Audio de Windows Media

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. Ese mismo año, la sintaxis del flujo de bits , o algoritmo de compresión , se modificó ligeramente y se convirtió en WMA 2. ^{[ 12 ]} Desde entonces, se han lanzado versiones más recientes del códec, pero el proceso de decodificación se mantuvo igual, lo que garantiza la compatibilidad entre las versiones del 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 a 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 compatibles técnicamente con el formato original. ^{[ 12 ]} WMA 9.1 también agregó compatibilidad con audio de baja latencia, ^{[ 19 ]} lo que reduce la latencia para la codificación y decodificación. 

Fundamentalmente, WMA es un codificador de transformación basado en la transformada discreta del coseno modificada (MDCT), similar a AAC , Cook y Vorbis . El flujo de bits de WMA se compone de superfotogramas, cada uno con uno o más fotogramas de 2048 muestras. Si no se utiliza el reservorio de bits, un fotograma equivale a un superfotograma. Cada fotograma contiene varios bloques, que son de 128, 256, 512, 1024 o 2048 muestras después de ser transformados al dominio de la frecuencia mediante la MDCT. En el dominio de la frecuencia, se determina el enmascaramiento para las muestras transformadas y luego se utiliza para recuantizar las muestras. Finalmente, las muestras de punto flotante se descomponen en partes de coeficiente y exponente y se codifican de forma independiente mediante Huffman . La información estéreo se codifica típicamente en modo medio/lateral . A bajas tasas de bits, 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 se diseñó para abordar las deficiencias percibidas en el estándar MP3. Dados sus objetivos de diseño comunes, los tres formatos terminaron adoptando decisiones de diseño similares. Los tres son códecs de transformación pura. Además, la implementación MDCT utilizada en WMA es esencialmente un superconjunto de las utilizadas en Ogg y AAC, de modo que las rutinas iMDCT y de ventanas de WMA pueden usarse para decodificar AAC y Ogg Vorbis casi sin modificaciones. Sin embargo, la cuantización y la codificación estéreo se manejan de manera diferente en cada códec. La principal característica distintiva del formato WMA Standard es su uso único 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 al agregar un sexto tamaño de bloque utilizado a  una frecuencia de muestreo de 88,2/96 kHz.

Los dispositivos certificados por PlaysForSure , así como una gran cantidad de dispositivos no certificados, desde reproductores de música portátiles hasta reproductores de DVD de sobremesa , admiten la reproducción de archivos WMA. La mayoría de las tiendas en línea certificadas por PlaysForSure distribuyen contenido utilizando únicamente este códec. En 2005, Nokia anunció sus planes para admitir la reproducción de WMA en futuros teléfonos Nokia. ^{[ 20 ]} Ese mismo año, se lanzó una actualización para PlayStation Portable (versión 2.60) que permitió reproducir archivos WMA en el dispositivo por primera vez. ^{[ 21 ]}

Windows Media Audio Professional (WMA Pro) es un códec con pérdida mejorado estrechamente relacionado con los estándares WMA. Conserva la mayoría de las mismas características generales de codificación, pero también presenta estrategias mejoradas de codificación de entropía y cuantificación, así como una codificación estéreo más eficiente. Cabe destacar que 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 muestreo de 16 bits y 24 bits, frecuencias de muestreo de hasta 96  kHz y hasta ocho canales discretos ( envolvente de 7.1 canales ). ^{[ 22 ]} WMA Pro también admite compresión de rango dinámico , que reduce la diferencia de volumen entre los sonidos más fuertes y más suaves en la pista de audio. Según Amir Majidimehr de Microsoft, WMA Pro podría teóricamente ir más allá del sonido envolvente 7.1 y admitir "un número ilimitado de canales"; Sin embargo, Microsoft optó por limitar su capacidad actual a ocho (7,1 canales discretos). ^{[ 23 ]}

La sintaxis del flujo de bits del códec se congeló en la primera versión, WMA 9 Pro. ^{[ 24 ]} Las versiones posteriores de WMA Pro introdujeron la codificación de baja tasa de bits, audio de baja latencia, ^{[ 25 ]} modo de interpolación de frecuencia, ^{[ 26 ]} 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 utilizando un nuevo algoritmo de compresión. ^{[ 27 ]} En esta situación, los reproductores WMA 9 Pro que no se han actualizado al códec WMA 10 Pro solo pueden decodificar el flujo WMA 9 Pro de menor calidad. A partir de WMA 10 Pro, la codificación de ocho canales comienza en 128  kbit/s, y las pistas se pueden codificar a la resolución nativa del CD de audio (44,1  kHz, 16 bits), anteriormente dominio de WMA Standard.

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 el Microsoft Zune (limitado a estéreo), ^{[ 28 ]} Xbox 360 , ^{[ 29 ]} dispositivos con Windows Mobile con Windows Media Player 10 Mobile, ^{[ 30 ]} dispositivos Toshiba Gigabeat y Motorola más recientes , ^{[ 31 ] [ 32 ]} y dispositivos que ejecutan versiones recientes del firmware alternativo Rockbox . ^{[ 33 ]} Además, WMA Pro es un requisito para el programa de certificación WMV HD . ^{[ 34 ]} En el lado del software, Verizon utiliza WMA 10 Pro para su servicio de música V CAST, ^{[ 35 ]} y Windows Media Player 11 ha promovido el códec como una alternativa a WMA para copiar pistas de CD de audio. ^{[ 36 ]} 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 convertir automáticamente el 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 los Juegos Olímpicos de la NBC, que utiliza WMA 10 Pro en su modo de baja tasa de bits a 48 kbit/s.

Como parte de la serie Windows Media 9, Microsoft presentó Windows Media Audio Lossless a principios de 2003, un formato de audio sin pérdidas que comparte la extensión de archivo .wma con sus contrapartes con pérdidas. Está diseñado para almacenar una secuencia de audio digital (como una pista de CD-Audio ) con una fracción de la original. Cada muestra en un canal se puede codificar hasta a 24 bits, a una frecuencia de 96 kHz, con hasta 6 canales discretos (para sonido envolvente 5.1 ). Se dice que el contenedor también tiene control de compresión de rango dinámico. Al igual que WMA Pro, el decodificador WMA Lossless puede realizar la mezcla descendente cuando no hay hardware de audio compatible. Si bien los detalles del formato nunca se han documentado públicamente, el proyecto de código abierto FFmpeg lo ha sometido a ingeniería inversa para su uso en plataformas que no son de Microsoft . A partir de 2012, solo se admiten archivos WMA de 16 bits.

Diseñado para fines de archivo, ^{[ 37 ]} compitió con ATRAC Advanced Lossless, Dolby TrueHD , DTS-HD Master Audio , Shorten , Monkey's Audio , FLAC , Apple Lossless y WavPack . Desde finales de 2011, ^{[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]} los últimos tres tienen la ventaja de tener codificadores de código abierto , sin costos de licencia y disponibilidad en casi cualquier sistema operativo . La relación de compresión típica para música varía entre 1.7:1 y 3:1. ^{[ 37 ] [ 41 ] [ 42 ]} Comprime un CD de audio a un rango de 206 a 411  MB, a velocidades de bits de 470 a 940  kbit/s.

Al igual que WMA Standard, WMA Lossless fue adoptado por algunas tiendas de distribución en línea a mediados de la década de 2000. ^{[ 43 ] [ 44 ]} El soporte de hardware para el códec estuvo disponible en los reproductores multimedia portátiles Zune 4, 8 , 30 , 80, 120 (con la versión de firmware 2.2 o posterior) y HD , y la Xbox 360. [ ^{29 ] El} soporte de terceros surgió en el Cowon A3, ^{[ 45 ]} Cowon S9, Bang & Olufsen Serenata, ^{[ 46 ]} Sony Walkman NWZ-A y NWZ-S series, Toshiba Gigabeat S y V modelos, Toshiba T-400, Meizu M3 y los reproductores de música Insignia NS-DV, Pilot y Sport exclusivos de Best Buy . El Logitech Squeezebox Touch también se actualizó para admitir el formato de forma nativa; anteriormente se agregaba mediante transcodificación. Los dispositivos con Windows Mobile que tenían Windows Media Player 10 Mobile, ^{[ 30 ]} y Windows Phone (versión 8 y posteriores) también incluían compatibilidad de reproducción para el formato.

Windows Media Audio Voice (WMA Voice) es un códec de audio con pérdida que compite con Speex (utilizado en el servicio en línea Xbox Live de Microsoft ^{[ 47 ]} ), ACELP y otros códecs. Diseñado para aplicaciones de reproducción de voz de bajo ancho de banda, ^{[ 48 ]} emplea filtrado de paso bajo y paso alto del sonido 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 contienen tanto voz como música y utilizar el algoritmo de compresión WMA estándar. ^{[ 24 ]} WMA Voice admite hasta 22,05  kHz para un solo canal (mono) solamente. ^{[ 48 ]} La codificación está limitada a tasa 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 y Windows Media Player 10 Mobile tienen soporte nativo para la reproducción de WMA 9 Voice. ^{[ 30 ]} Además, BBC World Service ha utilizado WMA Voice para su servicio de transmisión de radio por Internet . ^{[ 49 ]}

Las afirmaciones de Microsoft sobre la calidad de sonido de WMA han generado quejas frecuentes. "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 audio con calidad de CD a 64  kbit/s con WMA estaba "muy lejos de la verdad". ^{[ 52 ]} En las primeras etapas del desarrollo de WMA, un representante de RealNetworks afirmó que WMA era un "esfuerzo claro e inútil de Microsoft para alcanzar a RealAudio 8". ^{[ 53 ]}

Microsoft ha afirmado en ocasiones que la calidad de sonido de WMA a 64  kbit/s iguala o supera la de MP3 a 128  kbit/s (tanto WMA como MP3 son considerados casi transparentes a 192  kbit/s por la mayoría de los oyentes). En un estudio de 1999 financiado por Microsoft, los Laboratorios Nacionales de Pruebas de Software (NSTL) descubrieron que los oyentes preferían WMA a 64  kbit/s a MP3 a 128  kbit/s (codificado por MusicMatch Jukebox ). ^{[ 54 ]}

Tanto los codificadores MP3 como los WMA han sido objeto de un desarrollo y mejora constantes durante muchos años, por lo que su calidad relativa puede variar con el tiempo.