Erweiterte Audiocodierung

Erweiterte Audiocodierung
Dateiname Erweiterung MPEG/3GPP -Behälter
  • .m4a, .mp4, .3gp

Apfelbehälter

  • .m4a, .m4b, .m4p, .m4r, .m4v

ADTS Stream

  • .aac
Internet -Medientyp
Audio/AAC
Audio/AACP
Audio/3GPP
Audio/3GPP2
Audio/MP4
Audio/MP4A-Latm
Audio/MPEG4-Generic
Entwickelt von Glocke, Fraunhofer, Dolby, Sony, Nokia, LG -Elektronik, NEC, Ntt Docomo, Panasonic[1]
Erstveröffentlichung Dezember 1997; Vor 24 Jahren[2]
Neueste Erscheinung
ISO/IEC 14496-3: 2019
Dezember 2019; vor 2 Jahren
Art des Formats Verlust Audio-
Enthalten von MPEG-4 Teil 14, 3GP und 3G2, ISO -Basismediendateiformat und Audio -Daten -Interchange -Format (ADIF)
Standard ISO/IEC 13818-7,
ISO/IEC 14496-3
Offenes Format? Ja
Freies Format? Nein[3]

Erweiterte Audiocodierung (AAC) ist ein Audio -Codierungsstandard zum Verlust digitaler Ton Kompression. Entwickelt, um der Nachfolger der MP3 Format, AAC erreicht im Allgemeinen eine höhere Klangqualität als MP3 -Encoder gleich Bitrate.[4]

AAC wurde standardisiert durch ISO und IEC Im Rahmen des MPEG-2 und MPEG-4 Spezifikationen.[5][6] Teil von AAC, He-aac ("AAC+") ist Teil von von MPEG-4-Audio und wird angenommen in digitales Radio Standards Tupfen+ und Digital Radio Mondiale, und Mobiles Fernsehen Standards DVB-H und ATSC-M/H.

AAC unterstützt die Einbeziehung von 48 Full-Bandbreite (bis zu 96 kHz) Audiokanäle in einem Stream plus 16 Niedrigfrequenzeffekte (Lfe, begrenzt auf 120 Hz) Kanäle, bis zu 16 "Kopplung" oder Dialogkanäle und bis zu 16 Datenströme. Die Qualität für Stereo ist zufriedenstellend an bescheidene Anforderungen bei 96 kbit/s in gemeinsame Stereoanlage Modus; jedoch, Hi-Fi-Transparenz erfordert Datenraten von mindestens 128 kbit/s (Vbr). Tests[die?] von MPEG-4-Audio haben gezeigt, dass AAC die Anforderungen erfüllt, die als "transparent" für die bezeichnet werden Itu bei 128 kbit/s für Stereo und 320 kbit/s für 5.1 Audio. AAC verwendet nur a modifizierte diskrete Cosinus -Transformation (MDCT) -Algorithmus, der eine höhere Komprimierungseffizienz als MP3 verleiht, die einen Hybrid -Codierungsalgorithmus verwendet, der Teil MDCT und Teil ist Fft.[4]

AAC ist das Standard- oder Standard -Audio -Format für iPhone, iPod, iPad, Nintendo DSi, Nintendo 3ds, Youtube Musik, Apfelmusik,[7] iTunes, Divx Plus Web Player, Playstation 4 und verschiedene Nokia Serie 40 Telefone. Es wird auf einer Vielzahl von Geräten und Software unterstützt, wie z. PlayStation Vita, Wii, digitale Audiospieler mögen Sony Walkman oder Sandisk -Clip, Android und Brombeere Geräte, verschiedene In-Dash-Auto-Audiosysteme,[wenn?][vage] und ist auch eines der Audioformate, die auf dem verwendet werden Spotify Internet Spieler.[8]

Geschichte

Hintergrund

Das Diskrete Cosinus -Transformation (DCT), eine Art von Art von Transformationskodierung zum Verlustige Komprimierung, wurde vorgeschlagen von Nasir Ahmed 1972 und entwickelt von Ahmed mit T. Natarajan und K. R. Rao 1973 veröffentlichte sie 1974 ihre Ergebnisse.[9][10][11] Dies führte zur Entwicklung der modifizierte diskrete Cosinus -Transformation (MDCT), vorgeschlagen von J. P. Princen, A. W. Johnson und A. B. Bradley im Jahr 1987,[12] Nach früheren Arbeiten von Princen und Bradley im Jahr 1986.[13] Das MP3 Audio -Codierungsstandard Einführung 1994 verwendete einen Hybrid -Codierungsalgorithmus, der Teil MDCT und Teil ist Fft.[14] AAC verwendet einen rein MDCT -Algorithmus, der ihm eine höhere Komprimierungseffizienz als MP3 verleiht.[4]

AAC wurde mit der Zusammenarbeit und den Beiträgen von Unternehmen einschließlich von Unternehmen entwickelt Bell Labs, Fraunhofer iis, Dolby Laboratories, LG -Elektronik, NEC, Ntt Docomo, Panasonic, Sony Corporation,[1] ETRI, JVC Kenwood, Philips, Microsoft, und Ntt.[15] Es wurde offiziell zu einem internationalen Standard von der erklärt Experten für bewegte Bildexperten im April 1997. Es ist beide als spezifiziert als Teil 7 des MPEG-2-Standards, und Unterabschnitt 4 in Teil 3 des MPEG-4-Standards.[16]

Standardisierung

Im Jahr 1997 wurde AAC erstmals als vorgestellt als MPEG-2 Teil 7, formell bekannt als ISO/IEC 13818-7: 1997. Dieser Teil von MPEG-2 war ein neuer Teil, da MPEG-2 bereits enthalten ist MPEG-2 Teil 3, formell bekannt als ISO/IEC 13818-3: MPEG-2 BC (Rückwärts kompatibel).[17][18] Daher ist MPEG-2 Teil 7 auch als bekannt als MPEG-2 NBC (Nicht-Rückwärtskompatibel), da es nicht mit dem kompatibel ist MPEG-1 Audioformate (MP1, MP2 und MP3).[17][19][20][21]

MPEG-2 Teil 7 definierte drei Profile: Niedrigkomplexität Profil (AAC-LC / LC-AAC), Hauptsächlich Profil (AAC Main) und Skalierbare Stichprobenrate Profil (AAC-SSR). Das AAC-LC-Profil besteht aus einem Basisformat, das dem PAC-Codierungsformat (Wahrnehmungs-Audio-Codierungs-Format) von AT & T sehr ähnlich ist.[22][23][24] mit der Zugabe von zeitliche Geräuschformung (TNS),[25] das Kaiser Fenster (unten beschrieben), eine ungleichmäßige Quantisiererund eine Überarbeitung des Bitstream-Formats für bis zu 16 Stereokanäle, 16 Mono-Kanäle, 16 Niedrigfrequenz-Effektkanäle (LFE) und 16 Kommentarkanäle in einem Bitstream. Das Hauptprofil fügt einen Satz rekursiver Prädiktoren hinzu, die an jedem Abschnitt der Filterbank berechnet werden. Die SSR verwendet eine 4-Band-PQMF-Filterbank mit vier kürzeren Filterbanks, um skalierbare Stichprobenraten zu ermöglichen.

1999 wurde MPEG-2 Teil 7 aktualisiert und in die MPEG-4-Standardfamilie aufgenommen und als bekannt als MPEG-4 Teil 3, MPEG-4-Audio oder ISO/IEC 14496-3: 1999. Dieses Update enthielt mehrere Verbesserungen. Eine dieser Verbesserungen war die Zugabe von Audioobjekttypen die verwendet werden, um die Interoperabilität mit einer Vielzahl anderer Audioformate wie z. Twinvq, Celp, HVXC, Text zu Sprache Schnittstelle und MPEG-4 strukturiertes Audio. Eine weitere bemerkenswerte Ergänzung in dieser Version des AAC -Standards ist Wahrnehmungsgeräuschsubstitution (PNS). In dieser Hinsicht werden die AAC-Profile (AAC-LC-, AAC-Main- und AAC-SSR-Profile) mit Wahrnehmungsrauschsubstitution kombiniert und im Audio-Standard-Audio-Objekttypen des MPEG-4-Audio-Standards definiert.[26] MPEG-4-Audioobjekttypen werden in vier MPEG-4-Audioprofilen kombiniert: Haupttypen (einschließlich der meisten MPEG-4-Audioobjekttypen), skalierbar (AAC LC, AAC LTP, Celp, HVXC, Twinvq, Wavetable-Synthese, TTSI) , Sprache (CELP, HVXC, TTSI) und Synthese mit niedriger Geschwindigkeit (wellbare Synthese, TTSI).[26][27]

Die Referenzsoftware für MPEG-4 Teil 3 ist in MPEG-4 Teil 5 angegeben, und die Konformitätsbitstreams sind in MPEG-4 Teil 4. MPEG-4-Audio-Überreste angegeben rückwärtskompatibel mit MPEG-2 Teil 7.[28]

Die MPEG-4-Audioversion 2 (ISO/IEC 14496-3: 1999/AMD 1: 2000) definierte neue Audio-Objekttypen: The Low Delay AAC (AAC-ld) Objekttyp, Bit-Speise-Arithmetik-Codierung (BSAC) Objekttyp, parametrische Audiocodierung mit Verwendung Harmonische und individuelle Linie plus Rauschen und fehlerfreie (ER) Versionen von Objekttypen.[29][30][31] Außerdem wurden vier neue Audioprofile definiert: ein hochwertiges Audioprofil, ein Audioprofil mit geringer Verzögerung, ein natürliches Audioprofil und ein mobiles Audio -Internetbearbeitungsprofil.[32]

Das He-aac Profil (AAC LC mit SBR) und AAC-Profil (AAC LC) wurden zuerst in ISO/IEC 14496-3: 2001/AMD 1: 2003 standardisiert.[33] Das HE-AAC V2-Profil (AAC LC mit SBR und parametrische Stereo) wurde erstmals in ISO/IEC 14496-3: 2005/AMD 2: 2006 angegeben.[34][35][36] Der in HE-AAC V2 verwendete parametrische Stereo-Audiobjekttyp wurde zunächst in ISO/IEC 14496-3: 2001/AMD 2: 2004 definiert.[37][38][39]

Die aktuelle Version des AAC-Standards ist in ISO/IEC 14496-3: 2009 definiert.[40]

AAC+ V2 wird auch durch standardisiert ETSI (Europäische Telekommunikationsstandards Institut) als TS 102005.[37]

Das MPEG-4 Teil 3 Standard enthält auch andere Möglichkeiten zum Komprimieren von Klang. Dazu gehören verlustfreie Komprimierungsformate, synthetische Audio- und niedrige Komprimierungsformate mit niedrigem Bitrate, die im Allgemeinen für die Sprache verwendet werden.

AACs Verbesserungen gegenüber MP3

Erweiterte Audiocodierung ist als Nachfolger der MPEG-1-Audioschicht 3, bekannt als MP3 -Format, das von spezifiziert wurde durch ISO/IEC in 11172-3 (MPEG-1 Audio) und 13818-3 (MPEG-2 Audio).

Blindtests Ende der neunziger Jahre zeigten, dass AAC eine höhere Klangqualität und Transparenz zeigte als MP3 für Dateien, die mit der gleichen Bitrate codiert wurden.[4]

Verbesserungen umfassen:

  • mehr Stichprobenraten (von 8 bis 96 KHz) als MP3 (16 bis 48 kHz);
  • Bis zu 48 Kanäle (MP3 unterstützt bis zu zwei Kanäle im MPEG-1-Modus und bis zu bis zu bis zu 5.1 Kanäle im MPEG-2-Modus);
  • willkürlich Bitraten und variable Rahmenlänge. Standardisierte konstante Bitrate mit Bit -Reservoir;
  • höhere Effizienz und einfacher Filterbank. AAC verwendet ein rein MDCT (modifizierte diskrete Cosinus -Transformation) und nicht die Hybridcodierung von MP3 (die Teil MDCT und Teil war Fft);
  • höhere Codierungseffizienz für Stationäre Signale (AAC verwendet eine Blockierung von 1024 oder 960 Proben, wodurch eine effizientere Codierung als 576 Probenblöcke von MP3 ermöglicht wird.)
  • höhere Codierungsgenauigkeit für vorübergehende Signale (AAC verwendet eine Blockgröße von 128 oder 120 Proben, die eine genauere Codierung ermöglichen als MP3 -Probenblöcke von MP3);
  • Möglichkeit zu verwenden Kaiser-Bessel abgeleitet Fensterfunktion zur Beseitigung Spektralleckage Auf Kosten der Erweiterung des Hauptlappen;
  • viel besserer Umgang mit Audiofrequenzen über 16 kHz;
  • flexibler gemeinsame Stereoanlage (Verschiedene Methoden können in verschiedenen Frequenzbereichen verwendet werden);
  • Zusätzliche Module (Tools) hinzugefügt, um die Komprimierungseffizienz zu erhöhen: Tns, Rückwärtsvorhersage, Wahrnehmungsgeräuschsubstitution (PNS) usw. Diese Module können kombiniert werden, um unterschiedliche Codierungsprofile zu bilden.

Insgesamt ermöglicht das AAC-Format Entwicklern mehr Flexibilität, Codecs als MP3 zu entwerfen, und korrigiert viele der in der ursprünglichen MPEG-1-Audiospezifikation getroffenen Designoptionen. Diese erhöhte Flexibilität führt häufig zu gleichzeitigeren Codierungsstrategien und infolgedessen zu einer effizienteren Komprimierung. Dies gilt insbesondere bei sehr niedrigen Bitraten, bei denen die obere Stereocodierung, die reine MDCT und bessere Transformationsfenstergrößen MP3 nicht konkurrieren lassen.

Während das MP3-Format nahezu universelle Hardware- und Software-Unterstützung bietet, war dies vor allem, weil MP3 das Format der Wahl während der entscheidenden ersten Jahre der weit verbreiteten Musik war Datenaustausch/Vertrieb über das Internet ist AAC aufgrund einer unerschütterlichen Unterstützung der Branche ein starker Anwärter.[41]

Funktionalität

AAC ist a Breitband -Audio Codierungsalgorithmus, der zwei primäre Codierungsstrategien ausnutzt, um die Datenmenge, die zur Darstellung von digitalem hochwertigem Audio erforderlich ist, dramatisch zu reduzieren:

  • Signalkomponenten, die wahrnehmungsmäßig irrelevant sind, werden verworfen.
  • Redundanzen im codierten Audiosignal werden beseitigt.

Der tatsächliche Codierungsprozess besteht aus den folgenden Schritten:

  • Das Signal wird von Zeitdomäne in die Frequenzdomäne mithilfe von Vorwärts konvertiert modifizierte diskrete Cosinus -Transformation (MDCT). Dies erfolgt durch Verwendung von Filterbanken, die eine angemessene Anzahl von Zeitproben benötigen und sie in Frequenzproben umwandeln.
  • Das Frequenzdomänensignal wird basierend auf a quantisiert psychoakustisch Modell und codiert.
  • Interne Fehlerkorrekturcodes werden hinzugefügt.
  • Das Signal wird gespeichert oder übertragen.
  • Um korrupte Proben zu verhindern, eine moderne Umsetzung der Luhn -Mod N -Algorithmus wird auf jeden Rahmen angewendet.[42]

Das MPEG-4 Audio Standard definiert keine einzelne oder kleine Reihe hocheffizienter Komprimierungsschemata, sondern eine komplexe Toolbox, um eine Vielzahl von Operationen von Sprachcodierung mit niedriger Bitrate bis hin zu hochwertiger Audiocodierung und Musiksynthese auszuführen.

  • Das MPEG-4 Die Familie der Audio-Codierungsalgorithmus umfasst den Bereich von Sprachkodierung mit niedriger Bitrate (bis 2 kbit/s) bis hin zu hochwertiger Audiocodierung (bei 64 kbit/s pro Kanal und höher).
  • AAC bietet Stichprobenfrequenzen zwischen 8 kHz und 96 kHz und einer beliebigen Anzahl von Kanälen zwischen 1 und 48.
  • Im Gegensatz zur Hybridfilterbank von MP3 verwendet AAC die modifizierte diskrete Cosinus -Transformation (MDCT) zusammen mit den erhöhten Fensterlängen von 1024 oder 960 Punkten.

AAC -Encoder können dynamisch zwischen einem einzelnen MDCT -Block mit 1024 Punkten oder 8 Blöcken von 128 Punkten (oder zwischen 960 Punkten bzw. 120 Punkten) wechseln.

  • Wenn eine Signaländerung oder ein Transienten auftritt, werden jeweils 8 kürzere Fenster von 128/120 Punkten für ihre bessere zeitliche Auflösung ausgewählt.
  • Standardmäßig wird das längere 1024-Punkt-/960-Punkte-Fenster ansonsten verwendet, da die erhöhte Frequenzauflösung ein ausgefeilteres psychoakustisches Modell ermöglicht, was zu einer verbesserten Codierungseffizienz führt.

Modulare Codierung

AAC verfolgt einen modularen Ansatz zur Codierung. Abhängig von der Komplexität des zu codierenden Bitstreams, der gewünschten Leistung und der akzeptablen Ausgabe können Implementierer Profile erstellen, um zu definieren, welche einer bestimmten Gruppe von Tools für eine bestimmte Anwendung verwenden möchten.

Der MPEG-2 Part 7 Standard (Advanced Audio Coding) wurde erstmals 1997 veröffentlicht und bietet drei Standardprofile:[2][43]

  • Niedrige Komplexität (LC) - die einfachste und am häufigsten verwendete und unterstützte
  • Hauptprofil (Haupt) - Wie das LC -Profil mit der Hinzufügung rückwärts
  • Skalierbare Probenrate (SSR) A.K.A. Probenrate skalierbar (SRS)

Der MPEG-4 Part 3 Standard (MPEG-4 Audio) definierte verschiedene neue Komprimierungswerkzeuge (a.k.a. Audioobjekttypen) und ihre Verwendung in brandneuen Profilen. AAC wird in einigen MPEG-4-Audioprofilen nicht verwendet. Das MPEG-2 Teil 7 AAC LC-Profil, das AAC-Hauptprofil und das AAC-SSR-Profil werden mit der Wahrnehmungsrauschensubstitution kombiniert und im MPEG-4-Audio-Standard als Audioobjekttypen definiert (unter dem Namen AAC LC, AAC Main und AAC SSR). Diese werden mit anderen Objekttypen in MPEG-4-Audioprofilen kombiniert.[26] Hier finden Sie eine Liste einiger Audioprofile, die im MPEG-4-Standard definiert sind:[34][44]

  • Haupt -Audio -Profil -Definiert im Jahr 1999 verwendet die meisten MPEG-4-Audioobjekttypen (AAC Main, AAC-LC, AAC-SSR, AAC-LTP, AAC Skalierbar, Twinvq, Celp, HVXC, TTSI, Hauptsynthese)
  • Skalierbares Audioprofil -Definiert im Jahr 1999, verwendet AAC-LC, AAC-LTP, AAC skalierbar, Twinvq, Celp, HVXC, TTSI
  • Sprach -Audio -Profil - Definiert im Jahr 1999, verwendet Celp, HVXC, TTSI
  • Synthetisches Audioprofil - Definiert im Jahr 1999, TTSI, Hauptsynthese
  • Hochwertiges Audioprofil -Definiert im Jahr 2000 verwendet AAC-LC, AAC-LTP, AAC skalierbar, Celp, ER-AAC-LC, ER-AAC-LTP, ER-AAC Skalierbar, ER-Celp
  • Audioprofil mit geringer Verzögerung -Definiert im Jahr 2000 verwendet Celp, HVXC, TTSI, ER-AAC-LD, ER-CELP, ER-HVXC
  • Niedrige Verzögerung AAC V2 -Definiert im Jahr 2012, verwendet AAC-LD, AAC-DE und AAC-DELDV2[45]
  • Mobiles Audio -Internetbearbeitungsprofil -Definiert im Jahr 2000, verwendet ER-AAC-LC, ER-AAC-skalierbar, ER-Twinvq, ER-BSAC, ER-AAC-LD
  • AAC -Profil -Im Jahr 2003 definiert, verwendet AAC-LC
  • Hocheffizienz AAC -Profil -Im Jahr 2003 definiert, verwendet AAC-LC, SBR
  • Hocheffizienz AAC V2 -Profil -Definiert im Jahr 2006 verwendet AAC-LC, SBR, PS
  • Erweiterte hohe Effizienz AAC XHE-AAC - Verwendet im Jahr 2012 USAC

Eine von vielen Verbesserungen des MPEG-4-Audio ist ein Objekttyp, der als Long-Term Prediction (LTP) bezeichnet wird. Dies ist eine Verbesserung des Hauptprofils unter Verwendung eines Vorwärtsprädiktors mit niedrigerer Rechenkomplexität.[28]

AAC -Fehlerschutz -Toolkit

Das Anwenden des Fehlerschutzes ermöglicht die Fehlerkorrektur bis zu einem gewissen Grad. Fehler Korrekturcodes werden normalerweise gleichermaßen auf die gesamte Nutzlast angewendet. Da verschiedene Teile einer AAC -Nutzlast eine unterschiedliche Empfindlichkeit gegenüber Übertragungsfehlern zeigen, wäre dies kein sehr effizienter Ansatz.

Die AAC -Nutzlast kann in Teile mit unterschiedlichen Fehlerempfindlichkeiten unterteilt werden.

  • Unabhängige Fehlerkorrekturcodes können unter Verwendung des in MPEG-4-Audio-Standard definierten Fehlerschutz-Tools (EP) auf jeden dieser Teile angewendet werden.
  • Dieses Toolkit bietet die Fehlerkorrigierbarkeit für die empfindlichsten Teile der Nutzlast, um den zusätzlichen Overhead niedrig zu halten.
  • Das Toolkit ist rückwärts kompatibel mit einfacheren und bereits bestehenden AAC-Decodern. Viele der Fehlerkorrekturfunktionen des Toolkit basieren auf der Verbreitung von Informationen über das Audiosignal gleichmäßiger im DataStream.

Fehler widerstandsfähig (er) AAC

ER -Techniken (Fehlerresilienz) können verwendet werden, um das Codierungsschema selbst gegenüber Fehlern selbst robuster zu gestalten.

Für AAC wurden drei maßgeschneiderte Methoden entwickelt und in MPEG-4-Audio definiert

  • Huffman Codewort Nachbestellung (HCR) Um die Fehlerausbreitung in spektralen Daten zu vermeiden
  • Virtuelle Codebücher (VCB11) Um schwerwiegende Fehler in spektralen Daten zu erkennen
  • Reversibler Code der variablen Länge (RVLC) Um die Fehlerausbreitung innerhalb von Skalierungsfaktordaten zu reduzieren

AAC Niedrige Verzögerung

Die Audio -Codierungsstandards MPEG-4 niedrige Verzögerung (AAC-ld), Verbesserte geringe Verzögerung (AAC-end) und Verbesserte niedrige Verzögerung V2 (AAC-DELDV2) Wie in ISO/IEC 14496-3: 2009 und ISO/IEC 14496-3: 2009/AMD 3 definiert, sollen die Vorteile der Wahrnehmungs-Audio-Codierung mit der geringen Verzögerung kombinieren, die für die Zwei-Wege-Kommunikation erforderlich ist. Sie sind eng aus dem AAC-Format (MPEG-2 Advanced Audio Coding) abgeleitet.[46][47][48] AAC-Olt wird von empfohlen GSMA Als Superweite-Band-Voice-Codec im IMS-Profil für High Definition-Videokonferenz (HDVC) -Dienst.[49]

Lizenzierung und Patente

Es sind keine Lizenzen oder Zahlungen erforderlich, damit ein Benutzer Inhalte im AAC -Format streamen oder verteilen kann.[50] Allein dieser Grund hat AAC möglicherweise zu einem attraktiveren Format gemacht, um Inhalte zu verteilen als der Vorgänger -MP3, insbesondere für das Streaming von Inhalten (wie das Internet -Radio), abhängig vom Anwendungsfall.

Eine Patentlizenz ist jedoch[wenn?] für alle Hersteller oder Entwickler von AAC erforderlich Codecs.[51] Deshalb, Kostenlose und Open -Source -Software Implementierungen wie Ffmpeg und FAAC kann verteilt werden in Quelle Nur Form, um eine Patentverletzung zu vermeiden. (Siehe unten unter Produkten, die AAC, Software unterstützen.)

Zu den AAC -Patentinhabern gehört Bell Labs, Dolby, Fraunhofer, LG -Elektronik, NEC, Ntt Docomo, Panasonic, Sony Corporation,[1] ETRI, JVC Kenwood, Philips, Microsoft, und Ntt.[15]

Erweiterungen und Verbesserungen

Einige Erweiterungen wurden zum ersten AAC-Standard hinzugefügt (definiert in MPEG-2 Teil 7 im Jahr 1997):

  • Wahrnehmungsgeräuschsubstitution (PNS), hinzugefügt MPEG-4 1999. Es ermöglicht die Codierung von Rauschen als Pseudorandom Daten.
  • Langzeitprädiktor (LTP), hinzugefügt in MPEG-4 im Jahr 1999. Es handelt sich um einen Vorwärtsprädiktor mit niedrigerer rechnerischer Komplexität.[28]
  • Fehlerresilienz (ER), hinzugefügt in MPEG-4 Audio Version 2 im Jahr 2000, verwendet für den Transport über fehleranfällige Kanäle[52]
  • AAC-ld (Niedrige Verzögerung), definiert im Jahr 2000, verwendet für Echtzeit-Konversationsanwendungen
  • Hocheffizienz AAC (He-aac), a.k.a. aacplus v1 oder aAC+, die Kombination von SBR (Spektralbandreplikation) und AAC LC. Wird für niedrige Bitrate verwendet. Definiert im Jahr 2003.
  • He-aac v2, aacplus v2, eaac+ oder verstärktes AACPLUS, die Kombination von Parametrische Stereo (PS) und he-aac; Wird für noch niedrigere Bitrate verwendet. Definiert in den Jahren 2004 und 2006.
  • MPEG-4 skalierbar zu verlustlos (SLS)Noch nicht veröffentlicht,[53] Kann einen AAC-Stream ergänzen, um eine verlustfreie Dekodierungsoption bereitzustellen, z. B. im "HD-AAC" -Produkt von Fraunhofer IIS

Containerformate

In Ergänzung zu MP4, 3GP und andere Behälterformate basierend auf ISO -Basismediendateiformat Für die Dateispeicherung wurden AAC-Audiodaten zuerst in einer Datei für den MPEG-2-Standard unter Verwendung des Audio-Datenaustauschformats (ADIF) verpackt.[54] bestehend aus einem einzelnen Header, gefolgt von den Roh -AAC -Audio -Datenblöcken.[55] Wenn die Daten jedoch innerhalb eines MPEG-2-Transportstroms gestreamt werden sollen, wird ein selbstsynchronisierendes Format, das als Audio-Datentransport-Stream (ADTS) bezeichnet wird Audiodaten.[54] Diese Datei- und Streaming-basierte Form sind in definiert in MPEG-2 Teil 7, werden aber nur von MPEG-4 als informativ angesehen, sodass ein MPEG-4-Decoder eines der eines der eines der beiden Formates unterstützen muss.[54] Diese Container sowie ein roher AAC -Stream können die .aac -Dateierweiterung tragen. MPEG-4 Teil 3 definiert auch ein eigenes selbstsynchronisierendes Format, das als Low Overhead Audio Stream (LOAs) bezeichnet wird, das nicht nur AAC, sondern ein MPEG-4-Audio-Komprimierungsschema wie z. Twinvq und ALS. Dieses Format wurde für die Verwendung in DVB -Transportströmen definiert, wenn Encoder entweder verwendet werden SBR oder Parametrische Stereoanlage AAC -Erweiterungen. Es ist jedoch nur auf einen einzelnen nicht-multiplexierten AAC-Strom beschränkt. Dieses Format wird auch als ein niedriger Overhead -Audiotransport -Multiplex (LATM) bezeichnet, bei dem es sich nur um eine verschachtelte Mehrfachstreamversion eines LOAs handelt.[54]

Produkte, die AAC unterstützen

HDTV -Standards

Japanische ISDB-T

Im Dezember 2003 begann Japan mit dem Übertrag von terrestrischem DTV Isdb-t Standard, der MPEG-2-Video- und MPEG-2-AAC-Audio implementiert. Im April 2006 begann Japan mit dem Ausstrahlung des mobilen ISDB-T-Mobile-Unterprogramms mit dem Namen 1Seg, der die erste Implementierung von Video H.264/AVC mit Audio HE-AAC im terrestrischen HDTV-Rundfunkdienst vor Ort war.

Internationaler ISDB-TB

Im Dezember 2007 begann Brasilien, den terrestrischen DTV -Standard mit dem Namen International zu übertragen ISDB-TB Dies implementiert die Videocodierung von H.264/AVC mit Audio AAC-LC auf dem Hauptprogramm (Single oder Multi) und Video H.264/AVC mit Audio HE-AACV2 im 1SEG Mobile Subprogramm.

DVB

Das ETSIdie Standards für den Körper für die DVB -Suite, unterstützt AAC, HE-AAC und HE-AAC V2-Audiocodierung in DVB-Anwendungen seit mindestens 2004.[56] DVB -Sendungen, die die verwenden H.264 Komprimierung für Video verwendet normalerweise HE-AAC für Audio.

Hardware

iTunes und iPod

Im April 2003, Apfel lenkte AAC auf AAC, indem er ankündigte, dass es seine iTunes und iPod Produkte würden Songs im MPEG-4 AAC-Format (über a) unterstützen Firmware Update für ältere iPods). Kunden konnten Musik in einer geschlossenen Quelle herunterladen Digital Rights Management (DRM)-Rected Form von 128 kbit/s AAC (siehe Faires Spiel) über die iTunes Store Oder erstellen Sie Dateien ohne DRM aus ihren eigenen CDs mit iTunes. In späteren Jahren hat Apple Musikvideos und Filme anbot, die auch AAC für die Audio -Codierung verwenden.

Am 29. Mai 2007 begann Apple, Songs und Musikvideos von teilnehmenden Plattenlabels bei Higher Bitrate (256 kbit/s CVBR) und frei von DRM, einem Format "iTunes Plus", zu verkaufen. Diese Dateien halten sich hauptsächlich an den AAC-Standard und sind bei vielen Nicht-Apple-Produkten spielbar, enthalten jedoch benutzerdefinierte iTunes-Informationen wie z. Albumkunstwerk und eine Kaufbelastung, um den Kunden zu identifizieren, falls die Datei ausgelegt ist Peer-To-Peer Netzwerke. Es ist jedoch möglich, diese benutzerdefinierten Tags zu entfernen, um die Interoperabilität mit Spielern wiederherzustellen, die strikt der AAC -Spezifikation entsprechen. Bis zum 6. Januar 2009 wurde fast alle Musik im iTunes-Geschäft der USA Region DRM-frei, und der Rest wurde bis Ende März 2009 DRM-frei.[57]

iTunes bietet eine Codierungsoption "variabler Bitrate", die AAC -Tracks in der Eingeschränkte variable Bitrate Schema (eine weniger strenge Variante der ABR -Codierung); Die zugrunde liegende QuickTime -API bietet jedoch ein echtes VBR -Codierungsprofil.[58]

Ab September 2009 hat Apple Unterstützung für die Unterstützung für He-aac (Dies ist vollständig Teil des MP4 -Standards) nur für Radioströme, nicht für die Datei -Wiedergabe, und iTunes fehlt immer noch die Unterstützung für die echte VBR -Codierung.

Andere tragbare Spieler

Mobiltelefone

Seit einigen Jahren viele Mobiltelefone von Herstellern wie Nokia, Motorola, Samsung, Sony Ericsson, Benq-Siemens und Philips habe AAC -Wiedergabe unterstützt. Das erste derartige Telefon war das Nokia 5510 Veröffentlicht im Jahr 2002, das auch MP3s spielt. Dieses Telefon war jedoch ein kommerzieller Versagen, und solche Telefone mit integrierten Musikplayern erhielten erst 2005 eine Mainstream -Popularität, als der Trend von AAC sowie MP3 -Support weiterging. Die meisten neuen Smartphones und Telefone zum Thema Musik unterstützen diese Formate.

  • Sony Ericsson Telefone unterstützen verschiedene AAC -Formate im MP4 -Behälter. AAC-LC wird in allen Telefonen unterstützt, beginnend mit K700, Telefone, beginnend mit W550 Unterstützung von HE-AAC. Die neuesten Geräte wie die P990, K610, W890i und später unterstützen Sie HE-AAC v2.
  • Nokia Xpressmusic und andere Nokia-Multimedia-Telefone der neuen Generation wie N- und E-Serie unterstützen auch das AAC-Format in LC-, M4A- und HEV2-Profilen. Diese unterstützen auch das Spielen von LTP-kodiertem AAC-Audio.
  • Brombeere Telefone Blackberry 10 Betriebssystem unterstützen die AAC -Wiedergabe nativ. Wählen Sie die vorherige Generation Blackberry OS Geräte unterstützen auch AAC.
  • Bada OS
  • Apfel's iPhone Unterstützt AAC- und Fairplay -geschützte AAC -Dateien, die früher als Standard -Codierungsformat im iTunes Store verwendet wurden, bis die Entfernung der DRM -Beschränkungen im März 2009.
  • Android 2.3[59] und später unterstützt AAC-LC, HE-AAC und HE-AAC V2 in MP4- oder M4A-Behältern zusammen mit mehreren anderen Audioformaten. Android 3.1 und später unterstützt RAW ADTS -Dateien. Android 4.1 kann AAC codieren.[60]
  • Webos Von HP/Palm unterstützt AAC, AAC+, EAAC+und .M4A-Container in seinem nativen Musikspieler sowie mehrerer Drittspieler. Es unterstützt jedoch nicht das von iTunes heruntergeladene Fairplay -DRM -Dateien von Apple.[61]
  • Windows Phone's Silberlicht Laufzeit unterstützt AAC-LC, HE-AAC und HE-AAC V2-Decoding.

Andere Geräte

  • Apfel's iPad: Unterstützt AAC- und Fairplay -geschützte AAC -Dateien, die als Standard -Codierungsformat im iTunes Store verwendet werden
  • Palm os PDAs: Viele PDAs und Smartphones auf Palm OS können AAC und HE-AAC mit den Software-Taschenmusik mit der Drittanbieter spielen. Version 4.0, veröffentlicht im Dezember 2006, fügte Unterstützung für native AAC- und HE-AAC-Dateien hinzu. Der AAC -Codec für Tcpmp, ein beliebter Videoplayer, wurde nach Version 0.66 aufgrund von Patentproblemen zurückgezogen, kann aber dennoch von anderen Websites als corecodec.org heruntergeladen werden. Der Coreplayer, das kommerzielle Follow-On-On-TCPMP, enthält AAC-Unterstützung. Weitere Palm OS -Programme, die AAC unterstützen, sind Kinoma Player und AeroPlayer.
  • Windows Mobil: Unterstützt AAC entweder vom Eingeborenen Windows Media Player oder von Produkten von Drittanbietern (TCPMP, Coreplayer)
  • Epson: Unterstützt die AAC-Wiedergabe in den Multimedia-/Fotospeicher-Betrachtern P-2000 und P-4000
  • Sony Reader: spielt M4A -Dateien mit AAC ab und zeigt Metadaten an, die von iTunes erstellt wurden. Andere Sony -Produkte, darunter das AAC -Netzwerk der A- und E -Serie Network, unterstützen AAC mit Firmware -Updates (veröffentlicht Mai 2006), während die S -Serie sie außerhalb der Box unterstützt.
  • Sonos Digitaler Medienspieler: Unterstützt die Wiedergabe von AAC -Dateien
  • Barnes & Noble Nook Farbe: Unterstützt die Wiedergabe von AAC -codierten Dateien
  • Roku Soundbridge: Ein Netzwerk -Audio -Player unterstützt die Wiedergabe von AAC -codierten Dateien
  • Squeezebox: Netzwerk -Audio -Player (hergestellt von Schlanke Geräte, a Logitech Unternehmen), das die Wiedergabe von AAC -Dateien unterstützt
  • Playstation 3: Unterstützt die Codierung und Dekodierung von AAC -Dateien
  • Xbox 360: Unterstützt das Streaming von AAC über die Zune -Software und von unterstützten iPods, die über den USB -Anschluss verbunden sind
  • Wii: Unterstützt AAC -Dateien über Version 1.1 der Fotokanal Ab dem 11. Dezember 2007. Alle AAC -Profile und -bitrates werden so lange unterstützt, wie in der .m4a -Dateierweiterung. Dieses Update hat die MP3 -Kompatibilität entfernt, aber Benutzer, die dies installiert haben, können dies möglicherweise frei auf die alte Version herabstufen, wenn sie dies wünschen.[62]
  • Livescribe Impuls und Echo Smartpens: Aufnehmen und speichern Audio im AAC -Format. Die Audiodateien können mit dem integrierten Lautsprecher des Pen, den angehängten Kopfhörern oder auf einem Computer mit der LiveScribe -Desktop -Software wiedergegeben werden. Die AAC -Dateien werden im Ordner "My Dokumente" des Benutzers des Windows -Betriebssystems gespeichert und können ohne spezialisierte Hardware oder Software von LivesScribe verteilt und abgespielt werden.
  • Google Chromecast: Unterstützt die Wiedergabe von LC-AAC und HE-AAC-Audio[63]

Software

Nahezu alle aktuellen Computer-Medien-Player enthalten integrierte Decoder für AAC oder können a nutzen Bibliothek um es zu dekodieren. An Microsoft Windows, Direkt zeigen kann auf diese Weise mit den entsprechenden Filtern verwendet werden, um eine AAC -Wiedergabe in jedem zu ermöglichen Direkt zeigen basierter Spieler. Mac OS X Unterstützt AAC über die Schnelle Zeit Bibliotheken.

Adobe Flash PlayerDa Version 9 Update 3, kann auch AAC -Streams wieder abspielen.[64][65] Da Flash Player auch ein Browser -Plugin ist, kann es auch AAC -Dateien über einen Browser abspielen.

Das Rockbox Open Source Firmware (Für mehrere tragbare Spieler verfügbar) bietet auch in unterschiedlichem Maße Unterstützung für AAC in unterschiedlichem Maße, abhängig vom Modell des Spielers und des AAC -Profils.

Optionaler iPod -Support (Wiedergabe ungeschützter AAC -Dateien) für die Xbox 360 ist als kostenloser Download von erhältlich XBox Live.[66]

Im Folgenden finden Sie eine nicht kompristierende Liste anderer Anwendungen für Softwar Player:

Einige dieser Spieler (z. B. Foobar2000, Winamp und VLC) unterstützen auch die Dekodierung von ADTs (Audio -Datentransportstrom) mit dem Shoutcast Protokoll. Plug-Ins für Winamp und Foobar2000 ermöglichen die Erstellung solcher Ströme.

Nero Digital Audio

Im Mai 2006, Nero AG Veröffentlicht ein AAC -Codierungswerkzeug kostenlos, Nero Digital Audio (Der AAC -Codec -Teil ist geworden Nero AAC Codec),[67] Das ist in der Lage, LC-AAC-, He-AAC- und HE-AAC V2-Ströme zu kodieren. Das Werkzeug ist a Befehlszeilenschnittstelle Nur Werkzeug. Ein separates Dienstprogramm ist auch enthalten, um zu PCM zu decodieren Wave.

Verschiedene Werkzeuge einschließlich der foobar2000 Audiospieler und MediaCoder kann a liefern GUI Für diesen Encoder.

FAAC und FAAD2

FAAC und FAAD2 stehen für Freeware Advanced Audio Codierer bzw. Decoder 2. FAAC unterstützt Audioobjekttypen LC, Main und LTP.[68] FAAD2 unterstützt Audioobjekttypen LC, Main, LTP, SBR und PS.[69] Obwohl faad2 ist gratis Software, FAAC ist keine kostenlose Software.

Fraunhofer FDK AAC

A Fraunhofer-autorisch Open-Source-Encoder/Decoder inklusive in enthalten Android wurde auf andere Plattformen portiert. Es ist der empfohlene AAC -Encoder von FFMPEG.

Ffmpeg und libav

Der native AAC -Encoder erstellt in Ffmpeg's libavcodec, und gabt mit Libav, wurde als experimentell und arm angesehen. Für die 3.0 -Veröffentlichung von FFMPEG (Februar 2016) wurde eine erhebliche Menge an Arbeiten durchgeführt, um seine Version mit den übrigen AAC -Encodern nutzbar und wettbewerbsfähig zu machen.[70] Libav hat diese Arbeit nicht verschmolzen und verwendet weiterhin die ältere Version des AAC -Encoders. Diese Encoder sind LGPL-Lizenziert Open-Source und kann für jede Plattform erstellt werden, auf der die FFMPEG- oder Libav-Frameworks erstellt werden können.

Sowohl FFMPEG als auch Libav können die verwenden Fraunhofer FDK AAC Bibliothek über LIBFDK-AAC, und während der FFMPEG-native Encoder stabil und gut genug für die gemeinsame Verwendung ist, gilt FDK immer noch als der für die Verwendung mit FFMPEG zur Verfügung stehende Qualitätscodierer.[71] Libav empfiehlt außerdem, FDK AAC zu verwenden, wenn es verfügbar ist.[72]

Siehe auch

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Externe Links