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Este artículo trata sobre el software de codificación y decodificación de audio. Para conocer el formato de archivo contenedor, consulte .wma .

Windows Media Audio ( WMA ) es una serie de códecs de audio y sus correspondientes formatos de codificación de audio desarrollados por Microsoft . Es una tecnología propietaria que forma parte del marco de Windows Media . WMA consta de cuatro códecs distintos. El códec WMA original, conocido simplemente como WMA , fue concebido como un competidor de los populares códecs MP3 y RealAudio . [1] [2] WMA Pro , un códec más nuevo y avanzado, admite audio multicanal y de alta resolución . [3] AEl códec sin pérdida , WMA Lossless , comprime los datos de audio sin perder la fidelidad del audio (el formato WMA normal tiene pérdida ). [3] WMA Voice , dirigido al contenido de voz, aplica compresión utilizando un rango de bajas tasas de bits . [3] Microsoft también ha desarrollado un formato de contenedor digital llamado Advanced Systems Format para almacenar audio codificado por WMA.

Historial de desarrollo [ editar ]

El primer códec WMA se basó en un trabajo anterior de Henrique Malvar y su equipo, que fue transferido al equipo de Windows Media en Microsoft. [4] Malvar fue un investigador senior y gerente del Grupo de procesamiento de señales en Microsoft Research , [5] cuyo equipo trabajó en el proyecto MSAudio . [6] El primer códec finalizado se denominó inicialmente MSAudio 4.0 . [7] [8] Posteriormente se lanzó oficialmente como Windows Media Audio , [9]como parte de Windows Media Technologies 4.0. Microsoft afirmó que WMA podría producir archivos de la mitad del tamaño de los archivos MP3 de calidad equivalente; [10] Microsoft también afirmó que WMA entregaba audio "casi con calidad de CD" a 64 kbit / s. [10] Sin embargo, la primera afirmación fue rechazada por algunos audiófilos . [11] RealNetworks también cuestionó las afirmaciones de Microsoft sobre la calidad de audio superior de WMA en comparación con RealAudio. [2]

Nuevas versiones de WMA estuvieron disponibles: Windows Media Audio 2 en 1999, [12] Windows Media Audio 7 en 2000, [13] Windows Media Audio 8 en 2001, [14] y Windows Media Audio 9 en 2003. [3] Microsoft primero anunció sus planes de licenciar la tecnología WMA a terceros en 1999. [15] Aunque las versiones anteriores de Windows Media Player reproducían archivos WMA, el soporte para la creación de archivos WMA no se agregó hasta la séptima versión. [16] En 2003, Microsoft lanzó nuevos códecs de audio que no eran compatibles con el códec WMA original. Estos códecs eran Windows Media Audio 9 Professional, [3] Windows Media Audio 9 Lossless , [3] y Windows Media Audio 9 Voice . [3]

Todas las versiones de WMA lanzadas desde la versión 9.0, es decir, 9.1, 9.2 y 10, han sido compatibles con el decodificador original v9 y, por lo tanto, no se consideran códecs separados. La única excepción a esto es el códec WMA 10 Professional cuyo modo Low Bit Rate (LBR) solo es compatible con los decodificadores WMA Professional anteriores a la mitad de la frecuencia de muestreo (similar a cómo HE-AAC es compatible con versiones anteriores de AAC-LC). La decodificación de fidelidad total de los flujos de bits WMA 10 Professional LBR requiere un decodificador WMA versión 10 o más reciente.

Formato de contenedor [ editar ]

Artículo principal: Formato de sistemas avanzados

En la mayoría de los casos, un archivo WMA está incluido en el formato de sistemas avanzados (ASF), un formato contenedor de propiedad de Microsoft para audio o video digital . [17] El formato contenedor ASF especifica cómo se codificarán los metadatos sobre el archivo, similar a las etiquetas ID3 utilizadas por los archivos MP3. Los metadatos pueden incluir el nombre de la canción, el número de la pista, el nombre del artista y también los valores de normalización de audio . Este contenedor puede admitir opcionalmente la gestión de derechos digitales (DRM) mediante una combinación de intercambio de claves de criptografía de curva elíptica , DEScifrado de bloque, un cifrado de bloque personalizado, cifrado de flujo RC4 y la función hash SHA-1 . Consulte Windows Media DRM para obtener más información.

Desde 2008, Microsoft también ha estado utilizando WMA Professional en su formato de archivo protegido interoperable (PIFF) basado en el formato de archivo multimedia base ISO y más comúnmente utilizado para Smooth Streaming, una forma de transmisión de velocidad de bits adaptativa a través de HTTP. Los estándares de la industria relacionados, como DECE UltraViolet y MPEG-DASH , no han estandarizado WMA como un códec de audio compatible, y se han decidido a favor de los códecs de audio MPEG y Dolby más comunes en la industria.

Códecs [ editar ]

Cada archivo WMA incluye una única pista de audio en uno de los cuatro subformatos: WMA, WMA Pro, WMA Lossless o WMA Voice. Estos formatos se implementan de manera diferente entre sí, de modo que son técnicamente distintos y mutuamente incompatibles; es decir, un dispositivo o software compatible con un subformato no admite automáticamente ninguno de los demás códecs. Cada códec se explica con más detalle a continuación.

Audio de Windows Media [ editar ]

Windows Media Audio (WMA) es el códec más común de los cuatro códecs WMA. El uso coloquial del término WMA , especialmente en materiales de marketing y especificaciones de dispositivos, generalmente se refiere solo a este códec. La primera versión del códec lanzada en 1999 se considera WMA 1. En el mismo año, la sintaxis del flujo de bits , o algoritmo de compresión , se modificó en formas menores y se convirtió en WMA 2. [12] Desde entonces, las versiones más nuevas del códec se han lanzado, pero el proceso de decodificación sigue siendo el mismo, lo que garantiza la compatibilidad entre las versiones de códec. [12] WMA es un códec de audio con pérdida basado en el estudio de la psicoacústica. Las señales de audio que se consideran imperceptibles para el oído humano se codifican con resolución reducida durante el proceso de compresión.

WMA puede codificar señales de audio muestreadas hasta 48  kHz con hasta dos canales discretos ( estéreo ). WMA 9 introdujo técnicas de codificación de tasa de bits variable (VBR) y tasa de bits promedio (ABR) en el codificador MS, aunque ambas eran técnicamente compatibles con el formato original. [12] WMA 9.1 también agregó soporte para audio de bajo retardo, [18] lo que reduce la latencia para codificar y decodificar.

Básicamente, WMA es un codificador de transformación basado en la transformada de coseno discreta modificada (MDCT), algo similar a AAC , Cook y Vorbis . El flujo de bits de WMA se compone de supertramas, cada una de las cuales contiene 1 o más tramas de 2048 muestras. Si no se utiliza el depósito de bits, una trama es igual a una supertrama. Cada trama contiene una serie de bloques, que son 128, 256, 512, 1024 o 2048 muestras mucho después de haber sido transformados en el dominio de frecuencia a través de la MDCT. En el dominio de la frecuencia, se determina el enmascaramiento de las muestras transformadas y luego se utiliza para recantizar las muestras. Finalmente, las muestras de punto flotante se descomponen en partes de coeficientes y exponentes y se codifican independientemente por Huffman.. La información estéreo suele estar codificada en el medio / lateral . A velocidades binarias bajas, también se pueden utilizar pares espectrales de línea (normalmente menos de 17 kbit / s) y una forma de codificación de ruido (normalmente menos de 33 kbit / s) para mejorar la calidad.

Al igual que AAC y Ogg Vorbis, WMA estaba destinado a abordar las deficiencias percibidas en el estándar MP3. Dados sus objetivos de diseño comunes, los tres formatos terminaron tomando decisiones de diseño similares. Los tres son códecs de transformación puros. Además, la implementación MDCT utilizada en WMA es esencialmente un superconjunto de las utilizadas en Ogg y AAC, de modo que WMA iMDCT y las rutinas de ventanas se pueden utilizar para decodificar AAC y Ogg Vorbis casi sin modificaciones. Sin embargo, la cuantificación y la codificación estéreo se manejan de manera diferente en cada códec. El rasgo distintivo principal del formato estándar WMA es su uso exclusivo de 5 tamaños de bloque diferentes, en comparación con MP3, AAC y Ogg Vorbis, que restringen los archivos a solo dos tamaños. WMA Pro amplía esto añadiendo un sexto tamaño de bloque utilizado a una frecuencia de muestreo de 88,2 / 96 kHz.

Los dispositivos certificados PlaysForSure , así como una gran cantidad de dispositivos no certificados, que van desde reproductores de música portátiles hasta reproductores de DVD con decodificadores , admiten la reproducción de archivos WMA. La mayoría de las tiendas en línea certificadas por PlaysForSure distribuyen contenido utilizando solo este códec. En 2005, Nokia anunció sus planes para admitir la reproducción de WMA en futuros teléfonos Nokia. [19] En el mismo año, se puso a disposición una actualización para PlayStation Portable (versión 2.60) que permitió reproducir archivos WMA en el dispositivo por primera vez. [20]

Windows Media Audio Professional [ editar ]

Captura de pantalla de Windows Media Encoder 9 Series, que muestra nuevas opciones de codificación para Windows Media Audio 10 Professional.

Windows Media Audio Professional (WMA Pro) es un códec con pérdida mejorado estrechamente relacionado con el estándar WMA. Conserva la mayoría de las mismas características generales de codificación, pero también presenta estrategias mejoradas de codificación y cuantificación de entropía, así como una codificación estéreo más eficiente. En particular, se han eliminado muchas de las características de baja tasa de bits del estándar WMA, ya que el códec central está diseñado para una codificación eficiente en la mayoría de las tasas de bits. Sus principales competidores incluyen AAC , HE-AAC , Vorbis , Dolby Digital y DTS. Admite profundidad de bits de muestra de 16 y 24 bits, frecuencias de muestreo de hasta 96 kHz y hasta ocho canales discretos (sonido envolvente de 7.1 canales ). [21] WMA Pro también admite compresión de rango dinámico, que reduce la diferencia de volumen entre los sonidos más altos y más bajos en la pista de audio. Según Amir Majidimehr de Microsoft, WMA Pro podría, en teoría, ir más allá del sonido envolvente 7.1 y admitir "un número ilimitado de canales", sin embargo, Microsoft decidió limitar su capacidad actual a ocho (7.1 canales discretos). [22]

La sintaxis de flujo de bits del códec se congeló en la primera versión, WMA 9 Pro. [23] Las versiones posteriores de WMA Pro introdujeron codificación de baja tasa de bits, audio de bajo retardo, [24] modo de interpolación de frecuencia, [25] y un rango ampliado de opciones de codificación de frecuencia de muestreo y profundidad de bits . Un archivo WMA 10 Pro comprimido con el modo de interpolación de frecuencia comprende una pista WMA 9 Pro codificada a la mitad de la frecuencia de muestreo original, que luego se restaura mediante un nuevo algoritmo de compresión. [26]En esta situación, los reproductores WMA 9 Pro que no se hayan actualizado al códec WMA 10 Pro solo pueden decodificar la transmisión WMA 9 Pro de menor calidad. A partir de WMA 10 Pro, la codificación de ocho canales comienza a 128 kbit / s, y las pistas se pueden codificar con la resolución de CD de audio nativa (44,1 kHz, 16 bits), que anteriormente era el dominio del estándar WMA.

A pesar de un número creciente de dispositivos compatibles y su superioridad sobre WMA, WMA Pro todavía tiene poco soporte de hardware y software. Algunas excepciones notables a esto son Microsoft Zune (limitado a estéreo), [27] Xbox 360 , [28] dispositivos con Windows Mobile con Windows Media Player 10 Mobile, [29] dispositivos Toshiba Gigabeat y Motorola más nuevos , [30] [ 31] y dispositivos que ejecutan versiones recientes del firmware alternativo de Rockbox . [32] Además, WMA Pro es un requisito para el programa de certificación WMV HD . [33]En el lado del software, Verizon utiliza WMA 10 Pro para su servicio de música V CAST, [34] y Windows Media Player 11 ha promocionado el códec como una alternativa a WMA para copiar pistas de CD de audio. [35] WMA Pro es compatible con Silverlight a partir de la versión 2 (aunque solo en modo estéreo). En ausencia del hardware de audio adecuado, WMA Pro puede mezclar automáticamente audio multicanal a estéreo o mono , y la resolución de 24 bits a 16 bits durante la reproducción.

Un ejemplo notable del uso de WMA Pro en lugar de WMA Standard es el sitio web de NBC Olympics , que usa WMA 10 Pro en su modo de baja tasa de bits a 48 kbit / s.

Windows Media Audio Lossless [ editar ]

Etiqueta para sonido envolvente 5.1, la configuración de canal máxima para Windows Media Audio Lossless.

Windows Media Audio 9 Lossless es una encarnación sin pérdidas de Windows Media Audio, un códec de audio de Microsoft , lanzado a principios de 2003. Comprime un CD de audio en un rango de 206 a 411 MB, a velocidades de bits de 470 a 940 kbit / s. El resultado es un duplicado bit a bit del archivo de audio original; en otras palabras, la calidad de audio del CD será la misma que la del archivo cuando se reproduzca. WMA Lossless utiliza la misma extensión de archivo .WMA que otros formatos de Windows Media Audio. Admite 6 canales discretos y audio sin pérdidas de hasta 24 bits / 96 kHz. El formato nunca se ha documentado públicamente, aunque libav y ffmpeg han diseñado un decodificador de código abierto para plataformas que no son de Microsoft. proyectos.

Windows Media Audio Lossless (WMA Lossless) es un códec de audio sin pérdidas que compite con ATRAC Advanced Lossless, Dolby TrueHD , DTS-HD Master Audio , Shorten , Monkey's Audio , FLAC , Apple Lossless y WavPack (desde finales de 2011, [36] [ 37] [38] los tres últimos tienen la ventaja de ser software de código abierto y están disponibles para casi cualquier sistema operativo ). Diseñado para fines de archivo, [39]comprime señales de audio sin pérdida de calidad del original usando VBR. Cuando se descomprime, la señal de audio es una réplica exacta del original. La primera versión del códec, WMA 9 Lossless, y sus revisiones admiten hasta 96 kHz, audio de 24 bits para hasta 6 canales discretos ( envolvente de 5.1 canales ) con control de compresión de rango dinámico. La relación de compresión típica de la música varía entre 1,7: 1 y 3: 1. [39] [40] [41]

El soporte de hardware para el códec está disponible en Cowon A3, [42] Cowon S9, Bang & Olufsen Serenata [43] Sony Walkman NWZ-A y NWZ-S series, Zune 4, 8 , 80 30 , Zune 120 (con versión de firmware 2.2 o posterior) y Zune HD , Xbox 360 , [28] dispositivos con Windows Mobile con Windows Media Player 10 Mobile, [29] Windows Phone (versión 8 y superior), modelos Toshiba Gigabeat S y V, Toshiba T-400 , el Meizu M3 y Best Buy'sReproductores de música Insignia NS-DV, Pilot y Sport. Logitech Squeezebox Touch ahora admite el formato de forma nativa a pesar de que anteriormente solo lo admitía a través de la transcodificación. Al igual que WMA Standard, algunas tiendas en línea utilizan WMA Lossless para distribuir música en línea. [44] [45] Al igual que WMA Pro, el decodificador WMA Lossless puede realizar una mezcla descendente cuando el hardware de audio capaz no está presente [ cita requerida ] . A partir de 2012, los proyectos ffmpeg y libav tienen decodificadores WMA Lossless de código abierto basados ​​en ingeniería inversa del decodificador oficial. Ffmpeg solo puede decodificar correctamente archivos WMA de 16 bits a partir del 20 de junio de 2012.

Voz de audio de Windows Media [ editar ]

Windows Media Audio Voice (WMA Voice) es un códec de audio con pérdidas que compite con Speex (utilizado en el servicio en línea Xbox Live de Microsoft [46] ), ACELP y otros códecs. Diseñado para aplicaciones de reproducción de voz de bajo ancho de banda, [47] emplea filtros de sonido de paso bajo y paso alto fuera del rango de frecuencia del habla humana para lograr una mayor eficiencia de compresión que WMA. Puede detectar automáticamente secciones de una pista de audio que contengan voz y música y utilizar en su lugar el algoritmo de compresión WMA estándar. [23] WMA Voice admite hasta 22,05 kHz para un solo canal (mono) únicamente. [47] La codificación está limitada a una velocidad de bits constante.(CBR) y hasta 20 kbit / s. La primera y única versión del códec es WMA 9 Voice.

Los dispositivos con Windows Mobile con Windows Media Player 10 Mobile tienen soporte nativo para la reproducción de WMA 9 Voice. [29] Además, BBC World Service ha empleado WMA Voice para su servicio de transmisión de radio por Internet . [48]

Calidad de sonido [ editar ]

Consulte la prueba de escucha del códec para obtener una tabla de resultados de la prueba de escucha doble ciego.

Microsoft afirma que el audio codificado con WMA suena mejor que MP3 a la misma velocidad de bits; Microsoft también afirma que el audio codificado con WMA a velocidades de bits más bajas suena mejor que MP3 a velocidades de bits más altas. [49] Las pruebas de audición doble ciego con otros códecs de audio con pérdida han mostrado resultados variables, desde fallas en respaldar las afirmaciones de Microsoft sobre su calidad superior hasta la supremacía sobre otros códecs. Una prueba independiente realizada en mayo de 2004 a 128 kbit / s mostró que WMA era aproximadamente equivalente a LAME MP3; inferior a AAC y Vorbis; y superior a ATRAC3 (versión de software). [50]

Algunas conclusiones extraídas de estudios recientes:

  • A 32 kbit / s [ enlace muerto permanente ] , WMA Standard fue notablemente mejor que LAME MP3, pero no mejor que otros códecs modernos en una prueba colectiva e independiente en julio de 2004.
  • A 48 kbit / s , WMA 10 Pro ocupó el segundo lugar después de Nero HE-AAC y mejor que WMA 9.2 en una prueba de escucha independiente organizada y respaldada por Sebastian Mares y los foros de Hydrogenaudio en diciembre de 2006. Sin embargo, esta prueba usó CBR para WMA 10 Pro y VBR para los demás códecs.
  • A 64 kbit / s , WMA Pro superó a Nero HE-AAC en una prueba de escucha encargada por Microsoft pero realizada de forma independiente por National Software Testing Labs en 1999. De 300 participantes, "el 71% de todos los oyentes indicó que WMA Pro era igual a o mejor que HE AAC ". [ cita requerida ] Sin embargo, una prueba de escucha pública realizada en septiembre de 2003 por Roberto Amorim encontró que los oyentes preferían MP3 de 128 kbit / s a ​​audio WMA de 64 kbit / s con más del 99% de confianza .
  • A 80 kbit / s y 96 kbit / s , WMA tenido menor calidad que HE-AAC, AAC-LC , y Vorbis; calidad casi equivalente a MP3 y mejor calidad que MPC en pruebas individuales realizadas en 2005.
  • A 128 kbit / s , hubo un vínculo de cuatro vías entre aoTuV Vorbis, LAME MP3, WMA 9 Pro y AAC en una prueba a gran escala en enero de 2006, con cada códec sonando cerca del archivo de música sin comprimir para la mayoría de los oyentes.
  • A 768 kbit / s , WMA 9 Pro entregó una respuesta de espectro completo a la mitad de la velocidad de bits requerida para DTS en una prueba comparativa realizada por EDN en octubre de 2003. La muestra de prueba fue una pista de audio envolvente de 5.1 canales de 48 kHz.

Críticas a la calidad declarada [ editar ]

Las afirmaciones de Microsoft sobre la calidad del sonido WMA han generado quejas con frecuencia. "Algunos audiófilos cuestionan las afirmaciones de Microsoft sobre la calidad de WMA", según un artículo publicado por EDN. [11] Otro artículo de MP3 Developments escribió que la afirmación de Microsoft sobre el audio con calidad de CD a 64 kbit / s con WMA estaba "muy lejos de la verdad". [51] En las primeras etapas del desarrollo de WMA, un representante de RealNetworks afirmó que WMA era un "esfuerzo claro e inútil de Microsoft para ponerse al día con RealAudio 8". [52]

Microsoft ha afirmado en ocasiones que la calidad de sonido de WMA a 64 kbit / s es igual o superior a la de MP3 a 128 kbit / s (la mayoría de los oyentes consideran que tanto WMA como MP3 son casi transparentes a 192 kbit / s). En un estudio de 1999 financiado por Microsoft, National Software Testing Laboratories (NSTL) encontró que los oyentes preferían WMA a 64 kbit / sa MP3 a 128 kbit / s (codificado por MusicMatch Jukebox ). [53]

Es importante tener en cuenta que los codificadores MP3 y WMA se han desarrollado y mejorado activamente durante muchos años, por lo que su calidad relativa puede cambiar con el tiempo.

Jugadores [ editar ]

Además de Windows Media Player, la mayoría de los formatos de compresión WMA se pueden reproducir usando ALLPlayer , VLC media player , [54] Media Player Classic , [55] MPlayer , RealPlayer , Winamp , Zune Software (con ciertas limitaciones: compatibilidad con complementos DSP y DirectSound la salida está deshabilitada usando el complemento WMA predeterminado) [ cita requerida ] , y muchos otros reproductores multimedia de software. El software de administración de medios Microsoft Zune es compatible con la mayoría de los códecs WMA, pero utiliza una variación de Windows Media DRM que utiliza PlaysForSure.

El proyecto FFmpeg ha realizado ingeniería inversa y vuelto a implementar los códecs WMA para permitir su uso en sistemas operativos compatibles con POSIX , como Linux . El proyecto Rockbox amplió aún más este códec para que sea adecuado para núcleos integrados, lo que permite la reproducción en reproductores MP3 portátiles y teléfonos móviles con software de código abierto. RealNetworks ha anunciado planes para admitir la reproducción de archivos WMA sin DRM en RealPlayer para Linux. [56] En la plataforma Macintosh , Microsoft lanzó una versión PowerPC de Windows Media Player para Mac OS X en 2003, [57]pero el desarrollo posterior del software ha cesado. Microsoft respalda actualmente el Flip4Mac WMA de terceros , un componente QuickTime que permite a los usuarios de Macintosh reproducir archivos WMA en cualquier reproductor que utilice el marco QuickTime. [58] Flip4Mac, sin embargo, no es compatible actualmente con el códec de Windows Media Audio Voice. [59]

No todos los dispositivos Android tienen soporte nativo para archivos WMA porque la plataforma central de Android no es compatible con este formato, pero también existe software de terceros que lo admite.

El formato WMA se puede reproducir en casi todos los dispositivos Windows Mobile y posteriores con Windows Phone.

Codificadores [ editar ]

El software que puede exportar audio en formato WMA incluye Windows Media Player, Windows Movie Maker , Microsoft Expression Encoder , Sony Sound Forge , GOM Player , RealPlayer , [60] Adobe Premiere Pro , [61] Adobe Audition , [62] y Adobe Soundbooth . [63] Microsoft Office OneNote admite la codificación en todos los códecs WMA, [64] y Windows Media Encoder también admite todas las opciones de resolución y velocidad de bits disponibles. Reproductores de código abierto como reproductor multimedia VLC también puede hacer algo de codificación.

Gestión de derechos digitales [ editar ]

Artículo principal: Windows Media DRM

Los códecs WMA se utilizan con mayor frecuencia con el formato de contenedor ASF, que tiene una función DRM opcional. Windows Media DRM, que se puede utilizar junto con WMA, admite servicios de suscripción de música por tiempo limitado, como los que ofrecen los servicios de descarga ilimitados, incluidos URGE , Napster , Rhapsody , Yahoo! de MTV. Music Unlimited y Virgin Digital . Windows Media DRM, un componente de PlaysForSure y Windows Media Connect , es compatible con muchos dispositivos de audio portátiles modernos y clientes de transmisión de medios como Roku , SoundBridge , Xbox 360 y Wii.. Los reproductores que admiten el formato WMA pero no Windows Media DRM no pueden reproducir archivos protegidos con DRM.

Ver también [ editar ]

  • Windows Media Video : un formato de archivo de video y un códec desarrollado por Microsoft
  • Foto JPEG XR / HD : un formato de archivo de imagen y un códec desarrollado por Microsoft
  • Sonido envolvente
  • Línea de tiempo de formatos de audio
  • Comparación de formatos de codificación de audio

Referencias [ editar ]

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Enlaces externos [ editar ]

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