лучший аудиокодек для bluetooth андроид

Hi-Res музыка по Bluetooth: какой нужен кодек, смартфон и наушники?

Одной из тенденций уходящего года можно смело назвать постепенный отказ производителей от 3,5-мм аудиоразъёма в смартфонах. Правда, многие не верят, что музыку в форматах Hi-Res можно передавать «по воздуху». Так и было, пока не появились качественные технологии передачи беспроводного звука. Чтобы воспользоваться ими, покупателю придётся столкнуться с множеством непонятных аббревиатур — LDAC, aptX, SBC, AAC и другими. Разобраться во всём этом и выбрать подходящие смартфоны и аксессуары вам поможет наша статья.

Зачем нужны кодеки?

Если вы слушаете музыку высокого разрешения через проводные наушники, вам не нужно ничего знать о кодеках — всю работу выполняет цифро-аналоговый преобразователь, превращающий последовательность нолей и единиц в музыку. А вот Bluetooth, несмотря на почти четвертьвековую историю, долгое время был далеко не идеальным способом передачи звука. Всё дело в его пропускной способности, втиснуть качественный звук в узкие рамки которой и призваны различные кодеки.

Первая гарнитура компании Nokia, HDW-1, выпущенная в 2002 году

Когда речь зашла о кодеках, многим из вас наверняка придёт на ум аббревиатура A2DP. И это будет неверно: достаточно посмотреть на её расшифровку — Advanced Audio Distribution Profile или «расширенный профиль распространения звука». Профиль — это всего лишь набор функций и возможностей определённого Bluetooth-устройства. Так, поддержка профиля A2DP гарантирует передачу двухканального стереозвука, но ничего не говорит о его качестве и технических характеристиках. А вот уже поверх этого стандарта необходимо использование одного из кодеков, который будет кодировать звук с минимальными потерями.

Sony MDR-1000X с поддержкой самого современного кодека, LDAC

Итак, мы выяснили, что для передачи сжатого звука от смартфона к беспроводным наушникам нам нужен кодек, который будет поддерживаться как самим гаджетом, так и акустикой. Алгоритмы работы кодека — довольно сложная вещь, но, в конечном итоге, для нас важны три характеристики каждого кодека, от которых и зависит звук.

Пропускная способность, которая сверху ограничена пропускной способностью самого протокола Bluetooth. В Bluetooth 4.0, работающего в «чистом» режиме без задействования стандарта IEEE 802.11 для увеличения скорости, пропускная способность составляет всего 1 Мбит/с — такова плата за низкое энергопотребление радиомодуля. При всём этом, даже битрейт оцифрованного CD-аудио составляет 1,4 Мбит/с, не говоря уже о записях более высокого разрешения.

Битрейт различных форматов аудио

Частота дискретизации. Фактически, это число показывает, на какое количество отрезков за одну секунду мы разбиваем исходный аудиопоток для его последующего кодирования.

Сравнение низкой и высокой частоты дискретизации при кодировании звука

Разрядность, иногда также называемая битностью. Разрядность аудиозаписи определяет, сколько бит и уровней квантования необходимо для кодирования каждого отрезка. Как правило, для увеличения качества звука и его более точной передачи используется одновременное увеличение частоты дискретизации и разрядности. Исключением является формат DSD, который при разрядности всего в 1 бит имеет огромную частоту дискретизации 5644,8 кГц.

Сравнение импульсно-кодовой модуляции PCM (применяется в большинстве форматов) и DSD

Зная это, мы можем перейти непосредственно к кодекам, чтобы выяснить, какие они вообще бывают и какие возможности предлагают слушателю.

Какие кодеки существуют и чем различаются?

SBC — самый первый Bluetooth-кодек, который появился одновременно с A2DP и поддерживается абсолютно всеми устройствами, в которых используется этот профиль. Его характеристики достаточно скромны: битрейт 328 кбит/с при частоте дискретизации 48 кГц. Этого впритык хватает для передачи звука в формате mp3, но недостаточно для любых мало-мальски качественных записей.

Битрейт Bluetooth-кодеков

aptX — второй по хронологической шкале кодек, разработка компании Qualcomm, берёт своё начало задолго до появления Bluetooth. Его характеристики лишь немногим лучше по сравнению с SBC: aptX позволяет кодировать звук на частоте 44,1 кГц при разрядности 16 бит, обеспечивая битрейт до 352 кбит/с. Несмотря на это, aptX по качеству передаваемого звука уже смог вплотную приблизиться к CD-аудио. Одним из расширений этого кодека стал aptX Low Latency, снизивший задержки звука со 100–150 мс у SBC до всего 40 мс, что немаловажно при просмотре видео и играх с Bluetooth-наушниками. Сейчас поддержку aptX можно встретить в огромном количестве устройств, за исключением продукции компании Apple.

aptX-HD или aptX Lossless — улучшенная версия кодека aptX, которая отвечает минимальным требованиям аудио Hi-Res. Этот кодек использует динамическое кодирование звука, при котором большая часть аудио кодируется без потерь, а когда это невозможно — с минимальными потерями. aptX HD использует частоту дискретизации 48 кГц, которая, при разрядности 24 бита, даёт пропускную способность 576 кбит/с. Представлен этот кодек был только в прошлом году и пока не обзавёлся большим количеством поддерживаемых устройств. Найти aptX HD можно во флагманах компаний LG, Sony, Huawei и некоторых других, но ни один из гаджетов Samsung поддержку кодека пока не получил. Разумеется, для aptX HD понадобятся и соответствующие наушники, но их пока можно буквально пересчитать по пальцам.

LG G5 — первый смартфон с поддержкой aptX HD

AAC — кодек, используемый в продуктах Apple. В отличие от остальных кодеков, перечисленных в этой статье, AAC не ограничивается Bluetooth и применяется в самых разных устройствах для кодирования звука. Однако яблочная компания отдала предпочтение именно AAC, который в своей Bluetooth-реализации обеспечивает битрейт 264 кбит/с при частоте дискретизации 44,1 кГц. Изначально перед кодеком вовсе не ставилась задача прослушивания музыки высокого качества: он всего лишь должен был обеспечивать лучшее, по сравнению с mp3, качество при меньшем битрейте и размере файлов. Качество звука AAC можно сравнить с aptX, но наушники с поддержкой этого кодека распространены не так хорошо, поэтому наличие его поддержки обязательно стоит проверять перед покупкой.

Само собой, поддержку AAC имеют фирменные Apple AirPods

LDAC — кодек, разработанный компанией Sony. LDAC обеспечивает частоту дискретизации 96 кГц и разрядность 24 бита, что даёт впечатляющую пропускную способность 990 кбит/с. Это делает кодек наиболее прогрессивным на данный момент: LDAC может обеспечить передачу аудио более качественного, чем CD-формата. Пока поддержка LDAC ограничивается гаджетами самой Sony, но есть и хорошие новости: кодек включён в проект AOSP начиная с версии 8.0 Oreo, и любая компания сможет использовать его в своих смартфонах после прохождения бесплатной сертификации. А вот производителям наушников, колонок и другой акустики всё-таки придётся раскошелиться на лицензионные отчисления, поэтому будущее LDAC всё ещё туманно.

Демонстрация возможностей LDAC: звук с частотой дискретизации 96 кГц и битрейтом 4,5 Мбит/с передаётся без потерь

Так какой кодек лучше?

Конечно, лучшим кодеком следует считать тот, который может обеспечить передачу аудио наивысшего качества. Строго говоря, однозначного определения аудио Hi-Res (High-Resolution) не существует, но большинство экспертов считают, что звук высокого разрешения должен превосходить по качеству CD-аудио. Последнее, как мы помним, имеет частоту дискретизации 44,1 кГц и разрядность 16 бит. Однако некоторые подходят к определению аудио Hi-Res более строго, относя к нему записи, сделанные с частотой дискретизации не менее 88,2 кГц и имеющие разрядность 24 бита. Так что, из имеющихся Bluetooth-кодеков, самым строгим определениям пока соответствует только малораспространённый LDAC. Более скромный по характеристикам aptX HD попадает под определение аудио Hi-Res частично, но имеет большую распространённость, а потому в ближайшее время наверняка станет основным Bluetooth-кодеком высокого разрешения.

Но стоит ли гнаться за максимальными характеристиками? Любой кодек, в том числе и LDAC, с потерями сжимает звук, чтобы понизить битрейт до максимально допустимого для конкретного кодека. Сжатие с потерями осуществляется двумя способами. Первый — обрезание неслышимых человеческим ухом частот. Второй способ заключается в использовании переменной разрядности при кодировании звука. Пик восприятия звука человеком находится в области 3 кГц — эта область в кодеках Hi-Res кодируется 24 битами, в то время как на границах слышимости разрядность может быть понижена до 12 бит. Возможно, какой-то процент людей с идеальным слухом и окажется недовольным результатом, но не стоит забывать, что Bluetooth предназначен для прослушивания музыки дома и в дороге, а не для студийного качества.

Порог чувствительности человеческого уха (синяя линия) и зависимость разрядности LDAC от частоты

Из рисунка выше видно, что LDAC поддерживает 16 частотных полос шириной 1 кГц, понижая при кодировании звука его разрядность на 1 бит на каждые 6 дБ порога слышимости. Для сравнения, aptX HD поддерживает всего четыре частотные полосы, что и делает этот кодек менее эффективным по сравнению с LDAC.

Частота дискретизации, кГц / Битрейт, кбит/с

Источник

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

Какой лучший аудиокодек Bluetooth: LDAC, aptX, AAC и т. п.?

За беспроводными устройствами, в частности за наушниками, явное будущее. Производители смартфонов все чаще отказываются от аудиоразъема 3,5 мм, тем временем продолжая выпускать беспроводные решения, в том числе TWS. Практически в каждом обзоре всплывает фраза аудиокодеки Bluetooth. Что она на самом деле значит и какие результаты использования этой спецификации? Здесь выбирается кодек Bluetooth с самым лучшим качеством звука и максимальной стабильностью соединения.

Лучшие аудиокодеки Bluetooth

Сегодня существуют десятки кодеков, что может запутать, но разбираться в них действительно важно. Они оказывают важное влияние на качество звука, задержки при передаче и качестве сигналы. Еще часть из современных стандартов позволяет экономнее расходовать заряд батареи. Скорее всего читатель уже слышал о битрейте и сжатии, а также о более специфических терминах, вроде потерь. Все это настоящее минное поле для человека, который хочет просто купить качественные наушники с быстрой, качественной и стабильной связью с устройством и «вкусным» звуком. Ниже описаны те аудиокодеки, с которыми нужно обязательно познакомиться.

Аудиокодек Bluetooth aptX впервые начал фигурировать в техническом мире еще в конце 80-х годов. Его сутью была передача звука в CD формате посредством Bluetooth. Чтобы была возможность передавать достаточное количество данных по беспроводной сети, aptX прибегает к сжатию. Оно позволяет сократить задержку. AptX включает поддержку LCPM 16-бит/48 кГц со скоростью до 352 кбит/с, поэтому его относят к формату со сжатием, который приводит к потерям. Конечный размер файла действительно небольшой, но его расшифровка не позволяет восстановить исходное качество. Сейчас aptX считается самым популярным кодеком Bluetooth среди потребителей MP3. Практически все смартфоны Android его поддерживают.

APTX HD

Несложно догадаться, что aptX HD – это аудиокодек aptX с лучшим разрешением звука. Технологию приобрел Qualcomm, поэтому на большинстве дорогих Android-смартфонов, основанных на чипсете Qualcomm, AtpX HD поддерживается по умолчанию. Он может работать с четким звуком на 24-бит/48 кГц с максимальной скоростью передачи 576 кбит/с. Теперь качество аудио лучше, чем у CD. Соотношение сигнала с шумом намного лучше в сравнении с предыдущей версией, это может услышать даже без особо заточенного слуха. Особенно сильно ощущается в детализации инструментов, которые в aptX сливаются.

Еще существует кодек aptx LL, который сокращает задержку. Это технология Qualcomm, которая увеличивает скорость передачи звука до 40 мс. Она активно используется в игровых гарнитурах.

Поддиапазонное кодирование (SBC) – это кодек, который используется с Bluetooth по умолчанию. Он является аудиосигналом низкого качества Bluetooth. Это не тот аудиокодек, который выгодно деляет смартфон или наушники, зато его поддерживают практически все устройства. Он считается обязательным для всех аппаратов, поддерживающих A2DP. Максимальная скорость передачи порядка 320 кбит/с.

Усовершенствованное кодирование звука (AAC) – это стандарт, который получают пользователи Apple iPhone. Его также использует бесплатная версия YouTube. AAC позволяет в полной мере насладиться звуковым качеством MP3, но при ограниченной скорости передачи до 250 кбит/с. Недостаток кодека – высокое потребление энергии, что негативно сказывается на продолжительности автономной работы обоих устройств. Чтобы раскрыть все грани MP3, нужен не только iPhone, но и наушники премиум-класса, вроде Bose Noise Canceling 700.

Уникальный аудиокодек, разработанный компанией Sony. Его особенность заключается в переменной скорости передачи битов, а вторая важная черта – поддержка наибольшего битрейта в бизнесе, значение около 990 кбит/сек. Проблема в том, что кодек не так активно используется. Большая часть смартфонов требуют включение режима разработчика для активации этой технологии. Зато запустив аудиокодек, появляется возможность передавать втрое больше данных в сравнении с SBC за одинаковый промежуток времени. Сейчас кодек является частью Android Open Source Project, его поддерживают устройства, вроде LG V40 ThinQ и Samsung Galaxy S9+.

Кодек с повышенной четкостью звука и минимальной задержкой. Его разработали совместно Hi-Res Wireless Audio (HWA) Union и Savitech. Как и в случае с LDAC, LHDC поддерживает передачу данных на скорости 900 кбит/сек и включает частоту дискредитации до 96 кГц. Задержка тоже стала меньше, при чем обойдя даже aptx LL. Модификация с меньшей задержкой под названием LLAC пользуется спросом среди геймеров. Его поддержка была реализована в Huawei P30 Pro.

Чтобы воспользоваться таким аудиокодеком Bluetooth, необходимо установить операционную систему Android 10. Первое устройство с данной технологией – Huawei Mate 10.

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.

Источник

Bluetooth-кодеки и беспроводной звук на смартфоне для «чайников»

TWS-наушники захватывают рынок, словно эпидемия, и с переходом на беспроводной звук у людей появляется масса вопросов, ответы на которые приходится выискивать по всему интернету. Но интернет, к сожалению, бывает разным и нередко сайты перепечатывают одну и ту же недостоверную информацию, которая лишь сбивает с толку.

Кто-то называет кодек SBC мусором, не пригодным даже для прослушивания музыки в шумном метро, другие считают «айфоновский» кодек AAC лучшим изобретением человечества, а популярный кодек LDAC от Sony — маркетинговой ерундой, не заслуживающей никакого внимания.

В этой статье я постараюсь максимально просто и в то же время подробно ответить на все популярные вопросы касательно Bluetooth-кодеков и беспроводного звука.

Надеюсь, будет интересно и познавательно!

Что вообще такое Bluetooth-кодеки и какое отношение они имеют к звуку?

Само слово кодек — это акроним, образованный от двух слов: кодировщик и декодировщик. Собственно, Bluetooth-кодек — это программа (алгоритм), которая может закодировать информацию, уменьшив ее размер, а затем раскодировать для воспроизведения.

Существует множество различных Bluetooth-кодеков. Одни позволяют передавать больше данных в секунду (имеют более высокий битрейт), другие не требуют серьезных вычислений при кодировании/декодировании файла, что хорошо влияет на время автономной работы устройств. Отличается и сам алгоритм сжатия аудиофайлов. На сегодняшний день самыми популярными Bluetooth-кодеками являются:

Работают кодеки следующим образом. Вы запускаете на своем смартфоне музыку в любом формате (mp3/aac/flac) или потоковый сервис (например, YouTube Music). Смартфон раскодирует эти данные, а затем снова кодирует их при помощи Bluetooth-кодека и отправляет закодированный сигнал на наушники.

Наушники декодируют (расшифровывают) тем же кодеком полученные данные, обрабатывают их и преобразовывают в аналоговый сигнал, заставляя динамики наушников вибрировать, создавая тем самым звуки.

Чтобы все это работало, наушники должны поддерживать тот же кодек, что и смартфон, иначе они не смогут раскодировать полученные данные.

Не важно, в каком формате хранится ваша музыка (mp3, flac, wav), смартфон в любом случае ее предварительно раскодирует, а затем снова закодирует перед отправкой по Bluetooth.

Это хорошо заметно на тестовом графике от SoundGuys, в котором они сравнили эталонный AAC-файл с тем, что смартфоны отправили на наушники, используя свои AAC-кодеки:

Для тех, кто не понимает, что здесь изображено, просто скажу, что iPhone удалил в оригинальном AAC-файле часть информации о звуке (начиная с 19000 Гц). На других смартфонах ситуация гораздо хуже, но об этом поговорим позже.

А можно я просто куплю наушники, не загружая себе всем этим голову?

Проблема в том, что на рынке нет ни одной модели Bluetooth-наушников и ни одного смартфона, которые бы поддерживали сразу все кодеки. Например:

Более того, очень многие устройства поддерживают минимум два кодека и если вы будете понимать, что они из себя представляют, то сможете выбрать наиболее подходящий.

И есть еще одна причина, по которой было бы, все же, неплохо разобраться в этом вопросе. Начитавшись «желтой прессы» (техноблогеров), многие увидели в кодеке aptX спасение и считают его залогом божественного звука. Этим, естественно, сразу же воспользовались производители, наводнив рынок копеечными наушниками с отвратительным звуком, но зато с поддержкой заветного aptX.

Поэтому предлагаю продолжить наш разговор, чтобы не попадаться на все эти уловки.

Влияет ли Bluetooth-кодек на качество звука? Или несколько слов о том, как кодируется звук и что именно теряется при сжатии

С одной стороны, кодек действительно влияет на звучание. Более того, чем вы моложе — тем сильнее это влияние. И дело здесь не в юношеском максимализме или самовнушении (хотя, последний фактор может играть значительную роль), а в том, что закодированный файл теряет часть информации о звуке.

Все перечисленные выше кодеки сжимают звук с потерями. Однако не следует бояться слова потеря, так как потерять можно не только полезную, но и совершенно бесполезную информацию.

Так, что же удаляют кодеки с оригинальной записи? Гитарную партию или, может, бэк-вокал?

Думаю, многие знают о том, что человек способен слышать звуки в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц. Причем верхняя граница очень сильно зависит от возраста. Для среднестатистического человека следующая таблица показывает приблизительный предел слышимости:

Так вот, первое, что делают Bluetooth-кодеки — это просто удаляют всю звуковую информацию, свыше определенной частоты. Какой-то кодек может удалить все, что выше 18000 Гц (18 кГц), другой — все, что выше 15 кГц. Соответственно, в зависимости от возраста и кодека, кто-то при очень внимательном прослушивании на качественных наушниках сможет заметить потерю.

Но это далеко не вся история. Разные частоты мы также слышим по-разному. Например, частоту 1000 Гц мы прекрасно услышим на громкости 30 децибел, а вот частоту 80 Гц — нет. Как именно мы воспринимаем все частоты, наглядно показано на следующем графике:

Соответственно, все, что находится под линией порога слышимости, можно смело удалять из файла.

Но и это еще не все! Оказывается, одни звуки могут легко скрывать другие. Например, если вы будете говорить спокойным голосом возле проезжающего поезда, ваш собеседник будет слышать только звук поезда. В этом случае, поезд скрывает (маскирует) голос.

Получается, громкий звук на определенной частоте оказывает маскирующий эффект на ближайшие частоты. Например, громкий звук на частоте 250 Гц будет оказывать определенное влияние на все остальные звуки в диапазоне от 60 до 1000 Гц. И если другой звук в этом диапазоне будет не достаточно громким (ниже границы маскировки), вы его никак не услышите:

Значит, при кодировании удаляем и все эти звуки! То есть, кодек удаляет даже то, что мы могли прекрасно услышать, если бы «по соседству» не оказался громкий маскирующий звук.

Более того, когда этот громкий звук исчезает, мы не мгновенно начинаем различать то, что было «скрыто». В зависимости от частоты и громкости, время маскировки может длиться еще 100 мс. Разумеется, кодек подчистит и всю информацию в этом промежутке времени.

Получается, мы удалили столько данных, а разницу практически никто не услышит! Все это называется психоакустическим сжатием.

Но это еще не конец истории. Дело в том, что при записи (скажем, на студии), мы преобразовываем звук в электрическое напряжение. Чем громче звук — тем выше напряжение. Чтобы оцифровать это напряжение (аналоговый сигнал), нам просто нужно непрерывно (очень часто) записывать значение напряжения и сохранять его в виде чисел.

Например, если громкость звука определенной частоты нарастает, мы можем оцифровать его, условно записав такие значения: 765, 767, 770, 800 и так далее.

Но когда Bluetooth-кодек кодирует и сжимает звук, вместо больших чисел он может просто сохранять разницу между значениями. Незачем хранить числа 765, 767, 770 и 800, если можно просто сохранить начальное значение (765) и дальше записать разницу между последующими числами: 2 (767-765), 3 (770-767) и 30 (800-770).

Для CD-качества мы делаем такие замеры и записи более 44 тысяч раз в секунду. Но не забывайте, что звук-то у нас стерео, а значит, нужно отдельно записывать все значения с такой частотой для правого и левого наушника. Используя описанный алгоритм и сохраняя лишь разницу, мы можем немного сжать файл (называется такой метод дифференциальной импульсно-кодовой модуляцией).

Но даже это еще не полная картина. Так как все значения записываются в виде нулей и единичек, можно присвоить длинным последовательностям бит — короткие коды. Например, заменять 00000000 на 00, а 00000001 на 01. Чем чаще какая-то последовательность встречается, тем более короткий код для нее выбираем. Такой метод называется кодом Хаффмана.

И на этом я, пожалуй, остановлюсь, сделав следующий вывод:

Не всегда низкий битрейт означает худшее качество, равно как и увеличение битрейта далеко не всегда улучшает качество звука

Для сравнения, кодек AAC с битрейтом 256 кбит/с выдает качество, аналогичное MP3 с битрейтом 320 кбит/с, так как имеет более сложный и эффективный алгоритм сжатия.

К слову, если вы не знаете, что такое битрейт, то это просто количество данных, передаваемых за одну секунду. Именно снижение битрейта является главной задачей любого Bluetooth-кодека, так как его пропускная способность довольно сильно ограничена.

Выше я говорил, что для эталонного CD-качества нужно более 44 тысяч раз в секунду (44.1 кГц) записывать значение напряжения (громкость звука), используя 16 бит для хранения значений. В этом случае, очень легко посчитать битрейт такой записи, просто умножив 16 на 44.1.

Получается 705.6 кбит/с, но так как у нас стерео-звук, нужно еще умножить это число на два (для левого и правого наушника отдельно), что дает битрейт 1411 кбит/с (705.6*2).

Именно такой битрейт требуется для передачи максимально качественного звука без малейших потерь (CD-Audio). Сравните это с битрейтом популярных кодеков:

О том, как именно влияет такое снижение битрейта, я расскажу чуть ниже. А пока ответим на один популярный вопрос.

Зависит ли качество звука в Bluetooth-наушниках от смартфона?

Или можно перефразировать этот вопрос так: стоит ли покупать более дорогой смартфон (как источник звука), чтобы возросло качество звучания Bluetooth-наушников?

Эти вопросы родились не на пустом месте, так как многие слышали о том, что качество источника звука заметно влияет на звучание проводных наушников.

Связано это с тем, что именно смартфон преобразовывает цифровой сигнал в аналоговый. Соответственно, от качества этого преобразования зависит и качество звука. Чем лучше аудио-чип в смартфоне, тем качественнее звучание.

Но в беспроводных наушниках все происходит иначе. Смартфон просто посылает цифровой сигнал в наушники со встроенными аудио-чипами и они самостоятельно занимаются цифро-аналоговым преобразованием. В этом плане аналогия с проводными наушниками не работает, так как аудио-чип смартфона не имеет никакого отношения к конечному результату.

И это очень важно понимать, чтобы не купить дешевые наушники с поддержкой, например, aptX кодека. Благодаря aptX, наушники действительно получат данные неплохого качества, но дешевый аудио-чип и другие компоненты (включая динамики), полностью испортят всю картину.

Тем не менее, смартфон может влиять на качество беспроводного звука. Все дело, опять-таки, в кодеках. Таким ярким примером можно считать кодек AAC, качество работы которого сильно зависит от смартфона. На iPhone используется наиболее качественный кодировщик Apple AAC, а вот Android-смартфоны используют бесплатный аналог от Fraunhofer IIS.

На графике от SoundGuys очень хорошо видно, как сильно обрезаются частоты при кодировании AAC на Android-смартфонах и на iPhone:

Как видим, Huawei обрезает все звуки при кодировании в AAC после 14.2 кГц, что будет заметно любому слушателю. Samsung уничтожает в AAC все, что выше 17 кГц, а вот iPhone кодирует звук вплоть до 19 кГц, что является лучшим показателем среди всех смартфонов (если мы говорим об AAC-кодеке).

Более того, нужно учитывать и то, как именно смартфон кодирует звук. Дело в том, что AAC — наиболее требовательный к ресурсам кодек, потому что он использует самую продвинутую психоакустическую модель. А в Android-смартфонах обработка звука не наделена важнейшим приоритетом, из-за чего возрастает задержка звука при передаче на наушники.

Задержка звука или latency — это промежуток времени, прошедший с момента появления звука до того, как вы его услышите. При прослушивании музыки это не играет особой роли, но вот при просмотре фильмов или во время игр, задержка может очень сильно испортить весь процесс.

Хуже всего то, что от кодека задержка зависит не очень сильно, а основное влияние оказывает сам смартфон. Это хорошо видно на следующем графике, где сравнивается задержка звука (в миллисекундах) на разных смартфонах с разными кодеками:

Как видим, на смартфоне Google Pixel 3 XL разница между кодеками не превышает 100 мс, причем, кодек AAC дает самую большую задержку из-за своей вычислительной сложности. Примерно такая же ситуация наблюдается и во всех остальных случаях, то есть, кодек влияет не так сильно. Но если сравнивать задержку звука между смартфонами, можно получить разницу в 300 мс!

Для справки, любой человек легко ощутит задержку в 150 мс, а на смартфоне Huawei она доходит до 600 мс. Поэтому смартфон действительно влияет на качество беспроводного звука. В плане задержки — ощутимо, в плане аудио-качества разницу заметят не все пользователи.

Кстати, задержка звука на современных смартфонах проявляется зачастую только в играх, так как при просмотре видео оба устройства определяют скорость задержи, а затем смартфон искусственно рассинхронизирует звук и видео так, чтобы картинка немножко отставала от звуковой дорожки. В результате мы не ощущаем никакой задержки звука.

Если вы не уверены, работает ли эта технология на вашем устройстве, просто попробуйте поставить видео в YouTube на паузу (естественно, с подключенными по Bluetooth наушниками). Если технология не работает, видео моментально приостановится, в противном случае между нажатием кнопки паузы и самой паузой произойдет небольшая задержка (несколько сотен миллисекунд).

Зависит ли качество звука в Bluetooth-наушниках от качества файла или приложения?

Частично я уже отвечал на этот вопрос в начале статьи, где говорил, что смартфон в любом случае раскодирует любой файл или поток, а затем заново закодирует его Bluetooth-кодеком. Поэтому не важно, будете ли вы слушать «аудиофильские» flac-файлы без сжатия в максимальном качестве или mp3-файлы, смартфон извлечет из них звуковые данные и закодирует с потерями выбранным кодеком.

Но как быть с потоковыми сервисами? Ведь, если музыка через YouTube Music будет идти с битрейтом 128 кбит/с, тогда при передаче по Bluetooth, даже самый лучший кодек ничего не сможет изменить.

Естественно, если вы хотите получить максимально возможное качество, следует выбирать музыкальные приложения с поддержкой высокого битрейта. Чтобы лучше ориентироваться в приложениях для смартфонов, посмотрите данные в этой таблице:

Повторюсь, кодек AAC с битрейтом 256 кбит/с соответствует качеству mp3 с битрейтом 320 кбит/с. Что интересно, согласно Wikipedia, менее 1% людей способны услышать разницу между mp3 320 кбит/с и несжатым оригиналом:

Источник

Не важно, какой кодек вы будете использовать на наушниках, главное, чтобы исходные данные (потоковая музыка) обладали достаточно высоким качеством. Другими словами, не обязательно использовать наушники с кодеком AAC, чтобы услышать разницу между, скажем, бесплатным YouTube и YouTube Premium.

Какой же кодек лучше: SBC, AAC, aptX или LDAC? Какая между ними разница?

Давайте теперь подробнее рассмотрим каждый кодек, его особенности, преимущества и недостатки.

Кодек SBC

Это самый популярный Bluetooth-кодек в мире по одной простой причине — все до единого беспроводные наушники должны его поддерживать по определению.

Изначально было модным считать этот кодек самым паршивым и неспособным ни на что. Затем мода немножко изменилась, когда стали появляться неофициальные модификации кодека с поддержкой высокого битрейта (вплоть до

600 кбит/с). Но так как воспользоваться этими модификациями способны лишь единицы, этот факт можно игнорировать.

По сути, сам кодек не ограничивает битрейт, но официально ни одно устройство не поддерживает битрейт для SBC кодека выше 328 кбит/c. Бывают и неприятные исключения, когда наушники искусственно занижают битрейт. Ярким примером может служить модель Huawei Freebuds 3 (см. наш обзор), у которых SBC-кодек ограничен 229 кбит/c. Такая неопределенность и зависимость от устройств слегка портит репутацию кодека.

Вторым важным отличием кодека являет сам алгоритм сжатия. Битрейт распределяется не равномерно, а динамически от нижних к верхним частотам. Если кодек израсходует «весь запас» на нижние и средние частоты, верхние просто обрежутся и мы потеряем часть информации о звуке.

Говоря в целом, кодек SBC — это начальный вариант, но на некоторых Android-смартфонах он может звучать лучше, чем AAC.

Как бы там ни было, дни его сочтены. В канун Нового года (31 декабря 2019 года) официальный разработчик Bluetooth SIG представил новый кодек AC3, являющийся не просто заменой SBC, а маленькой революцией в области беспроводного звука.

Дело в том, что все современные кодеки подключаются к смартфону, используя протокол Bluetooth Classic, развитие которого остановилось на третьей версии. Все, что было дальше, связано с новым протоколом Bluetooth LE (Low Energy или низкое энергопотребление), не совместимым с Bluetooth Classic и не поддерживаемым ни одними наушниками. Этот протокол (например, Bluetooth 5) используется только для фитнес-трекеров, смарт-часов и другой носимой электроники.

Но с приходом Bluetooth 5.2 (LE) впервые появится поддержка звука Low Energy Audio (LE Audio) с новым высокоэффективным кодеком LC3, качество звука которого при битрейте 160 кбит/с будет превышать качество кодека SBC с битрейтом 345 кбит/с:

Естественно, Bluetooth 5.2 с LE Audio принесет и другие нововведения, но об этом поговорим как-нибудь в другой раз.

Что касается первых устройств с поддержкой Bluetooth 5.2 и кодека LC3, они появятся не ранее конца 2020 года.

Кодек AAC

Самый сложный в плане вычислений. Это единственный кодек, использующий сложную психоакустическую модель (MP3 также использует психоакустику, но менее качественные алгоритмы). При использовании iPhone, услышать разницу между AAC-кодеком и эталонным CD-качеством очень сложно.

Тем не менее, любые AirPods тяжело назвать музыкальными наушниками. Даже в самой дорогой модели AirPods Pro (см. наш обзор) нет ни широкой сцены, ни превосходного разделения инструментов, также хромает детализация звука. Но важно понимать, что это проблемы наушников, а не кодека AAC.

Поэтому, если вы ищите хороший звук на iPhone, есть смысл купить более качественные наушники с поддержкой все того же кодека AAC. Те же Sony WF-1000XM3 (см. наш обзор) будут звучать на порядок лучше.

Кодеки aptX, aptX HD, aptX LL (Low Latency) и aptX Adaptive

Эти кодеки не используют психоакустическую модель. Для кодирования разных частот выделяется разное количество бит, при этом, чем выше частота — тем ниже битрейт (меньше бит) и, соответственно, выше шум. Таким образом, кодек aptX отлично сжимает звук до 5.5 кГц, затем динамический диапазон немного падает, а после 11 кГц и вовсе количество бит, используемых для кодирования, сокращается в 4 раза.

В принципе, кодек также учитывает особенности человеческого слуха и выделяет меньше бит для тех частот, которые мы слышим гораздо хуже. Но, если слушать музыку достаточно громко (свыше 100 дБ), можно услышать шум на высоких частотах.

Эту проблему решает вариация кодека под названием aptX HD, в котором для кодирования каждой полосы частот просто дополнительно выделяется по 2 бита. Например, aptX выделяет 8 бит на кодирование частот от 0 до 5500 Гц, в то время, как aptX HD выделяет на этот диапазон 10 бит. То же касается и остальных частот.

Кодеки aptX и SBC примерно дают одинаковое качество звука на низких частотах, но SBC начинает терять в качестве от 2.5 кГц, в то время, как aptX — от 5.5 кГц. В любом случае, aptX HD будет всегда звучать заметно лучше aptX, SBC и AAC.

В некоторых наушниках, телевизорах и аудио-системах встречается кодек aptX LL (Low Latency), главной особенностью которого является очень низкая задержка звука. Если в обычных кодеках задержка (не алгоритмическая) может достигать 300 и более миллисекунд, то использование кодека aptX LL гарантирует дает задержку менее 40 мс, что практически не ощутимо для большинства пользователей.

Однако проблема с этим кодеком заключается в том, что ни один смартфон не поддерживает aptX Low Latency. Связано это с тем, что для снижения задержки данный кодек требует наличие дополнительной физической антенны внутри смартфона.

Если у вас уже есть наушники с aptX LL и вы хотите получить минимальную задержку звука со своим смартфоном, придется докупать специальный Bluetooth-адаптер с aptX LL, который подключается по USB-C к телефону.

Чтобы решить эту проблему и добавить поддержку «быстрого» кодека на смартфоны, компания Qualcomm (владелец семейства кодеков aptX) не так давно представила самый новый кодек — aptX Adaptive, который заменит собой aptX LL. Он вобрал в себя всё лучшее, что было у компании: высокое качество aptX HD и низкую задержку aptX Low Latency.

Так как aptX Adaptive не требует наличие дополнительных антенн, задержка звука здесь более высокая, чем у aptX LL, но разница составляет всего 40-50 мс (чуть менее 40 мс для aptX LL против 80-90 мс для aptX Adaptive).

Другой важной особенностью aptX Adaptive является его способность адаптироваться к качеству сигнала. Когда эфир перегружен, битрейт aptX Adaptive может динамически снижаться до 279 кбит/с, однако из-за новых алгоритмов сжатия звучать он будет в точности, как устаревший aptX с битрейтом 384 кбит/с. Когда же связь хорошая, битрейт может подниматься вплоть до 420 кбит/с и звучать при этом лучше aptX HD с битрейтом 576 кбит/с.

Кроме того, aptX Adaptive использует те же 24 бита для кодирования частот, что и aptX HD, в то время как базовый aptX использует только 16 бит.

Кодек aptX Adaptive имеет обратную совместимость с aptX и aptX HD. То есть, если ваши наушники будут поддерживать только aptX Adaptive, а на смартфоне этого кодека нет, наушники смогут использовать либо aptX, либо aptX HD. Обратной совместимости с кодеком aptX LL нет. То есть, наушники с поддержкой aptX Low Latency не смогут подключиться к смартфону с кодеком aptX Adaptive.

Более подробное сравнение всех этих кодеков смотрите в таблице ниже:

И последняя важная деталь. Семейство кодеков aptX является собственностью компании Qualcomm и каждый, кто хочет использовать их в своих продуктах, должен платить лицензионные отчисления. Причем, aptX, aptX HD, aptX LL и aptX Adaptive нужно лицензировать по отдельности, из-за чего на рынке очень мало наушников, которые бы одновременно поддерживали все эти кодеки.

Кодек LDAC

Этот кодек является самым лучшим и самым худшим одновременно. С одной стороны, он поддерживается практически всеми Android-смартфонами, но в то же время очень редко встречается на наушниках (только на некоторых моделях от Sony).

Кодек поддерживает 3 различных битрейта: 330, 660 и 990 кбит/с (для музыки с частотой дискретизации 44.1 кГц эти значения немного отличаются, но не суть важно).

Так вот, при использовании битрейта 330 кбит/с, LDAC будет звучать хуже любого другого кодека (SBC, AAC, aptX, aptX HD) и, что самое интересное, некоторые смартфоны подключаются к совместимым наушникам именно с битрейтом 330 кбит/с. Поэтому нужно вручную проверять этот параметр.

Что касается LDAC 660 и 990 кбит/с, этот кодек позволяет без потерь передать CD-качество, в плане чего является лучшим кодеком. Прослушивание музыки в CD-качестве на беспроводных наушниках с кодеком LDAC от 660 кбит/с ничем не уступает проводным наушникам.

Основной хейт и все претензии к этому кодеку заключаются в том, что Sony рекламирует его как Hi-Res кодек, способный передавать Hi-Res Audio без потерь, что является откровенным враньем (для передачи Hi-Res звука без потерь нужно, как минимум, в 2 раза выше битрейт). Но если игнорировать весь этот «Hi-Res маркетинг», LDAC — действительно лучший кодек для прослушивания музыки в CD-качестве без потерь (1411 кбит/с).

Как узнать, какой кодек Bluetooth используется на смартфоне и как выбрать другой кодек?

Для того, чтобы узнать, какой кодек был выбран устройствами при подключении наушников, нужно вначале активировать скрытые настройки на Android-смартфоне (они называются параметрами разработчика). Для этого:

Теперь подключаем Bluetooth-наушники и делаем следующее:

Если желаете, просто заходите в этот раздел и выбирайте любой другой поддерживаемый кодек (перед этим нужно отключить наушники).

Подытоживая все вышесказанное, можно расположить самые популярные Bluetooth-кодеки следующим образом (по возрастанию качества):

И последний момент! Зачастую, при переключении наушников на другой кодек, вы будете слышать разницу в звуке. Но связано это будет скорее не с качеством кодека (если мы говорим об SBC, AAC или aptX), а с тем, что для каждого кодека производитель может изменять настройки эквалайзера и других параметров DSP, встроенного в наушники.

Алексей, глав. редактор Deep-Review

P.S. Не забудьте подписаться в Telegram на первый научно-популярный сайт о мобильных технологиях — Deep-Review, чтобы не пропустить очень интересные материалы, которые мы сейчас готовим!

Как бы вы оценили эту статью?

Нажмите на звездочку для оценки

Внизу страницы есть комментарии.

Напишите свое мнение там, чтобы его увидели все читатели!

Если Вы хотите только поставить оценку, укажите, что именно не так?

Источник