Какие бывают Bluetooth кодеки передачи музыки
Чет отличается от других кодеков?
Поскольку у Sony есть собственный кодек, Apple должна быть как можно лучше, поэтому они создали Advanced Audio Codec (AAC). Помимо SBC, это единственный вариант для пользователей телефонов и планшетов с укушенным яблоком, которые — по крайней мере на данный момент — не поддерживают кодеки aptX или LDAC (в противном случае это относится к ноутбукам MacBook). Таким образом, это единственный способ повысить качество звука, передаваемого через Bluetooth, для тех, кто использует iPhone в качестве источника звука.
Еще одно преимущество в том, что в случае AAC, используя наушники, совместимые с кодеком, и воспроизводя музыку из файлов AAC (стандарт для удаленной программы iTunes) или потоковую передачу через Apple Music, мы должны получать несжатый звук.
В том, что все? Есть еще много кодеков Bluetooth, но SBC, AAC, LDAC и, конечно же, aptX — это те, которые стоит знать из-за их частого присутствия на картах технических характеристик беспроводных наушников. Тем, кто хочет добиться наилучшего качества звука через наушники Bluetooth, определенно должна быть интересна совместимость кодеков между их устройствами. Также стоит разумно инвестировать деньги в оборудование, адаптированное к файлам, которые мы будем воспроизводить через него.
Учитывая стремительное развитие беспроводных технологий, можно однозначно сказать, что рынок еще не насыщен кодеками. Поэтому ждем пополнения статьи новыми предложениями, которые сделают прослушивание музыки без кабеля более приятным!
LDAC лучше?
LDAC от Sony играет в игру, совершенно отличную от двух вышеуказанных кодеков. Ранее LDAC был эксклюзивом только для телефонов Sony Xperia, однако теперь он доступен на ряде телефонов Android. Это можно объяснить тем, что Android Oreo поддерживает различные кодеки Bluetooth, в том числе aptX и aptX HD.
Одним из ключевых моментов LDAC является использование переменной скорости передачи данных для передачи данных. Он использует три различных типа режимов подключения — Подключение, Обычный и Приоритет.
В то время как базовый режим подключения работает со скоростью 330 кбит / с, в обычном режиме скорость увеличивается до 660 кбит / с. Интересно, что приоритетный режим отправляет данные с колоссальными 990 кбит / с, что является значительным улучшением по сравнению с SDC и aptX.
Более того, LDAC способен отправлять аудиоданные в высоком разрешении с минимальными потерями в качестве. Это можно объяснить комбинацией техники сжатия звука с потерями и без потерь.
Тот же улов относится и к LDAC. И телефон, и динамик должны поддерживать LDAC. Кроме того, если динамик не имеет LDAC или устройство не поддерживает такую высокую скорость передачи данных, передача будет зависать между стабильным значением.
LDAC и DSEE HX
У Sony есть ещё одна интересная технология, которую стоит упомянуть. Аудиопродукция Sony теперь поставляется с встроенной технологией апскейлинга DSEE HX, и она даже включена в некоторые беспроводные наушники и колонки компании.
DSEE HX от Sony — это технология обработки сигналов, которая пытается восстановить файлы, сжатые с потерями, такие как MP3 или поток данных через Bluetooth. Для этого используется некоторая хитрость программного обеспечения, основанная на сборе данных из реальных аудиосэмплов. Но, очевидно, что невозможно полностью и точно воспроизвести потерянные данные. Тем не менее, хотя LDAC это lossy-кодек, он всё же сохраняет некоторые высокочастотные данные, хотя и с меньшей детализацией. Использование этих данных, которые недоступны в файлах с более высокой степенью сжатия, должно расширить возможности Sony DSEE HX. Так что это следует учитывать при выборе любых продуктов с LDAC.
Инженеры Sony утверждают, что не могут обнаружить разницу между аудиофайлами Hi-Res и повышающей дискретизацией LDAC + DSEE HX. Но, очевидно, мы должны это проверить сами.
Чем aptX отличается от SDAC
Bluetooth-кодек Qualcomm aptX по-прежнему сжимается, однако все происходит иначе
Основное внимание уделяется ключевым периметрам, где SBC отстает — более высокая пропускная способность
aptX (с более низкой задержкой) имеет скорость передачи данных 352 кбит / с, в то время как aptX HD передает звук со скоростью до 576 кбит / с. По сравнению с кодеком SBC по умолчанию эта полоса пропускания намного шире. Более высокая скорость передачи данных позволяет перемещать больше данных, что повышает качество звука. По этой причине aptX утверждает, что имеет звук почти CD качества. Кроме того, задержка звука значительно меньше.
Он отстает менее чем на 40 мс, а это значит, что вы отлично синхронизировали бы аудио и видео, когда хотите смотреть телевизионные шоу и фильмы.
Основное различие между aptX и SBC в том, как первый сжимает аудиоданные. aptX использует адаптивную дифференциальную импульсную кодовую модуляцию или ADPCM. По сути, ADPCM предсказывает следующий сигнал на основе предыдущего сигнала и передает разницу в обоих сигналах.
Короче говоря, ADPCM передает меньше бит на семпл, что означает меньшие файлы, что означает превосходное качество музыки.
Кодек aptX имеет небольшой улов. Чтобы получить максимальную отдачу от этого, телефон и наушники должны поддерживать aptX. Если нет, то он прибегнет к стандартному кодеку SBC.
Что такое кодек. Почему он решает почти всё в беспроводном звуке
Типичный сжатый музыкальный MP3 или AAC-файл, распространяемый через стриминговые сервисы, весит около 7-12 мегабайт. Но файл повышенного, так называемого «CD-качества» в Apple Music весит в 3, а иногда и в 7 раз больше, то есть от 25 до 80 мегабайт. Передать такой объём данных через Bluetooth в реальном времени просто невозможно из-за ограничений Bluetooth.
Под ограничениями Bluetooth подразумевается пропускная способность стандарта. Для самого актуального поколения, 5.0, она составляет до 2 мегабайт в секунду – и это в абсолютно идеальных, практически недостижимых условиях. В реальности скорость передачи ограничивается максимум 600-1000 килобайтами в секунду.
Увы, наушники редко могут получить полный доступ ко всей пропускной способности Bluetooth-модуля. Ему надо и другие задачи выполнять. Поэтому для передачи данных используются алгоритмы потокового сжатия и декодирования музыки – так называемые кодеки. Они определённым образом сжимают данные на выходе с устройства, а затем расшифровывают их на чипе самих наушников.
Распространённые Bluetooth-кодеки придуманы таким образом, чтобы обеспечить максимально возможное качество стриминга в условиях ограниченной пропускной способности. Алгоритмы сжатия и распаковки, а затем последующего улучшения звука у каждого из них разные, но результат в целом плюс-минус одинаковый. Например, Apple давно предпочитает кодек AAC, а в мире смартфонов Android популярностью пользуется Qualcomm aptX.
Переломить эту ситуацию получилось у первого Bluetooth-кодека высокого разрешения — LDAC.
Кодек LDAC от Sony передаёт до 3 раз больше данных благодаря специфическому алгоритму сжатия и другим оптимизациям — до 990 кбит в секунду. Он позволяет наушникам воспроизвести практически без потерь музыку CD-качества, то есть тот самый Lossless по терминологии Apple Music. И только на нём есть смысл пытаться слушать настоящие несжатые треки, Hi-Res Lossless.
Sony уже несколько лет лицензирует LDAC, позволяя использовать кодек другим производителям других наушников. Однако на конец 2021 года считанные единицы сторонних моделей «ушей»поддерживают технологию. Причина банальна: для эффективной работы на максимальной пропускной способности требуются Bluetooth-радиомодули высокого качества, работающие бесперебойно как в наушниках, так и в смартфонах. То есть нужно, чтобы и источник звука, и наушники были подготовлены к LDAC безупречно.
Поэтому до 2021 года считалось, что LDAC банально невозможно добавить в полностью беспроводные модели наушников, так называемые TWS. Ведь, в отличие от накладных и полноразмерных моделей, TWS необходимо обмениваться с источником и между собой гораздо большим объёмом данных по Bluetooth, чтобы функционировать нормально. Немало производителей до сих пор не добились бесперебойной работы TWS даже с обычными кодеками. Куда уж там до LDAC с его запросами!
Но Sony в итоге смогла.
Sony WF-1000XM4 — первые массовые полностью беспроводные наушники с поддержкой LDAC. Эту модель многие уже назвали лучшими наушниками 2021 года. Могу подтвердить, что за дело. И если к наушникам вопросов нет, то к источникам звука вопросов очень много.
LDAC лучше?
LDAC от Sony играет в игру, совершенно отличную от двух вышеуказанных кодеков. Ранее LDAC был эксклюзивом только для телефонов Sony Xperia, однако теперь он доступен на ряде телефонов Android. Это можно объяснить тем, что Android Oreo поддерживает различные кодеки Bluetooth, в том числе aptX и aptX HD.
Одним из ключевых моментов LDAC является использование переменной скорости передачи данных для передачи данных. Он использует три различных типа режимов подключения — Подключение, Обычный и Приоритет.
В то время как базовый режим подключения работает со скоростью 330 кбит / с, в обычном режиме скорость увеличивается до 660 кбит / с. Интересно, что приоритетный режим отправляет данные с колоссальными 990 кбит / с, что является значительным улучшением по сравнению с SDC и aptX.
Более того, LDAC способен отправлять аудиоданные в высоком разрешении с минимальными потерями в качестве. Это можно объяснить комбинацией техники сжатия звука с потерями и без потерь.
Тот же улов относится и к LDAC. И телефон, и динамик должны поддерживать LDAC. Кроме того, если динамик не имеет LDAC или устройство не поддерживает такую высокую скорость передачи данных, передача будет зависать между стабильным значением.
Кодек AAC
AAC — это аудиокодек, использующийся по умолчанию в устройствах от Apple на iOS и MacOS. В отличие от SBC, его метод сжатия сложнее, за счет чего он является более требовательным. В основе его работы психоакустическая модель. Простыми словами, кодек стремится убрать все части звука, которые человек не сможет услышать. Впервые эта технология была применена в кодеке MP3, а затем перешла к его преемнику AAC.
Основные технические особенности:
- Битрейт от 256 до 320 кбит/с;
- Психоакустическая модель сжатия;
- Частота дискретизации от 8 до 96 кГц.
Благодаря алгоритму действия, AAC может выдавать хороший звук даже при невысоком битрейте. Кодек работает при значениях от 256 до 320 кбит/с, поддерживает частоты дискретизации от 8 до 96 кГц.
Для получения качественного звучания на AAC нужен хороший декодер. В этом заключается основной недостаток кодека. Из-за сложного алгоритма от декодера значительно зависит выдаваемый звук. В Apple используется свой, позволяющий получать хорошее качество. Для смартфонов с Android его придется подбирать самостоятельно. Самым популярным декодером для AAC в Android является Fraunhofer FDK AAC.
Стоит ли покупать беспроводные наушники
Семейство кодеков aptX, aptX HD и aptX LL
Кодеки aptX разработаны компанией Qualcomm, которая разрабатывает и мобильные процессоры семейства Snapdragon, являющиеся флагманскими чипами для Android смартфонов и Xiaomi в частности. Отсюда следует, что эффективнее всего кодеки aptX работают в паре с чипами Snapdragon.
Кодек aptX обеспечивает высокое качество передачи звука, настолько высокое, что половина испытуемых в слепом тесте не смогли отличить музыку переданную через aptX от музыки CD-качества, т.е. с сигналом, которые не подвергался промежуточной обработке для передачи через Bluetooth.
С технической точки зрения aptX заметно влияет на финальное качество по сравнению с CD, но на практике далеко не каждый человек это замечает, а значит, кодек aptX можно считать достаточным для удовлетворения запросов большинства слушателей.
Кодек aptX HD обеспечивает более высокое качество кодирования, и отличить результат от обычного CD в слепом тесте могут уже не более 15-20% слушателей. Конечно, aptX HD поддерживается оболочкой MIUI 11.
Есть ещё одна разработка, носящая маркетинговое название aptX LL (Low Latency). Её суть в том, чтобы максимально возможно уменьшить время необходимое на кодирование, передачу и обратное преобразование цифрового сигнала в аналоговый внутри наушников. Этот кодек обеспечивает достаточно малую задержку, по замерам от 35 до 50 мс, которую человек почти не замечает. Это было необходимо для того, чтобы вы могли смотреть фильмы или играть в компьютерные игры.
Дело в том, что чем сложнее кодек, тем дольше требуется наушникам времени для преобразования полученного сигнала. И если в наушники встроены слабые чипы кодирования, складывается ситуация, когда вы смотрите фильм, персонаж на экране открывает рот и что-то говорит, а звук опаздывает до 200 мс, и не синхронизирован с изображением. Получается неприятный эффект рассинхронизации изображения и звука. При прослушивании музыки этот эффект не работает, ведь нет изображения и потому задержка не ощущается.
Всё бы ничего, но этот эффект не только неприятен, но может вызвать чувство тошноты и головокружения, т.к. для мозга воспринимается, как сигнал отравления едой. Это сложный внутренний процесс самоконтроля организма, но если кратко – первый признак отравления для мозга считается невозможность синхронизировать то, что видит глаз и то, что слышит ухо. Это происходит из-за влияния токсинов на нервную ткань и нарушение передачи импульсов. В результате чего срабатывает механизм защиты – необходимо срочно избавиться от протухшей съеденной еды, это происходит с помощью рвоты.
Поэтому, если вы будете долго смотреть сериал или ролики на YouTube в беспроводных наушниках, которые не обеспечивают малое время задержки, высока вероятность возникновения чувства тошноты и лёгкой слабости.
Чтобы такого не происходило, если вы часто смотрите видео или играете в игры, заранее убедитесь, что покупаемые наушники совместимы с кодеком aptX LL. MIUI 11 поддерживает aptX LL, за телефон не волнуйтесь.
Чем aptX отличается от LDAC, SBC, A2DP, AAC
Аудиокодеки Bluetooth играют важную роль в определении качества звука, задержки и времени автономной работы наушников.
Было проведено несколько сравнений аудиокодеков Bluetooth, в частности, A2DP и aptX, LDAC и aptX, LDAC и AAC, aptX и AAC
Вот несколько аудиокодеков Bluetooth, на которые стоит обратить внимание
Что такое LDAC
Пользовательский аудиокодек Sony называется LDAC. Переменная скорость передачи данных является главным преимуществом, с самыми значительными в отрасли показателями скорости передачи данных. Он работает на скорости до 990 кбит/с (для звукового потока это много).
Однако, LDAC обычно отключен, поэтому, если ваше устройство поддерживает его, вам придётся погрузиться в параметры разработчика, чтобы включить его. Как только он будет запущен, LDAC позволит вам передавать в три раза больше данных за тот же промежуток времени, что и обычный SBC.
LDAC, когда-то эксклюзивный для Sony, стал доступен на Android с версии 8.0 Oreo и теперь является частью Android Open-Source Project (AOSP).
Что такое SBS
Поддиапазонное кодирование (SBC) – это предустановленный базовый аудиокодек Bluetooth. Он минимальный уровень качества для звука передаваемого через Bluetooth.
Поддержка SBC – это не совсем коммерческая функция для смартфонов или наушников, но она необходима для большинства из них. Это необходимо для всех устройств с поддержкой A2DP. Максимальная скорость передачи составляет около 320 кбит/с.
Что такое A2DP
A2DP – расширенный профиль распространения звука. Это означает, что это ничего не означает, кроме того что в настоящее время транслирует аудио.
A2DP используется для потоковой передачи музыки через Bluetooth, потому что это одна из самых ранних частей унифицированной спецификации Bluetooth.
Любое приобретенное вами аудиооборудование Bluetooth – наушники, динамики, телефоны и ноутбуки – будет как минимум поддерживать A2DP, независимо от того, может ли оно работать с aptX.
Стандарт A2DP является стереофоническим и поддерживает большинство распространенных кодеков сжатия звука. Предлагаемый кодек кодирования поддиапазона (SBC) на частоте 48 килогерц обеспечивает скорость до 345 килобит в секунду. Это, примерно, треть качества обычного CD-аудио или столько же, сколько высококачественная запись в формате MP3. На самом деле, качество звука намного хуже, около 256 кбит/с, из-за экстремального сжатия.
Стандарт а также поддерживает другие популярные способы кодирования и сжатия аудио, например, MP3. Источник звука не нужно перекодировать в SBC, если он уже сжат в формате MP3, AAC или ATRAC. В таком случае максимальная пропускная способность A2DP может достигать 728 кбит/с, чего достаточно для высококачественного звука.
Однако, немногие производители оборудования используют эту функцию, и большинство продуктов только с A2DP перекодируют звук в SBC перед декодированием на стороне приёмника. Это усложняет весь процесс и ухудшает качество звука.
Что такое AAC
Если вы приобретёте Apple iPhone, вы получите расширенное кодирование звука (AAC). Это также стандарт сжатия YouTube по умолчанию.
AAC воспроизводит звук, сравнимый с качеством MP3, а не с компакт-диском, хотя скорость передачи ограничена 250 кбит/с. AAC потребляет много энергии, что может сокращает время автономной работы смартфонов и наушников Bluetooth.
Дискуссия о том, лучше ли AAC или aptX HD, была омрачена спорами между Android и iPhone. Не только из-за качества звука, но и из-за надёжности большинство людей предпочитают aptX HD.
LDAC или aptX? Сравнение двух кодеков
Чтобы максимально повысить качество звука с битрейтом 990 кбит/с технология LDAC использует интеллектуальную комбинацию сжатия без потерь (lossless) и с потерями (lossy). Для этого изменяется битовая глубина на разных частотах, что позволяет значительно увеличить количество отправляемых данных по сравнению с алгоритмами компрессионного сжатия, какие используются в MP3.
Те, кто знаком со слуховой сенсорной системой человека, знают, что чувствительность слуха начинает быстро снижаться после 16 кГц. Это значит большую часть данных, переданных в файле с частотой 96 кГц (48 кГц слышимых данных по теореме Котельникова), невероятно трудно, а то и невозможно услышать.
Это высокие частоты, которые LDAC от Sony не отрезает, но уменьшает их битовую глубину на этапе дискретизации. Другими словами, на этих частотах присутствует больше шума
Впрочем, это не проблема, если принять во внимание ограничения человеческого слуха — на этих очень высоких частотах нам даже близко не нужно так много деталей
Обычные файлы PCM имеют заданный битрейт на всех частотах. Но их можно сжать, уменьшив битовую глубину на более высоких частотах, с минимальными потерями в качестве звука.
Как Sony это делает?
Опять же, более высокие частоты используют меньшую глубину бит и, следовательно, страдают от большего количества шума. Поэтому технически это сжатие с потерями. Тем не менее, это оправданная экономия данных, так как это не влияет на качество прослушивания почти столько же, сколько отбраковка данных с использованием психоакустических методов.
Однако существуют некоторые заметные различия между LDAC и aptX. В то время как aptX имеет всего четыре поддиапазона, максимум LDAC составляет 16. Это позволяет добавить дополнительные шаги и, следовательно, сгладить шумовой переход между каждой полосой. Но неясно, использует ли LDAC дифференциальную передачу для сохранения размера данных, как это делает aptX от Qualcomm.
Небольшой подсчет говорит о том, что без дополнительного сжатия вы могли бы вместить в среднем чуть более 5 бит на частоте 96 кГц в поток данных 990 кбит/с. Ясно, что это далеко от отправки полного файла Hi-Res, но помните, что LDAC резервирует большую часть бит для слышимого частотного диапазона.
Изучение библиотеки AOSP libldac также привело к интересным сведениям: чтобы уменьшить размер файлов, кодек Sony в том или ином виде использует алгоритм Хаффмана в сочетании с повторным квантованием. То есть дополнительное сжатие без потерь используется для дальнейшего урезания файла как это происходит в формате FLAC и даже отчасти в MP3. Вероятно, это также помогает Sony уменьшить размер передачи.
Одним из преимуществ этого типа кодирования является то, что файлы меньших размеров могут быть переданы с ещё меньшим сжатием. Sony также заявляет, что LDAC динамически оптимизирует свои поддиапазоны на основе исходного материала. По-видимому, кодек может заранее определить тип файла и качество, чтобы оптимизировать размер его пакета и глубину бит. Например, звуковая дорожка CD качества 44 кГц, может быть разделена на одно и то же количество полос, но должна быть отправлена с большей глубиной бит в меньшем частотном диапазоне. Библиотека LDAC на самом деле указывает, что файлы с частотой 44,1 кГц и 88,2 кГц отправляются с максимальной скоростью 909 кбит/с, а треки 48 и 96 кГц используют полные 990 кбит/с.
Основываясь на вышеприведенном графике, можно сказать, что 16-битный 44,1 кГц файл будет проходить через кодек без изменений, поскольку доступная глубина бит больше 16. Это также подкрепляется заявлениями в маркетинговых материалах Sony. В них говорится, что результат сжатия обеспечивает «то же качество что и на CD».
Ещё одним различием между технологией Sony и Qualcomm является пропускная способность.
Таким образом, когда битовая глубина у Sony уменьшается, объем сжатия и шума увеличивается. А вот aptX всегда работает с одним и тем же постоянным битрейтом. В то время как решение Sony более гибкое, оно добавляет некоторую нагрузку на этап кодирования и декодирования.
Что это и как они работают?
Звуковые кодеки SBC и AAC используются для передачи аудио сигнала по Bluetooth и Wi-Fi соответственно. SBC (Subband Coding) является стандартным кодеком для большинства устройств с поддержкой Bluetooth, в то время как AAC (Advanced Audio Coding) чаще всего используется для потоковой передачи музыки по Wi-Fi.
Оба кодека работают путем сжатия аудио сигнала, чтобы он занимал меньше места при передаче. SBC использует методы сжатия без потерь, что означает, что исходное качество звука не теряется при передаче. Но при низкой скорости передачи может произойти небольшое искажение звука, особенно на высоких частотах.
AAC, с другой стороны, использует методы сжатия со сжатием потерь, что означает, что некоторые детали звука будут утрачены в процессе передачи. Однако, при передаче со скоростью выше 256 kbps, качество звука является близким к исходному.
Некоторые факторы, которые могут повлиять на выбор между SBC и AAC это тип контента, который вы будете передавать, и тип устройства, на котором вы будете воспроизводить аудио. Для обеспечения наилучшего качества звука и оптимальной передачи, следует выбирать кодеки в зависимости от спецификаций конкретных устройств.
Что вы должны знать об аудиокодеках?
Ниже я приведу основные технические параметры, о которых вы должны знать и иметь базовое понимание того, на что они влияют. Это необходимо, чтобы понять, чем различаются кодеки между собой.
- Частота выборки (Sample rate), измеряется в Гц: этот параметр показывает, как часто производится запись данных для воспроизведения одной секунды звука. Чем выше это значение, тем выше качество звучания. Обычная запись на компакт-диске кодируется с частотой выборки 44100 Гц. Это значение считается достаточным для того, чтобы дальнейшее увеличение этого параметра не влияло критически на качество восприятия музыкального материала. Чем больше этот параметр, тем больше памяти будет занимать аудиозапись.
- Битность записи (Bit-depth), измеряется в количестве бит: для обычной аудиозаписи на компакт-диске используется 16 бит, этого значения достаточно, чтобы записать музыку с динамическим диапазоном до 96 дБ. Существуют и более прогрессивные методы записи, которые используются 24 бита, и даже 32 бита. Но в общем случае, если вы не используете Hi-End акустические системы записи с глубиной 16 бит вполне достаточно для того, чтобы дальнейшее увеличение битности не влияло на качество воспроизведения.
- Битрейт (Bit-rate), измеряется в кб/сек: битрейт показывает какое количество данных обрабатывает устройство, чтобы воспроизвести одну секунду звука. Чем это значение выше, тем больше данных о звуке записано для одной секунды, тем выше качество воспроизведения. Для компакт-диска это значение равно 1411 кб/сек, т.е. для воспроизведения одной секунды используется почти 1,5 мб данных. Максимальный битрейт для MP3 файлов ограничен 320 кб/сек.
Скорость передачи данных при использовании Bluetooth значительно падает с расстоянием. Обычно максимальная скорость обеспечивается на расстоянии до 3-х метров от наушников до источника звука, и чем дальше вы отходите, тем больше падает скорость, вплоть до полной потери соединения. По этой причине частота передачи данных по Bluetooth не имеет постоянной скорости, она всегда вариативна и зависит от многих внешних факторов: есть ли препятствие между наушниками и источником звука, имеется ли мощный источник радиоизлучения рядом с беспроводными наушниками, работает ли рядом Wi-Fi и так далее. Чем больше радиосигналов вокруг вас и чем они мощнее, тем медленнее скорость работы Bluetooth и тем чаще будут происходить потери данных при передаче, которые выражаются в помехах при воспроизведении музыки.
Для того, чтобы снизить требования к скорости в беспроводных сетях и снизить необходимое количество требуемой памяти на устройстве для хранения музыки, активно используются алгоритмы сжатия, которые основываются на психоакустике. Психоакустика изучает то, как человек воспринимает звук. Благодаря этим знаниям алгоритмы могут удалять из музыкального потока данные, значительно снижая требования к пропускной способности без потери в качестве звучания. Эти алгоритмы используются как при кодировании музыки, например, в MP3 формат, так и при передаче данных с помощью Bluetooth.
Существует 3 типа форматов хранения и передачи данных: не подвергнутые компрессированию, Lossy (компрессия с потерей качества) и Lossless (компрессия без потери качества). Ниже приведена таблица с основным различием между разными типами кодеков. Конкретно эти кодеки относятся не к передаче музыки по Bluetooth, а к кодированию музыки для её хранения
Это также важно, чтобы вы могли понять какой тип кодеков Bluetooth нужен для прослушивания музыки, которая находится в вашей коллекции. Например, если вся ваша коллекция в MP3 формате, вам совершенно не нужен кодек LDAC, и наоборот, если музыка храниться без потери качества, кодек LDAC или aptX HD будут крайне желательны
| Формат | Достоинства | Недостатки | Форматы файлов |
|---|---|---|---|
| Без компрессии |
|
|
|
| Компрессия без потери качества (Lossless) |
|
|
|
| Компрессия с потерей качества (Lossy) |
|
|
Где скачать музыку
LDAC или aptX? Сравнение двух кодеков
Чтобы максимально повысить качество звука с битрейтом 990 кбит/с технология LDAC использует интеллектуальную комбинацию сжатия без потерь (lossless) и с потерями (lossy). Для этого изменяется битовая глубина на разных частотах, что позволяет значительно увеличить количество отправляемых данных по сравнению с алгоритмами компрессионного сжатия, какие используются в MP3.
Те, кто знаком со слуховой сенсорной системой человека, знают, что чувствительность слуха начинает быстро снижаться после 16 кГц. Это значит большую часть данных, переданных в файле с частотой 96 кГц (48 кГц слышимых данных по теореме Котельникова), невероятно трудно, а то и невозможно услышать.
Это высокие частоты, которые LDAC от Sony не отрезает, но уменьшает их битовую глубину на этапе дискретизации. Другими словами, на этих частотах присутствует больше шума
Впрочем, это не проблема, если принять во внимание ограничения человеческого слуха — на этих очень высоких частотах нам даже близко не нужно так много деталей
Обычные файлы PCM имеют заданный битрейт на всех частотах. Но их можно сжать, уменьшив битовую глубину на более высоких частотах, с минимальными потерями в качестве звука.
Как Sony это делает?
Опять же, более высокие частоты используют меньшую глубину бит и, следовательно, страдают от большего количества шума. Поэтому технически это сжатие с потерями. Тем не менее, это оправданная экономия данных, так как это не влияет на качество прослушивания почти столько же, сколько отбраковка данных с использованием психоакустических методов.
Однако существуют некоторые заметные различия между LDAC и aptX. В то время как aptX имеет всего четыре поддиапазона, максимум LDAC составляет 16. Это позволяет добавить дополнительные шаги и, следовательно, сгладить шумовой переход между каждой полосой. Но неясно, использует ли LDAC дифференциальную передачу для сохранения размера данных, как это делает aptX от Qualcomm.
Небольшой подсчет говорит о том, что без дополнительного сжатия вы могли бы вместить в среднем чуть более 5 бит на частоте 96 кГц в поток данных 990 кбит/с. Ясно, что это далеко от отправки полного файла Hi-Res, но помните, что LDAC резервирует большую часть бит для слышимого частотного диапазона.
Изучение библиотеки AOSP libldac также привело к интересным сведениям: чтобы уменьшить размер файлов, кодек Sony в том или ином виде использует алгоритм Хаффмана в сочетании с повторным квантованием. То есть дополнительное сжатие без потерь используется для дальнейшего урезания файла как это происходит в формате FLAC и даже отчасти в MP3. Вероятно, это также помогает Sony уменьшить размер передачи.
Одним из преимуществ этого типа кодирования является то, что файлы меньших размеров могут быть переданы с ещё меньшим сжатием. Sony также заявляет, что LDAC динамически оптимизирует свои поддиапазоны на основе исходного материала. По-видимому, кодек может заранее определить тип файла и качество, чтобы оптимизировать размер его пакета и глубину бит. Например, звуковая дорожка CD качества 44 кГц, может быть разделена на одно и то же количество полос, но должна быть отправлена с большей глубиной бит в меньшем частотном диапазоне. Библиотека LDAC на самом деле указывает, что файлы с частотой 44,1 кГц и 88,2 кГц отправляются с максимальной скоростью 909 кбит/с, а треки 48 и 96 кГц используют полные 990 кбит/с.
Основываясь на вышеприведенном графике, можно сказать, что 16-битный 44,1 кГц файл будет проходить через кодек без изменений, поскольку доступная глубина бит больше 16. Это также подкрепляется заявлениями в маркетинговых материалах Sony. В них говорится, что результат сжатия обеспечивает «то же качество что и на CD».
Ещё одним различием между технологией Sony и Qualcomm является пропускная способность.
Таким образом, когда битовая глубина у Sony уменьшается, объем сжатия и шума увеличивается. А вот aptX всегда работает с одним и тем же постоянным битрейтом. В то время как решение Sony более гибкое, оно добавляет некоторую нагрузку на этап кодирования и декодирования.
Какой аудиокодек Bluetooth лучший?
В случае со звуком и музыкой качество является очень субъективным понятием. Каждый хочет получить аудио с максимальной четкостью и минимальными задержками, но всегда придется идти на компромиссы. Это обязательно для обеспечения комфортного уровня автономности и стабильности соединения. Здесь важны личные предпочтения. Aptx HD от Qualcomm – это своеобразный промышленный стандарт для HD-аудио на Android. На Apple устройствах AAC ничем не уступает конкуренту.
Обычно нет смысла приобретать наушники с заоблачными аудиокодеками. Они сильно ограничат пользователя. Пропадет возможность подключать сразу несколько Bluetooth девайсов, придется покупать наушники премиум-класса. Чаще всего лучше создавать пары из более распространенных и качественных кодеков, которые поддерживаются значительной частью устройств.
1
1
Кодек SBC
SBC — универсальный аудиокодек, который поддерживается многими операционными системами, благодаря чему пользуется большой популярностью. SBC является кодеком по умолчанию в Android.
Основные технические характеристики SBC:
- Битрейт от 10 до 1500 кбит/с;
- Работа со стандартом A2DP;
- Частота дискретизации от 16 до 48 кГц.
Несмотря на то, что поддерживаемый битрейт высок, он редко используется на практике, так как большинство беспроводных наушников не поддерживают значение более 328 кбит/сек. Скорее всего, производители идут на такое ограничение, чтобы избежать проблем с работой соединения.
Главное преимущество SBC — простой алгоритм работы, благодаря которому, он имеет высокую скорость работы и не требователен к ресурсам устройства. Кодек разбивает звук на несколько частотных полос, то есть делит его на низкие, средние и высокие частоты, а затем округляет их значение. За счет этого происходит сжатие. Минусом такого подхода являются частые проблемы с верхами, так как алгоритм работает снизу вверх, из-за чего они могут обрезаться. Другим недостатком является то, что наушники от Apple не поддерживают SBC.
Кодек имеет два рекомендуемых режима — Middle Quality и High Quality. Частота дискретизации SBC — 16-48 кГц. Кодек также поддерживает настройку количества блоков в семпле, алгоритмической задержки и некоторых других параметров звука.
Итоги
Тема для восприятия довольно сложная, поэтому кратко и понятно подведем итоги:
- Определенную версию Bluetooth и тип кодека должны поддерживать оба устройства – наушники и смартфон, планшет, ноутбук, любое другое устройство, воспроизводимое аудиоряд.
- Отличия между разными кодеками на одном устройстве будут едва заметными.
- Наушники с кодеком AAC целесообразно использовать только для техники Apple, для Android они не представляют интереса, поскольку не смогут проявить весь свой потенциал.
- Наушники с кодеком APTX hd и другими существующими, наоборот, не представляют интереса для техники Apple. Их работа адаптирована для устройств под ОС Android.
- Аудио кодеки наушников не должны быть определяющим фактором выбора. Не рекомендуется сразу отбрасывать вероятность покупки моделей с не самой «свежей» версией Блютуз или исключительно с SBC. Они могут звучать намного качественнее своих современных аналогов.
Сравнительная характеристика технических параметров кодеков наушников:
Источник
Итог
Учитывая всё вышесказанное, становится понятно, что качественная реализация AAC (на iPhone) даёт очень неплохой итоговый результат, слабо отличимый на слух от кодеков «высокого качества», например, aptX. Однако, если кодирование происходит в более низком битрейте, как на протестированных Android-смартфонах, качество страдает очень сильно.
Самое главное – отличия в работе AAC на разных смартфонах. Тот же SBC, например, показывает более стабильные результаты от модели к модели. Соответственно, если ваш телефон работает под управлением Android, AAC не обязательно качественнее, чем SBC, как это часто считается.
Apple AirPods в связке с iPhone по AAC звучат довольно неплохо
На некоторых моделях SBC может показать лучшие результаты, чем AAC. И не только в цифрах, но и на слух. Поэтому, если вы купили наушники с поддержкой AAC, но звук в связке с вашим телефоном вам не нравится, попробуйте переключиться на SBC, возможно именно в вашей модели AAC реализован хуже.
Реализация AAC на iPhone лучше – звучание очень сильно (для сжатия с потерями) приближено к CD-качеству. В среде Android AAC работает хуже, чаще всего на более низком битрейте, отсюда дополнительные искажения и потери сжатия. При этом на разных телефонах итоговый результат может сильно варьироваться.
Источник