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CELT 是一种基于改进的离散余弦变换 (MD…CELT介绍
CELT 是一种开放、免版税的有损音频压缩格式也是一种免费软件编解码器具有特别低的算法延迟适用于低延迟音频通信。这些算法是公开记录的并且可以不受软件专利限制地使用。
CELT 是一种基于改进的离散余弦变换 (MDCT) 和 CELP 概念的变换编解码器带有用于激励的码本但在频域中。与 Vorbis 一样CELT 是一种全频带整个人类听觉范围通用编解码器即不专门用于特殊类型的音频信号因此与其兄弟项目 Speex 不同。
CELT 提供从 32 kbps 到 128 kbps 的一系列比特率最高比特率可提供与 Vorbis 或 AAC 类似的高质量音频。然而CELT 还提供 16 kbps 和 8 kbps 的极低比特率适用于 VoIP 或视频会议等低延迟应用。
许多流行的 VoIP 和视频会议应用程序都使用 CELT包括 Skype、Jitsi 和 WebRTC。WebM 视频格式也使用它。 粉丝福利 免费领取C音视频学习资料包学习路线大纲、技术视频/代码内容包括音视频开发面试题FFmpeg webRTC rtmp hls rtsp ffplay 编解码推拉流srs↓↓↓↓↓↓见下面↓↓文章底部点击免费领取↓↓ CELT发展历程
CELT的发展历史可以追溯到2000年代初期当时Xiph.Org基金会开始开发一种名为Speex的新音频编解码器。 CELT优缺点
CELT 的一些优势
低算法延迟CELT具有非常低的算法延迟这意味着编码和解码音频所花费的时间非常短。这使其适合需要实时音频通信的应用例如 VoIP 和视频会议。
高品质CELT 可以以 64 kbps 或更高的比特率实现高质量音频。这与 Vorbis 或 AAC 的质量相当。
开源CELT是开源的这意味着它可以免费使用和修改。这使其成为想要创建自己的 VoIP 或视频会议应用程序的开发人员的热门选择。
多种比特率CELT 支持多种比特率从 32 kbps 到 128 kbps。这使得它适合各种应用从低延迟 VoIP 到高质量音频流。
抗噪声能力强CELT 对噪声具有鲁棒性这意味着它在嘈杂的环境中仍然可以产生高质量的音频。这使得它成为重视音频质量的应用的不错选择即使在嘈杂的条件下也是如此。
支持立体声音频CELT 可以对立体声音频进行编码和解码。这使得它适合需要双通道音频的应用例如音乐播放或视频会议。
支持可变比特率编码CELT 可以以可变比特率对音频进行编码。这意味着可以调整比特率以匹配可用带宽或所需的质量水平。
支持丢包隐藏CELT可以隐藏丢包。这意味着即使某些音频数据包丢失它仍然可以产生高质量的音频。
CELT 的一些缺点
不像其他编解码器那样得到广泛支持CELT 不像 MP3、Vorbis 或 AAC 等其他编解码器那样得到广泛支持。这意味着可能无法在所有应用程序中使用 CELT。
计算成本可能很高CELT 的编码和解码计算成本可能很高尤其是在高比特率下。这可能并不适合所有设备例如智能手机或低功耗嵌入式系统。
CELT核心要点
每一种音频算法兴起都有其核心要点和关键步骤
加窗音频信号被分成重叠的帧每个帧使用汉明窗加窗。这有助于减少频谱泄漏并提高 MDCT 的频率分辨率。
改进的离散余弦变换 (MDCT)使用 MDCT 将加窗音频帧变换到频域。这将音频信号分为 32 个频段每个频段包含不同的频率范围。
量化频率系数被量化以减少表示它们所需的位数。这是使用许多不同的技术来完成的例如均匀量化、对数量化和自适应量化。
码本编码使用码本对量化后的频率系数进行编码。这是一个预先计算的码字表代表不同的频率系数模式。
打包编码的码本条目被打包并传输到解码器。
解码解码器接收数据包并解码以重建原始音频信号。
这些是 CELT 的核心步骤但编码和解码过程中还涉及许多其他步骤。例如CELT还使用了许多技术来提高解码音频的质量例如噪声整形和后处理其逻辑框图大概如下所示 效果对比
对于音乐文件尤其是在资源有限的设备上进行播放CELT 还是存在一定价值的数据来源于Internal MUSHRA (ITU-R BS.1534) test CELT现状
自 2011 年 2 月 4 日起CELT/ SILK混合编解码器Opus 以前称为 Harmony出现后不久CELT 作为一个单独项目的开发就停止了而是以 Opus 为基础在处理时域中的频谱范围采用线性预测(SILK)频域中的较高部分采用MDCT。
官网上也可以看到最后一次更新是在2011年2月15日。 虽然CELT暂停了但是在OPUS算法中仍然可以看到其身影我们会在后续的OPUS算法中再做一下介绍。
CELT 本身的标准化并未完成IETF有一份草稿有兴趣的可以参考一下
https://datatracker.ietf.org/doc/html/draft-valin-celt-codec-02
总结
出道即巅峰
CELT编解码器的出现彻底改变了人们对音频编解码的看法。它能够提供极低的延迟仅几个毫秒和高质量的声音这对于实时音频流、音乐制作和游戏等应用来说至关重要。此外CELT还具有很强的鲁棒性因此在网络环境恶劣时也能保证良好的表现。这些突破性的特性使CELT迅速在音频编解码领域达到了巅峰。
转型为背后的英雄
然而之后CELT的身影逐渐淡出了公众视线。它并没有消失而是成为了一个新的、更先进的音频编解码器——Opus的一部分。Opus结合了CELT和另一种编解码器SILK的优点以实现更广泛的应用。
在Opus中CELT主要负责处理高比特率、复杂的音频内容如音乐而SILK则处理语音信号。因此尽管CELT可能不再是公众熟知的名字但它仍在背后默默工作为我们提供优质的音频体验。
就像做嫁衣的裁缝一样CELT虽然转型为”隐形”角色但其价值并未减损反而在新的领域和环境中得到了充分的发挥。这是一个典型的例子显示出一个算法或技术即使不再处于主导地位也能通过融入新的系统继续提供其核心价值。 粉丝福利 免费领取C音视频学习资料包学习路线大纲、技术视频/代码内容包括音视频开发面试题FFmpeg webRTC rtmp hls rtsp ffplay 编解码推拉流srs↓↓↓↓↓↓见下面↓↓文章底部点击免费领取↓↓
