Bluetooth кодеки SBC, aptX и LDAC — чем они отличаются и как работают
Содержание:
Производители телефонов взяли курс на странную цель – искоренить аудио джек. В связи с чем значительно повысился спрос на Bluetooth наушники, которые также начали делать в большем количестве и разнообразии. И всё бы хорошо, но если провод работает всегда и везде одинаково, то работа Bluetooth наушников зависит от многих факторов, в том числе и от используемых кодеков, которые используются для кодирования музыки при беспроводной передаче.
Ещё одна сложность связана с тем, что на рынке одновременно присутствуют 5 кодеков: SBC, AAC, aptX, aptX HD и LDAC. Как выбрать нужный кодек? Какой из них даёт лучший результат и чем вообще аудиокодеки отличаются друг от друга? Об этом кратко, но понятно ниже в этой статье.
Что вы должны знать об аудиокодеках?
Ниже я приведу основные технические параметры, о которых вы должны знать и иметь базовое понимание того, на что они влияют. Это необходимо, чтобы понять, чем различаются кодеки между собой.
Скорость передачи данных при использовании Bluetooth значительно падает с расстоянием. Обычно максимальная скорость обеспечивается на расстоянии до 3-х метров от наушников до источника звука, и чем дальше вы отходите, тем больше падает скорость, вплоть до полной потери соединения. По этой причине частота передачи данных по Bluetooth не имеет постоянной скорости, она всегда вариативна и зависит от многих внешних факторов: есть ли препятствие между наушниками и источником звука, имеется ли мощный источник радиоизлучения рядом с беспроводными наушниками, работает ли рядом Wi-Fi и так далее. Чем больше радиосигналов вокруг вас и чем они мощнее, тем медленнее скорость работы Bluetooth и тем чаще будут происходить потери данных при передаче, которые выражаются в помехах при воспроизведении музыки.
Для того, чтобы снизить требования к скорости в беспроводных сетях и снизить необходимое количество требуемой памяти на устройстве для хранения музыки, активно используются алгоритмы сжатия, которые основываются на психоакустике. Психоакустика изучает то, как человек воспринимает звук. Благодаря этим знаниям алгоритмы могут удалять из музыкального потока данные, значительно снижая требования к пропускной способности без потери в качестве звучания. Эти алгоритмы используются как при кодировании музыки, например, в MP3 формат, так и при передаче данных с помощью Bluetooth.
Существует 3 типа форматов хранения и передачи данных: не подвергнутые компрессированию, Lossy (компрессия с потерей качества) и Lossless (компрессия без потери качества). Ниже приведена таблица с основным различием между разными типами кодеков. Конкретно эти кодеки относятся не к передаче музыки по Bluetooth, а к кодированию музыки для её хранения. Это также важно, чтобы вы могли понять какой тип кодеков Bluetooth нужен для прослушивания музыки, которая находится в вашей коллекции. Например, если вся ваша коллекция в MP3 формате, вам совершенно не нужен кодек LDAC, и наоборот, если музыка храниться без потери качества, кодек LDAC или aptX HD будут крайне желательны.
| Формат | Достоинства | Недостатки | Форматы файлов | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Без компрессии |
| Вид формата | Достоинства | Недостатки | Форматы файлов |
| Без компрессии | Переносит оригинальное звучание, совместимость со старыми программами | Занимает много памяти | WavAIFFLCPMBWF |
| Компрессия с потерей качества (Lossy) | Файлы имеют небольшой размер, звучание хорошего качества | Используются алгоритмы основанные на психоакустике | MP3AACWMAATRAC |
| Компрессия без потери качества (Lossless) | Уменьшает время обработки, занимает мало памяти, сжимает файлы, сохраняет оригинальное звучание | Файлы занимают много места | FLACALAC |
Какие бывают аудиокодеки Bluetooth?
Кодек – программный алгоритм, который связан с программным обеспечением. Он кодирует сигнала перед передачей с помощью Bluetooth, переносит в наушники, а внутри них раскодирует для воспроизведения.
Обратите внимание! Главное назначение кодеков состоит в уменьшении объема отправляемых данных, но при этом он переносит качество оригинального звука. Однако пока ни одна программа не достигла этого идеала.
Популярностью пользуются следующие виды аудиокодеков:
Что такое SBC Bluetooth
SBC – это популярный кодек для передачи звуковых данных через Bluetooth, но передается в сжатом и обрезанном виде. Он был разработан раньше появления моделей смартфонов. Первоначальная функция заключалась в понижении вычислительных нагрузок на кодировку и декодирование звука.
Важно! Кодек SBC осуществляет экономную передачу звуковых данных. Подключение и действие алгоритма грубое. Частотные диапазоны вместе с аудио трактом не различаются, происходит их вырезание, не кодируются.
При частоте дискретизации 48 кГц и глубине 16 бит показатель битрейта составляет 328 кбит/с. Звучание похоже на МР3, но характеристики искаженные.
Кодек SBC (scalable codec) является основным для отправки звуковых файлов через Bluetooth (это стандарт). Он подходит для разных гаджетов. Его показателя качества достаточно для поддержки МР3 и ААС. Также он поддерживается популярными сервисами Windows, Google Play Музыка и Apple Music. При желании можно переустановить обновленный и современный кодек.
Advanced Audio Coding
Система имеет хорошую передачу звука по сравнению с SBC. Для воспроизведения требуется меньший битрейт. Это обеспечивается за счет сложных алгоритмов, но для них требуются большие вычислительные возможности и это для гаджетов, смартфонов не является проблемой.
Кодек ААС распространен в устройствах популярной компании Apple. Он передает звучание аудиофайлов и отбрасывает все лишние данные. Но недавние исследования показали, что его работу производители техники настраивают по-разному. Иногда звук имеет четкое звучание, но бывают ситуации, когда передается с помехами, и они не остаются не замеченными.
Кодеки aptX и aptX HD
Популярная линейка кодеков aptX считается разработкой Qualcomm. Они подходят для блютуз-гарнитур, CD.
AptX и aptX HD имеют недостаток, требуется покупка лицензии у фирмы Qualcomm. Поэтому в продаже имеется мало совместимых устройств.
Обратите внимание! AptX и aptX HD подходят для смартфонов с флагманскими чипами Qualcomm Snapdragon. Они применяются для гаджетов брендов Huawei и Meizu. А вот на смартфонах популярной марки Apple данные кодеки не работают.
Кодек LDAC разработан фирмой Sony, он передает аудиофайлы по Bluetooth. Алгоритм считается самым продвинутым, подходит для истинных меломанов, для которых важно качественное звучание без помех и перебоев.
Если сравнивать с SBC, то алгоритм намного мощнее и функциональнее. Он способен передает в 3 раза больше данных в 1 секунду. А кодирование с параметрами 24 бита 96 кГц и с показателем битрейта до 990 кб/сек. Это способно создать звучание музыки без перебоев, помех, а сам звук будет четким.
Но и у этого кодека имеется существенный недостаток. В продаже встречается небольшое количество устройств, которые работают на базе LDAC, только техника от компании Sony способна функционировать с использованием этого алгоритма. Конечно, можно найти кодеки на пиратских сайтах, но они могут отключить множество функций устройства или приведут к полному выходу из строя техники.
Важно! Для использования требуется скачать платную лицензию у компании Sony. Однако потраченные средства будут не оправданными. В продаже встречается мало приборов Bluetooth с поддержкой LDAC.
Где звук лучше AAC (Advanced Audio Coding) или SBC кодек
При сравнении кодеков SBC и AAC можно однозначно сказать, что качество звучания лучше у второго вида. Оно появился намного позже, поэтому все недостатки были проработаны, улучшены технические свойства.
SBC – первая программа, она считается алгоритмом по умолчанию для Bluetooth-устройств. Изначально он разрабатывался для передачи голоса, но впоследствии стал применяться для передачи аудиофайлов. Потому качество звучания низкое, наблюдается скрежет, помехи, шумы.
Что касается Advanced Audio Coding – это усовершенствованный алгоритм. Его применяют в смартфонах, планшетах, наушниках от бренда Apple. Принцип работы основывается на психоакустике, она перегружает процессор. Но качество звука лучше, чем у алгоритма SBC.
Кодеки AAC подстроены под устройства Apple. А вот на гаджетах Android звучание будет низкого качества, подобно алгоритму SBC.
В чем разница между LDAC и aptX
Технология LDAC считается продвинутой, она максимально улучшает качество аудио с битрейтом 990 кбит/с, устраняет помехи и шумы. Это обеспечивается за счет использования интеллектуального комбинирования сжатия.
На разных частотах происходит изменение битовой глубины. Благодаря этому осуществляется увеличение объема отправляемой информации в отличие от алгоритмов компрессионного сжатия, которые применяются форматах МР3.
Стоит отметить! Алгоритм LDAC не разделяет частичную полосу (поддиапазон), он переходит на частотное преобразование. Из этого следует, что он использует немного похожий с aptX способ, во время которого происходит разделение аудиофайла формата PCM на несколько диапазонов с разными показателями битовой глубины.
Все за и против между aptX и LDAC :
Какой аудиокодек для Bluetooth лучше
Лучшим кодеком считается тот, который способен передать лучшее качество звука. Но ели рассматривать среди популярных форматов, то сложно выбрать подходящий вариант. Каждый имеет положительные и негативные особенности, которые оказывают влияние на конечный выбор.
При подборе кодеков стоит учитывать следующие нюансы:
Ниже имеется таблица с основными показателями и поддерживаемыми форматами популярных алгоритмов.
| Кодек | Частота дискретизации (кГц) | Показатель битрейта(кбит/с) | Форматы аудио |
| SBC | 46-48 | 328 | МР3 |
| AAC | 42-44,1 | 250 | МР3, AAC |
| LDAC | 94-96 | 990 | Loss-less-форматы, аудио Hi-Res |
| aptX | 42-44,1 | 352 | CD-аудио |
| aptX HD | 46-48 | 576 | Loss-less-форматы, аудио Hi-Res |
Кодек формата SBC считается устаревшим, он редко используется для воспроизведения музыки, аудиофайлов. Его создавали изначально для передачи звуковых и голосовых данных через Bluetooth. Со временем появились улучшенный алгоритмы. Если вы хотите приобрести беспроводные наушники для обычно использования, то лучше отдавать устройствам на базе aptX, они будут передавать звук без явных искажений, шумов, скрипа.
Если используются устройства компании Apple, то для них подойдут только наушники AAC. Алгоритм подстроен под данную технику, сможет передавать качество музыки. А вот при использовании его для гаджетов с ОС Android звук будет искаженным, с помехами.
Для ценителей музыки, для которых важно качественное звучание, подойдет алгоритм aptX HD. Он обладает хорошими показателями частоты дискретизации, уровнем битрейта, поддерживает современные форматы аудиофайлов. Характеристики кодека передают качественное звучание, акустика подается без искажений.
Но если цена не будет помехой, о можно позволить беспроводные наушники, гаджеты, смартфоны, планшеты, плееры на базе LDAC от известной компании Sony. Техника достаточно дорогая, стоимость может насчитывать несколько сотен долларов, но характеристики алгоритма вполне ее оправдывают.
Кодеки – важное условие для воспроизведения качественного звука при использовании гаджетов и беспроводных наушников на базе Bluetooth. Без них музыка будет низкого качества, она будет искажаться, а постоянные помехи сделают мелодию скрипучей и расплывчатой. При использовании гаджетов популярных брендов (Huawei, Xiaomi, IPhone) стоит применять подходяще алгоритмы, которые подойдут к гаджету и операционной системе устройства.
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
