高級音頻編碼
擴展名
AAC 編碼的主要擴展名有三種:
.aac - 使用MPEG-2 Audio Transport Stream(ADTS, 參見MPEG-2 )容器,區(qū)別于使用MPEG-4容器的MP4/M4A格式,屬于傳統(tǒng)的AAC編碼(FAAC默認的封裝,但FAAC亦可輸出MPEG-4封裝的AAC)。
.mp4 - 使用了MPEG-4 Part 14(第14部分)的簡化版即3GPP Media Release 6 Basic(3gp6, 參見3GP )進行封裝的AAC編碼(Nero AAC編碼器僅能輸出MPEG-4封裝的AAC)。
.m4a - 為了區(qū)別純音頻MP4文件和包含視頻的MP4文件而由蘋果(Apple)公司使用的擴展名,Apple iTunes對純音頻MP4文件采用了".m4a"命名。M4A的本質(zhì)和音頻MP4相同,故音頻MP4文件亦可直接更改擴展名為M4A。
概覽
作為一種高壓縮比的音頻壓縮算法,AAC壓縮比通常為18:1,也有數(shù)據(jù)說為20:1;在音質(zhì)方面,由于采用多聲道,和使用低復(fù)雜性的描述方式,使其比幾乎所有的傳統(tǒng)編碼方式在同規(guī)格的情況下更勝一籌。不過直到2006年,使用這一格式存儲音樂的并不多,可以播放該格式的mp3播放器更是少之又少,目前所知僅有蘋果iPod、SonyWalkman(NWZ-A、NWZ-S、NWZ-E、NWZ-X系列)、任天堂NDSi和iPhone(微軟推出的Windows 7附帶的Windows Media Player 12也支持AAC)。此外電腦上很多音樂播放軟件都支持AAC(前提是安裝過AAC解碼器),如蘋果iTunes。但在移動電話領(lǐng)域,AAC的支持度已很普遍,Nokia、Sony Ericsson、Motorola等品牌均在其中高端產(chǎn)品中支持AAC(一開始主要是LC-AAC,隨著移動電話性能的發(fā)展,HE-AAC的支持也已廣泛)。
特點
AAC可以支持多達48個音軌,15個低頻(LFE)音軌,5.1多聲道支持,更高的采樣率(最高可達96kHz,音頻CD為44.1kHz)和更高的采樣精度(支持8bit、16bit、24bit、32bit,音頻CD為16bit)以及有多種語言的兼容能力,更高的解碼效率。
改良與擴充
相對于傳統(tǒng)的LC-AAC,High Efficiency AAC(高效AAC,簡寫為HE-AAC或AAC-HE)又稱為"aacPlus v1"或"AAC+"- 結(jié)合了譜帶復(fù)制(Spectral Band Replication,SBR)及AAC技術(shù);適用于低比特率(64kbps以下);
HE-AAC v2,又稱為"aacPlus v2" - 結(jié)合了參數(shù)化立體聲(Parametric Stereo,PS)和HE-AAC中的SBR技術(shù)。
規(guī)格一覽
因為AAC是一個龐大家族,他們共分為9種規(guī)格,以適應(yīng)不同場合的需要,也正是由于AAC的規(guī)格(Profile)繁多,導(dǎo)致普通電腦用戶感覺十分困擾:
MPEG-2 AAC LC低復(fù)雜度規(guī)格(Low Complexity)
MPEG-2 AAC Main主規(guī)格
MPEG-2 AAC SSR可變采樣率規(guī)格(Scaleable Sample Rate)
MPEG-4 AAC LC低復(fù)雜度規(guī)格(Low Complexity),現(xiàn)在的手機比較常見的MP4文件中的音頻部分就包括了該規(guī)格音頻文件
MPEG-4 AAC Main主規(guī)格
MPEG-4 AAC SSR可變采樣率規(guī)格(Scaleable Sample Rate)
MPEG-4 AAC LTP長時期預(yù)測規(guī)格(Long Term Predicition)
MPEG-4 AAC LD低延遲規(guī)格(Low Delay)
MPEG-4 AAC HE高效率規(guī)格(High Efficiency)
MPEG-4 AAC LC(Low Complexity)是最常用的規(guī)格,我們叫“低復(fù)雜度規(guī)格”,我們簡稱“LC-AAC”,這種規(guī)格在中等碼率的編碼效率以及音質(zhì)方面,都能找到平衡點。所謂中等碼率,就是指:96kbps-192kbps之間的碼率。因此,如果要使用LC-AAC規(guī)格,請盡可能把碼率控制在之前說的那個區(qū)間內(nèi)。
編碼器一覽
由于AAC格式家族比較龐大,要了解他,首先要清楚其各有不同的編碼器,目前包括了商業(yè)的、免費的AAC格式音頻編碼器,其中幾個主要的編碼器如下:
FhG:Fraunhofer IIS研發(fā)的權(quán)威編碼器,
Nero AAC:同時支持LC-AAC / HE-AAC規(guī)格,由Nero公司免費發(fā)布的Nero AAC編碼器
QuickTime/iTunes:Apple公司的兩款軟件都提供了AAC編碼功能,其編碼技術(shù)來自"Dolby Laboratories"(簡寫為Dolby Labs,杜比實驗室)
FAAC(Freeware Advanced Audio Coder):也是一種很好的命令行編碼器,支持LC/Main/LTP規(guī)格,而這個軟件是免費的。FAAC是屬于自由軟件。
DivX AAC:2009年DivX開發(fā)出來的新AAC編碼器,支持LC/HE/HEv2規(guī)格。目前正在測試中。
另外還有Psytel(已停止開發(fā)),Coding Technologies(已被杜比實驗室收購),HHI/z Plane(Compaact),Dolby AAC等AAC編碼器,而其他如Panasonic,Nokia,AT&T,NEC等公司也都有獨家開發(fā)的編碼器,在大家弄清楚這些AAC格式音頻規(guī)格和編碼器之后,我們就不難知道為什么同一款手機會支持看起來都是AAC格式音頻的諸多文件格式了,比如Nokia 6230i就是既支持AAC格式也支持M4A格式和MP4格式的機型,而這些音頻文件格式其實都是屬于AAC家族成員。
目前聽到用的比較多的應(yīng)該是LC和HE(適合低碼率)。
HE:“high efficiency”(高效性)。HE-AAC v1(又稱AACPlusV1,SBR)用容器的方法加了原AAC(LC)+SBR技術(shù)。SBR其實代表的是Spectral Band Replication(頻段復(fù)制)。簡單概括一下,音樂的主要頻譜集中在低頻段,高頻段幅度很小,如果對整個頻段編碼,要么為了保護高頻造成低頻段編碼過細以致文件巨大,要么為了保存了低頻的主要成分而失去高頻成分以致喪失音質(zhì)。SBR把頻譜切割開來,低頻單獨編碼保存主要成分,高頻單獨放大編碼保存音質(zhì),在相同音質(zhì)下降低了文件大小。
HEv2(又稱為HEPS)它用容器的方法包含了HE-AAC v1和PS技術(shù)。PS指“Parametric Stereo”(參數(shù)立體聲)。這個其實好理解,原來的立體聲文件,文件大小是一個聲道的兩倍。但是兩個聲道的聲音存在某種相似性,根據(jù)香農(nóng)信息熵編碼定理,相關(guān)性應(yīng)該被去掉才能減小文件大小。所以PS技術(shù)存儲了一個聲道的全部信息,然后,花很少的字節(jié)用參數(shù)描述另一個聲道和它不同的地方。
許可和專利
用戶不需要許可或付款來流式傳輸或分發(fā)AAC格式的內(nèi)容。 這個原因可以使AAC比照其前身的MP3一樣,特別是根據(jù)適用于流媒體(如互聯(lián)網(wǎng)廣播)分發(fā)內(nèi)容成為更有吸引力的格式。
然而,AAC 編解碼器的所有制造商或開發(fā)商都需要專利許可。 因此,F(xiàn)Fmpeg和FAAC等自由開放源代碼軟件的實現(xiàn)可能僅以源代碼形式分發(fā),以避免專利侵權(quán)。
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