Введение
Аудиокодек High Efficiency Advanced Audio Coding (HE AAC) — это формат аудиокодирования с потерями для сжатия цифрового аудио, определённый как профиль MPEG 4 Audio в стандарте ISO/IEC 14496–3. Он является расширением AAC с низкой сложностью (AAC LC), оптимизированным для приложений с низкой скоростью передачи данных, таких как потоковое аудио. Профиль использования HE AAC v1 применяет репликацию спектральных полос (SBR) для повышения эффективности сжатия модифицированной дискретной косинусной трансформации (MDCT) в частотной области. Профиль использования HE AAC v2 сочетает SBR с параметрическим стерео (PS) для дальнейшего повышения эффективности сжатия стереосигналов. HE AAC используется в цифровых радиостандартах, таких как HD Radio, DAB+ и Digital Radio Mondiale.
High Efficiency Advanced Audio Coding (HE AAC) is an audio coding format for lossy data compression of digital audio defined as an MPEG 4 Audio profile in ISO/IEC 14496–3. It is an extension of Low Complexity AAC (AAC LC) optimized for low bitrate applications such as streaming audio. The usage profile HE AAC v1 uses spectral band replication (SBR) to enhance the modified discrete cosine transform (MDCT) compression efficiency in the frequency domain. The usage profile HE AAC v2 couples SBR with Parametric Stereo (PS) to further enhance the compression efficiency of stereo signals. HE AAC is used in digital radio standards like HD Radio, DAB+ and Digital Radio Mondiale.
Ощущаемое качество
Испытания показывают, что материал, декодированный с использованием HE AAC со скоростью 64 кбит/с, не достигает такого же качества звука, как материал, декодированный с использованием MP3 со скоростью 128 кбит/с при помощи высококачественных кодировщиков. Тест, учитывающий распределение битрейта и среднеквадратичное отклонение (RMSD), показал равные результаты для mp3PRO, HE AAC и Ogg Vorbis. Последующие контролируемые испытания, проведенные 3GPP в процессе разработки спецификации версии 6, показали, что HE AAC и HE AAC v2 обеспечивают "хорошее" качество звука для музыки при низких битовых скоростях (например, 24 кбит/с). В 2011 году в ходе публичного прослушивания, сравнивавшего два лучших кодировщика HE AAC с Opus и Ogg Vorbis, было установлено, что Opus демонстрирует статистически значимое превосходство над всеми остальными конкурентами при скорости 64 кбит/с, а реализация HE AAC от Apple заняла второе место, статистически превосходя Ogg Vorbis и Nero HE AAC, разделившие третье место. Декодеры MPEG 2 и MPEG 4 AAC LC без поддержки SBR будут декодировать часть AAC LC аудио, что приведет к выводу аудиосигнала с половинной частотой дискретизации и, следовательно, к уменьшению полосы пропускания. Обычно это приводит к потере высокочастотной составляющей (высоких частот) аудиосигнала в конечном аудиопродукте.
Кодирование
Orban Opticodec PC Streaming и File Encoders были первыми коммерчески доступными кодерами, поддерживающими AAC LC/HE AAC еще в 2003 году. Они устарели и заменены кодерами StreamS от StreamS/Modulation Index, предлагающими больше возможностей, включая поддержку xHE AAC/Unified Speech и Audio Coding. Они используются крупнейшими поставщиками контента и считаются отраслевым стандартом для прямой кодировки. Sony поддерживает кодирование HE AAC начиная с версии SonicStage 4. iTunes 9 поддерживает кодирование и воспроизведение HE AAC. Nero выпустила бесплатный командно-строчный кодер HE AAC, Nero AAC Codec, а также поддерживает HE AAC в составе программного пакета Nero. Пакет Squeeze Compression Suite от Sorenson Media включает кодер HE AACv1 и доступен для macOS и Windows. Консорциум 3GPP опубликовал исходный код эталонного кодера HE AACv2, который, судя по всему, обеспечивает конкурентное качество. Winamp Pro также поддерживает извлечение музыки в HE AAC. С помощью плагина для транскодирования медиатеки Winamp любой файл можно транскодировать в HE AAC. XLD, программа для кодирования аудио для macOS, позволяет кодировать файлы из поддерживаемых форматов в HE AAC. Nokia PC Suite может кодировать аудиофайлы в формат eAAC+ перед отправкой на мобильный телефон. Кодеры HE AAC v1 и v2 предоставляются библиотекой Fraunhofer FDK AAC в Android 4.1 и более поздних версиях.
iTunes 9 supports HE AAC encoding and playback. Nero has released a free of charge command line HE AAC encoder, Nero AAC Codec, and also supports HE AAC inside the Nero software suite. Sorenson Media's Squeeze Compression Suite includes an HE AACv1 encoder and is available for macOS as well as Windows. The 3GPP consortium released source code of a reference HE AACv2 encoder that appears to offer competitive quality. Winamp Pro also supports ripping music to HE AAC. Using a transcoding plugin for Winamp's media library, any file can be transcoded to HE AAC. XLD, a macOS audio encoding program, offers encoding from any of its supported formats to HE AAC. Nokia PC Suite may encode audiofiles to eAAC+ format before transmitting them to mobile phone. HE AAC v1 and v2 encoders are provided by the Fraunhofer FDK AAC library in Android 4.1 and later versions.
Торговые марки и маркировка
HE AAC продается под торговой маркой aacPlus компанией Coding Technologies и под торговой маркой Nero Digital компанией Nero AG. Sony Ericsson, Nokia и Samsung используют обозначение AAC+ для поддержки HE AAC v1 и eAAC+ для поддержки HE AAC v2 в своих телефонах. Motorola использует AAC+ для обозначения HE AAC v1 и "AAC+ Enhanced" для обозначения HE AAC v2.
Лицензирование и патенты
Компании, владеющие патентами на HE AAC, создали патентный пул, администрируемый Via Licensing Corporation, чтобы предоставить единую точку получения лицензий для производителей продукции. Патентные лицензии необходимы компаниям, производящим конечные продукты, содержащие кодировщики и/или декодеры HE AAC. В отличие от формата MP3 до 23 апреля 2017 года, правообладателям не требуется выплачивать лицензионные отчисления за распространение контента в формате HE AAC.
Стандарты
Профиль HE AAC был впервые стандартизирован в ISO/IEC 14496-3:2001/Amd 1:2003. Инструмент параметрического стереокодирования, используемый HE AAC v2, был стандартизирован в 2004 году и опубликован как ISO/IEC 14496-3:2001/Amd 2:2004. Версия 2 HE AAC была стандартизирована под названием Enhanced aacPlus компанией 3GPP для мультимедийных услуг 3G UMTS в сентябре 2004 года (3GPP TS 26.401). Аудиокодирование HE AAC и HE AAC v2 для приложений DVB стандартизовано TS 101 154. AacPlus v2 от Coding Technologies также стандартизован ETSI как TS 102 005 для спутниковых услуг для портативных устройств (DVB SH) в диапазоне частот ниже 3 ГГц. В декабре 2007 года Бразилия начала вещание наземного стандарта цифрового телевидения International ISDB-Tb, который использует видеокодирование H.264 с аудио AAC LC в основной программе (одиночной или мультипрограммной) и видео H.264 с аудио HE AACv2 в мобильной подпрограмме 1Seg.