音频编码分析：AACMP3Opus

Posted 2023-04-05 ppinecone

目录

• AAC
• • 一、定义
  • 二、特点
  • • 1.优点
    • 2.缺点
  • 三、应用
• MP3
• • 一、定义
  • 二、特点
  • • 1.优点
    • 2.缺点
  • 三、应用
• OPUS
• • 一、定义
  • 二、特点
  • • 1.优点
    • 2.缺点
  • 三、应用

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

实时音频编解码之十二Opus编码-SILK编码-基频估计

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4.1.9 silk_encode_frame_FLP

在调用该API函数之前，其原始数据会存放在&psEnc->state_Fxx[ 0 ].sCmn.inputBuf指向的地址中，4.1.6小节中silk_memcpy函数拷贝short类型输入，该函数调用若干核心函数完成声道参数和激励信号的编码压缩，调用层次结构清晰，后文若干小节依次分析核心函数。

//encode_frame_FLP.c
 84 opus_int silk_encode_frame_FLP( silk_encoder_state_FLP    *psEnc,        // I/O 编码器状态
 85               opus_int32   *pnBytesOut,   // O   编码后负载字节数;           
 86               ec_enc