Войти
| Расширение имени файла | Контейнер MPEG / 3GPP контейнер Apple поток ADTS |
|---|---|
| Тип интернет-носителя | audio / aac. audio / aacp. audio / 3gpp. audio / 3gpp2. audio / mp4. audio / mp4a-latm. audio / mpeg4-generic |
| Разработано | Bell, Fraunhofer, Dolby, Sony, Nokia, LG Electronics, NEC, NTT Docomo, Panasonic |
| Первый выпуск | 1997 г.; 23 года назад (1997) |
| Тип формата | Формат сжатия звука, Сжатие с потерями |
| Содержится в | MPEG-4 Part 14, 3GP и 3G2, базовый формат медиафайлов ISO и формат обмена аудиоданными (ADIF) |
| Стандарт | ISO / IEC 13818-7,. ISO / IEC 14496-3 |
Advanced Audio Кодирование (AAC ) - это стандарт кодирования аудио для с потерями сжатия цифрового аудио . Созданный как преемник формата MP3, AAC обычно обеспечивает более высокое качество звука, чем MP3 при той же скорости передачи данных ..
AAC был стандартизирован в соответствии с ISO и IEC, как часть спецификаций MPEG-2 и MPEG-4. Часть AAC, HE-AAC («AAC +»), является частью MPEG-4 Audio и также адаптирована в стандартах цифрового радио DAB + и Digital Radio Mondiale, а также стандарты мобильного телевидения DVB-H и ATSC-M / H.
AAC поддерживают включение 48 полных полос пропускания (до 96 кГц) аудиоканалов в одном потоке плюс 16 низкочастотных эффектов (LFE, ограничено 120 Гц) каналов, до 16 «сопряженных» или диалоговых каналов и до 16 потоков данных. Качество для стерео удовлетворяет скромным требованиям при 96 кбит / с в режиме объединенного стерео ; однако прозрачность Hi-Fi требует скорости передачи данных не менее 128 кбит / с (VBR ). Тесты аудио MPEG-4 показали, что AAC соответствует требованиям, называемым «прозрачным» для ITU на скорости 128 кбит / с для стерео и 320 кбит / с для 5.1 аудио.. AAC использует только алгоритм модифицированного дискретного косинусного преобразования (MDCT), что дает ему более высокую эффективность сжатия, чем MP3, который использует алгоритм гибридного кодирования, который является частью MDCT и частью FFT.
AAC используется по умолчанию или стандартный аудиоформат для iPhone, iPod, iPad, Nintendo DSi, Nintendo 3DS, iTunes, DivX Plus Web Player, PlayStation 3 и различные телефоны Nokia Series 40. Он поддерживается на сериях PlayStation Vita, Wii, Sony Walkman MP3 и более поздних версий, Android и BlackBerry. AAC также поддерживается производителями автомобильных аудиосистем.
Дискретное косинусное преобразование (DCT), тип кодирования преобразования для сжатия с потерями, было предложено Насир Ахмед в 1972 году, разработанный Ахмедом с Т. Натараджаном и К. Р. Рао в 1973 г., опубликовав свои результаты в 1974 г. Это привело к разработке модифицированного дискретного косинусного преобразования (MDCT), предложенного JP Princen, AW Johnson и AB Bradley в 1987 г. более ранняя работа Принсена и Брэдли в 1986 году. В стандарте кодирования звука MP3 , введенном в 1994 году, использовался гибридный алгоритм кодирования, который является частью MDCT и частью FFT. AAC использует чисто MDCT алгоритм, что обеспечивает более высокую эффективность сжатия, чем MP3.
AAC был разработан при сотрудничестве и при участии компаний, включая Bell Labs, Fraunhofer IIS, Dolby Laboratories, LG Electronics, NEC, NTT Docomo, Panasonic, Sony Corporation, ETRI, JVC Kenwood, Philips, Microsoft и NTT. Он был официально объявлен международным стандартом группой экспертов по движущемуся изображению в апреле 1997 года. Он определен как часть 7 стандарта MPEG-2 и подчасть 4 в части 3 стандарта MPEG-4.
В 1997 году AAC был впервые представлен как MPEG-2 Part 7, официально известный как ISO / IEC 13818-7: 1997. Эта часть MPEG-2 была новой частью, поскольку MPEG-2 уже включал MPEG-2 Part 3, формально известный как ISO / IEC 13818-3: MPEG-2 BC (обратная совместимость). Поэтому MPEG-2 Part 7 также известен как MPEG-2 NBC (Non-Backward Compatible), поскольку он несовместим с аудиоформатами MPEG-1 (MP1, MP2 и MP3 ).
MPEG-2 Part 7 определяют три профиля: профиль низкой сложности (AAC-LC / LC-AAC), основной профиль (AAC Main) и профиль масштабируемой частоты дискретизации (AAC -SSR). Профиль AAC-LC состоит из базового формата, очень похожего на формат кодирования Perceptual Audio Coding (PAC) ATT, с добавлением формирования временного шума (TNS), окна Кайзера (описано ниже), неоднородный квантователь и переработка формата битового потока для обработки до 16 стереоканалов, 16 моно каналов, 16 каналов низкочастотных эффектов (LFE) и 16 каналов комментариев в один битовый поток. Основной профиль добавляет набор рекурсивных предикторов, которые вычисляются на каждом ответвлении набора фильтров. Используется 4-полосный набор фильтров, за которым следуют четыре более коротких набора фильтров, чтобы обеспечить масштабируемые частоты дискретизации.
Я В 1999 году MPEG-2 Part 7 был обновлен и включен в семейство стандартов MPEG-4 и стал известен как MPEG-4 Part 3, MPEG-4 Audio или ISO / IEC 14496-3: 1999. Это обновление включало несколько улучшений. Одним из этих улучшений было добавление типов аудиообъектов, которые используются для обеспечения взаимодействия с широким спектром других аудиоформатов, таких как TwinVQ, CELP, HVXC, преобразование текста в речь интерфейс и структурированный звук MPEG-4. Еще одним заметным дополнением к этой версии стандарта AAC является замещение воспринимаемого шума (PNS). В этом отношении профили AAC (профили AAC-LC, AAC Main и AAC-SSR) объединены с замещением воспринимаемого шума и определены в аудиостандарте MPEG-4 как типы аудиообъектов. Типы аудиообъектов MPEG-4 объединены в четыре профиля аудио MPEG-4: основной (который включает в себя большинство типов аудиообъектов MPEG-4), масштабируемый (AAC LC, AAC LTP, CELP, HVXC, TwinVQ, синтез волновой таблицы, TTSI), Речь (CELP, HVXC, TTSI) и низкоскоростной синтез (синтез волновой таблицы, TTSI).
Эталонное программное обеспечение для MPEG-4 Part 3 определено в MPEG-4 Part 5, а соответствующие потоки битов определено в MPEG-4 Part 4. MPEG-4 Audio остается обратно совместимым с MPEG-2 Part 7.
MPEG-4 Audio Version 2 (ISO / IEC 14496-3: 1999 / Amd 1: 2000) определены новые типы аудиообъектов: тип объекта AAC с низкой задержкой (AAC-LD ), тип объекта побитового арифметического кодирования (BSAC), параметрическое кодирование звука с использованием гармоники . и индивидуальная линия плюс шум и версии типов объектов, устойчивые к ошибкам (ER). Он также определил четыре новых аудиопрофиля: профиль высококачественного звука, профиль звука с низкой задержкой, профиль естественного звука и профиль межсетевого взаимодействия мобильного звука.
Профиль HE-AAC (AAC LC с SBR ) и профиль AAC (AAC LC) были впервые стандартизированы в ISO / IEC 14496-3: 2001 / Amd 1: 2003. Профиль HE-AAC v2 (AAC LC с SBR и параметрическим стерео) был впервые указан в ISO / IEC 14496-3: 2005 / Amd 2: 2006. Тип аудиообъекта Parametric Stereo, используемый в HE-AAC v2, был впервые определен в ISO / IEC 14496-3: 2001 / Amd 2: 2004.
Текущая версия стандарта AAC определена в ISO / IEC 14496 -3: 2009.
AAC + v2 также стандартизирован ETSI (Европейский институт телекоммуникационных стандартов ) как TS 102005.
Стандарт MPEG-4 Part 3 также содержит другие способы сжатия звука. К ним относятся форматы сжатия без потерь, синтетический звук и форматы сжатия с низкой скоростью передачи данных, обычно используемые для речи.
Advanced Audio Coding разработаны, чтобы стать преемником MPEG-1 Audio Layer 3, известного как формат MP3, который был определен ISO / IEC в 11172-3 (MPEG-1 Audio) и 13818-3 (MPEG-2 Audio).
Слепые тесты в конце 1990-х годов показали, что AAC демонстрирует лучшее качество звука и прозрачность, чем MP3 для файлов, закодированных с той же скоростью передачи данных.
Улучшения включают:
В целом, формат AAC позволяет разработчикам более гибко разрабатывать кодеки, чем MP3, и исправляет многие конструктивные решения, сделанные в исходной спецификации звука MPEG-1. Эта повышенная гибкость часто приводит к большему количеству параллельных стратегий кодирования и, как следствие, к более эффективному сжатию. Это особенно верно при очень низких скоростях передачи данных, когда превосходное стереофоническое кодирование, чистый MDCT и улучшенные размеры окна преобразования не позволяют MP3 конкурировать.
Хотя формат MP3 имеет почти универсальную аппаратную и программную поддержку, в первую очередь потому, что MP3 был форматом выбора в первые несколько решающих лет широкого распространения музыки обмен файлами / распространение через Интернет, AAC является сильным конкурентом из-за непоколебимой поддержки отрасли.
AAC - это алгоритм кодирования широкополосного звука, который использует две основные стратегии кодирования для значительного сокращения количества данных, необходимых для представления высококачественного цифрового звука:
Фактический процесс кодирования состоит из следующих шагов :
Аудиостандарт MPEG-4 не определяет единичный или небольшой набор высокоэффективных схем сжатия, а скорее представляет собой сложный набор инструментов для выполнения широкого диапазона операций с минимальной кодирование речи с битовой скоростью для высококачественного кодирования звука и синтеза музыки.
Кодеры AAC могут динамически переключаться между одним блоком MDCT длиной 1024 точки или 8 блоками по 128 точек (или между 960 и 120 точками). баллов соответственно).
AAC использует модульный подход к кодированию. В зависимости от сложности кодируемого потока битов, желаемой производительности и приемлемого результата разработчики могут создавать профили, чтобы определить, какой из определенного набора инструментов они хотят использовать для конкретного приложения.
Стандарт MPEG-2 Part 7 (Advanced Audio Coding) был впервые опубликован в 1997 году и предлагает три профиля по умолчанию:
Стандарт MPEG-4 Part 3 (MPEG-4 Audio) определил различные новые инструменты сжатия (также известные как Типы аудиообъектов ) и их использование в совершенно новых профилях. AAC не используется в некоторых профилях аудио MPEG-4. Профиль MPEG-2 Part 7 AAC LC, основной профиль AAC и профиль AAC SSR объединены с перцепционной заменой шума и определены в стандарте MPEG-4 Audio как типы аудиообъектов (под названиями AAC LC, AAC Main и AAC SSR). Они сочетаются с другими типами объектов в профилях аудио MPEG-4. Вот список некоторых аудио-профилей, определенных в стандарте MPEG-4:
Одним из многих улучшений в MPEG-4 Audio является тип объекта, называемый долгосрочным прогнозированием (LTP), который является улучшением основного профиля с использованием прямого предсказателя с меньшей вычислительной сложностью.
Применение защиты от ошибок позволяет исправлять ошибки до определенной степени. Коды исправления ошибок обычно применяются одинаково ко всей полезной нагрузке. Однако, поскольку разные части полезной нагрузки AAC показывают разную чувствительность к ошибкам передачи, этот подход не был бы очень эффективным.
Полезная нагрузка AAC может быть разделена на части с различной чувствительностью к ошибкам.
Для повышения устойчивости к ошибкам (ER) можно использовать Сама схема кодирования более устойчива к ошибкам.
Для AAC были разработаны три специальных метода, которые были разработаны и определены в MPEG-4 Audio
Стандарты кодирования звука MPEG-4 Low Delay, Enhanced Low Delay и Enhanced Low Delay v2 (AAC-LD, AAC-ELD, AAC-ELDv2) , как определено в ISO / IEC 14496-3: 2009 и ISO / Стандарт IEC 14496-3: 2009 / Amd 3 разработан для объединения преимуществ перцептивного кодирования звука с низкой задержкой, необходимой для двусторонней связи. Они являются производными от формата MPEG-2 Advanced Audio Coding (AAC). GSMA рекомендует AAC-ELD в качестве сверхширокополосного голосового кодека в профиле IMS для службы видеоконференций высокого разрешения (HDVC).
Нет лицензий или платежи требуются для пользователя для потоковой передачи или распространения контента в формате AAC. Одна только эта причина могла сделать AAC более привлекательным форматом для распространения контента, чем его предшественник MP3, особенно для потокового контента (например, Интернет-радио), в зависимости от варианта использования.
Однако для всех производителей или разработчиков кодеков AAC требуется патентная лицензия. По этой причине реализации бесплатного программного обеспечения с открытым исходным кодом, такие как FFmpeg и FAAC, могут распространяться только в форме исходного кода, чтобы избежать нарушения патентных прав. (См. Ниже в разделе «Продукты, поддерживающие AAC, программное обеспечение».)
В число владельцев патентов AAC входят Bell Labs, Dolby, Fraunhofer, LG Electronics, NEC, NTT Docomo, Panasonic, Sony Corporation, ETRI, JVC Kenwood, Philips, Microsoft и NTT.
Некоторые расширения были добавлены в первый AAC стандарт (определен в MPEG-2 Part 7 в 1997 году):
В дополнение к MP4, 3GP и другим форматам контейнеров на основе базового формата медиафайлов ISO для При хранении файлов аудиоданные AAC сначала были упакованы в файл для стандарта MPEG-2 с использованием формата обмена аудиоданными (ADIF), состоящего из одного заголовка, за которым следуют необработанные блоки аудиоданных AAC. Однако, если данные должны передаваться в транспортном потоке MPEG-2, используется самосинхронизирующийся формат, называемый транспортным потоком аудиоданных (ADTS), состоящий из серии кадров, каждый кадр имеет заголовок, за которым следует AAC. аудиоданные. Этот файловый и потоковый формат определены в MPEG-2, часть 7, но считаются информативными только в MPEG-4, поэтому декодеру MPEG-4 не требуется поддерживать любой формат. Эти контейнеры, а также необработанный поток AAC могут иметь расширение файла.aac. MPEG-4 Part 3 также определяет свой собственный самосинхронизирующийся формат, называемый Low Overhead Audio Stream (LOAS), который инкапсулирует не только AAC, но и любую схему сжатия звука MPEG-4, такую как TwinVQ и ALS. Этот формат был определен для использования в транспортных потоках DVB, когда кодеры используют расширения AAC SBR или параметрического стерео. Однако он ограничен только одним немультиплексированным потоком AAC. Этот формат также называется транспортным мультиплексом с малыми накладными расходами (LATM), который представляет собой просто чередующуюся многопотоковую версию LOAS.
В декабре 2003 года в Японии началось вещание наземного стандарта DTV ISDB-T, который реализует видео MPEG-2 и аудио MPEG-2 AAC. В апреле 2006 года Япония начала транслировать мобильную подпрограмму ISDB-T под названием 1seg, которая была первой реализацией видео H.264 / AVC со звуком HE-AAC в наземной службе вещания HDTV на планете.
В декабре 2007 года в Бразилии началось вещание стандарта наземного цифрового ТВ под названием Международный ISDB-Tb, который реализует кодирование видео H.264 / AVC со звуком AAC- LC в основной программе (одиночной или множественной) и видео H.264 / AVC со звуком HE-AACv2 в мобильной подпрограмме 1seg.
ETSI, орган управления стандартами для набора DVB, поддерживает кодирование звука AAC, HE-AAC и HE-AAC v2 в приложениях DVB по крайней мере с 2004 года. DVB-вещания, которые используют сжатие H.264 для видео, обычно используют HE-AAC для аудио.
В апреле 2003 года Apple привлекла основное внимание к AAC, объявив, что ее продукты iTunes и iPod будут поддерживать песни в формате MPEG-4 AAC. (через обновление прошивки для старых плееров iPod). Клиенты могли загружать музыку в формате AAC с закрытым исходным кодом Управление цифровыми правами (DRM) (см. FairPlay ) через iTunes Store или создавать файлы без DRM со своих компакт-дисков с помощью iTunes. Позже Apple начала предлагать музыкальные видеоклипы и фильмы, в которых также используется AAC для кодирования звука.
29 мая 2007 года Apple начала продавать песни и музыкальные видеоклипы без DRM от участвующих звукозаписывающих компаний. Эти файлы в основном соответствуют стандарту AAC и могут воспроизводиться на многих продуктах сторонних производителей, но они включают настраиваемую информацию iTunes, такую как обложка альбома и квитанция о покупке, чтобы идентифицировать клиента в случае, если файл просочилась в одноранговые сети. Однако можно удалить эти настраиваемые теги, чтобы восстановить взаимодействие с плеерами, которые строго соответствуют спецификации AAC. По состоянию на 6 января 2009 г. почти вся музыка в iTunes Store в регионе США стала свободной от DRM, а к концу марта 2009 г. остальная часть музыки стала свободной от DRM.
iTunes поддерживает «переменную скорость передачи данных» ( VBR), который кодирует дорожки AAC по схеме «средней скорости передачи данных» (ABR). По состоянию на сентябрь 2009 года Apple добавила поддержку HE-AAC (который является полностью частью стандарта MP4) только для радиопотоков, а не для воспроизведения файлов, а iTunes по-прежнему не поддерживает истинное кодирование VBR. Однако базовый API QuickTime предлагает настоящий профиль кодирования VBR.
В течение ряда лет многие мобильные телефоны от производителей например Nokia, Motorola, Samsung, Sony Ericsson, BenQ-Siemens и Philips поддерживают воспроизведение AAC. Первым таким телефоном был Nokia 5510, выпущенный в 2002 году, который также воспроизводит MP3. Однако этот телефон потерпел неудачу с коммерческой точки зрения, и такие телефоны со встроенными музыкальными проигрывателями не пользовались популярностью до 2005 года, когда продолжилась тенденция поддержки AAC и MP3. Большинство новых смартфонов и телефонов с музыкальной тематикой поддерживают воспроизведение этих форматов.
Почти все современные компьютерные медиа-плееры включают встроенные декодеры для AAC или могут использовать библиотеку для его декодирования. В Microsoft Windows, DirectShow можно использовать таким образом с соответствующими фильтрами для включения воспроизведения AAC в любом проигрывателе на основе DirectShow. Mac OS X поддерживает AAC через библиотеки QuickTime.
Adobe Flash Player, начиная с версии 9, обновление 3, также может воспроизводить потоки AAC. Поскольку Flash Player также является подключаемым модулем для браузера, он также может воспроизводить файлы AAC через браузер.
Rockbox с открытым исходным кодом прошивка (доступна для нескольких портативных плееров) также предлагает поддержку AAC в различной степени, в зависимости от модели плеер и профиль AAC.
Дополнительная поддержка iPod (воспроизведение незащищенных файлов AAC) для Xbox 360 доступна для бесплатной загрузки с Xbox Live.
. Ниже приводится неполный список другие приложения для воспроизведения программного обеспечения:
Некоторые из этих плееров (например, foobar2000, Winamp и VLC) также поддерживают декодирование ADTS (поток передачи аудиоданных) с использованием Протокол SHOUTcast. Плагины для Winamp и foobar2000 позволяют создавать такие потоки.
В мае 2006 года Nero AG бесплатно выпустила инструмент кодирования AAC, Nero Digital Audio (часть кодека AAC стала Nero Кодек AAC ), который может кодировать потоки LC-AAC, HE-AAC и HE-AAC v2. Инструмент является только инструментом интерфейса командной строки. Также включена отдельная утилита для декодирования в PCM WAV.
. Различные инструменты, включая аудиоплеер foobar2000 и MediaCoder, могут предоставить GUI для этого. кодировщик.
FAAC и FAAD2 обозначают Freeware Advanced Audio Coder и Decoder 2 соответственно. FAAC поддерживает типы аудиообъектов LC, Main и LTP. FAAD2 поддерживает типы аудиообъектов LC, Main, LTP, SBR и PS. Хотя FAAD2 является бесплатным программным обеспечением, FAAC не является бесплатным программным обеспечением.
A Fraunhofer, включенный в Android, был перенесен на другие платформы. Это рекомендуемый кодировщик AAC для FFmpeg.
Собственный кодировщик AAC, созданный в libavcodec FFmpeg и разветвленный с помощью Либав, считался экспериментальным и плохим. Для выпуска FFmpeg 3.0 (февраль 2016 г.) был проделан значительный объем работы, чтобы сделать его версию пригодной для использования и конкурентоспособной с остальными кодировщиками AAC. Libav не объединил эту работу и продолжает использовать старую версию кодировщика AAC. Эти кодировщики имеют открытый исходный код по лицензии LGPL и могут быть созданы для любой платформы, на которой могут быть построены фреймворки FFmpeg или Libav.
И FFmpeg, и Libav могут использовать библиотеку Fraunhofer FDK AAC через libfdk-aac, и хотя собственный кодировщик FFmpeg стал стабильным и достаточно хорошим для общего использования, FDK по-прежнему считается самым лучшим качественный кодировщик, доступный для использования с FFmpeg. Libav также рекомендует использовать FDK AAC, если он доступен.
