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AAC音频压缩

jackyhwei 发布于 2011-12-13 09:05 点击:次 
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、Dolby Laboratories (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。
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首先认识一下AAC
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、Dolby Laboratories (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。

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,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)。

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,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。

改良与扩充

  • 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。

AAC与MP3规格对比 

  • 比特率:AAC - 最高超过400kbps / MP3 - 32~320kbps
    采样率:AAC - 最高96kHz / MP3 - 最高48kHz
    声道数:AAC - (5.1)六声道 / MP3 - 两声道
    采样精度:AAC - 最高32bit / MP3 - 最高16bit

规格一览

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,导致普通计算机用户感觉十分困扰: 

  • 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平。

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:

1、FhG

Fraunhofer IIS 研发的权威编码器,拥有很好的音质,可惜现在不对外开放了。

2、Nero AAC

可能是目前比较流行的 AAC 编码器了,同时支持 LC-AAC / HE-AAC 规格,由Nero公司免费发布的 Nero AAC 编码器提供了品质最好的VBR LC-AAC格式,同时亦对HE-AAC规格保证了在低比特率下也有良好的表现,目前 Sony Ericsson W800i和K750i等手机都支持该编码器。

3、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)是目前音质最好的中比特率编码器,据称,它编码的48kbps立体声音质比其他AAC编码器好20-25%,甚至64kbps的Dolby AAC音效可媲美128kbps的MP3。

4、FAAC (Freeware Advanced Audio Coder)

也是一种很好的命令行编码器,仅支持 LC/Main/LTP 规格,但音质相当不错,与一般商业用的编码器水平接近,而这个软件是免费的,Sony Ericsson W800i和K750i等手机也同样支持这个编码器。

5、DivX AAC

2009年DivX开发出来的新AAC编码器,支持LC/HE/HEv2规格,拥有不错的音质。目前正在测试中。

另外还有Psytel,Coding Technologies,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Nokia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。

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比较实际的编码器是Nero 6以上和千千静听,其中Nero 6的音频格式转换包含了关于AAC格式的转换,千千静听的格式转换则使用的是Nero编码器。

(caiweihui)
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