta tasa de bits funciona mejor que el esquema-3, hay que reconocerlo, sobre todo porque ofrece un retraso inferior a los 40 ms, lo cual lo hace muy útil para las comunicaciones full-duplex.

¿Entonces MPEG no ofrece soluciones para codificación de voz?

• Por supuesto que sí. En MPEG-4 (que aún se está construyendo) se incluyen esquemas de codificación mixtos, combinando algoritmos de percepción con los de voz. Aparte de que los resultados de MPEG-1 y MPEG-2 no son nada malos.

¿Es lo mismo MPEG que ISO?

• No, no. MPEG es un grupo de expertos que trabajan bajo la dirección conjunta de ISO e IEC, organizaciones internacionales, centrándose en la codificación de audio y vídeo.

¿Qué quieren decir las siglas?

• Consulta el glosario...

¿Y cómo consigo los documentos ISO que incluyen las especificaciones MPEG?

• Hay que dirigirse al cuerpo de estándares nacional, en el caso de España, AENOR, que los vende a los interesados. Se pueden consultar en su biblioteca si el precio te parece excesivo, que es lo más probable. La referencia adecuada en este caso es ISO 11172-3.

¿Hay algo de código escrito para el público?

• Sí, lo hay. Consulta la bibliografía. Debes saber, sin embargo, que está escrito con propósitos educativos, principalmente. ¡No esperes encontrar un decodificador en C++ para tu uso y disfrute! El código es muy valioso.

Sólo hemos hablado de MPEG-1. ¿Qué hay de MPEG-2? ¿No utiliza los mismos esquemas?

• En efecto, MPEG-2 utiliza los mismos tres esquemas de los que hemos hablado, implícitamente, para MPEG-1. Lo único es que MPEG-2 incluye un modo especial de funcionamiento para tasas de bits especialmente bajas, utilizando frecuencias de muestreo mitad que las habituales de 32, 44’1 y 48 Khz. y además una extensión multicanal.

...¿extensión multicanal?

• De acuerdo, de acuerdo. No me hagas entrar en muchos detalles, pero la cuestión es que permite incluir cinco canales de audio para ofrecer sonido "envolvente" (surround), siendo los canales: izquierdo, derecho, central, envolvente izquierdo y envolvente derecho. Además hay un sexto canal opcional para mejorar las componentes a baja frecuencia, el canal de subwoofer. Y por último, está la extensión multilingüe, que permite la inclusión de otros siete canales de audio.

¿Y cómo queda la compatibilidad MPEG-1 vs MPEG-2?

• Pues por raro que parezca, se mantiene, excepto en lo referente a las nuevas frecuencias de muestreo, que un decodificador MPEG-1 puro no podría resolver. Los canales extra se codifican dentro de lo que hemos venido llamando datos adicionales, y sólo el estéreo se codifica en la información de trama pura, así que el decodificador MPEG-1 no tiene en cuenta el sonido envolvente ni la extensión multilingüe, pero funciona.

Por cierto, he oído algo sobre MPEG-2.5...

• Mmm. Bueno, verás, el Instituto Fraunhofer es uno de los pioneros en este campo, y sus productos se cuentan entre los más utilizados. El caso es que para tasas de bits excepcionalmente bajas, incluyeron en su codec esta posibilidad que divide de nuevo las frecuencias de muestreo entre dos. Funciona bien para ciertas aplicaciones de ancho de banda crítico, pero recuerda que no es una especificación ISO.

¿Por qué aumenta tanto la complejidad del esquema-2 al esquema-3?

• El esquema-3 se conoce, en broma, como esquema-2++. Esto viene a que conceptualmente es muy similar, pero utiliza toda una serie de trucos que explotan la capacidad de computación de los sistemas modernos, multiplica la resolución, utiliza codificación entrópica, tramas variables y mejores métodos para el joint stereo. Además de filtros híbridos y otras sutilezas que puedes ver con cierto detalle en el punto 3. Algoritmos, en fin, que no incluyen nada que podamos llamar innovador, pero que a costa de aumentar mucho el retardo y la complejidad obtienen estos resultados de compresión tan buenos.

Ya veo. Bueno, pasemos a la calidad del sonido. ¿Realmente se mide de forma subjetiva?

• Pues sí. Hoy día no hay alternativa a la realización de estos tests, bastante caros, dicho sea de paso. Los hombres y mujeres que se dedican a la escucha han sido entrenados, y evalúan de 1 a 5 la calidad del sonido que se les presenta. Primero oyen el original y luego, al azar, se les presenta o el original o la señal codificada. Los resultados de los tests se han probado siempre acertados.

¿Resultados? Cuéntame alguno.

• Bien, el esquema-3 siempre se probó superior en tasas de bits moderadas (64 kbps por canal), como por ejemplo en el test de Septiembre de 1994 en NTT Japan. Siempre obtuvo notas entre 3’6 y 3’8, en comparación al esquema-2 con sus 2’1-2’6. A finales del año 1993 se recomendó, por otra parte, el esquema-2 a 180 kbps por canal para distribución de sonido y 128 kbps por canal para emisión. El esquema-3 se recomendó para canales de 60 kbps utilizados como canales de transmisión de voz.

¿Alguna anécdota?

• Curiosamente, en este último test de 1993, se incluyó una nota que hacía referencia a la voz masculina alemana, pues no pasó las pruebas de calidad tan limpiamente como otros elementos de voz probados, y de hecho no aprobó los requerimientos (por muy poco). Se espera que en el futuro se resuelva el problema