MPEG音頻編解碼器：從mp3到xHE-AAC

　　“高效AAC v2配置(HE-AACv2)”在HE-AAC基礎上添加了參數聲音(Parametric Sound，PS)工具。HE-AACv2 應用參數進(jìn)行立體聲信號編碼，并進(jìn)一步降低了比特率。參數聲音編碼器不是發(fā)送兩個(gè)聲道，而是從立體聲信號中提取參數，在解碼器側重建立體聲信號，然后生成一個(gè) HE-AAC 編碼的單聲道混音。參數數據與頻譜數據在 AAC 比特流的輔助數據字段中傳輸。解碼器解碼單聲道信號，參數解碼器重建立體聲。對于立體聲來(lái)說(shuō)，采用參數數據傳輸 HE-AAC 編碼的單聲道信號比傳輸雙聲道 、HE-AAC 編碼信號的效率更高。對于立體聲信號來(lái)說(shuō)，HE-AACv2典型比特率為 24 ~ 32 kb/s。

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

　　HE-AACv2廣泛地應用于最先進(jìn)的電視廣播系統。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，應用在西班牙、英國、法國、愛(ài)爾蘭、瑞典、奧地利、意大利、丹麥、芬蘭和挪威等國家。在巴西和南美洲的大多數國家，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)數據服務(wù)的指定編解碼器。因此，所有高清電視接收器設備，如目前歐洲和南美洲銷(xiāo)售的電視機和機頂盒，都支持HE-AAC。所有主要廣播編碼器廠(chǎng)商很早之前便將HE-AAC部署到他們的設備中。當然，HE-AACv2支持所有相關(guān)的廣播元數據。

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

　　目前，蘋(píng)果HLS、微軟Smooth Streaming及Adobe Dynamic Streaming等成熟的http適配流媒體系統也基于A(yíng)AC系列編解碼器。

　　HE-AACv2還是消費電子領(lǐng)域內流媒體標準的一個(gè)重要部分，在Open IPTV Forum、ATIS、HbbTV和DLNA等電子領(lǐng)域發(fā)揮著(zhù)不可或缺的作用。因此，幾乎所有的數字電視、藍光播放器、機頂盒和游戲機都支持該編解碼器。HE-AACv2的廣泛支持使它成為內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)可以看作是參數立體聲原理從立體聲到多聲道的擴展。不同于參數立體聲工具，MPEG Surround在比特率和質(zhì)量方面更具擴展性。MPEG Surround可與AAC系列編解碼器相結合，提供更高的編碼效率。MPEG Surround的另一個(gè)優(yōu)勢是它能夠反向兼容立體聲信號。比特流始終包含AAC編碼核心立體聲信號和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，并對其進(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。這樣，就可以通過(guò)平價(jià)或傳統的立體聲接收器或多聲道接收器在混合信號接收器中使用MPEG Surround，而無(wú)需同時(shí)播放立體聲和多聲道信號?！　?/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用于廣播、流媒體和音樂(lè )發(fā)行中，還用于通信應用。AAC系列通信編解碼器在高品質(zhì)會(huì )議和視頻電話(huà)系統中尤其受歡迎，因為它們幫助服務(wù)提供商和運營(yíng)商提供全高清的語(yǔ)音服務(wù)。全高清語(yǔ)音是通信系統能夠實(shí)現的最高音頻質(zhì)量。傳統的窄帶電話(huà)僅能傳輸最高 3.5 kHz的音頻帶寬，而全高清語(yǔ)音系統則能傳輸從14 kHz到人耳能聽(tīng)到的全部音頻頻譜。通過(guò)這種方法，全高清語(yǔ)音通話(huà)聽(tīng)起來(lái)像與同一房間的人交談那樣清晰。AAC系列的全高清語(yǔ)音編解碼器包括低延遲 AAC (Low Delay AAC，AAC-LD)、增強型低延遲 AAC (Enhanced Low Delay AAC，AAC-ELD)以及增強型低延遲AACv2 (AAC-ELDv2)。

　　AAC-LD是高品質(zhì)視頻會(huì )議的行業(yè)標準，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(lèi)型的音頻信號提供良好的壓縮率和高聲質(zhì)。

　　AAC-ELD是AAC-LD的增強型版本，結合了MPEG-4 AAC-LD和頻譜復制。 AAC-ELD也是所有要求在24 kbps低數據速率下?lián)碛腥纛l帶寬的延遲敏感型應用的最佳選擇。

　　AAC-LD和AAC-ELD目前已經(jīng)用于專(zhuān)業(yè)及消費級視頻會(huì )議應用，例如，蘋(píng)果的FaceTime應用就是基于A(yíng)AC-ELD。

　　AAC-ELDv2是卓越的AAC-ELD音頻編解碼器的最新擴展。AAC-ELDv2結合了AAC-ELD優(yōu)化延遲參數多聲道編碼的優(yōu)勢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)獨立的聲道。

　　擴展型HE-AAC
　　AAC系列的最新成員是擴展型HE-AAC。2012 年年初，MPEG標準化剛剛完成。擴展型HE-AAC顯著(zhù)提高了音樂(lè )和語(yǔ)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(yǔ)音編碼結合在一起，具備了現有的語(yǔ)音和音樂(lè )編解碼器的優(yōu)勢。HE-AACv2音頻編解碼器添加了一套新的編碼工具后，擴展型HE-AAC的性能大大超過(guò)了專(zhuān)用語(yǔ)音和通用音頻編碼方案，彌補了二者的不足，為所有信號類(lèi)型提供一致的高品質(zhì)音頻。

　　結語(yǔ)

　　無(wú)論是娛樂(lè )還是通信應用，MPEG音頻編解碼器用于所有最先進(jìn)的消費電子、IT和通信設備中。從上世紀90年代末開(kāi)始出現的mp3起，MPEG音頻編解碼器的發(fā)展從未間斷過(guò)。mp3及其后續產(chǎn)品AAC在消費領(lǐng)域廣為人知，對于HE-AAC或AAC-ELD等在后臺運行的其他MPEG編解碼器，只有專(zhuān)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(guān)看互聯(lián)網(wǎng)視頻或使用Apple FaceTime打電話(huà)。