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AAC 文件解析及解码流程
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2018-08-19
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AAC是高级音频编码(Advanced Audio Coding)的缩写,出现于1997年,最初是基于MPEG-2的音频编码技术。由Fraunhofer IIS、Dolby Laboratories、AT&T、Sony等公司共同开发,目的是取代MP3格式。2000年,MPEG-4标准出台,AAC重新集成了其它技术(PS,SBR),为区别于传统的MPEG-2 AAC,故含有SBR或PS特性的AAC又称为MPEG-4 AAC。
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AAC 文件解析及解码流程
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OUTLINE:
* 概述
* 规格简述
* 特点
* 音频文件解析
& 格式
& 头信息
& 数据信息
文件处理流程
* 解码流程
技术解析
* 术语说明
一、AAC 概述
是高级音频编码()的缩写,出现于 年,最初是基于
!" 的音频编码技术。由 #$%#、&'()'#*#+、,、( 等公司共同开
发,目的是取代 格式。 年 , !" 标 准 出 台 , 重 新 集 成 了 其 它 技 术
(-./),为区别于传统的 !",故含有 ./ 或 特性的 又称为 !"
。
是新一代的音频有损压缩技术,它通过一些附加的编码技术(比如 -./ 等),
衍生出了 )"-0 "-0 " 三种主要的编码,)" 就是比较传统的 ,相对而
言,主要用于中高码率12345'6+7,0 "1相当于 8./7主要用于中低码19345'6+7,
而新近推出的 0 "1相当于 8./87主要用于低码率19345'6+)-事实上大部分编
码器设成9345'6+ 自动启用 技术,而245'6+ 就不加 -就相当于普通的 0 "。
二、AAC 规格简述
共有 种规格,以适应不同的场合的需要:
1)、MPEG-2 AAC LC低复杂度规格():;6&<*()""比较简单,没有增益控制,但提
高了编码效率,在中等码率的编码效率以及音质方面,都能找到平衡点
2)、MPEG-2 AAC Main主规格
3)、MPEG-2 AAC SSR可变采样率规格(&'&;6&/*)
4)、MPEG-4 AAC LC低复杂度规格():;6&<*()""""""现在的手机比较常见的
文件中的音频部份就包括了该规格音频文件
5)、MPEG-4 AAC Main主规格 """"""包含了除增益控制之外的全部功能,其音质最好
6)、MPEG-4 AAC SSR可变采样率规格(&'&;6&/*)
7)、MPEG-4 AAC LTP长时期预测规格()#;#=)
8)、MPEG-4 AAC LD低延迟规格():&()
9)、MPEG-4 AAC HE 高效率规格(0$ >()"""""这种规格适合用于低码率编码,
有 ?#编码器支持
目前使用最多的是 ) 和 0 1适合低码率7。
流行的 ?# 编码程序只支持 ),0 ,0 这三种规格,编码后的 音频,规
格显示都是 )。
0 其实就是 ())8./ 技术,
0 就是 ())8./8 技术;
0 和 0 用此图简单表示:
1图中 即指的是原来的 ")7
0 :“0$ >(@(高效性)。
HE-AAC v1(又称 &+A,./7,用容器的方法实现了 ())8./ 技术。
SBR 其实代表的是 Spectral Band Replica%on1频段复制7。简要叙述一下,音乐的主要频
谱集中在低频段,高频段幅度很小,但很重要,决定了音质。如果对整个频段编码,若是
为了保护高频就会造成低频段编码过细以致文件巨大;若是保存了低频的主要成分而失去
高频成分就会丧失音质。./ 把频谱切割开来,低频单独编码保存主要成分,高频单独放
大编码保存音质,“统筹兼顾”了,在减少文件大小的情况下还保存了音质,完美的化解这
一矛盾。
HEv2:用容器的方法包含了 0 " 和 PS 技术。PS 指“parametric stereo@(参数立体
声)。原来的立体声文件文件大小是一个声道的两倍。但是两个声道的声音存在某种相似
性,根据香农信息熵编码定理,相关性应该被去掉才能减小文件大小。所以 技术存储了
一个声道的全部信息,然后,花很少的字节用参数描述另一个声道和它不同的地方。
三、AAC 特点
17 是一种高压缩比的音频压缩算法,但它的压缩比要远超过较老的音频压缩算法,
如 "、 等。并且其质量可以同未压缩的 音质相媲美。
17同其他类似的音频编码算法一样, 也是采用了变换编码算法,但 使用了分
辨率更高的滤波器组,因此它可以达到更高的压缩比。
17 使用了临时噪声重整、后向自适应线性预测、联合立体声技术和量化哈夫曼编
码等最新技术,这些新技术的使用都使压缩比得到进一步的提高。
17 支持更多种采样率和比特率、支持 个到 4 个音轨、支持多达 个低频音轨、
具有多种语言的兼容能力、还有多达 个内嵌数据流。
() 支持更宽的声音频率范围,最高可达到 B0C,最低可达 450C,远宽于
的 50C"4B0C 的范围。
()不同于 及 D, 几乎不损失声音频率中的甚高、甚低频率成分,并且
比 D 在频谱结构上更接近于原始音频,因而声音的保真度更好。专业评测中表明,
比 D 声音更清晰,而且更接近原音。
() 采用优化的算法达到了更高的解码效率,解码时只需较少的处理能力。
四、AAC 音频文件格式
1. AAC 的音频文件格式有 ADIF & ADTS:
:**#$#;*音频数据交换格式。
这种格式的特征是可以确定的找到这个音频数据的开始,不需进行在音频数据流中间
开始的解码,即它的解码必须在明确定义的开始处进行。故这种格式常用在磁盘文件中。
:*#+6#**#;音频数据传输流。
这种格式的特征是它是一个有同步字的比特流,解码可以在这个流中任何位置开始。
它的特征类似于 ;6 数据流格式。
简单说, 可以在任意帧解码,也就是说它每一帧都有头信息。
只有一个统一的头,所以必须得到所有的数据后解码。
且这两种的 $# 的格式也是不同的,目前一般编码后的和抽取出的都是 格式
的音频流。两者具体的组织结构如下所示:
的 格式见下图:
的 的一般格式见下图:
图中表示出了 一帧的简明结构,其两边的空白矩形表示一帧前后的数据。
2. ADIF 和 ADTS 的 header
的头信息:
ADIF 头信息位于 文件的起始处,接下来就是连续的 raw data blocks。
组成 头信息的各个域如下所示:
的固定头信息:
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