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高级音频编码

2020-10-16
出处:族谱网
作者:阿族小谱
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扩展名AAC编码的主要扩展名有三种:.aac-使用MPEG-2AudioTransportStream(ADTS,参见MPEG-2)容器,区别于使用MPEG-4容器的MP4/M4A格式,属于传统的AAC编码(FAAC默认的封装,但FAAC亦可输出MPEG-4封装的AAC)。.mp4-使用了MPEG-4Part14(第14部分)的简化版即3GPPMediaRelease6Basic(3gp6,参见3GP)进行封装的AAC编码(NeroAAC编码器仅能输出MPEG-4封装的AAC)。.m4a-为了区别纯音频MP4文件和包含视频的MP4文件而由苹果(Apple)公司使用的扩展名,AppleiTunes对纯音频MP4文件采用了".m4a"命名。M4A的本质和音频MP4相同,故音频MP4文件亦可直接更改扩展名为M4A。概览作为一种高压缩比的音频压缩算法,AAC压缩比通常为18:1,也有数据说为20:...

扩展名

AAC 编码的主要扩展名有三种:

.aac - 使用MPEG-2 Audio Transport Stream(ADTS, 参见MPEG-2 )容器,区别于使用MPEG-4容器的MP4/M4A格式,属于传统的AAC编码(FAAC默认的封装,但FAAC亦可输出MPEG-4封装的AAC)。

.mp4 - 使用了MPEG-4 Part 14(第14部分)的简化版即3GPP Media Release 6 Basic(3gp6, 参见3GP )进行封装的AAC编码(Nero AAC编码器仅能输出MPEG-4封装的AAC)。

.m4a - 为了区别纯音频MP4文件和包含视频的MP4文件而由苹果(Apple)公司使用的扩展名,Apple iTunes对纯音频MP4文件采用了".m4a"命名。M4A的本质和音频MP4相同,故音频MP4文件亦可直接更改扩展名为M4A。

概览

作为一种高压缩比的音频压缩算法,AAC压缩比通常为18:1,也有数据说为20:1;在音质方面,由于采用多声道,和使用低复杂性的描述方式,使其比几乎所有的传统编码方式在同规格的情况下更胜一筹。不过直到2006年,使用这一格式存储音乐的并不多,可以播放该格式的mp3播放器更是少之又少,目前所知仅有苹果iPod、SonyWalkman(NWZ-A、NWZ-S、NWZ-E、NWZ-X系列)、任天堂NDSi和iPhone(微软推出的Windows 7附带的Windows Media Player 12也支持AAC)。此外电脑上很多音乐播放软件都支持AAC(前提是安装过AAC解码器),如苹果iTunes。但在移动电话领域,AAC的支持度已很普遍,Nokia、Sony Ericsson、Motorola等品牌均在其中高端产品中支持AAC(一开始主要是LC-AAC,随着移动电话性能的发展,HE-AAC的支持也已广泛)。

特点

AAC可以支持多达48个音轨,15个低频(LFE)音轨,5.1多声道支持,更高的采样率(最高可达96kHz,音频CD为44.1kHz)和更高的采样精度(支持8bit、16bit、24bit、32bit,音频CD为16bit)以及有多种语言的兼容能力,更高的解码效率。

改良与扩充

相对于传统的LC-AAC,High Efficiency AAC(高效AAC,简写为HE-AAC或AAC-HE)又称为"aacPlus v1"或"AAC+"- 结合了谱带复制(Spectral Band Replication,SBR)及AAC技术;适用于低比特率(64kbps以下);

HE-AAC v2,又称为"aacPlus v2" - 结合了参数化立体声(Parametric Stereo,PS)和HE-AAC中的SBR技术。

规格一览

因为AAC是一个庞大家族,他们共分为9种规格,以适应不同场合的需要,也正是由于AAC的规格(Profile)繁多,导致普通电脑用户感觉十分困扰:

MPEG-2 AAC LC低复杂度规格(Low Complexity)

MPEG-2 AAC Main主规格

MPEG-2 AAC SSR可变采样率规格(Scaleable Sample Rate)

MPEG-4 AAC LC低复杂度规格(Low Complexity),现在的手机比较常见的MP4文件中的音频部分就包括了该规格音频文件

MPEG-4 AAC Main主规格

MPEG-4 AAC SSR可变采样率规格(Scaleable Sample Rate)

MPEG-4 AAC LTP长时期预测规格(Long Term Predicition)

MPEG-4 AAC LD低延迟规格(Low Delay)

MPEG-4 AAC HE高效率规格(High Efficiency)

MPEG-4 AAC LC(Low Complexity)是最常用的规格,我们叫“低复杂度规格”,我们简称“LC-AAC”,这种规格在中等码率的编码效率以及音质方面,都能找到平衡点。所谓中等码率,就是指:96kbps-192kbps之间的码率。因此,如果要使用LC-AAC规格,请尽可能把码率控制在之前说的那个区间内。

编码器一览

由于AAC格式家族比较庞大,要了解他,首先要清楚其各有不同的编码器,目前包括了商业的、免费的AAC格式音频编码器,其中几个主要的编码器如下:

FhG:Fraunhofer IIS研发的权威编码器,

Nero AAC:同时支持LC-AAC / HE-AAC规格,由Nero公司免费发布的Nero AAC编码器

QuickTime/iTunes:Apple公司的两款软件都提供了AAC编码功能,其编码技术来自"Dolby Laboratories"(简写为Dolby Labs,杜比实验室)

FAAC(Freeware Advanced Audio Coder):也是一种很好的命令行编码器,支持LC/Main/LTP规格,而这个软件是免费的。FAAC是属于自由软件。

DivX AAC:2009年DivX开发出来的新AAC编码器,支持LC/HE/HEv2规格。目前正在测试中。

另外还有Psytel(已停止开发),Coding Technologies(已被杜比实验室收购),HHI/z Plane(Compaact),Dolby AAC等AAC编码器,而其他如Panasonic,Nokia,AT&T,NEC等公司也都有独家开发的编码器,在大家弄清楚这些AAC格式音频规格和编码器之后,我们就不难知道为什么同一款手机会支持看起来都是AAC格式音频的诸多文件格式了,比如Nokia 6230i就是既支持AAC格式也支持M4A格式和MP4格式的机型,而这些音频文件格式其实都是属于AAC家族成员。

目前听到用的比较多的应该是LC和HE(适合低码率)。

HE:“high efficiency”(高效性)。HE-AAC v1(又称AACPlusV1,SBR)用容器的方法加了原AAC(LC)+SBR技术。SBR其实代表的是Spectral Band Replication(频段复制)。简单概括一下,音乐的主要频谱集中在低频段,高频段幅度很小,如果对整个频段编码,要么为了保护高频造成低频段编码过细以致文件巨大,要么为了保存了低频的主要成分而失去高频成分以致丧失音质。SBR把频谱切割开来,低频单独编码保存主要成分,高频单独放大编码保存音质,在相同音质下降低了文件大小。

HEv2(又称为HEPS)它用容器的方法包含了HE-AAC v1和PS技术。PS指“Parametric Stereo”(参数立体声)。这个其实好理解,原来的立体声文件,文件大小是一个声道的两倍。但是两个声道的声音存在某种相似性,根据香农信息熵编码定理,相关性应该被去掉才能减小文件大小。所以PS技术存储了一个声道的全部信息,然后,花很少的字节用参数描述另一个声道和它不同的地方。

许可和专利

用户不需要许可或付款来流式传输或分发AAC格式的内容。 这个原因可以使AAC比照其前身的MP3一样,特别是根据适用于流媒体(如互联网广播)分发内容成为更有吸引力的格式。

然而,AAC 编解码器的所有制造商或开发商都需要专利许可。 因此,FFmpeg和FAAC等自由开放源代码软件的实现可能仅以源代码形式分发,以避免专利侵权。

 


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