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音频编码分析:AAC、MP3、Opus

ppinecone 2024-02-28 原文

目录

AAC

一、定义

ACC(Advanced Audio Coding,高级音频编码)是杜比实验室为音乐社区提供的技术,是有损声音压缩编码的格式;版税方式为一次性收费。

出现于1997年,基于MPEG-2的音频编码技术。

为适应演播电视的要求,ACC被定义成为一个可以获得更高质量的多声道音频标准。这一标准不兼容MPEG-1,因此被称为MPEG-2 AAC。

换句话说,从表面上看,要制作和播放AAC,都需要使用与MP3完全不同的工具。

二、特点

1.优点

一言以蔽之,和MP3比起来,AAC 音质比较好,也能够节省大约30%的储存空间与带宽

(1)音质:AAC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AC-3、MP3等,并且其质量可以同未压缩的CD音质相媲美;不同于MP3及WMA,AAC几乎不损失声音频率中的甚高、甚低频率成分,并且比WMA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,AAC比WMA声音更清晰,而且更接近原音。

(2)压缩比:同其他类似的音频编码算法一样,AAC也是采用了变换编码算法,但AAC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;AAC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。

(3)兼容性:AAC支持更多种采样率和比特率、支持1个到48个音轨、支持多达15个低频音轨、具有多种语言的兼容能力、还有多达15个内嵌数据流;AAC支持更宽的声音频率范围,最高可达到96kHz,最低可达8KHz,远宽于MP3的16KHz-48kHz的范围。

(4)解码效率:AAC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。

2.缺点

缺点:AAC属于有损压缩的格式,与时下流行的 APE 、 FLAC 等无损格式相比音质存在本质上的差距。 加之,传输速度更快的 USB3.0 和16G以上大容量MP3正在加速普及,也使得AAC头上“小巧”的光环不复存在。

三、应用

AAC主要可能的应用范围集中在因特网网络传播、数字音频广播,包括卫星直播和数字AM、以及数字电视及影院系统等方面。

MP3

一、定义

MPEG-1 or MPEG-2 Audio Layer III是一种音频压缩技术,其全称是动态影像专家压缩标准音频层面3(Moving Picture Experts Group Audio Layer III),简称为MP3,是目前最流行的音频编码格式。

MP3文件是由帧(frame)构成的,帧是MP3文件最小的组成单位。

MPEG音频文件是MPEG1标准中的声音部分,也叫MPEG音频层,它根据压缩质量和编码复杂程度划分为三层,即 Layer-1、Layer2、Layer3,且分别对应MP1、MP2、MP3这三种声音文件,并根据不同的用途,使用不同层次的编码。

根据MPEG规范的说法,MPEG-4中的AAC(Advanced audio coding)将是MP3格式的下一代。

二、特点

1.优点

(1)文件尺寸小,音质好
(2) MP3格式压缩音乐的采样频率多种多样,可以用64Kbps或更低的采样频率节省空间,也可以用320Kbps的标准达到极高的音质。
(3)MP3格式的音频文件与其他音频格式文件相比储存占用容量小

2.缺点

(1)MP3是一种有损压缩。
(2)MP3格式音频编码具有10:1~12:1的高压缩率,同时基本保持低音频部分不失真,但是牺牲了声音文件中12KHz到16KHz高音频这部分的质量。
(3)MP3文件可能在某些播放器上无法播放。因为采用缺省的CBR(固定采样频率)技术可以以固定的频率采样一首歌曲,而VBR(可变采样频率)则可以在音乐“忙“的时候加大采样的频率获取更高的音质。这样产生的MP3文件可能在某些播放器上无法播放。

三、应用

该格式直到现在作为主流音频格式的地位仍难以被撼动。

OPUS

一、定义

Opus编码器 是一个有损声音编码的格式,由互联网工程任务组(IETF)进来开发,适用于网络上的实时声音传输,标准格式为RFC 6716。

Opus 格式是一个开放格式,使用上没有任何专利或限制。

Opus 编码类型:混合编码;
编码速率:6kb/s – 510kb/s,支持CBR,VBR;
理论延时:小于30ms;
采样率:8 - 48kHz;
音质:全频,从AM音质到高保真;
算法复杂度:可调。

二、特点

1.优点

Opus的前身是celt编码器。在当今的有损音频格式争夺上,拥有众多不同编码器的AAC格式打败了同样颇有潜力的Musepack、Vorbis等格式,而在Opus格式诞生后,情况似乎不同了。通过诸多的对比测试,低码率下Opsu完胜曾经优势明显的HE AAC,中码率就已经可以媲敌码率高出30%左右的AAC格式,而高码率下更接近原始音频。

时延很低,创新,功能全覆盖广

2.缺点

难操控,前卫,目前业界应用不多

三、应用

Opus可以处理各种音频应用,包括IP语音、视频会议、游戏内聊天、流音乐、甚至远程现场音乐表演。

参考:
https://blog.csdn.net/king_audio_video/article/details/111396370
https://blog.csdn.net/King_weng/article/details/114839575
https://blog.csdn.net/yangysng07/article/details/41558961
https://blog.csdn.net/houxiaoni01/article/details/78810674

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