進階音訊編碼

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Advanced Audio Coding
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 有損數據壓縮
延伸自 MPEG-2音訊
标准 ISO/IEC 13818-7, ISO/IEC 14496-3

進階音訊編碼英语Advanced Audio CodingAAC),出現於1997年,基於MPEG-2音訊編碼技術。由Fraunhofer IIS杜比實驗室AT&TSony等公司共同開發,目的是取代MP3格式。2000年,MPEG-4標準出現後,AAC重新整合了其特性,加入了SBR技術和PS技術,為了區別於傳統的MPEG-2 AAC又稱為MPEG-4 AAC。

副檔名[编辑]

AAC編碼的主要副檔名有三種:

  • .AAC - 使用MPEG-2 Audio Transport Stream(ADTS,參見MPEG-2)容器,區別於使用MPEG-4容器的MP4/M4A格式,屬於傳統的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)公司使用的副檔名,Apple iTunes對純音頻MP4文件採用了".M4A"命名。M4A的本質和音頻MP4相同,故音頻MP4文件亦可直接更改副檔名為M4A。

概覽[编辑]

作為一種高壓縮比的音頻壓縮算法,AAC壓縮比通常為18:1,也有資料說為20:1,遠勝mp3;在音質方面,由於採用多聲道,和使用低複雜性的描述方式,使其比幾乎所有的傳統編碼方式在同規格的情況下更勝一籌。不過直到2006年,使用這一格式儲存音樂的並不多,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iPodSony Walkman(NWZ-A、NWZ-S、NWZ-E、NWZ-X系列)、任天堂NDSi魅族M8(微軟最新推出的Windows 7附帶的Windows media player12也支持aac)。此外計算機上很多音樂播放軟體都支持AAC(前提是安裝過AAC解碼器),如蘋果iTunes。但在移動電話領域,AAC的支持度已很普遍,NokiaSony EricssonMotorola等品牌均在其中高端產品中支持AAC(一開始主要是LC-AAC,隨著移動電話性能的發展,HE-AAC的支持也已廣泛)。

特點[编辑]

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,更高的採樣率(最高可達96kHz,音頻CD為44.1kHz)和更高的採樣精度(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,一般來說,AAC可以在對比MP3文件縮小30%的前提下提供更好的音質。[來源請求]

改良與擴充[编辑]

AAC與MP3規格對比[编辑]

  • 比特率:AAC - 最高512kbps(雙聲道時)/MP3 - 32~320kbps
  • 採樣率:AAC - 最高96kHz / MP3 - 最高48kHz
  • 聲道數:AAC - (5.1)六聲道 / MP3 - 兩聲道
  • 採樣精度:AAC - 最高32bit / MP3 - 最高16bit

規格一覽[编辑]

因為AAC是一個大家族,他們共分為9種規格,以適應不同場合的需要,也正是由於AAC的規格(Profile)繁多,導致普通電腦用戶感覺十分困擾:

  1. MPEG-2 AAC LC低複雜度規格(Low Complexity)
  2. MPEG-2 AAC Main主規格
  3. MPEG-2 AAC SSR可變取樣率規格(Scaleable Sample Rate)
  4. MPEG-4 AAC LC低複雜度規格(Low Complexity),現在的手機比較常見的MP4檔案中的音訊部份就包括了該規格音訊檔案
  5. MPEG-4 AAC Main主規格
  6. MPEG-4 AAC SSR可變取樣率規格(Scaleable Sample Rate)
  7. MPEG-4 AAC LTP長時期預測規格(Long Term Predicition)
  8. MPEG-4 AAC LD低延遲規格(Low Delay)
  9. MPEG-4 AAC HE高效率規格(High Efficiency)
上述的規格中,主規格(Main)包含了除增益控制之外的全部功能,其音質最好,而低複雜度規格(LC)則是比較簡單,沒有了增益控制,但提高了編碼效率,至「SSR」對「LC」規格大體是相同,但是多了增益的控制功能,另外,MPEG-4 AAC/LTP/LD/HE,都是用在低位元率下編碼,特別是「HE」是有Nero AAC編碼器支援,是近來常用的一種編碼器,不過通常來說,Main規格和LC規格的音質相差不大,因此目前使用最多的AAC規格多數是「LC」規格,因為要考慮手機目前的記憶體能力未達合理水準。

MPEG-4 AAC LC(Low Complexity)是最常用的規格,我們叫「低複雜度規格」,我們簡稱「LC-AAC」,這種規格在中等碼率的編碼效率以及音質方面,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規格,請儘可能把碼率控制在之前說的那個區間內。

編碼器一覽[编辑]

由於AAC格式家族比較龐大,要瞭解他,首先要清楚其各有不同的編碼器,目前包括了商業的、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研發的權威編碼器,
  • Nero AAC:同時支持LC-AAC / HE-AAC規格,由Nero公司免費發佈的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規格,而這個軟件是免費的。FAAC是屬於自由軟體
  • DivX AAC:2009年DivX開發出來的新AAC編碼器,支持LC/HE/HEv2規格。目前正在測試中。

另外還有Psytel(已停止開發),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的編碼器,在大家弄清楚這些AAC格式音頻規格和編碼器之後,我們就不難知道為甚麼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於AAC家族成員。

目前聽到用的比較多的應該是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。SBR其實代表的是Spectral Band Replication(頻段複製)。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,要麼為了保護高頻造成低頻段編碼過細以致文件巨大,要麼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。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,在相同音质下降低了檔案大小。

HEv2(又稱為HEPS)它用容器的方法包含了HE-AAC v1和PS技術。PS指「Parametric Stereo」(參數立體聲)。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,根據香農信息熵編碼定理,相關性應該被去掉才能減小文件大小。所以PS技術存儲了一個聲道的全部信息,然後,花很少的字節用參數描述另一個聲道和它不同的地方。

參考文獻[编辑]

外部連結[编辑]