Äänikoodauksia

Äänikoodaukset ovat menetelmiä, joilla ääniaineisto muunnetaan digitaaliseksi muodoksi, jotta se voidaan tallentaa ja välittää tehokkaasti. Prosessi sisältää näytteenoton, kvantisoinnin ja pakkauksen; lopputuotetta voidaan purkaa takaisin äänisignaaliksi dekoodauksessa, pyrkien säilyttämään mahdollisimman paljon alkuperäisen laadusta.

Koodaukset jaetaan kahteen pääkategoriaan: häviöttömään (lossless) ja häviölliseen (lossy) koodaukseen. Esimerkkejä häviöttömistä ovat FLAC, ALAC ja WavPack; WAV on yleisesti PCM-koodauksen sisältävä tallennusformaatti. Häviölliset koodeja ovat esimerkiksi MP3, AAC, Vorbis ja Opus, jotka pienentävät tiedostokokoa hyödyntämällä kuuloaistille huomaamattomia epäkohtia.

Keskeisiä käsitteitä äänikoodauksessa ovat näytteenottotaajuus (esim. 44,1 kHz), bittisyvyys (16–24 bitti) sekä bittivirta tai bitrate. Näytteenottotaajuus määrittää, kuinka usein signaali mitataan sekunnissa, ja Nyquistin periaate ohjaa sen valintaa. Bittisyys vaikuttaa yksityiskohtaisuuteen kvantisaatiossa, ja bitrate kertoo, miten paljon tietoa on käytettävissä kuuntelun kannalta olennaisissa osissa. Psykoakustiset mallit ohjaavat häviöllisiä koodeja siten, että kuuloaistin kannalta tärkeimmät piirteet säilyvät samalla kun tiedot pienennetään.

Käyttökohteita ovat musiikin tallennus ja suoratoisto sekä puhe- ja reaaliaikainen verkkoviestintä. Eri sovelluksissa käytetään erilaisia koodeja: lossless- koodeja arkistointiin sekä lossy-koodeja mobiili- ja verkkosovelluksiin. Äänikoodauksia kehitetään jatkuvasti, mikä vaikuttaa digitaalisen äänen saatavuuteen, laaduun ja tiedonsiirtokustannuksiin.