MPEG音頻編解碼器：從mp3到xHE-AAC

　　“高效AAC v2配置(HE-AACv2)”在HE-AAC基礎(chǔ)上添加了參數(shù)聲音(Parametric Sound，PS)工具。HE-AACv2 應(yīng)用參數(shù)進(jìn)行立體聲信號(hào)編碼，并進(jìn)一步降低了比特率。參數(shù)聲音編碼器不是發(fā)送兩個(gè)聲道，而是從立體聲信號(hào)中提取參數(shù)，在解碼器側(cè)重建立體聲信號(hào)，然后生成一個(gè) HE-AAC 編碼的單聲道混音。參數(shù)數(shù)據(jù)與頻譜數(shù)據(jù)在 AAC 比特流的輔助數(shù)據(jù)字段中傳輸。解碼器解碼單聲道信號(hào)，參數(shù)解碼器重建立體聲。對(duì)于立體聲來說，采用參數(shù)數(shù)據(jù)傳輸 HE-AAC 編碼的單聲道信號(hào)比傳輸雙聲道 、HE-AAC 編碼信號(hào)的效率更高。對(duì)于立體聲信號(hào)來說，HE-AACv2典型比特率為 24 ~ 32 kb/s。

　　目前，AAC和HE-AAC得到廣泛應(yīng)用。尤其是在互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用中， AAC和HE-AAC是mp3之外主要的音頻編解碼器。

　　HE-AACv2廣泛地應(yīng)用于最先進(jìn)的電視廣播系統(tǒng)。它是DVB工具箱的組成部分，還是最近推出了第二代地面電視指定的編解碼器，應(yīng)用在西班牙、英國(guó)、法國(guó)、愛爾蘭、瑞典、奧地利、意大利、丹麥、芬蘭和挪威等國(guó)家。在巴西和南美洲的大多數(shù)國(guó)家，HE-AAC是地面電視廣播的唯一指定音頻編解碼器。此外，HE-AAC也是智能電視中的一個(gè)指定部件。例如，它是歐洲混合廣播寬帶電視(Hybrid Broadcast Broadband TV，HbbTV)數(shù)據(jù)服務(wù)的指定編解碼器。因此，所有高清電視接收器設(shè)備，如目前歐洲和南美洲銷售的電視機(jī)和機(jī)頂盒，都支持HE-AAC。所有主要廣播編碼器廠商很早之前便將HE-AAC部署到他們的設(shè)備中。當(dāng)然，HE-AACv2支持所有相關(guān)的廣播元數(shù)據(jù)。

　　HE-AAC是主流音頻流媒體編解碼器。所有主要的流媒體平臺(tái)都支持HE-AAC，包括 Flash、Silverlight、Windows Media Player、Winamp 以及 iTunes。Mac OS X 和 Windows等操作系統(tǒng)中都有HE-AAC， iOS、Android、Windows Phone、Symbian及BlackBerry等手機(jī)系統(tǒng)也是如此。

　　目前，蘋果HLS、微軟Smooth Streaming及Adobe Dynamic Streaming等成熟的http適配流媒體系統(tǒng)也基于AAC系列編解碼器。

　　HE-AACv2還是消費(fèi)電子領(lǐng)域內(nèi)流媒體標(biāo)準(zhǔn)的一個(gè)重要部分，在Open IPTV Forum、ATIS、HbbTV和DLNA等電子領(lǐng)域發(fā)揮著不可或缺的作用。因此，幾乎所有的數(shù)字電視、藍(lán)光播放器、機(jī)頂盒和游戲機(jī)都支持該編解碼器。HE-AACv2的廣泛支持使它成為內(nèi)容提供商選擇的最佳編解碼器。因此，Pandora、Aupeo、Hulu以及BBC iPlayer等大多數(shù)網(wǎng)絡(luò)廣播都基于HE-AACv2。

　　MPEG Surround
　　MPEG Surround技術(shù)可以看作是參數(shù)立體聲原理從立體聲到多聲道的擴(kuò)展。不同于參數(shù)立體聲工具，MPEG Surround在比特率和質(zhì)量方面更具擴(kuò)展性。MPEG Surround可與AAC系列編解碼器相結(jié)合，提供更高的編碼效率。MPEG Surround的另一個(gè)優(yōu)勢(shì)是它能夠反向兼容立體聲信號(hào)。比特流始終包含AAC編碼核心立體聲信號(hào)和MPEG Surround這兩個(gè)元素。立體聲解碼器可以提取核心立體聲信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行解碼，而支持MPEG Surround的解碼器可重建整個(gè)多聲道音頻信號(hào)。這樣，就可以通過平價(jià)或傳統(tǒng)的立體聲接收器或多聲道接收器在混合信號(hào)接收器中使用MPEG Surround，而無需同時(shí)播放立體聲和多聲道信號(hào)?！　?/p>

　　低延遲音頻編解碼器： AAC-LD、AAC-ELD和AAC-ELDv2
　　MPEG編解碼器不僅廣泛應(yīng)用于廣播、流媒體和音樂發(fā)行中，還用于通信應(yīng)用。AAC系列通信編解碼器在高品質(zhì)會(huì)議和視頻電話系統(tǒng)中尤其受歡迎，因?yàn)樗鼈儙椭?wù)提供商和運(yùn)營(yíng)商提供全高清的語音服務(wù)。全高清語音是通信系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)的最高音頻質(zhì)量。傳統(tǒng)的窄帶電話僅能傳輸最高 3.5 kHz的音頻帶寬，而全高清語音系統(tǒng)則能傳輸從14 kHz到人耳能聽到的全部音頻頻譜。通過這種方法，全高清語音通話聽起來像與同一房間的人交談那樣清晰。AAC系列的全高清語音編解碼器包括低延遲 AAC (Low Delay AAC，AAC-LD)、增強(qiáng)型低延遲 AAC (Enhanced Low Delay AAC，AAC-ELD)以及增強(qiáng)型低延遲AACv2 (AAC-ELDv2)。

　　AAC-LD是高品質(zhì)視頻會(huì)議的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可提供全帶寬、低延遲的音頻編碼。它具有僅20毫秒的算法延遲，同時(shí)為所有類型的音頻信號(hào)提供良好的壓縮率和高聲質(zhì)。

　　AAC-ELD是AAC-LD的增強(qiáng)型版本，結(jié)合了MPEG-4 AAC-LD和頻譜復(fù)制。 AAC-ELD也是所有要求在24 kbps低數(shù)據(jù)速率下?lián)碛腥纛l帶寬的延遲敏感型應(yīng)用的最佳選擇。

　　AAC-LD和AAC-ELD目前已經(jīng)用于專業(yè)及消費(fèi)級(jí)視頻會(huì)議應(yīng)用，例如，蘋果的FaceTime應(yīng)用就是基于AAC-ELD。

　　AAC-ELDv2是卓越的AAC-ELD音頻編解碼器的最新擴(kuò)展。AAC-ELDv2結(jié)合了AAC-ELD優(yōu)化延遲參數(shù)多聲道編碼的優(yōu)勢(shì)這種方法只允許傳輸一個(gè)單聲道及其他信息，而不是兩個(gè)獨(dú)立的聲道。

　　擴(kuò)展型HE-AAC
　　AAC系列的最新成員是擴(kuò)展型HE-AAC。2012 年年初，MPEG標(biāo)準(zhǔn)化剛剛完成。擴(kuò)展型HE-AAC顯著提高了音樂和語音的音頻質(zhì)量，尤其是在8 kbps等極低的比特率下，并與HE-AAC流兼容。新的編解碼器將兩個(gè)先前分離的通用音頻編碼和語音編碼結(jié)合在一起，具備了現(xiàn)有的語音和音樂編解碼器的優(yōu)勢(shì)。HE-AACv2音頻編解碼器添加了一套新的編碼工具后，擴(kuò)展型HE-AAC的性能大大超過了專用語音和通用音頻編碼方案，彌補(bǔ)了二者的不足，為所有信號(hào)類型提供一致的高品質(zhì)音頻。

　　結(jié)語

　　無論是娛樂還是通信應(yīng)用，MPEG音頻編解碼器用于所有最先進(jìn)的消費(fèi)電子、IT和通信設(shè)備中。從上世紀(jì)90年代末開始出現(xiàn)的mp3起，MPEG音頻編解碼器的發(fā)展從未間斷過。mp3及其后續(xù)產(chǎn)品AAC在消費(fèi)領(lǐng)域廣為人知，對(duì)于HE-AAC或AAC-ELD等在后臺(tái)運(yùn)行的其他MPEG編解碼器，只有專業(yè)人士才有所了解，但大部分人在日常生活中都在使用這些編解碼器，例如，觀看互聯(lián)網(wǎng)視頻或使用Apple FaceTime打電話。