Снижает ли Bluetooth Audio качество звука

Хотя технология Bluetooth предлагает простой способ прослушивания беспроводного звука через динамики и наушники, некоторые люди возражают против Bluetooth, потому что с точки зрения точности воспроизведения звука лучше выбрать одну из беспроводных технологий на основе Wi-Fi, например AirPlay, DLNA, Play-Fi или Sonos. Хотя это понимание в целом верно, использование Bluetooth – это больше, чем кажется на первый взгляд.

Немного о технологии Bluetooth

Bluetooth изначально не был создан для аудио развлечений, а для подключения телефонных гарнитур и громкой связи. Он также был разработан с очень узкой полосой пропускания, что вынуждает применять сжатие данных к аудиосигналу. Хотя этот формат может прекрасно подойти для телефонных разговоров, он не идеален для воспроизведения музыки. Кроме того, Bluetooth может применять это сжатие поверх уже существующего сжатия данных, например, из цифровых аудиофайлов или источников, передаваемых через интернет.

Но следует помнить одну важную вещь: система Bluetooth не должна применять это дополнительное сжатие. Вот почему:

Все устройства Bluetooth должны поддерживать кодирование поддиапазонов низкой сложности. Однако, устройства Bluetooth также могут поддерживать дополнительные кодеки, которые можно найти в спецификации профиля расширенного распространения звука Bluetooth. Перечисленные дополнительные кодеки: MPEG 1 & 2 Audio, MPEG 3 & 4, ATRAC и aptX.

ATRAC – это кодек, который использовался в продуктах Sony, особенно в формате цифровой записи MiniDisc.

На самом деле, знакомый всем формат MP3 – это MPEG-1 Layer 3, поэтому MP3 подпадает под спецификацию как дополнительный кодек.

Дополнительные кодеки Bluetooth

Официальный стандарт Bluetooth в разделе 4.2.2 гласит: «Устройство может также поддерживать Дополнительные кодеки, чтобы максимизировать удобство использования. Когда и SRC, и SNK поддерживают один и тот же Дополнительный кодек, этот кодек может использоваться вместо Обязательного кодека».

В этом документе SRC относится к устройству-источнику, а SNK относится к устройству-получателю (или приемнику). Таким образом, источником будет ваш смартфон, планшет или компьютер, а приемником – ваш динамик Bluetooth, наушники или приемник.

По своей конструкции Bluetooth не обязательно добавляет дополнительное сжатие данных к материалу, который уже сжат. Если и устройство источника, и приемник поддерживают кодек, используемый для кодирования исходного аудиосигнала, звук может передаваться и приниматься без изменений. Таким образом, если вы слушаете файлы MP3 или AAC, которые вы сохранили на своем смартфоне, планшете или компьютере, Bluetooth не должен ухудшать качество звука, если оба устройства поддерживают этот формат.

Это правило также применяется к интернет-радио и потоковым музыкальным сервисам, которые закодированы в формате MP3 или AAC, что охватывает большую часть того, что доступно сегодня. Однако некоторые музыкальные сервисы экспериментируют с другими форматами, например, Spotify использует кодек Ogg Vorbis.

Согласно Bluetooth SIG, организации, которая лицензирует Bluetooth, сжатие пока остается нормой. В основном, это связано с тем, что телефон должен передавать не только музыку, но также звонки и другие уведомления, связанные с вызовами. Тем не менее, нет никаких причин, по которым производитель не мог бы переключиться с сжатия SBC на MP3 или AAC, если это поддерживает приемное устройство Bluetooth. Таким образом, к уведомлениям будет применено сжатие, но исходные файлы MP3 или AAC будут передаваться без изменений.

Что насчет aptX

Качество стереозвука, передаваемого через Bluetooth, улучшалось с течением времени. Текущий кодек aptX, который подаётся как обновление до обязательного кодека SBC, обеспечивает качество звука, похожее на CD, по беспроводной связи Bluetooth.

Просто помните, что оба устройства – источник и приемник Bluetooth – должны поддерживать кодек aptX, чтобы получить выгоду. Но если вы воспроизводите материалы в формате MP3 или AAC, изготовителю, возможно, лучше использовать собственный формат исходного аудиофайла без дополнительного перекодирования через aptX или SBC.

Большинство аудиоустройств Bluetooth создаются не компаниями, сотрудники которых носят свой бренд «на груди», а производителем оригинального дизайна, о котором вы никогда не слышали. И приемник Bluetooth, используемый в аудио-продукте, вероятно, был сделан не ODM, а ещё одним производителем. Чем сложнее цифровой продукт, и чем больше инженеров работает над ним, тем больше вероятность того, что никто не знает всего о том, что на самом деле происходит внутри устройства. Один формат можно легко перекодироваться в другой, и вы никогда не узнаете этого, потому что почти ни одно Bluetooth-приемное устройство не скажет вам, каков входящий формат.

CSR, компания, которая владеет кодеком aptX, утверждает, что аудиосигнал с поддержкой aptX доставляется прозрачно по каналу Bluetooth. Хотя aptX является типом сжатия, он должен работать так, чтобы не сильно влиять на точность воспроизведения звука по сравнению с другими методами сжатия. Кодек aptX использует специальную технику снижения битовой скорости, которая воспроизводит всю частоту звука, позволяя данным беспрепятственно проходить через «канал» Bluetooth. Скорость передачи данных эквивалентна скорости передачи музыкального CD (16 бит / 44 кГц), поэтому компания приравнивает aptX по звучанию к CD.

Факторы за пределами кодеков

Каждый шаг в аудио цепочке влияет на вывод звука. Кодеки и стандарты беспроводной связи должны работать с аппаратным обеспечением, которое может быть разработано или не разработано для обеспечения высококачественного вывода.

Кодек aptX не может компенсировать низкое качество наушников, колонок, аудиофайлов и источников, а также слабые возможности цифро-аналоговых преобразователей устройства. Необходимо учитывать среду прослушивания. Любое увеличение точности воспроизведения Bluetooth с помощью aptX может быть скрыто шумом, таким как работающая техника, система отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха, движение транспортных средств или разговоры поблизости.

Имея это в виду, стоит выбирать динамики Bluetooth на основе функций, а наушники – на основе комфорта, а не совместимости с кодеками.

В целом, Bluetooth не обязательно ухудшает качество звука. Производители устройств должны использовать Bluetooth таким образом, чтобы снизить качество звука как можно меньше – или, желательно, оставить без изменений. Затем вы должны учитывать, что тонкие различия между аудиокодеками трудно услышать даже в действительно хорошей системе. В большинстве случаев Bluetooth не окажет существенного влияния на качество звука аудиоустройства. Но, если вы хотите устранить все сомнения, вы всегда можете наслаждаться музыкой, подключив источник с помощью аудиокабеля.

Bluetooth или провод? — android.mobile-review.com

23 июня 2017

Макс Любин

Привет!

Провод или Bluetooth?

Подобная дилемма рано или поздно встает практически перед каждым любителем мобильной музыки, которому не чуждо удобство и комфорт.

Изображение взято с сайта marshak. su

Хотим мы этого или нет, но на данный момент прогресс неумолим. Являясь адептом новых технологий и процесса избавления от лишних проводов, я выбирал себе телефон обязательно с беспроводной зарядкой, клавиатуру и мышь для компьютера обязательно беспроводные, при этом в вопросе прослушивания музыки оставаясь верным старому доброму проводу. Причина? Качество передачи сигнала – краеугольный камень беспроводных технологий в мобильных устройствах.

Изображение взято с сайта narodnymi.com

В большинстве смартфонов за передачу звука без проводов отвечает Bluetooth. Использование этой технологии накладывает определенные ограничения, которые в итоге приводят к тому, что на выходе мы получаем совсем не то качество, которое доступно при проводном соединении.

A2DP

Высокое энергопотребление, нестабильность соединения и ограниченная пропускная способность делали Bluetooth малопригодным для передачи качественного звука. Однако этот стандарт связи развивался и прогрессировал. Снижалось энергопотребление, добавлялись новые алгоритмы сжатия, внедрялись новые кодеки, появлялись новые профили взаимодействия с оборудованием, такие как A2DP — Advanced Audio Distribution Profile. С помощью A2DP в частности, реализована полноценная передача стереозвука через Bluetooth.

A2DP отвечает за сопряжение источника звука с беспроводными колонками, стерео-гарнитурами и т.д., а еще, управляет сжатием аудио для передачи по Bluetooth с помощью собственного алгоритма SBC (Subband Coding), методы сжатия которого похожи на таковые в знаменитом формате mp3. Однако, в отличие от mp3, sbc делает это грубее и агрессивнее.

В результате чего, качество звука пропущенного через Bluetooth заставляет морщиться большинство меломанов, не говоря уж про аудиофилов, которые использование Bluetooth для передачи звука считают кощунством.

aptX

Однако у sbc есть альтернатива — алгоритм aptX, о котором многие слышали, и знают, что наличие этой аббревиатуры в описании беспроводного устройства должно означать улучшение качества передачи звука, но сталкивались с ним не так часто, как хотелось бы.

AptX, или изначально apt-X, был разработан в 1980-х годах доктором Стивеном Смитом и описан в его докторской диссертации в Королевском университете Белфастской школы электроники, электротехники и информатики.

Как видите, технология не такая молодая, как может показаться. Длительное время данный алгоритм не имел широкой известности за пределами среды людей профессионально занимающихся обработкой звука, так как производители не особо верили в стандарт Bluetooth и не торопились оснащать подобными технологиями беспроводные устройства для передачи звука (в основном моно Bluetooth-гарнитуры) так как не видели в этом особого смысла. Кроме того, для работы aptX требуются более высокие вычислительные мощности. Однако, с появлением возможности передавать полноценный стереозвук посредством Bluetooth, а также с ростом производительности мобильных процессоров, aptX стал крайне востребованным не только в профессиональной среде, но и в потребительской беспроводной электронике.

Что же дает aptX?

AptX является стандартом кодирования аудиоданных (например, музыки) для передачи их по Bluetooth со смартфонов, планшетов или компьютеров на беспроводные колонки, наушники и т. д По сути, это кодек, который позволяет передавать звук с меньшими потерями и более широким диапазоном. Среди характеристик aptX, поддержка битрейта до 352 кБ/с, и частотный диапазон 10 Гц — 22 кГц.

Особенностью является также и то, что для работы aptX требуется поддержка этого кодека и приемником и передатчиком. В противном случае, A2DP будет использовать встроенный SBC. Также к характеристикам aptx следует отнести потребность в большей вычислительной мощности приемника и передатчика, что и стало основной причиной медленного проникновения этого стандарта в потребительскую электронику. На данный момент, в связи с взрывообразным ростом вычислительных мощностей устройств, при уменьшении их размеров и энергопотребления внедрение aptX перестало быть такой проблемой.

Но не успели мы насладиться CD-качеством звука передаваемого через Bluetooth с помощью aptX, как компания Qualcomm, на данный момент являющаяся владельцем компании CSR, которая в свою очередь является держателем патентов на aptX, в 2016 году представила новый стандарт кодирования аудиоданных – aptx HD.

aptxHD

В отличие от aptX, новый стандарт обладает еще более выдающимися характеристиками, в числе которых поддержка формата до 24 бит/48 кГц и скорость передачи данных до 576 кбит/с.

Что это нам дает? В теории, мы получаем качество звучания сравнимое с передачей звука высокого качества по кабелю.

Как же получить эту «вундервафлю» в свои руки, или вернее уши? А вот тут не все так просто.

Во-первых, оба ваших устройства, и приемник и передатчик должны быть оснащены поддержкой этого кодека, иначе магии не получится. Во-вторых, необходимо внимательно читать спецификации вашего устройства, потому как могут быть сюрпризы, как например, такой — в спецификациях процессора Snapdragon 820 наличие aptxHD заявлено, но LG G5, работающий на базе этого процессора поддержку aptxHD получил, а американские варианты Galaxy S7, S7 Edge, работающие на точно таком, же процессоре довольствуется только aptX. Обидно, так как у меня именно такой SGS7.

 

Заключение

Однако, несмотря на относительно медленное внедрение новых технологий и методов обработки звука в сегменте беспроводного аудио, процесс идет, что не может не радовать. И если раньше локомотивом беспроводного аудио являлась, по сути только компания SonyEricsson, то сегодня производители, наконец оценив перспективность данного направления, начали активно выпускать на рынок беспроводные аудио-устройства.

Как бы не противились приверженцы традиционного метода подключения, дни провода сочтены. Со временем, все большее число беспроводных гаджетов будет оснащаться поддержкой aptxHD, появятся новые технологии и алгоритмы, а значит, возможно нам удастся полностью отказаться от проводов, не потеряв при этом в качестве звука.

Что вам действительно нужно знать о Bluetooth Audio

Мы независимо проверяем все, что рекомендуем. Когда вы покупаете по нашим ссылкам, мы можем получать комиссию. Узнать больше›

Real Talk

Советы, выбор персонала, разрушение мифов и многое другое. Позвольте нам помочь вам.

Фото: Розетта Раго

Опубликовано 15 января 2020 г.

Поделиться этой публикацией

Bluetooth управляет беспроводными наушниками и портативными колонками, а также позволяет беспроводным образом подключать стереосистему или звуковую панель к смартфону и множеству его потоковых сервисов. Тем не менее, несмотря на повсеместное распространение Bluetooth, это по-прежнему самая непонятая аудиотехнология. Аудиокомпании предлагают множество вариантов — или кодеков — Bluetooth, и некоторые люди утверждают, что определенный кодек улучшит качество звука Bluetooth. Но эти различия трудно измерить и еще труднее услышать. Читайте дальше, если вы не понимаете, как (и должны ли) различные кодеки Bluetooth влиять на выбор наушников или динамиков.

С самого начала важно отметить, что аудиотехнология Bluetooth, которую вы слышите, оказывает гораздо меньшее влияние на качество звука, чем конструкция самого устройства. Если вы попробуете разные беспроводные наушники или колонки, вы услышите очевидные различия. Если вы попробуете разные кодеки Bluetooth, разница будет небольшой и, возможно, неслышимой. (Вы можете проверить это самостоятельно, используя мой слепой онлайн-тест Bluetooth.)

Другими словами, вы должны выбирать наушники или динамики Bluetooth на основе их основного качества звука — как сообщается в обзорах или как вы сами определили — а не на основе в первую очередь или даже во вторую очередь по аудиотехнологиям Bluetooth, которые они поддерживают. Кодеки не имеют большого значения.

Объяснение аудиокодеков Bluetooth

В аудиоустройствах ключевое различие в реализации Bluetooth заключается в том, какой аудиокодек они используют. Кодек (сокращение от «сжатие/распаковка») — это сложный алгоритм, который обрабатывает аудиоданные, чтобы сделать их меньше, чтобы их было легче отправлять через Интернет или по беспроводной сети с телефона на наушники. Вы, наверное, слышали о некоторых популярных кодеках, используемых сегодня, включая SBC, AAC, aptX и MP3. Использование кодека необходимо, потому что чем меньше данных Bluetooth должен передавать, тем надежнее соединение и тем меньше вероятность того, что ваши наушники потеряют сигнал во время «Bad Guy» Билли Айлиш.

Эти кодеки называются «с потерями», поскольку они отбрасывают большую часть аудиоданных. Как правило, они снижают скорость передачи данных с 1411 кбит/с для звука CD-качества примерно до 300 кбит/с. Отброшенные данные представляют звук, который человеческое ухо может обнаружить с меньшей вероятностью, например тихий звук в присутствии аналогичного, но более громкого звука. Некоторые кодеки допускают более высокие скорости передачи данных, что требует меньшего сжатия и дает возможность улучшить звук.

Многие считают, что передача аудиосигнала через Bluetooth всегда ухудшает качество звука, но это не всегда так. Если аудиосигнал уже сжат в определенном кодеке, а устройство-источник (например, ваш телефон, планшет или компьютер) и устройство-приемник (например, беспроводной динамик или наушники) поддерживают этот кодек, Bluetooth передает закодированный звук без изменений, поэтому звук такой же, как и без Bluetooth. Самый распространенный пример — Apple Music, использующая AAC, и iPhone, поддерживающие AAC. Если вы используете эти две вещи вместе с беспроводным динамиком или наушниками, которые также поддерживают AAC, Bluetooth не повлияет на качество звука. Если хотя бы одно из устройств не поддерживает AAC, данные AAC распаковываются, а затем повторно сжимаются с помощью другого кодека, например SBC. Этот процесс может снизить качество звука, хотя разница, вероятно, будет незначительной.

Некоторые кодеки заявляют о «высоком разрешении», потому что они могут обрабатывать данные с разрешением выше стандарта CD, которое составляет 16 бит при частоте дискретизации 44,1 кГц. Тем не менее, мы считаем, что поддержка высокого разрешения здесь больше маркетинговая претензия, чем полезная функция. Это принесет вам пользу только с файлами с высоким разрешением из службы потоковой передачи или загрузки с высоким разрешением, и только если ваши наушники или динамик могут воспроизвести заявленную дополнительную точность — и когда кодек все равно отбрасывает так много данных, выгода от предоставления еще больше данных выкинуть сомнительно.

Другой характерной чертой кодеков является задержка. Времени, которое требуется цифровому сигнальному процессору для декодирования закодированного звука, часто достаточно, чтобы задержать звук до такой степени, что возникают проблемы с синхронизацией губ при просмотре видео. Некоторые кодеки, такие как aptX, менее требовательны к математике и памяти и, следовательно, имеют меньшую задержку. Кодеки, требующие больших вычислительных ресурсов и памяти, такие как AAC, могут иметь большую задержку, но могут быть более эффективными при сохранении данных и, таким образом, могут обеспечивать лучшее качество звука для данной скорости передачи данных. Всегда есть компромиссы с кодеками.

(Здесь я должен сообщить, что работал директором по маркетингу в Dolby Laboratories с 2000 по 2002 год и участвовал в продвижении AAC, но с тех пор, как я ушел, у меня не было финансового интереса к компании или технологии.)

Bluetooth также входит в комплект поставки. в разных версиях, таких как 4. 1, 5.0 и 5.1, но они обычно решают проблемы с передачей данных и редко влияют на качество звука. Единственное исключение, о котором я могу думать, это то, что более новые версии могут сделать передачу немного более надежной, что предположительно может позволить масштабируемому кодеку, такому как адаптивный aptX или LDAC, работать с более высокой скоростью передачи данных.

Сравнение аудиокодеков Bluetooth

Вот аудиокодеки, обнаруженные в устройствах Bluetooth. Чтобы активировать эти кодеки, вам, возможно, придется зайти в настройки звука вашего телефона. В телефонах Android вы обычно можете найти выбор кодека в меню «Параметры разработчика».

SBC: Вы можете найти SBC во всех устройствах Bluetooth. Если исходное и принимающее устройства не могут одновременно поддерживать какой-либо другой кодек, по умолчанию для подключения используется SBC. Этот кодек может работать со скоростью передачи данных до 345 кбит/с. Если и источник, и устройство-приемник могут обрабатывать звук с высокой скоростью передачи данных, качество звука трудно отличить от качества звука AAC или стандартного aptX. Я измерил его задержку около 200 миллисекунд и целых 300 мс с настоящими беспроводными наушниками — этого достаточно, чтобы создать потенциальные проблемы с синхронизацией губ при просмотре видео.

MP3: Знакомый кодек MP3 редко используется в Bluetooth, но он встречается в нескольких устройствах Bluetooth. Технически он находится примерно между SBC и AAC по качеству звука, хотя разница крошечная или незаметная. Однако, если ваш телефон и наушники или беспроводной динамик поддерживают MP3, это может дать небольшое преимущество в качестве звука при загрузке MP3 или потоковых сервисах (например, некоторых интернет-радиостанциях), которые используют MP3.

AAC: По сути, это более продвинутая версия MP3, AAC обычно предлагает несколько лучший звук при заданной скорости передачи данных, чем MP3 и SBC. При использовании Bluetooth AAC работает со скоростью не более 250 кбит/с, и хотя у меня еще не было возможности измерить его задержку, она, вероятно, не меньше, чем у SBC, потому что передовые методы кодирования AAC требуют большего времени обработки. Если у вас есть iPhone или iPad, наличие AAC в наушниках или беспроводном динамике может быть небольшим преимуществом по причинам, описанным выше. Однако, в отличие от кодеков aptX, реализация AAC не контролируется одной компанией, и в результате она может быть непоследовательной на телефонах Android.

aptX: Этот кодек, предлагаемый в чипах Qualcomm Bluetooth, отличается от большинства других. Вместо того, чтобы кодировать определенный уровень для каждого звукового образца, он кодирует разницу в уровне между одним звуковым образцом и следующим. Такой подход позволяет ему работать быстрее и достигать меньшей задержки. Мои измерения показывают, что его задержка обычно составляет около 120 мс, что снижает вероятность ошибки синхронизации губ по сравнению с SBC. В отличие от SBC, скорость передачи данных которого может быть ниже максимальной, скорость передачи данных для aptX всегда составляет 352 кбит/с, поэтому существует определенная гарантия качества, но любая слышимая разница между aptX и SBC обычно невелика или незаметна. aptX никогда не был доступен на устройствах Apple, но он включен во многие устройства Android.

aptX HD: Это версия aptX с высокой пропускной способностью, которая работает со скоростью передачи данных 576 кбит/с, и, как вы могли заметить, если вы пройдете мой слепой тест Bluetooth, разница может быть заметной. С высококачественными наушниками, которые могут показать эту разницу, а также с телефоном Android, поддерживающим кодек, приятно иметь aptX HD. У меня не было возможности измерить задержку aptX HD, но она масштабируется в зависимости от приложения.

aptX Low Latency: С aptX LL мои измерения показывают задержку ниже 40 мс, что исключает возможность ошибок синхронизации звука, вызванных кодеком. Этот кодек стал широко доступен всего год назад и до сих пор недоступен во многих аудиоустройствах. Мы надеемся увидеть его применение в телевизорах, где оно принесет очевидную пользу. Это также было бы здорово для планшетов, но мы, скорее всего, не увидим его на iPad, потому что (как и другие варианты aptX) он недоступен на устройствах Apple. Как и стандартный aptX, он работает с фиксированной скоростью передачи данных 352 кбит/с.

aptX Adaptive: Этот новый кодек должен появиться в продуктах в 2020 году. Он обещает автоматически регулировать свою работу для наилучшего сочетания качества звука, низкой задержки и надежной передачи. Его скорость передачи данных составляет от 280 до 420 кбит/с, а задержка составляет от 50 до 80 мс.

LDAC: LDAC от Sony обеспечивает максимально возможное качество звука Bluetooth. Он работает на скорости 330, 660 или 990 кбит/с; ваш телефон может позволить вам установить приоритет качества звука (990 кбит/с) или надежность соединения (330 кбит/с). LDAC доступен на многих телефонах Android, но не на устройствах Apple. Мне еще предстоит оценить его задержку, и Sony не публикует спецификации. Я видел заявления о том, что, поскольку LDAC представляет собой своего рода гибрид технологий, используемых в aptX, и обычных кодеков, таких как AAC и MP3, он предлагает относительно низкую задержку, но я не нашел никаких подтверждений этим утверждениям.

LC3: Кодек LC3, также называемый коммуникационным кодеком низкой сложности, является частью нового стандарта Bluetooth LE Audio, представленного на выставке CES 2020. Говорят, что он обеспечивает более высокое качество звука, чем SBC, или сопоставимое качество при меньшей мощности, что продлевает срок службы батареи. Ожидается, что продукты, использующие LE Audio, появятся в конце 2021 или 2022 году9.0003

Опять же, различия в качестве звука между этими кодеками в лучшем случае незначительны. Вот почему мы не делаем включение определенных кодеков основным фактором при оценке наушников и динамиков Bluetooth. Акустическая настройка драйверов и корпуса динамика или наушников, а также настройка цифрового сигнального процессора устройства имеют экспоненциально большее влияние на качество звука и ваше повседневное удовольствие от аудиооборудования, чем кодек Bluetooth.

Дальнейшее чтение

• Лучшие беспроводные Bluetooth-наушники

  от Лорен Драган

  Беспроводные наушники Beats Fit Pro предлагают уровень производительности, надежности и комфорта, который возвышает их над остальными.

• Что мы узнали при тестировании 1000 наушников

  Автор Ганда Сутивараком

  Лорен Драган протестировала более 1000 пар наушников. Вот советы, приемы и уроки, которые она усвоила за эти годы.

Wirecutter — служба рекомендаций по продуктам от The New York Times. Наши журналисты сочетают независимое исследование с (иногда) чрезмерным тестированием, чтобы сэкономить людям время, энергию и деньги при принятии решения о покупке. Будь то поиск отличных продуктов или полезных советов, мы поможем вам сделать это правильно (с первого раза). Подпишитесь сейчас для неограниченного доступа.

• О Wirecutter
• Наша команда
• Демография персонала
• Работа в Wirecutter
• Свяжитесь с нами
• Как разбить

• Сделки
• Перечисления
• Блог
• Подпись на нашу ежедневную новостную рассылку

DISISSIOD

how Goodsioble Audio.

Беспроводные аудиотехнологии звучат весьма привлекательно. Однако когда дело доходит до Bluetooth-аудио, возникает опасение, что за его удобство приходится платить: «ухудшение качества звука». Это не позволяет многим энтузиастам звука удалять все эти длинные и запутанные провода, не беспокоясь о сохранении качества прослушивания.

Многие потребительские беспроводные аудиоустройства поддерживают Bluetooth-аудио. Учитывая ограниченную пропускную способность Bluetooth, невозможно передавать звук без сжатия данных с потерями. Некоторые преданные слушатели считают, что сжатие с потерями по своей сути ухудшает качество звука, и поэтому звук Bluetooth для них неприемлем. Но насколько это плохо на самом деле? Мы постараемся ответить на этот вопрос в этом посте.

В течение многих лет стандартным кодеком де-факто для аудио Bluetooth было кодирование поддиапазона низкой сложности (SBC). В последние годы популярность приобрел еще один кодек. Он называется aptX.

Маркетинговый материал, который выдвигает CSR (создатель aptX), довольно неясен. Тем не менее, мы видели, как они заявляют, что aptX обеспечивает качество звука CD без потерь. Учитывая, что aptX является проприетарным кодеком, не раскрывается, как аудиосигнал сжимается с помощью этого кодека. Не зная многого о природе aptX, мы скептически отнеслись к утверждениям. Поэтому мы придумали несколько простых экспериментов, чтобы попытаться объективно понять этот кодек.

Описание эксперимента

Целью следующих экспериментов является сравнение aptX с кодеками SBC и MP3 320Kbps. Серия тестовых сигналов использовалась в несжатом формате качества CD: глубина 16 бит при частоте дискретизации 44 100 Гц. Тестовые сигналы были следующими:

1. Непрерывный тон 1 кГц

2. Непрерывный тон 10 кГц

3. Широкополосный белый шум

4. Периодический импульс

5. Три музыкальных произведения

Используя целевые кодеки, каждый из этих тестовых сигналов был сжат и распакован обратно в 16-битный wav-файл с частотой 44 100 Гц. Для сжатия aptX и SBC сигналы воспроизводились через Bluetooth-передатчик Macbook Pro и записывались через Bluetooth-приемник Bose. Чтобы избежать шумов, вызванных цифро-аналоговым и аналого-цифровым преобразованием, выход SPDIF ресивера Bose был напрямую подключен к входу SPDIF звуковой карты. Это означает, что сигнал никогда не покидает цифровую область. Для сжатия MP3 со скоростью 320 кбит/с мы использовали Audacity.

Затем временное (по времени) и спектральное (по частоте) поведение записанных сигналов сравнивалось с поведением исходных несжатых сигналов. Для постобработки записанных файлов использовался Matlab.

Прежде чем перейти к результатам, мы должны сообщить вам, что многие цифры будут представлены в виде спектрограмм. Спектрограммы полезны для изучения того, что происходит с частотным составом сигнала во времени. На типичном рисунке спектрограммы оси x и y обозначают время и частоту. Величина сигнала в определенное время и на определенной частоте кодируется разными цветами: красный — самый большой, а темно-синий — самый маленький.

1kHz Pure Tone Test

Давайте сначала послушаем записанные сигналы:

1. Источник

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

2. aptX

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

3. СБК

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

4. MP3 320 Кбит/с

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

Цель тестового файла 1 кГц заключалась в том, чтобы выяснить, приводит ли какой-либо из кодеков к гармоническим искажениям. Однако на следующих рисунках гармонические искажения отсутствуют. Спектры тонов 1 кГц, исходные и после кодирования и декодирования.

Тест чистого тона 10 кГц

Этот тест был проведен для изучения уровня шума. Мы не могли использовать тихий файл, потому что кодеки это обнаружат. Поэтому мы решили передать кодекам чистый тон 10 кГц и посмотреть на минимальный уровень шума во всем остальном.

1. Источник

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

2. aptX

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

3. СБК

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

4. MP3 320 Кбит/с

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

Давайте посмотрим на спектральную плотность мощности и спектрограмму этих файлов: Спектры тонов 10 кГц, исходные и после кодирования и декодирования. Спектрограммы тонов 10 кГц, исходные и после кодирования и декодирования.

На приведенных выше рисунках показано, что в случае тестового сигнала чистого тона 10 кГц SBC приводит к некоторым негармоническим искажениям. Эти искажения можно увидеть в спектральной плотности мощности в виде всплесков и на спектрограмме в виде плоских голубых линий.

Если вы прослушаете файл aptx с частотой 10 кГц, вы можете заметить, что запись имеет заметно более высокий фоновый шум. Этот шум можно увидеть как на спектрограмме, так и на графиках спектральной плотности мощности. На обоих графиках шум присутствует в диапазоне от 5 кГц до 17 кГц.

Широкополосный белый шум

1. Источник

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

2. aptX

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

3. СБК

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

4. MP3 320 Кбит/с

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

Давайте посмотрим на спектрограммы этих образцов: Спектрограммы белого шума, исходные и после кодирования и декодирования.

Белый шум содержит все частоты почти на равном уровне. Поэтому спектрограмма исходного файла везде красная. Белый шум помогает нам понять поведение кодека, когда он возбуждается на всех частотах и ​​не меняется во времени. Визуально кажется, что в этом случае SBC остается более правдивым по сравнению с исходным файлом. aptX, кажется, ослабляет частоты выше 20 кГц, в то время как MP3 резко обрезает все выше этой частоты. Следует отметить, что 20 кГц выше порога слышимости молодого и здорового человека.

Периодический импульс

1. Источник

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

2. aptX

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

3. СБК

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

4. MP3 320 Кбит/с

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

С помощью Matlab мы сделали wav файл, в котором каждые полсекунды проигрывается импульс. В течение каждых 0,5 секунд импульсный файл практически равен нулю везде, кроме одной выборки. Некоторые интересные результаты можно увидеть здесь.

Начнем с того, как выглядит записанный wav-файл: Импульсный сигнал, исходный и после кодирования и декодирования.

SBC, aptX и MP3 вводят предварительное эхо в случае импульсного входного сигнала. Приведенные ниже спектрограммы еще раз подтверждают это явление. Импульсный сигнал, исходный и после кодирования и декодирования.

Помимо предварительного эха, все кодеки, по-видимому, вводят фильтрацию нижних частот (распространение сигнала на большую длину, чем оригинал). Фильтрация нижних частот кажется более выраженной в aptX, где она начинает спадать примерно на 5 кГц. Это также слышно в сэмплах, и это может означать, что переходные атаки в музыке могут не иметь такой же остроты.

MP3 снова обрезает сигнал выше 20 кГц, в то время как SBC не изменяет частотный спектр, когда происходит импульс. (Примечание: следует отметить, что эти наблюдения не обязательно расширяются на другие произвольные исходные файлы. Большинство аудиокодеков ведут себя по-разному в зависимости от спектрального и временного содержимого исходного файла. В результате, например, мы можем констатировать, что aptX ведет себя так только тогда, когда входной файл является импульсом.)

Наконец-то настоящая музыка

aptX и SBC почти всегда встроены в небольшие портативные колонки, которые не предназначены для критического прослушивания. Так что если вам не нравится то, что вы слышите, вы не знаете, виноваты ли в этом динамики или кодек Bluetooth. Чтобы помочь вам выделить и оценить эффект этих кодеков, мы предоставили несколько музыкальных образцов, которые вы можете воспроизвести на своей любимой системе. Я надеюсь, что это поможет вам составить собственное мнение и продемонстрировать, каким может быть Bluetooth-аудио в лучшем виде. Послушайте.

«Adios Fulana» Тото Ла Момпосина

1. Источник

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

2. aptX

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

3. СБК

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

4. MP3 320 Кбит/с

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

—

«Breathe» группы Pink Floyd

1. Источник

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

2. aptX

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

3. СБК

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

4. MP3 320 Кбит/с

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

—

«Мир круглый» от Day One

1. Источник

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

2. aptX

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

3. СБК

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

4. MP3 320 Кбит/с

   Ваш браузер не поддерживает аудио элементы.

Для дальнейшего анализа давайте посмотрим на спектрограммы для каждого из этих файлов:

Спектрограммы «Adios Fulana» Тото Ла Момпосина «Breathe» спектрограммы Pink Floyd «Мир круглый» спектрограммы Day One

Здесь можно сделать несколько замечаний. Наиболее очевидным и избыточным является то, что MP3 работает только с частотным содержимым ниже 20 кГц. В случае с SBC контент иногда обрывается даже ниже 20 кГц. Похоже, что если на более высоких частотах нет определенного количества энергии, контент на этих частотах будет обрезан SBC. Визуально глядя на результаты, кажется, что aptX работает лучше, чем SBC и MP3 со скоростью 320 кбит/с, когда дело доходит до настоящей музыки.