【秒懂音視頻開發】14_AAC編碼

AAC（Advanced Audio Coding，譯爲：高級音頻編碼），是由Fraunhofer IIS、杜比實驗室、AT&T、Sony、Nokia等公司共同開發的有損音頻編碼和文件格式。

對比MP3

AAC被設計爲MP3格式的後繼產品，一般在相同的比特率下能夠得到比MP3更高的聲音質量，是iPhone、iPod、iPad、iTunes的標準音頻格式。

AAC相較於MP3的改進包含：

• 更多的採樣率選擇：8kHz ~ 96kHz，MP3爲16kHz ~ 48kHz
• 更高的聲道數上限：48個，MP3在MPEG-1模式下爲最多雙聲道，MPEG-2模式下5.1聲道
• 改進的壓縮功能：以較小的文件大小提供更高的質量
• 改進的解碼效率：須要較少的處理能力進行解碼
• ......

規格

AAC是一個龐你們族，爲了適應不一樣場合的須要，它有不少種規格可供選擇。下面列舉其中的9種規格（Profile）：

• MPEG-2 AAC LC：低複雜度規格（Low Complexity）
• MPEG-2 AAC Main：主規格
• MPEG-2 AAC SSR：可變採樣率規格（Scaleable Sample Rate）
• MPEG-4 AAC LC：低複雜度規格（Low Complexity）
  • 如今的手機比較常見的MP4文件中的音頻部分使用了該規格
• MPEG-4 AAC Main：主規格
• MPEG-4 AAC SSR：可變採樣率規格（Scaleable Sample Rate）
• MPEG-4 AAC LTP：長時期預測規格（Long Term Predicition）
• MPEG-4 AAC LD：低延遲規格（Low Delay）
• MPEG-4 AAC HE：高效率規格（High Efficiency）

最先是基於MPEG-2標準，稱爲：MPEG-2 AAC。後來MPEG-4標準在原來基礎上增長了一些新技術，稱爲：MPEG-4 AAC。

LC和HE

雖然上面列舉了9種規格，但咱們目前只須要把注意力放在經常使用的LC和HE上。下圖很好的展現了從LC到HE的發展歷程。

LC

LC適合中等比特率，好比96kbps ~ 192kbps之間。

MPEG-4 AAC LC等價於：

• MPEG-2 AAC LC + PNS

PNS（Perceptual Noise Substitution）譯爲：感知噪聲替代。

• PNS能夠提升AAC的編碼效率

HE

HE有v1和v2兩個版本，適合低比特率：

• v1：適合48kbps ~ 64kbps
• v2：適合低於32kbps，可在低至32kbps的比特率下提供接近CD品質的聲音

v1

MPEG-4 AAC HE v1的別名：

• aacPlus v1
• eAAC
• AAC+
• CT-aacPlus（Coding Technologies）
  • Coding Technologies是瑞典是一家技術公司
  • 在2007年，被杜比實驗室（Dolby Laboratories）以2.5億美圓收購

MPEG-4 AAC HE v1等價於：

• MPEG-4 AAC LC + SBR

SBR（Spectral Band Replication）譯爲：頻段複製。

• 是一種加強的壓縮技術
• 能夠將高頻信號存儲在少許的SBR data中
• 解碼器能夠根據SBR data恢復出高頻信號

v2

MPEG-4 AAC HE v2的別名：

• aacPlus v2
• AAC++
• eAAC+、Enhanced AAC+

MPEG-4 AAC HE v2等價於：

• MPEG-4 AAC HE v1 + PS

PS（Parametric Stereo）譯爲：參數立體聲。

• 是一種有損的音頻壓縮算法，能夠進一步提升壓縮率
• 能夠將左右聲道信號組合成單聲道信號，聲道之間的差別信息存儲到少許的PS data中（大概佔2 ~ 3kbps）
• 解碼器能夠根據PS data中恢復出立體聲信號

編解碼器

若是想對PCM數據進行AAC編碼壓縮，那麼就要用到AAC編碼器（encoder）。
若是想將AAC編碼後的數據解壓出PCM數據，那麼就要用到AAC解碼器（decoder）。

這裏只列舉幾款經常使用的AAC編解碼器：

• Nero AAC

  • 支持LC/HE規格
  • 目前已經中止開發維護

• FFmpeg AAC

  • 支持LC規格
  • FFmpeg官方內置的AAC編解碼器，在libavcodec庫中

• FAAC（Freeware Advanced Audio Coder）

  • 支持LC規格
  • 能夠內置到FFmpeg中，名字叫作libfaac
  • 從2016年開始，FFmpeg已經移除了對FAAC的支持

• Fraunhofer FDK AAC

  • 支持LC/HE規格
  • 目前質量最高的AAC編解碼器
  • 能夠內置到FFmpeg中，名字叫作libfdk_aac

編碼質量排名：Fraunhofer FDK AAC > FFmpeg AAC > FAAC。

FDK AAC

在網上下載的編譯版FFmpeg，一般都是沒有內置libfdk_aac的。能夠經過命令行查看FFmpeg目前內置的AAC編解碼器。

# windows
ffmpeg -codecs | findstr aac

# mac
ffmpeg -codecs | grep aac

我這邊的輸出結果是：

DEAIL. aac                  AAC (Advanced Audio Coding) (decoders: aac aac_fixed )
D.AIL. aac_latm             AAC LATM (Advanced Audio Coding LATM syntax)

很顯然，並無包含libfdk_aac。這裏給出2個解決方案：

• 下載內置了libfdk_aac的FFmpeg
  • 這個版本不必定能找到
  • 由於網上流傳的FFmpeg基本都是不帶libfdk_aac的，除非有某位熱心的網友恰好上傳了這個版本
• 本身手動編譯FFmpeg源碼，將libfdk_aac內置到FFmpeg中
  • 這是推薦的方案
  • 本身手動編譯的話，想內置啥就內置啥
    • 能夠把你想要的東西都塞到FFmpeg中，不想要的就刪掉
    • 也就是根據本身的須要對FFmpeg進行裁剪