编解码学习笔记(五):Mpeg系列——AAC音频

  下面资料来自wiki。AAC在MPEG2和MPEG4中定义。

扩展名:.m4a, .m4b, .m4p, .m4v, .m4r, .3gp, .mp4, .aac
互联网媒体类型:audio/aac, audio/aacp, audio/3gpp, audio/3gpp2, audio/mp4, audio/MP4A-LATM, audio/mpeg4-generic
格式:有损数据压缩
延伸自:MPEG-2 音频 
标准:ISO/IEC 13818-7(MPEG-2第7部), ISO/IEC 14496-3(MPEG-4第3部)

  AAC(Advanced Audio Coding),中文称为“高级音频编码”,出现于1997年, 基于 MPEG-2的音频编码技术。由Fraunhofer IIS、杜比实验室、AT&T、Sony(索尼)等公司共同开发,目的是取代MP3格式。2000年,MPEG-4标准 出现后,AAC 重新集成了其特性,加入了SBR技术和PS技术,为了区别于传统的 MPEG-2 AAC 又称为 MPEG-4 AAC。

AAC格式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。

  作为一种高压缩比的音频压缩算法,AAC压缩比通常为18:1,也有资料说为20:1,远胜mp3; 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, 使用这一格式储存音乐的并不多,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、Sony Walkman(NWZ- A、NWZ-S、NWZ-E、NWZ-X系列)、任天堂NDSi。魅 族 M8,此外计算机上很多音乐播放软体都支持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)。

  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,一般来说,AAC可以在对比MP3文件缩小30%的前题下提供更好的音质。

相对于传统的LC-AAC,High Efficiency AAC(HE-AAC或写为 AAC-HE)又称为 "aacPlus v1" 或 "AAC+" - 结合了 SBR (Spectral Band Replication) and AAC技术;适用于低比特率(64kbps以下); HE-AAC v2,又称为 "aacPlus v2" - 结合了 Parametric Stereo(参数化立体 声,PS)和 HE-AAC 中的SBR技术。

  因为"AAC"是一个大家族,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 文件中的音频部份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)

  上述的规格中,主规格(Main)包含了除增益控制之外的全部功能,其音质最好,而低复杂度规格(LC)则是比较简单,没有了增益控制,但提高了 编码效率,至‘SSR’对‘LC’规格大体是相同,但是多了增益的控制功能,另外,MPEG-4 AAC/LTP/LD/HE,都是用在低比特率下编码,特别是‘HE’是有 Nero ACC 编码器支持,是近来常用的一种编码器,不过通常来说,Main 规格和 LC 规格的音质相差不大,因此目前使用最多的 AAC 规格多数是‘LC’规格,因为要考虑手机目前的存储器能力未达合理水准。

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