Codec, segnale analogico e campionamento

Paolo Graziani su uic h.e., 25\01\2010, h. 21.20.

Ho la necessità di sapere cosa è un codec.
Sono andato su Wikipedia e questo è il risultato:

Ed ora, un po' di pubblicità

(Un codec è un programma o un dispositivo che si occupa di codificare e/o decodificare digitalmente un segnale (tipicamente audio o video) perché possa essere
salvato su un supporto di memorizzazione o richiamato per la sua lettura.

Tale programma può essere installabile/aggiornabile (su personal computer o apparecchiature multimediali predisposte) oppure essere integrato in un componente
hardware dedicato (ad es. nei lettori CD o DVD casalinghi o in alcune schede video/audio per PC).

Oltre alla digitalizzazione del segnale, i codec effettuano anche una compressione (e/o decompressione in lettura) dei dati ad esso relativi, in modo da
poter ridurre lo spazio di memorizzazione occupato a vantaggio della portabilità o della trasmissività del flusso codificato.

I codec si dividono in base alla modalità in cui effettuano la compressione:

con perdita di informazione (lossy)
senza perdita di informazione (lossless)
Per realizzare tale compressione si fa ricorso alla riduzione della precisione dei colori dei singoli pixel (codec video) o delle frequenze da riprodurre
(in alcuni codec audio vengono soppresse le frequenze non udibili dall'orecchio umano), alla eliminazione delle ridondanze o alla scrittura delle sole
differenze (codec video) rispetto ad una immagine di riferimento.

Esistono vari tipi di codec, differenti tra loro per il tipo di segnale su cui devono operare e per l'algoritmo di codifica/compressione in essi implementato.)

La cosa non mi è ancora chiara.
C'è qualcuno che potrebbe spiegarmelo piu terra terra, magari con qualche esempio?

Paolo Graziani.

la spiegazione che hai trovato su Wikipedia è chiara e corretta, ma da per scontati certi concetti senza i quali può risultare non ben comprensibile. Cerco allora di colmare questa lacuna.

La lacuna principale è sostanzialmente la mancata spiegazione dell'espressione "COdificare e DECodificare digitalmente un segnale". Prendiamo il segnale audio: esso è costituito da una corrente elettrica, prodotta ad esempio da un microfono, che cambia continuamente valore seguendo l'andamento delle oscillazioni di pressione dell'aria prodotte dal suono che viene captato dal microfono stesso. Questo segnale elettrico ha un andamento analogo a quello delle onde di pressione dell'aria e quindi si definisce "analogico". Per essere registrato su un supporto digitale, come ad esempio un cd, deve essere trasformato in una successione di numeri; questo si ottiene misurando il valore istantaneo del segnale analogico ad intervalli regolari molto fitti. Questa operazione si chiama "campionamento". Per ottenere una ricostruzione fedele successiva del segnale analogico, occorre effettuare il campionamento ad una frequenza almeno doppia di quella più alta contenuta nel segnale stesso (teorema di Shennon). Ad esempio, nei cd musicali la frequenza di campionamento è di 44KHz, tenendo conto che i suoni udibili hanno una frequenza che non supera i 20KHz.

Come hai letto su Widipedia, la codifica può comprendere, oltre al campionamento, anche una compressione di dati, iù o meno spinta, per occupare meno spazio sul supporto di memorizzazione.

La decodifica è l'operazione inversa, cioè la ricostruzione del segnale analogico, da amplificare e inviare ad un altoparlante, a partire dai campioni numerici memorizzati, con la loro eventuale decompressione.

Simile spiegazione può essere data per la codifica e decodifica di un segnale video, cioè di un segnale che descrive una immagine o una successione di immagini. L'immagine viene divisa in tanti quadrettini, chiamati pixel (picture element) e per ciascun pixel viene misurato il livello di luminosità nei tre colori fondamentali. Le macchine fotografiche e telecamere digitali moderne producono già immagini digitalizzate, cioè in forma di matrici di numeri e contengono anche il sistema di compressione, come quelli per i formati jpg e avi.

Spero che adesso ti sia più chiara la spiegazione di Wikipedia.