кодек aac bluetooth что это

Bluetooth-кодеки для беспроводных наушников. Какие бывают и что лучше

Содержание

Содержание

Беспроводные Bluetooth гарнитуры активно вытесняют проводные модели. При покупке новых наушников или смартфона полезно знать не только версию Bluetooth, но и разбираться в поддерживаемых аудиокодеках.

Что такое кодек и зачем нужен

Кодек — это специализированная программа (алгоритм), которая выполняет шифрование и дешифрование информации с целью уменьшить объем. Практика показывает, что чем меньше передается данных по Bluetooth, тем ниже шанс потери информации. Дополнительно передача больших объемов по воздуху плохо сказывается на автономности мобильных устройств. Именно поэтому используется кодек, способный выполнить сжатие с минимальными потерями.

В ходе сжатия аудиофайл теряет часть информации. Какую именно и в каком объеме — это зависит от каждого конкретного кодека. Как правило, выполняется обрезка высоких частот. Например, существуют реализации кодеков AAC от различных брендов, каждый из которых удаляет часть высоких частот.

Как видно из графика, лучшим по сохранению качества является кодек от компании Apple, который урезает около 1 кГц. На других устройствах потери высоких частот больше.

Почему не существует одного универсального кодека — все дело в поиске «золотой середины». Слишком сильное сжатие уменьшит передаваемый объем данных, но также урежет качество звучания за счет потери информации. Шифровка и дешифровка больших объемов данных позволяет сохранить приближенное к оригиналу качество звучания, но приводит к повышенному энергопотреблению и плохой помехоустойчивости.

У всех кодеков есть несколько ключевых параметров.

Частота дискретизации. При преобразовании аналогового сигнала цифровая аудиодорожка составляется из определенного количества точек. Чем выше частота выбора этих точек, тем выше качество записи. Измеряется в Гц. Эталонное значение у компакт-диска — 44100 Гц.

Разрядность. Задает точность кодирования каждого участка, заданного частотой дискретизации. Чем выше параметр, тем ближе к оригиналу получается оцифрованный сигнал. Измеряется в битах. Для компакт-диска разрядность составляет 16 бит.

Битрейт. Определяет количество бит, которые можно передать за единицу времени и напрямую зависит от вышеописанных параметров. Измеряется в кбит/с. Для компакт-диска составляет 1411 кбит/с.

Для понимания значимости этих параметров можете посмотреть изображение ниже. Как видно, при высокой битности и частоте дискретизации оцифрованный сигнал (красный) более приближен к оригиналу (синему).

Независимо от выбранного кодека беспроводная передача аудио проигрывает проводной. Дополнительно нужно учитывать тот факт, что с возрастом человеческий слух ухудшается и не способен воспринимать отдельные частоты. Обычно мы воспринимаем частоты от 20 Гц до 20 кГц, однако со временем этот диапазон сужается. Ученые подсчитали, что в среднем за 10 лет из диапазона теряется 2 кГц.

Источник

Что такое AAC (Bluetooth-кодек) — сравнение AAC на iOS и Android

Sennheiser Momentum True Wireless поддерживают, кроме прочих, AAC

Кодек AAC (Advanced Audio Coding) создавался в далёком 1997 году как более качественный, чем mp3, кодек для сжатия аудио. И в чём-то он действительно лучше, например: доступны более высокие частоты дискретизации (до 96 кГц) и сам алгоритм использует психоакустические особенности человеческого слуха.

Сейчас AAC является основным аудио-кодеком для сжатия с потерями экосистемы Apple. Ещё он основной на YouTube и даже российском ТВ-вещании. 😀 Но нам интересна его беспроводная реализация. Во всех iPhone и во многих Android-устройствах доступна передача музыки по Bluetooth с помощью конвертирования этим кодеком.

Так как параметров Bluetooth-передачи не хватает для трансляции музыки без потерь (lossless), используются кодеки: алгоритмы, которые разделяют передаваемый сигнал на части и отправляют «по воздуху» на наушники. А там, в свою очередь, через тот же кодек происходит «распаковка» и цифро-аналоговое преобразование сигнала в музыку. Думаю, все любители портативного аудио примерно знают эти схемы. 😎

Как включить AAC?

1. Чтобы включить AAC и любой другой кодек нужно активировать «Меню Разработчика».

Меню Разработчика, можно активировать вот так:

2. После, в меню разработчика, нужно найти «Аудиокодек для передачи через Bluetooth» и выбрать нужный кодек:

Выбираем нужный кодек — LDAC, aptX, aptX HD, AAC, SBC.

Основные кодеки для передачи звука по Bluetooth: SBC, AAC, aptX, aptX Low Latency, aptX HD, LDAC. Кроме того, относительно недавно был представлен ещё один кодек от Qualcomm: aptX Adaptive, но устройства с ним пока только ожидаются. Какой из кодеков лучше – вопрос спорный. Если брать только битрейт, то AAC сильно отстаёт. Однако на слух хорошая его реализация (в iPhone) не сильно отличается от aptX.

Максимальный битрейт Bluetooth-кодеков

Сравнение работы AAC в двух основным мобильных операционных системах интересно тем, что это единственный кодек, кроме «древнего» SBC, который используется в обеих. Apple упорно не хотят платить Qualcomm за лицензию на aptX. Видимо, руководствуясь принципом: если не слышно разницы, зачем платить больше? 😀

10 популярных моделей наушников с поддержкой AAC

Audio-Technica ATH-M50xBT (311$) – полноразмерные беспроводные закрытые наушники. Легендарный басовый звук модели M50 в Bluetooth-исполнении. Beyerdynamic Aventho Wireless (560$) – накладные беспроводные наушники. Отличный дизайн + фирменный звук Beyerdynamic. Xiaomi Mi Collar Bluetooth Headset (59$) – беспроводные внутриканальные гибридные наушники с шейным ободом. Автономность до 8 часов, подойдут как для спорта, так и для повседневного использования. SonyWF-SP700N(202$) – полностью беспроводные спортивные вакуумные наушники. Имеется защита IPX4 и активное шумоподавление. Sennheiser Momentum True Wireless (356$) – полностью беспроводные внутриканальные наушники. Одна из лучших по звучанию моделей в сегменте + фирменный дизайн Sennheiser. Bowers & Wilkins PX (420$) – полноразмерные беспроводные наушники с активным шумоподавлением. Стильный внешний вид и качественный звук, отлично подходят для электронной музыки. Bang & Olufsen Beoplay H9i (544$) – накладные беспроводные наушники. Активное шумоподавление, отличный звук и сенсорное управление дополняются качественной передачей голоса в режиме гарнитуры. Marshall Monitor Bluetooth (166$) – полноразмерные беспроводные наушники. Фирменный внешний вид Marshall + интересный мощный звук для энергичных стилей. Sennheiser Momentum Over-Ear Wireless (M2 AEBT) (290$) – полноразмерные беспроводные наушники. Полюбившиеся многим красивый дизайн и мощный басовый звук Momentum в Bluetooth-версии. Sony WH-1000XM3 (465$) – полноразмерные беспроводные наушники с активным шумоподавлением. Один из лучших вариантов ANC на рынке + множество высокотехнологичных «фишек» от Sony.

1. Частотный диапазон AAC

AAC сжимает аудио с потерями: «лишние» частоты отсекаются, сигнал выравнивается (добавляются «перекрывающие» блоки информации), корректируются ошибки. Примерно по такому же принципу работают все lossy кодеки (кодеки для сжатия с потерями).

Потери в основном выражаются в урезанном частотном диапазоне: обычно верхняя граница ВЧ. Кроме того, из-за выравнивания сигнала могут добавляться (и чаще всего добавляются) искажения, которые могут быть в любой области диапазона.

Посмотрим, как работает AAC (источник – lossless аудио-файл) в сравнении с SBC на некоторых Android-смартфонах и iPhone:

Полный частотный диапазон с использованием AAC и SBC кодеков

Сразу видны серьёзные отличия в реализации AAC на разных смартфонах. Стоит учитывать несколько моментов:

человек теоретически может слышать звуки в районе 20 Гц – 20 кГц; бОльшая часть «материала» в музыке находится ниже 16-18 кГц; с возрастом мы хуже воспринимаем ВЧ (до 16-17 кГц в среднем после 30 лет)

Рассмотрим край ВЧ-диапазона покрупнее:

Как видно, AAC на Huawei P20 Pro «срезает» ВЧ очень рано: около 14 кГЦ. Эти частоты слышат даже совсем немолодые люди, если не было проблем со слухом. Samsung Galaxy Note 8 (через AAC) ограничивает верхний порог до 17 кГц. Но iPhone 7 справляется лучше: около 19 кГЦ.

Особенно интересен этот разброс результатов в сравнении с работой SBC-кодека на тех же Android-смартфонах. Верхние границы диапазона на всех «подопытных» выше, хоть и с бОльшими искажениями. Но главное, что они очень похожи: то есть кодек SBC работает более-мене одинаково на разных телефонах.

2. Уровень фонового шума AAC

Уровень фонового шума показывает границу, после которой шум от алгоритмов сжатия кодека (в общем случае – от любой воспроизводящей аппаратуры) становится неотличим от полезного сигнала – музыки. Чем ниже и стабильнее этот уровень по всему диапазону частот, тем более тихие звуки мы сможем услышать (если они есть на записи).

Правильнее всего ориентироваться от самого верхнего пика, он может заглушить более тихие звуки. Поэтому в этих графиках важен не только уровень, но то, насколько они ровные («плотные»).

Уровень фонового шума AAC (источник – lossless файл)

На графике отлично видно, что уровень фонового шума при использовании AAC у Huawei P20 Pro и Galaxy Note 8 ощутимо выше, чем у iPhone 7. В промежутках между пиками (тестовыми сигналами) видно, что AAC хорошо отфильтровывает места, где «звуковой информации» нет.

По этому графику также видно, что алгоритмы, используемые в AAC, учитывают психоакустику. Громче всего тестовый звук на 1 кГц (в этом диапазоне наш слух наиболее чувствителен), и шум вокруг него также наиболее высокий. Получается, что кодек AAC «маскирует» более тихие звуки на одной и той же частоте под более громкими: чем громче звук, тем выше фоновый шум.

Именно так и работает наш слух: мозг маскирует тихие звуки, если есть более громкие на этих. Мы воспринимаем оркестровую музыку цельным «полотном», а не отдельными сигналами (хоть и разделяем инструменты). Этот же принцип: сложно услышать что-то тихое сквозь шум пылесоса, например.

3. Причины плохого качества работы кодека AAC на Android

Основных причин разницы качества AAC на Android и iOS две:

Xiaomi Mi AirDots Pro и Apple AirPods поддерживают кодек AAC

В Andriod есть алгоритмы Energy Aware Scheduling (EAS). Эта система изменяет приоритеты процессов по их энергоёмкости. То есть, выбор на какую задачу будет отведено больше процессорной мощности (а процессор в смартфонах выполняет огромное количество задач одновременно) может варьироваться.

Если система настроена на экономию заряда аккумулятора, как у Huawei P20 Pro, то при выполнении сложной для процессора задачи приоритет будет отдан именно оптимизации энергопотребления. Как было показано выше, AAC использует психоакустические алгоритмы при кодировке, а это довольно тяжёлая нагрузка на процессор. Соответственно, эта задача будет выполняться с меньшим битрейтом и качеством в целом для оптимизации затрат энергии.

Sony WF-SP700N – полностью беспроводные наушники с поддержкой AAC

Если бы EAS дал процессу кодировки AAC высокий приоритет, он сильно «просаживал» бы батарею, хотя качество бы улучшилось. Но в приоритете именно экономия заряда, качеством EAS в данном случае жертвует.

Вторая основная причина – разные «кодировщики», программные средства кодирования AAC. В iOS используется Apple AAC, считающийся наиболее качественным из существующих. А в Android по умолчанию – Fraunhofer FDK AAC, он чуть хуже «справляется со своими обязанностями».

Apple AAC, естественно, не существует «под» Linux, поэтому установить его на Android-смартфон не удастся. А на iPhone, как известно, вообще лучше ничего стороннего не устанавливать. 😉

Bowers and Wilkins PX с поддержкой AAC

Кроме того, в программной среде Android на аппаратном уровне поддерживается множество форматов аудио, в отличие от iOS. Не стоит забывать и про аудио-туннелирование, которое работает с 4.4 версии Android. Это передача кодирования\декодирования аудио на выделенную часть общего чипсета – DSP (digital signal processor) – цифровой сигнальный процессор.

В iPhone используется более-менее одинаковые процессоры, а в Android смартфонах они могут сильно отличаться, отсюда разная работа аудио-туннелирования и разница в итоговой кодировке AAC, например.

4. Особенности AAC

Ещё один интересный момент заключается в том, что даже файлы уже закодированные в AAC, меняются при передаче по Bluetooth-версии этого кодека. То есть, перекодируются ещё раз. До этого тестовые файлы были в формате без сжатия.

Верхний край частотного диапазона. Источник – AAC файл

В общем и целом, картина повторяется. Спад у iPhone идёт ощутимо позднее и уже ближе подбирается к верхней границе слуха, в отличие от Android-телефонов.

Уровень фонового шума (AAC файл)

Из графика уровня фонового шума явно видно, что даже в iPhone AAC-файл перекодируется при передаче через Bluetooth AAC: добавляется около 15 дБ шума. Общая же тенденция не изменилась: как с lossless, так и с AAC файлами при передаче «во воздуху» через одноимённый кодек лучше выглядит iPhone: искажений пере-кодировка тут добавляет меньше.

В итоге можно сказать, что AAC – весьма интересный кодек. О его качестве нельзя судить, просто отталкиваясь от уровня фонового шума и частотного диапазона, как в случае с другими кодеками. AAC в своих алгоритмах учитывает психоакустику, слуховое маскирование – только в цифрах качество тут не измерить.

AirPods 2, естественно, поддерживает AAC

5. 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

ТОП-5: Bluetooth аудио-кодеков — aptX + (HD), LDAC, AAC и SBC

Существует 5 основных Bluetooth аудио кодеков, с помощью которых звук и передаётся от источника в наушники (или колонки) по Bluetooth: SBC, AAC, aptX, aptX HD и LDAC. Так как беспроводное подключение становится всё более и более популярно, неплохо будет разобраться в том, что такое Bluetooth кодеки, и как они работают.

⭐ Цены на лучшие беспроводные наушники в 2021 году:

Стоит сразу отметить 2 момента:

Звук по Bluetooth всё ещё ощутимо хуже проводного по всем параметрам качества; Беспроводной звук с качественными кодеками уже на данном этапе способен удовлетворить потребности большинства пользователей.

На этих «аксиомах» заострять внимание мы больше не будем. В целом, они ясны. И вряд ли многие люди с опытом прослушивания и сравнения будут спорить с ними. 😎

Как выбрать, изменить, узнать Bluetooth кодек — на телефоне android?

1. Чтобы изменить Bluetooth кодек на любой из поддерживаемых на вашем телефоне, нужно активировать «Меню Разработчика».

Меню Разработчика, можно активировать вот так:

2. После, в меню разработчика, нужно найти «Аудиокодек для передачи через Bluetooth» и выбрать нужный кодек:

Выбираем нужный кодек — LDAC, aptX, aptX HD, AAC, SBC.

Что лучше: слушать музыку по проводу или через Bluetooth?

Ниже мы разберемся какой из распространённых Bluetooth-кодеков лучше и стоит ли слушать музыку по беспроводу в общем. Начнем с того, стоит ли слушать музыку «по воздуху»?

Основные понятия передачи звука по Bluetooth

Звук по Bluetooth сейчас передаётся через профиль A2DP. Это часть потока, специализированная под трансляцию аудио-сигнала.

Теоретически, этот профиль не имеет ограничений на занимаемую полосу передачи данных. Но существует ограничение для всего формата: не более 1 Мбит\с. Соответственно, несжатый звук даже формата CD (там битрейт около 1,4 Мбит\с) по Bluetooth передать невозможно.

Зачем же все эти ограничения? Энергоэффективность. Иначе не было бы возможности слушать беспроводные наушники по 20 часов. А если и была бы, то аккумуляторы ощутимо пригибали бы голову к земле. 😀

Беспроводные наушники в первую очередь – это удобство

Сигнал по Bluetooth «упаковывается» на источнике и «распаковывается» на конечном устройстве (наушниках, колонках и т. п.). Соответственно, оба устройства должны поддерживать кодек, по которому передаются данные. Или будет использован «младший» вариант.

Если ваш телефон поддерживает, например, LDAC (а он добавлен в Android, начиная с 8 версии на уровне ОС), а наушники только SBC, то прелестей высокого разрешения вы не почувствуете, передача будет идти по SBC.

Что такое битрейт, думаю, известно всем. Это количество бит, используемых для передачи данных в секунду. Чем он выше, тем, очевидно, лучше. Но тем больше требуется ресурсов, в частности, энергопотребления, места на диске и т. д.

Для оптимизации ресурсов уже давно используется сжатие: с потерями и без. Сжатие без потерь (lossless) использует алгоритмы, позволяющие уменьшить битрейт и размер файла без изменения оригинала. То есть, из lossless можно восстановить точную копию изначального несжатого файла.

Максимальный битрейт Bluetooth-кодеков

Lossless обработка позволяет уменьшить битрейт максимум в 2 раза. Или около того. Например у файла CD-качества (1411 кб\с), сжатого без потерь, мы увидим значения 770-900 Кбит\с. Всё, что ниже – сжатие с потерями.

Уровень фонового шума определяет, когда полезный сигнал становится неотличим от «шума» алгоритма сжатия кодека, в данном случае. Чем ниже этот уровень, тем шире динамический диапазон конечного сигнала, тем более тихие звуки мы можем различить.

Пример: уровень шума LDAC 990 кбит\с

На графиках правильнее всего ориентироваться от самого верхнего пика, он может заглушить более тихие звуки. Важен не только уровень пиков, но и то, насколько они ровные («плотные»). Стандартные уровни фонового шума указаны на графиках пунктиром для 16-битного качества и верхней границей красной зоны для 24 бит.

Все кодеки «пытаются» сэкономить ширину потока. Кроме всех прочих ухищрений, шумы квантования по возможности выносятся в ВЧ диапазон выше 20 кГц. Человек этих звуков не слышит, поэтому алгоритм оправдан.

Показатель уровня принимаемого сигнала выступает в роли индикатора качества связи. Измеряется в дБм (децибел-милливатт). По вертикальной оси отложены потерянные секунды при воспроизведении звука.

Качество соединения для разных кодеков

ТОП-5 Bluetooth кодеков — какой кодек лучше?

Все Bluetooth-кодеки – алгоритмы сжатия с потерями.

0. AptX Adaptive и aptX Low Latency

Самые передовые кодеки семейства aptX

AptX Adaptive – последний на данный момент кодек под «брендом» aptX. По заявлению Qualcomm этот кодек в будущем заменит aptX HВ и aptX LL. По качеству звука он стоит между aptX и aptX HD. А по времени задержки приближается в aptX LL. Такой «универсальный солдат».

Важное отличие этого кодека от остальной линейки aptX в том, что приоритет отдан именно качеству связи, а не большому битрейту. Что толку с 990 кБ\с (привет, LDAC), если при такой передаче связь постоянно «отваливается»? 😉

Как можно понять из названия, aptX Adaptive имеет переменный битрейт (279 – 420 кБ\с), который автоматически адаптируется под окружающие условия и качество воспроизводимых файлов. Не особо понятно? Тогда чуть подробнее.

Pioneer SE-CL6BT поддерживают aptX

AptX Low Latency – Bluetooth кодек с минимальной на сегодняшней день задержкой звука. Она составляет около 30-40 мс и практически не заметна. Соответственно, этот кодек актуален для просмотра видео и\или игр с использованием беспроводных наушников.

Сравнение aptX Adaptive, LDAC, AAC и SBC

AptX Adaptive и Low Latency – самые новые и перспективные из кодеков от Qualcomm. Adaptive, судя по всему, скоро будет основным в линейке, заменив более старые версии. Производитель обещает обратную совместимость. Но, конечно, использование конкретных процессоров от Qualcomm необходимо для работы их кодеков: как новых, так и старых.

Эти кодеки предваряют общий топ так как, как говорится, за ними будущее. Однако, они ещё далеко не так широко распространены (и опробованы), как более старые кодеки семейства aptX

Sennheiser IE 80S BT наушники с поддержкой aptX Low Latency

AptX Adaptive

Надёжное соединение, благодаря адаптивному битрейту. Поддерживает 16 бит/44. кГц и 24 бит/48 кГц. Хорошее качество звука. Высокая энергоэффективность. Маленькие задержки звука (50-80 мс).

aptX, aptX HD и aptX Adaptive битрейт

Низкая распространённость. Для работы требуется один из новых процессоров Qualcomm. Качество звука всё же ниже, чем у LDAC.

AptX Low Latency

Самые низкие задержки звука. Хорошие параметры передачи сигнала и качество звука (как у aptX). Достаточно надёжная связь.

aptX, aptX Low Latency, AAC и SBC битрейт

Не самое лучшее качество звука. Надёжность связи снижается в «загруженном эфире». Не очень распространён. И «уйдёт в отставку» после активного внедрения aptX Adaptive.

1. AptX HD

AptX HD – наиболее оптимальный Bluetooth-кодек, который позволяет передавать звук в качестве, близком к CD. По совокупности параметров этот кодек даёт оптимальное соотношение качества звука и стабильности связи. Он ощутимо загружает полосу передачи Bluetooth, но при этом даёт весьма достойное звучание.

Qualcomm заявляет, что с помощью этого кодека достигается звучание, «близкое к Hi Res», но тестами это не подтверждается. Но на слух всё довольно неплохо. 😎

Bowers and Wilkins PX с поддержкой aptX HD

AptX HD почти покрывает слышимый человеком диапазон: «потолок» на 19 кГц. Результат вполне неплох, ведь мало кто, старше 25 лет вообще слышат что-то выше 18 кГц. Заявлена максимальная частота дискретизации в 48 кГц. Для кодирования тут, судя по всему, хватило бы и 40 кГц (19*2 = 38).

Частотный диапазон SBC, aptX, aptX HD

Максимальный битрейт aptX HD – 576 кбит\с. Соответственно, Hi Res звук битрейтом 4,5 Мбит\с сжимается в соотношении 8:1, а CD качество в 2,5 раза. При сжатии сигнал разделяется на 4 частотные полосы и квантуется 24 битами с переменной разрядностью.

Логично предположить, что передача звука CD-качества будет происходить с не очень большими потерями.

AptX HD по уровню фонового шума далёк от 24-битного аудио, особенно в высокочастотном диапазоне. Соответственно, есть искажения и шумы, которые могут «маскировать» тихие детали записей высокого разрешения. Ведь они рассчитаны на бОльший динамический диапазон.

Уровень фонового шума aptX HD

Зато почти по всему диапазону уровень шума соответствует параметрам CD-качества. Судя по всему, 16-битные записи через aptX HD слушать вполне комфортно, потери и искажения невелики.

aptX HD – светло-красный график

Учитывая, что по битрейту данный кодек занимает больше половины полосы пропускания Bluetooth, результат ожидаем. Комфортное прослушивание, в принципе, возможно.

Источник