一、AAC概述
AAC（Advanced Audio Coding），高级音频编码，是基于MPEG-2的音频编码技术，于1997年推出，主要用于取代MP3格式。2000年，随着MPEG-4标准的推出，AAC重新集成了新的技术（如SBR、PS等）特性，称之为MEPG-4 AAC。AAC共有9种规格，具体如下所示：
| 编号 | 规格 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | MPEG-2 AAC LC | 低复杂度规格 |
| 2 | MPEG-2 AAC Main | 主规格 |
| 3 | MPEG-2 AAC SSR | 可变采样率规格 |
| 4 | MPEG-4 AAC LC | 低复杂度规格 |
| 5 | MPEG-4 AAC Main | 主规格 |
| 6 | MPEG-4 AAC SSR | 可变采样率规格 |
| 7 | MPEG-4 AAC LTP | 长期预测规格 |
| 8 | MPEG-4 AAC LD | 低延迟规格 |
| 9 | MPEG-4 AAC HE | 高效率规格 |
AAC是一种高压缩比的音频压缩算法，本文主要从数据处理的角度对AAC音频码流进行分析。
二、AAC码流结构
AAC音频格式有两种：具体如下：
ADIF（Audio Data Interchange Format），音频数据交换格式：只有一个统一的头，必须得到所有数据后解码，适用于本地文件。
ADTS(Audio Data Transport Stream)，音视数据传输流：每一帧都有头信息，可在任意帧解码，适用于传输流。
ADIF格式如下所示：
| ADIF Header | raw_data_stream |
|---|
ADIF Header格式定义如下所示：
ADIF Header.png
ADTS码流是由连续的多个ADTS Frame组成的，ADTS Frame是由ADTS Header和AAC ES组成的，具体如下所示：
| ...... | ADTS Header | AAC ES | ADTS Header | AAC ES | ...... |
|---|
ADTS Header,一般为7字节或9字节（有CRC校验），包含采样率、声道数、帧长度等信息，主要由adts_fixed_header、adts_variable_header、crc三部分组成。
adts_fixed_header：固定头，内容是不变的，每一帧的内容都相同，具体格式如下所示：
adts_fixed_header.png
syncword（12bit）：同步字值为0xFFF，所有位为1。
ID（1bit）：0表示MPEG-4,1表示MPEG-2。
layer（2bit）：所有位值为0。
protection_absent（1bit）：0表示有CRC，1表示没有CRC。
profile（2bit）：配置级别，MPEG-2中定义profile取值如下图所示：
profile.png
sampling_frequency_index（4bit）：采样频率，具体取值如下图所示：
sampling_frequency_index.png
private_bit（1bit）：see ISO/IEC 11172-3, subclause 2.4.2.3 (Table 8)。
channel_configuration（3bit）：表示声道数。
original/copy（1bit）：编码默认值为0，解码忽略此值。
home（1bit）：编码默认值为0，解码忽略此值。
adts_variable_header：可变头，内容是变化的，每一帧的内容存在变化，具体格式如下所示：
adts_variable_header.png
copyright_identification_bit（1bit）:编码默认值为0，解码忽略此值。
copyright_identification_start（1bit）：编码默认值为0，解码忽略此值。
frame_length（13bit）：帧长度，即整个ADTS Frame的长度。
adts_buffer_fullness（11bit）：默认值为0x7FF，表示可变码流。
number_of_raw_data_blocks_in_frame（2bit）：其值加1表示ADTS Frame中原始数据块的个数。
三、AAC数据示例
利用UItraEdit工具打开一个AAC文件进行数据分析，如下图所示：
AAC.png
红色标注部分为ADTS Header，根据前文所述，第一个Header详细数据分析如下：
syncword（12bit）：值为0xFFF。
ID（1bit）：值为1，表示MPEG-2。
layer（2bit）：值为0。
protection_absent（1bit）：值为1，表示没有CRC。
profile（2bit）：值为1，表示LC。
sampling_frequency_index（4bit）：值为4，表示44100Hz。
private_bit（1bit）：值为0。
channel_configuration（3bit）：值为2，表示双通道。
original/copy（1bit）：值为0。
home（1bit）：值为0。
copyright_identification_bit（1bit）：值为0。
copyright_identification_start（1bit）：值为0。
frame_length（13bit）：值为106，表示整个ADTS Frame的长度。
adts_buffer_fullness（11bit）：值为0x7FF，表示可变码流。
number_of_raw_data_blocks_in_frame（2bit）：值为0，表示ADTS Frame中原始数据块的个数为1。
网友评论