Advanced Audio Coding

Advanced Audio Coding
Изображение логотипа
Расширение .aac, .m4a, .m4p, .m4b, .mp4 или .3gp
MIME-тип audio/aac[2], audio/aacp, audio/mp4a-latm, audio/mpeg4-generic, audio/x-aac, audio/x-m4a, audio/x-m4p, audio/x-m4b, audio/mp4a, audio/mpga и audio/x-mp4a-latm[3]
Разработчик Лаборатории Белла, Институт интегральных схем общества Фраунгофера, Dolby Laboratories, Sony, Nokia, Coding Technologies[вд] и Общество Фраунгофера[4]
Опубликован 1997 (1997)[1]
Тип формата Формат сжатия аудио, сжатие данных с потерями
Содержится в MPEG-4 Part 14, 3GP и 3G2, ISO base media file format и Audio Data Interchange Format (ADIF)
Стандарт(ы) ISO/IEC 13818-7,
ISO/IEC 14496-3
Логотип Викисклада Медиафайлы на Викискладе

Advanced Audio Coding (AAC, англ. Advanced Audio Coding) — собственнический (патентованный) формат сжатия аудио, который используется для хранения и передачи музыки и звука. AAC является преемником формата MP3 и предлагает более высокое качество звука при более низком битрейте. Этот формат был разработан как часть стандарта MPEG-2 и затем был улучшен в формате MPEG-4[5]. Сегодня AAC широко используется в различных приложениях, включая мобильные устройства, телевизоры, видеоигры.

Также AAC — это многоканальный алгоритм кодирования аудио, поддерживающий потоковую передачу.

Формат AAC, официально известный как ISO/IEC 13818-7, вышел в свет в 1997 году как новая, седьмая часть семейства MPEG-2. Существует также формат AAC, известный как MPEG-4 Часть 3.

Не следует путать данный формат с аудиокодеком Apple Lossless (ALAC). Для обоих форматов используется одинаковый контейнер, но в случае Apple Lossless информация не теряется.

Как работает AAC

  1. Удаляются невоспринимаемые человеком составляющие сигнала.
  2. Удаляется избыточность в кодированном аудиосигнале.
  3. Затем сигнал обрабатывается по методу МДКП согласно его сложности.
  4. Добавляются коды коррекции внутренних ошибок.
  5. Сигнал сохраняется или передаётся.

Контейнер MPEG-4 не требует единственного или малого набора высокоэффективных схем компрессии.

  • Семейство алгоритмов аудиокодирования MPEG-4 охватывает диапазон от кодирования низкокачественной речи (до 2 кбит/с) до высококачественного аудио (64 кбит/с на канал и выше).
  • AAC имеет частоту дискретизации от 8 до 96 кГц и количество каналов от 1 до 48.
  • В отличие от гибридного набора фильтров MP3, AAC использует модифицированное дискретное косинусное преобразование (MDCT) вместе с увеличенным размером окна в 2048 пунктов. AAC более подходит для кодирования аудио с потоком сложных импульсов и прямоугольных сигналов, чем MP3.

AAC может динамически переключаться между длинами блоков МДКП от 2048 пунктов до 256.

  • Если происходит единственная или кратковременная смена, используется малое окно в 256 пунктов для лучшего разрешения.
  • По умолчанию используется большое 2048-пунктовое окно для улучшения эффективности кодирования.

Преимущества AAC перед MP3

  • Больше частот дискретизации (от 8 до 96 кГц) по сравнению с MP3 (от 16 до 48 кГц);
  • До 48 каналов (MP3 поддерживает до двух каналов в режиме MPEG-1 и до 5.1 каналов в режиме MPEG-2);
  • Произвольные битрейты и переменная длина кадра (англ. frame length). Стандартизированный постоянный битрейт с битовым резервуаром;
  • Большая эффективность и более простой банк фильтров. AAC использует чистое МДКП (модифицированное дискретное косинусное преобразование), в отличие от гибридного кодирования MP3 (которое было частично на основе МДКП и частично на основе FFT);
  • Большая эффективность кодирования для стационарных сигналов (AAC использует блочный размер 1024 или 960 выборок, что позволяет использовать более эффективное кодирование, чем блоки из 576 выборок в MP3);
  • Более высокая точность кодирования для переходных сигналов (AAC использует блочный размер 128 или 120 выборок, что позволяет получить более точное кодирование, чем блоки из 192 выборок в MP3);
  • Возможность использования оконной функции, производной от окна Кайзера-Бесселя, для устранения утечки спектра за счет расширения главного лепестка;
  • Намного лучшая обработка звуковых частот выше 16 кГц;
  • Более гибкий совместный стереозвук (англ. joint stereo). Разные методы могут использоваться в разных диапазонах частот;
  • Дополнительные модули (инструменты) добавлены для увеличения эффективности сжатия: шумоформирование (TNS), обратное предсказание, замена воспринимаемого шума (PNS) и т. д. Эти модули могут быть объединены для создания различных профилей кодирования.

Подразделяется на профили

  • Main Profile — «основной профиль»;
  • Low Complexity (LC-AAC) — «низкая сложность»;
  • High-Efficiency Advanced Audio Coding (HE-AAC) — «высокая эффективность»;
  • Extended High Efficiency Advanced Audio Coding (xHE-AAC) — «расширенная высокая эффективность»[6];
  • Scalable Sample Rate (SSR) — «масштабируемая частота дискретизации»;
  • Long Term Prediction (LTP) — «долгосрочное предсказание». Более сложный и ресурсоёмкий (но и более качественный), чем все остальные.

High Efficiency Advanced Audio Coding (ААС+)

ААС+ — профиль, ориентированный на низкий битрейт. Представляет собой комбинацию AAC LC, но с частотой дискретизации вдвое меньшей, чем у оригинала, что существенно уменьшает накладные расходы на битрейт, затем используется технология восстановления спектра (англ. Spectral Band Replication) путём его предсказания и использования некоторой дополнительной информации для восстановления. Естественно, такой подход не обладает большой точностью и пригоден только в случаях, когда очень необходимо уменьшить битрейт.

  • .aac — AAC-MPEG2;
  • .mp4 — один из профилей в контейнере MP4 (спецификация MPEG-4 часть 14 предусматривает упаковку в контейнер не только нескольких аудиопотоков, но и нескольких видеопотоков, а также нескольких потоков субтитров).

Несмотря на то, что в спецификации MPEG-4 Part 14 (формат файла MP4) определено только одно расширение для контейнера — .mp4, компания Apple применяет контейнер для упаковки AAC-потоков, но использует расширения, не предусмотренные стандартом MPEG-4 Part 14:

  • .m4a — стандартное расширение;
  • .m4b — файл AAC, поддерживающий закладки; используется для аудиокниг и подкастов;
  • .m4p — защищённый файл AAC; используется для защиты файла от копирования при легальной загрузке защищённой авторскими правами музыки в онлайн-магазинах, например в iTunes Store;
  • .m4r — файл рингтона, используемый в Apple iPhone и Windows 10 Mobile

ГОСТ Р 54713-2011

С 01.12.2012 AAC введён в качестве государственного стандарта кодирования сигналов звукового вещания с сокращением избыточности для передачи по цифровым каналам связи в России[7][значимость факта?].

См. также

Примечания

  1. ↑ ISO. ISO/IEC 13818-7:1997, Information technology -- Generic coding of moving pictures and associated audio information -- Part 7: Advanced Audio Coding (AAC) (1997). Дата обращения: 18 июля 2010. Архивировано из оригинала 21 марта 2013 года.
  2. ↑ https://www.iana.org/assignments/media-types/media-types.xhtml#ISO-IEC_JTC_1
  3. ↑ https://github.com/file/file/blob/master/magic/Magdir/animation
  4. ↑ http://www.iis.fraunhofer.de/en/ff/amm/prod/audiocodec/audiocodecs/heaac.html#tabpanel-5
  5. ↑ Brandenburg, Karlheinz. MP3 and AAC Explained (1999). Архивировано из оригинала 13 февраля 2017 года.
  6. ↑ xHE-AAC (англ.). Fraunhofer Institute for Integrated Circuits IIS. Дата обращения: 6 сентября 2020. Архивировано 10 сентября 2020 года.
  7. ↑ ГОСТ Р 54713-2011 | НАЦИОНАЛЬНЫЕ СТАНДАРТЫ. protect.gost.ru. Дата обращения: 9 марта 2017. Архивировано 12 марта 2017 года.

Content Disclaimer

Informasi ini disarikan dari Wikipedia dan disajikan kembali untuk tujuan edukasi. Konten tersedia di bawah lisensi CC BY-SA 3.0. Kami tidak bertanggung jawab atas ketidakakuratan data yang bersumber dari kontribusi publik tersebut.

  1. The information displayed on this website is sourced in part or in whole from Wikipedia and has been adapted for the purpose of restating it. We strive to provide accurate and relevant information, however:
  2. There is no guarantee of absolute accuracy. Wikipedia is an open, collaborative project that can be edited by anyone, so information is subject to change.
  3. It is not intended to constitute professional advice. The content displayed is for informational and educational purposes only. For important decisions (e.g., medical, legal, or financial), please consult a professional.
  4. Content copyright. Wikipedia is licensed under the Creative Commons Attribution-ShareAlike License (CC BY-SA). This means that content may be reused with appropriate attribution and shared under a similar license.
  5. Responsible use. Any risk arising from the use of information from this website is entirely the responsibility of the user.