Cuantificar la codificación de imágenes, audio y vídeo

Imágenes
La cantidad de información que supone una imagen viene dada por:

Tamaño de la imagen = profundidad de color x resolución horizontal x resolución vertical

• La profundidad de color o bits por pixel (bpp) se refiere a la cantidad de bits necesarios para representar el color de un píxel en una imagen digital. Los valores de profundidad de color son múltiplos de dos: 1, 2, 4, 8, 16, 24 y 32.
• La resolución de las imágenes se refiere a la cantidad de píxeles por pulgada que un fichero o archivo de imagen contiene.

Por ejemplo, supongamos que tenemos una imagen con una profundidad de color de 24 bits (2²⁴ = 16.777.216 de colores), a una resolución de 300×200, siendo 300 la resolución horizontal y 200 la resolución vertical. El tamaño de dicha imagen en bits sería el siguiente:

Tamaño de la imagen = 24 x 300 x 200 = 1.440.000 bits

Tamaño de la imagen = 1.440.000 bits / 8 = 180.000 Bytes

Tamaño de la imagen = 180.000 Bytes /1.024 = 175,78 Kilobytes

 
Sonidos
La cantidad de información que supone un sonido vendrá dado por:

Tamaño del sonido = nº canales x frecuencia (en Hz) x calidad muestreo x duración (en segundos)

• Número de canales: Estéreo (2), Monoestéreo (1).
• frecuencia de muestreo: Expresada en hercios (Hz), es la cantidad de muestras de audio por segundo. Mientras mayor sea el numero de Hz mas parecida sera la señal grabada a la original.
• Calidad de muestreo: También conocido como número de bits por segundo o número de bits por canal. Es la resolución de cada muestra de audio. Viene a decirnos cómo de buena es la muestra de audio.
• Duración: Indica el tiempo que dura la grabación de audio expresada en segundos.

Por ejemplo, supongamos que tenemos un archivo de audio en estéreo con calidad de CD, esto implica una frecuencia de muestreo de 44100 Hz y 16 bits de calidad de muestreo, y una duración de 2 minutos. El tamaño del archivo de sonido sería el siguiente:

Tamaño del sonido = 2 canales x 16 bits por canal x 44100 Hz x 120 segundos = 169.344.000 bits

Tamaño del sonido = 169.344.000 bits / 8 = 21.168.000 Bytes

Tamaño del sonido = 21.168.000 Bytes / 1024 = 20.671,87 Kilobytes

 
Vídeo
En el caso del vídeo, hay que tener en cuenta que es una representación de imágenes o frames y sonido durante un período de tiempo. El vídeo es una serie de frames por segundo (fps), por lo tanto el tamaño que ocupan los frames vendrá determinado por las siguientes ecuaciones:

Tamaño del vídeo = Tamaño de la imagen + Tamaño del audio

Tamaño de la imagen = profundidad de color x resolución horizontal x resolución vertical x nº de frames x duración (en segundos)

Tamaño del audio = nº canales x frecuencia (en Hz) x calidad muestreo x duración (en segundos)

Por ejemplo, supongamos que tenemos un archivo de vídeo grabado de la TDT, de una duración de 10 minutos en Full HD y el audio en calidad DVD en estéreo. Al estar grabado de la TDT implica que se graba a 25 frames por segundo. Full HD implica una resolución de 1440 x 1080 y cada píxel se codifica con 24 bits. La calidad DVD implica una frecuencia de muestreo de 48000 Hz y 16 bits de calidad de muestreo. Por lo tanto el tamaño de nuestro archivo de vídeo será:

Tamaño de la imagen = 24 x 1440 x 1080 x 25 x 600 = 559.872.000.000 bits

Tamaño del audio = 2 x 48000 x 16 x 600 = 921.600.000 bits

Tamaño del vídeo = 559.872.000.000 bits + 921.600.000 bits = 560.793.600.000 bits

Tamaño del vídeo = 560.793.600.000 bits / 8 = 70.099.200.000 Bytes

Tamaño del vídeo = 70.099.200.000 Bytes / 1024 = 68.456.250 Kilobytes

Tamaño del vídeo = 68.456.250 Kilobytes / 1024 = 66.851,81 Megabytes

Tamaño del vídeo = 66.851,81 Megabytes / 1024 = 65,28 Gigabytes

En el cálculo del tamaño de los archivos de imagen, sonido y vídeo, los resultados obtenidos son en crudo (RAW), sin compresión de ningún tipo (mp3, mp4, ogg, mpeg, etc).