Обзор аудиоформатов OGG и AAC

Ogg Vorbis — свободный формат сжатия звука с потерями, официально появившийся летом 2002 года. Психоакустическая модель, используемая в Ogg Vorbis, по принципам действия близка к МР3 и подобным, однако математическая обработка и практическая реализация этой модели существенно отличаются, что позволило авторам объявить свой формат совершенно независимым от всех предшественников.
На 2006 год распространён существенно меньше, чем MP3. По всевозможным оценкам является вторым по популярности форматом компрессии звука с потерями. Широко используется в компьютерных играх и в файлообменных сетях для передачи музыкальных произведений.
Ogg Vorbis применяет более качественную психоакустическую модель, чем его конкуренты, дающую лучшую чёткость воспроизведения при равной плотности потока.
Формат не ограничивает пользователя только двумя аудиоканалами (стерео — левый и правый). Он поддерживает до 255 отдельных каналов с частотой дискретизации до 192 кГц и разрядностью до 32 бит (чего не позволяет ни один другой формат сжатия с потерями), поэтому Ogg Vorbis великолепно подходит для кодирования 6-канального звука DVD-Audio.
К тому же, формат Ogg Vorbis — «sample accurate». Это гарантирует, что звуковые данные перед кодированием и после декодирования не будут иметь смещений, дополнительных или потерянных сэмплов. Это легко оценить, когда вы кодируете non-stop музыку (когда один трек постепенно переходит в другой) — в итоге сохранится целостность звука.
Формат изначально разрабатывался с возможностью потокового вещания. Это даёт формату достаточно полезный побочный эффект — в одном файле можно хранить несколько композиций с собственными тегами. При загрузке такого файла в плеер должны отобразиться все композиции, будто их загрузили из нескольких различных файлов.
Формат имеет гибкую систему тегов. Заголовок тегов легко расширяется и позволяет включать тексты любой длины и сложности (например, текст песни), перемежающиеся изображениями (например, фотография обложки альбома). Текстовые теги хранятся в UTF-8, что позволяет писать на нескольких языках одновременно и исключает возможные проблемы с кодировками.
Ogg Vorbis по умолчанию использует переменный битрейт, при этом значения последнего не ограничены какими-то жёсткими значениями, и он может варьироваться даже на 1 kbps. При этом стоит заметить, что форматом жёстко не ограничен максимальный битрейт, и при максимальных настройках кодирования он может варьировать от 400 kbps до 700 kbps. Такой же гибкостью обладает частота дискретизации — пользователям предоставляется любой выбор в пределах от 2 кГц до 192 кГц.
Ogg Vorbis был разработан сообществом «Xiphophorus» для того, чтобы заменить все платные запатентованные аудио форматы. Несмотря на то что это самый молодой формат из всех конкурентов МР3, Ogg Vorbis имеет полную поддержку на всех известных платформах (Windows, Linux, MacOS, PocketPC, Palm, Symbian, DOS, FreeBSD, BeOS и др.), а также большое количество аппаратных реализаций. Популярность на сегодняшний день значительно превосходит все альтернативные решения.
Стоит заметить, что Ogg Vorbis является всего лишь небольшой частью мультимедиа проекта Ogg Squish, в который также входят свободные кодировщики: Speex — для сжатия голоса; FLAC — для сжатия звука без потерь; Theora — для сжатия видео.
Для хранения звука используется формат Ogg media (OGM).
Преимущества Ogg Vorbis
Отсутствие патентных ограничений.
До 255 каналов.
Частота дискретизации до 192 кГц.
Разрядность до 32 бит.
«Sample accurate» — звуковые данные не будут иметь смещений, дополнительных или потерянных сэмплов относительно друг друга.
Эффективные алгоритмы переменного битрейта.
Гибкий Joint stereo.
Мощная и гибкая психоакустическая модель.
Теги хранятся в Юникоде, а не национальной кодировке.

AAC (англ. Advanced Audio Coding) — формат аудио-файла с меньшей потерей качества при кодировании, чем MP3 при одинаковых размерах.
На 2005 год распространён существенно меньше, чем MP3 и другие альтернативные решения.
AAC (Advanced Audio Coding) изначально создавался как преемник MP3 с улучшенным качеством кодирования. Формат AAC, официально известный как ISO/IEC 13818-7, вышел в свет в 1997 как новая, седьмая, часть семьи MPEG-2. Существует также формат AAC, известный как MPEG-4 Часть 3.
Как работает AAC
AAC — это широкополосный алгоритм кодирования аудио, который использует два основных принципа кодирования для сильного уменьшения количества данных требуемых для передачи высококачественного цифрового аудио.
Удаляются невоспринимаемые составляющие сигнала.
Удаляется избыточность в кодированном аудио сигнале.
Затем сигнал обрабатывается по методу MDCT согласно его сложности.
Добавляются коды коррекции внутренних ошибок.
Сигнал сохраняется или передаётся.
Аудио стандарт MPEG-4 не требует единственного или малого набора высокоэффективных схем компрессии, а скорее сложный набор для выполнения широкого круга операций от кодирования низкокачественной речи до высококачественного аудио и синтезирования музыки.
Семейство алгоритмов аудио кодирования MPEG-4 охватывает диапазон от кодирования низкокачественной речи (до 2 кБит/с) до высококачественного аудио (от 64 кБит/с на канал и выше).
AAC имеет частоту сэмплов от 8 Гц до 96 кГц и количество каналов от 1 до 48.
В отличие от гибридного набора фильтров MP3 , AAC использует Модифицированное Дискретное Косинусное Преобразование (MDCT) вместе с увеличенным размером «окна» в 2,048 пункта. AAC более подходит для кодирования аудио с потоком сложных импульсов и прямоугольных сигналов чем MP3 или Musicam.
AAC может динамически переключаться между длинами блоков MDCT от 2,048 пунктов до 256.
Если происходит единственная или кратковременная смена, используется малое «окно» в 256 пунктов для лучшего разрешения.
По умолчанию используется большое 2,048-пунктовое «окно» для улучшения эффективности кодирования.
Превосходства AAC над MP3
Частоты с 8 Гц до 96 кГц (MP3: 8 Гц — 48 кГц)
До 48 звуковых каналов
Большая эффективность кодирования при постоянном звуковом потоке
Большая эффективность кодирования при изменяющемся звуковом потоке
Более гибкий Joint stereo
Всё это означает, что слушатель получает улучшенное и более стабильное качество звука, чем при MP3 с таким же или меньшим битрейтом.
Профили
Low Complexity (MPEG-2/MPEG-4 AAC-LC)
Main Profile
High Efficiency AAC (MPEG-4 HE-AAC)
Scalable Sample Rate (SSR)
Long Term Prediction (LTP) — более сложный и ресурсоёмкий (сл-но качественней) чем все остальные
Расширения файлов
.m4a — незащищённый файл AAC
.m4b — файл AAC, поддерживающий закладки. Используется для аудиокниг и подкастов.
.m4p — защищённый файл AAC. Используется для защиты файла от копирования при загрузке легальной музыки в онлайн-магазинах, подобных iTunes Store