MPEG-4 Teil 3
MPEG-4 Teil 3 oder MPEG-4-Audio (formal ISO/IEC 14496-3) ist der dritte Teil der ISO/IEC MPEG-4 Internationaler Standard entwickelt von Experten für bewegte Bildexperten.[1] Es gibt an Audiocodierung Methoden. Die erste Version von ISO/IEC 14496-3 wurde 1999 veröffentlicht.[2]
Der MPEG-4 Teil 3 besteht aus einer Vielzahl von Audio-Codierungstechnologien-von Verlust Sprachcodierung (HVXC, Celp), allgemeine Audiocodierung (AAC, Twinvq, BSAC), Verlustlos Audiokomprimierung (MPEG-4 SLS, Audio verlustfreie Codierung, MPEG-4 DST), a Text zu Sprache Schnittstelle (TTSI), Strukturiertes Audio (Verwendung Saol, Sasl, MIDI) und viele zusätzliche Audio -Synthese- und Codierungstechniken.[3][4][5][6][7][8][9][10][11]
MPEG-4-Audio zielt keine einzige Anwendung wie Echtzeit-Telefonie oder hochwertige Audiokomprimierung an. Es gilt für jede Anwendung, die die Verwendung einer erweiterten Schallkomprimierung, Synthese, Manipulation oder Wiedergabe erfordert. MPEG-4-Audio ist eine neue Art von Audio-Standard, die zahlreiche verschiedene Arten von Audio-Codierung integriert: natürlicher Klang und synthetischer Klang, Lieferung mit geringer Bitrate und hochwertige Lieferung, Sprache und Musik, komplexe Soundtracks und einfache, traditionelle Inhalte und interaktive Inhalte .[7]
Versionen
Auflage | Veröffentlichungsdatum | Letzte Änderung | Standard | Beschreibung |
---|---|---|---|---|
Erste Ausgabe | 1999 | 2001 | ISO/IEC 14496-3: 1999[2] | Auch als "MPEG-4 Audio Version 1" bekannt |
2000 | ISO/IEC 14496-3: 1999/AMD 1: 2000[13] | Auch als "MPEG-4 Audio Version 2" bekannt, eine Änderung der Erstausgabe[7][8] | ||
Zweite Ausgabe | 2001 | 2005 | ISO/IEC 14496-3: 2001[14] | |
Dritte Edition | 2005 | 2008 | ISO/IEC 14496-3: 2005[15] | |
Vierte Edition | 2009 | 2015 und in der Entwicklung[12] | ISO/IEC 14496-3: 2009[1][16] | |
Fünfte Ausgabe | 2019 | ISO/IEC 14496-3: 2019[17] | Aktuelle Version |
Unterabschnitt
MPEG-4 Teil 3 enthält folgende Unterabschnitte:[16]
- Unterabschnitt 1: Hauptliste (Liste der Audioobjekttypen, Profile, Ebenen, Schnittstelle zu ISO/IEC 14496-1, MPEG-4-Audiotransport-Stream usw.)
- Unterabschnitt 2: Sprachcodierung - HVXC (Harmonische Vektoranregungscodierung)
- Unterabschnitt 3: Sprachcodierung - Celp (Code angeregte lineare Vorhersage)
- Unterabschnitt 4: Allgemeine Audiocodierung (GA) (Zeit/Frequenzcodierung) - AAC, Twinvq, BSAC
- Unterabschnitt 5: Strukturiertes Audio (SA)
- Unterabschnitt 6: Text zu Sprache Schnittstelle (TTSI)
- Unterabschnitt 7: Parametrische Audiocodierung - Hiln (Harmonische und individuelle Linie plus Rauschen)
- Unterabschnitt 8: Technische Beschreibung der parametrischen Codierung für hochwertige Audio (SSC, SSC, Parametrische Stereoanlage)
- Unterabschnitt 9: MPEG-1/MPEG-2 Audio in MPEG-4
- Unterabschnitt 10: Technische Beschreibung der verlustfreien Codierung von überabtastetem Audio (MPEG-4 DST- Direktstream -Übertragung)
- Unterabschnitt 11: Audio verlustfreie Codierung (ALS)
- Unterabschnitt 12: Skalierbare verlustfreie Codierung (SLS)
MPEG-4-Audioobjekttypen
Das MPEG-4-Audio enthält ein System zum Umgang mit einer vielfältigen Gruppe von Audioformaten auf einheitliche Weise. Jedem Format wird ein eindeutiger Audioobjekttyp zugewiesen, um ihn darzustellen.[18][19] Der Objekttyp wird verwendet, um zwischen verschiedenen Codierungsmethoden zu unterscheiden. Es bestimmt direkt die MPEG-4-Tool-Teilmenge, die zum Dekodieren eines bestimmten Objekts erforderlich ist. Die MPEG-4-Profile basieren auf den Objekttypen und jedes Profil unterstützt eine andere Liste von Objekttypen.[19]
Objekttyp -ID | Audioobjekttyp | Erster Veröffentlichungsdatum | Beschreibung |
---|---|---|---|
1 | AAC Main | 1999 | Enthält AAC LC |
2 | AAC LC (Geringe Komplexität) | 1999 | Verwendet im "AAC -Profil". Der MPEG-4-AAC-LC-Audioobjekttyp basiert auf dem MPEG-2 Teil 7 niedriger Komplexitätsprofil (LC) in Kombination mit der Wahrnehmungsrauschensubstitution (PNS) (definiert in MPEG-4 Teil 3-Unterabschnitt 4).[4][22] |
3 | AAC SSR (skalierbare Stichprobenrate) | 1999 | Der MPEG-4-AAC SSR-Audioobjekttyp basiert auf dem skalierbaren Abtastrate-Profil (SSR) MPEG-2 Teil 7 in Kombination mit der Wahrnehmungsrauschensubstitution (PNS) (definiert in MPEG-4 Teil 3 Teil 3 Abschnitt 4).[4][22] |
4 | AAC LTP (Langfristige Vorhersage)) | 1999 | Enthält AAC LC |
5 | SBR (Spektralbandreplikation)) | 2003[23] | verwendet mit AAC LC im "hohen Effizienz AAC -Profil" (He-aac v1) |
6 | AAC skalierbar | 1999 | |
7 | Twinvq | 1999 | Audiocodierung bei sehr niedrigen Bitraten |
8 | Celp (Code angeregte lineare Vorhersage)) | 1999 | Sprachcodierung |
9 | HVXC (Harmonische Vektoranregungscodierung) | 1999 | Sprachcodierung |
10 | (Reserviert) | ||
11 | (Reserviert) | ||
12 | Ttsi (Text zu Sprache Schnittstelle) | 1999 | |
13 | Hauptsynthese | 1999 | enthält 'wellbar' Beispielbasierte Synthese[24] und algorithmische Synthese- und Audio -Effekte |
14 | 'wellbar' Beispielbasierte Synthese | 1999 | bezogen auf Soundfont und Herunterladbare Sounds,[24] Enthält allgemeine Midi |
15 | General Midi | 1999 | |
16 | Algorithmische Synthese und Audioeffekte | 1999 | |
17 | Er aac lc | 2000 | Fehler widerstandsfähig |
18 | (Reserviert) | ||
19 | Er AAC LTP | 2000 | Fehler widerstandsfähig |
20 | Er AAC skalierbar | 2000 | Fehler widerstandsfähig |
21 | Er Twinvq | 2000 | Fehler widerstandsfähig |
22 | ER BSAC (bitgeschnittene arithmetische Kodierung) | 2000 | Es ist auch als "feines Granulat -Audio" oder als feines Kornskalierbarkeitsinstrument bekannt. Es wird in Kombination mit den AAC-Codierungswerkzeugen verwendet und ersetzt die geräuschlose Codierung und die Bitstream-Formatierung von MPEG-4 Version 1 GA-Codierer. Fehler widerstandsfähig |
23 | Ähm AAC LD (Niedrige Verzögerung) | 2000 | Fehler widerstandsfähig, mit Celp, ER Celp, HVXC, ER HVXC und TTSI im "niedrigen Verzögerungsprofil" (üblicherweise für Echtzeit-Konversationsanwendungen verwendet) verwendet) |
24 | Er Celp | 2000 | Fehler widerstandsfähig |
25 | Er hvxc | 2000 | Fehler widerstandsfähig |
26 | Ähm Hiln (Harmonische und einzelne Leitungen plus Rauschen) | 2000 | Fehler widerstandsfähig |
27 | Er parametrisch | 2000 | Fehler widerstandsfähig |
28 | SSC (sinusförmige Codierung) | 2004[25][26] | |
29 | Ps (Parametrische Stereoanlage)) | 2004[27] und 2006[28][29] | verwendet mit AAC LC und SBR im "HE-AAC V2-Profil". Das PS -Codierungs -Tool wurde 2004 und 2006 definiert. |
30 | MPEG Surround | 2007[30] | Auch als MPEG Spatial Audio Coding (SAC) bekannt, handelt es sich um eine Art räumlicher Audiocodierung[31][32] (MPEG Surround wurde auch in ISO/IEC 23003-1 im Jahr 2007 definiert[33])) |
31 | (FLUCHT) | ||
32 | MPEG-1/2 Layer-1 | 2005[34] | |
33 | MPEG-1/2 Layer-2 | 2005[34] | |
34 | MPEG-1/2 Layer-3 | 2005[34] | Auch als "mp3onmp4" bekannt |
35 | Dst (Direktstream -Übertragung)) | 2005[35] | Verlustlose Audiocodierung, verwendet auf Super -Audio -CD |
36 | ALS (Audio verlustfreie Codierung)) | 2006[29] | Verlustlose Audiocodierung |
37 | Sls (Skalierbare verlustfreie Codierung)) | 2006[36] | Zweischichtiger Audio-Codierung mit verlustfreier Schicht und verlustiger allgemeiner Audio-Kern/-schicht (z. B. AAC) |
38 | SLS Nicht-Kern | 2006 | Verlustlose Audiocodierung ohne verlustbringende allgemeine Audio -Kern/-schicht (z. B. AAC) |
39 | ER AAC ELD (Verbesserte geringe Verzögerung) | 2008[37] | Fehler widerstandsfähig |
40 | SMR (Symbolische Musikdarstellung) Einfach | 2008 | Hinweis: Symbolische Musikdarstellung ist auch die MPEG-4 Teil 23 Standard (ISO/IEC 14496-23: 2008)[38][39] |
41 | SMR Main | 2008 | |
42 | USAAC (Einheitliche Sprach- und Audiocodierung)) | 2012 | Einheitliche Sprach- und Audiocodierung ist in definiert MPEG-D Teil 3 (ISO/IEC 23003-3: 2012)[40] |
43 | SAOC (räumliche Audioobjektcodierung) | 2010[41][42] | HINWEIS: Die Codierung des räumlichen Audioobjekts ist auch die MPEG-D Teil 2 Standard (ISO/IEC 23003-2: 2010)[43] |
44 | LD MPEG Surround | 2010[44] | Dieser Objekttyp vermittelt die Surround-Codierungs-Seiteninformationen mit niedriger Verzögerung (die in MPEG-D Teil 2-ISO/IEC 23003-2 definiert wurde[43]) im MPEG-4-Audio-Framework. |
45 | Saoc-de | 2013 | Räumliche Audioobjekt -Codierungsdialogverbesserung |
46 | Audio -Synchronisierung | 2015 | Das Audio -Synchronisation -Tool bietet die Synchronisierung mehrerer Inhalte in mehreren Geräten. |
Audioprofile

Der MPEG-4-Audiostandard definiert mehrere Profile. Diese Profile basieren auf den Objekttypen und jedes Profil unterstützt eine unterschiedliche Liste der Objekttypen. Jedes Profil kann auch mehrere Ebenen aufweisen, die einige Parameter der in einem Profil vorhandenen Tools einschränken. Diese Parameter sind normalerweise die Stichprobenrate und die Anzahl der gleichzeitig dekodierten Audiokanäle.
Audioprofil | Audioobjekttypen | Erster Veröffentlichungsdatum |
---|---|---|
AAC -Profil | AAC LC | 2003 |
Hocheffizienz AAC -Profil | AAC LC, SBR | 2003 |
HE-AAC V2 Profil | AAC LC, SBR, PS | 2006 |
Haupt -Audio -Profil | AAC Main, AAC LC, AAC SSR, AAC LTP, AAC Skalierbar, Twinvq, Celp, HVXC, TTSI, Hauptsynthese | 1999 |
Skalierbares Audioprofil | AAC LC, AAC LTP, AAC Skalierbar, Twinvq, Celp, HVXC, TTSI | 1999 |
Sprach -Audio -Profil | Celp, HVXC, Ttsi | 1999 |
Synthetisches Audioprofil | TTSI, Hauptsynthese | 1999 |
Hochwertiges Audioprofil | AAC LC, AAC LTP, AAC Skalierbar, Celp, ER AAC LC, ER AAC LTP, ER AAC Skalierbar, ER Celp | 2000 |
Audioprofil mit geringer Verzögerung | Celp, HVXC, TTSI, ER AAC LD, ER CELP, ER HVXC | 2000 |
Natural Audioprofil | AAC -Main, AAC LC, AAC SSR, AAC LTP, AAC skalierbar, TWinVQ, Celp, HVXC, TTSI, ER AAC LC, ER AAC LTP, ER AAC Skalierbar , ER Hiln, ER -Parametrie | 2000 |
Mobiles Audio -Internetbearbeitungsprofil | ER AAC LC, ER AAC SKALEBLICH, ER TWINVQ, ER BSAC, ER AAC LD | 2000 |
HD-AAC-Profil | AAC LC, SLS[45] | 2009[46] |
ALS einfaches Profil | ALS | 2010[42][47] |
Audiospeicher und Transport
Standard | Beschreibung | |
---|---|---|
Multiplex | ISO/IEC 14496-1 | MPEG-4-Multiplexschema (M4mux)[48] |
Multiplex | ISO/IEC 14496-3 | Niedriger Overhead -Audiotransport Multiplex (LATM) |
Lagerung | ISO/IEC 14496-3 (informativ) | Audio -Daten Interchange Format (ADIF) - nur für AAC |
Lagerung | ISO/IEC 14496-12 | MPEG-4-Dateiformat (MP4) / ISO -Basismediendateiformat |
Übertragung | ISO/IEC 14496-3 (informativ) | Audio -Datentransportstream (ADTS) - nur für AAC |
Übertragung | ISO/IEC 14496-3 | Niedriger Overhead -Audiostrom (LOAs), basierend auf LATM |
Es gibt keinen Standard für den Transport von Elementarströme Über einen Kanal, da die breite Palette der MPEG-4-Anwendungen Lieferanforderungen aufweist, die zu breit sind, um mit einer einzelnen Lösung leicht zu charakterisieren.
Die Fähigkeiten einer Transportschicht und die Kommunikation zwischen Transport-, Multiplex- und Demultiplex -Funktionen werden in der beschrieben Delivery Multimedia Integration Framework (DMIF) in ISO/IEC 14496-6.[16] Unter dieser Grenzfläche gibt es eine Vielzahl von Liefermechanismen, z. B., MPEG -Transportstrom, Echtzeit-Transportprotokoll (RTP) usw.
Der Transport im Echtzeit-Transportprotokoll ist in RFC 3016 (RTP-Nutzlastformat für MPEG-4-Audio/Visual-Streams), RFC 3640 (RTP-Nutzlastformat für den Transport von MPEG-4-Elementarströmen), RFC 4281 (der Codecs-Parameter für "definiert. Bucket "Medientypen) und RFC 4337 (MIME-Registrierung für MPEG-4).
LATM und LOAs wurden für natürliche Audioanwendungen definiert, für die keine ausgefeilte objektbasierte Codierung oder andere von MPEG-4-Systemen bereitgestellte Funktionen erforderlich sind.
Bifurkation im AAC -technischen Standard
Das Erweiterte Audiocodierung In MPEG-4 Teil 3 (MPEG-4 Audio) -Subpart 4 wurde im Vergleich zum vorherigen Standard verbessert MPEG-2 Teil 7 (erweiterte Audiocodierung), um bessere zu bieten Tonqualität für eine bestimmte Codierungsbitrate.
Es wird angenommen, dass alle Unterschiede in Teil 3 und Teil 7 in naher Zukunft vom ISO Standards -Körper ausgebügelt werden, um die Möglichkeit zukünftiger Bitstream -Inkompatibilitäten zu vermeiden. Gegenwärtig gibt es aufgrund der Neuheit des Standards keine Player- oder Codec -Inkompatibilitäten.
Der MPEG-2 Part 7 Standard (Advanced Audio Coding) wurde erstmals 1997 veröffentlicht und bietet drei Standardprofile:[49][50] Niedriges Komplexitätsprofil (LC), Hauptprofil und skalierbares Abtastgeschwindigkeitsprofil (SSR).
Der MPEG-4 Teil 3-Unterabschnitt 4 (allgemeine Audio-Codierung) kombinierte die Profile von MPEG-2 Teil 7 mit Wahrnehmungsgeräuschsubstitution (PNS) und definierte sie als Audio-Objekttypen (AAC LC, AAC Main, AAC SSR).[4]
He-aac
Hocheffiziente erweiterte Audiocodierung ist eine Erweiterung von AAC LC Verwendung Spektralbandreplikation (SBR) und Parametrische Stereoanlage (PS). Es wurde entwickelt, um die Codierungseffizienz bei niedrigen Bitraten unter Verwendung einer partiellen parametrischen Darstellung von Audio zu erhöhen.
AAC-SSR
AAC Skalierbare Stichprobenrate wurde von Sony in die Standards MPEG-2 Teil 7 und MPEG-4 Teil 3 eingeführt. Es wurde erstmals 1997 in ISO/IEC 13818-7, Teil 7: Advanced Audio Coding (AAC) veröffentlicht.[49][50] Das Audiosignal wird zuerst mit einem 4 -Band in 4 Bänder aufgeteilt Polyphase -Quadraturfilter Bank. Dann werden diese 4 Bänder weiter aufgeteilt, indem MDCTs mit einer Größe k von 32 oder 256 Proben. Dies ähnelt dem normalen AAC -LC, der MDCTs mit einer Größe verwendet k von 128 oder 1024 direkt am Audiosignal.
Der Vorteil dieser Technik besteht darin, dass ein kurzes Blockwechsel für jeden separat durchgeführt werden kann Pqf Band. So können hohe Frequenzen mit einem kurzen Block kodiert werden, um die zeitliche Auflösung zu verbessern. Niedrige Frequenzen können immer noch mit hoher spektraler Auflösung codiert werden. Aufgrund des Aliasing zwischen den 4 PQF-Banden, die die Effizienz rund um (1,2,3) codieren, ist FS/8 schlechter als der normale MPEG-4 AAC LC.
MPEG-4 AAC-SSR ist sehr ähnlich zu Atrac und ATRAC-3.
Warum AAC-SSR eingeführt wurde
Die Idee hinter AAC-SSR war nicht nur der oben aufgeführte Vorteil, sondern auch die Möglichkeit, die Datenrate durch Entfernen von 1, 2 oder 3 der oberen PQF-Banden zu verringern. Ein sehr einfacher Bitstream -Splitter kann diese Bänder entfernen und somit die Bitrate und die Stichprobenrate reduzieren.
Beispiel:
- 4 Subbänder: Bitrate = 128 kbit/s, Stichprobenrate = 48 kHz, f_lowpass = 20 kHz
- 3 Subbänder: Bitrate ~ 120 kbit/s, Stichprobenrate = 48 kHz, f_lowpass = 18 kHz
- 2 Subbänder: Bitrate ~ 100 kbit/s, Stichprobenrate = 24 kHz, f_lowpass = 12 kHz
- 1 Subband: Bitrate ~ 65 kbit/s, Stichprobenrate = 12 kHz, f_lowpass = 6 kHz
Notiz: Obwohl möglich, ist die daraus resultierende Qualität viel schlechter als typisch für diese Bitrate. Daher wird für normale 64 kbit/s AAC LC eine Bandbreite von 14–16 kHz durch Verwendung von Intensitätsstero und reduziertem NMR erreicht. Dies verschlechtert die hörbare Qualität weniger als die Übertragung von 6 -kHz -Bandbreite mit perfekter Qualität.
BSAC
Arithmetikcodierung von Bit in Scheiben geschnitten ist ein MPEG-4-Standard (ISO/IEC 14496-3 Subpart 4) für skalierbare Audiocodierung. BSAC verwendet eine alternative geräuschlose Codierung zu AAC, wobei der Rest der Verarbeitung mit AAC identisch ist. Diese Unterstützung für die Skalierbarkeit ermöglicht eine nahezu transparente Klangqualität bei 64 kbit/s und anmutiger Abbau bei niedrigeren Bitraten. Die BSAC -Codierung wird am besten im Bereich von 40 kbit/s bis 64 kbit/s durchgeführt, obwohl es im Bereich von 16 kbit/s bis 64 kbit/s arbeitet. Der AAC-BSAC-Codec wird in verwendet Digital Multimedia Broadcasting (DMB) Anwendungen.
Lizenzierung
Im Jahr 2002 wählte das MPEG-4-Audio-Lizenzkomitee die Via Licensing Corporation als Lizenzierungsadministrator für den MPEG-4-Audio aus Patentpool.[3][51][52]
Siehe auch
- Twinvq -Einer der in MPEG-4 Audio Version 1 definierten Objekttypen
- MPEG-4 Teil 2
- MPEG-4 Teil 14 Containerformat (MP4)
- Management von Digitalen Rechten
- Erweiterte Audiocodierung (AAC)
- ISO/IEC JTC 1/SC 29
Verweise
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2.2 Wavetable -Synthese mit SASBF: Das SASBF Wavetable-Bank-Format hatte eine etwas komplexe Entwicklungsgeschichte. Die ursprüngliche Spezifikation wurde von E-Mu-Systemen beigetragen und basiert auf ihrem "Soundfont" -Format [15]. Nachdem die Integration dieser Komponente in die MPEG-4-Referenzsoftware abgeschlossen war, wandte sich die MIDI Manufacs Association (MMA) an MPEG und forderte, dass MPEG-4 SASBF mit ihrem "heruntergeladenen Sounds" -Format kompatibel ist [13]. Die E-Mu stimmte zu, dass diese Kompatibilität wünschenswert war, und daher wurde ein neues Format von allen Parteien gemeinsam ausgehandelt und konzipiert.
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Externe Links
- Apple: MPEG-4: AAC
- "AAC" (Videolan Wiki)
- EBU Subjektive Hörversuche auf niedrigem Audio-Codecs
- AAC -Radiosender - Online -Radiosender im AAC -Format
- Tuner2 - Verzeichnis der Radiosender im AAC+ -Format bei verschiedenen Bitraten
- Radiofeeds UK & Irland - Seite mit zahlreichen Landstationen im AAC+ -Format.
- [1] Eine Seite, in der Codecs einschließlich HE-AAC @64 kbit/s durch Hörtests verglichen werden. (Seite ist offline)
- Offizielle MPEG -Website
- RFC3016 -RTP-Nutzlastformat für MPEG-4-Audio-/visuelle Streams
- RFC3640 -RTP-Nutzlastformat für den Transport von MPEG-4-Elementarströmen
- RFC4281 - Der CODECS -Parameter für "Bucket" -Medientypen
- RFC4337 -MIME-Registrierung für MPEG-4