AAC, aptX এবং LDAC কোডেক ছাড়া হেডফোনে শব্দ উন্নত করতে ব্লুটুথ স্ট্যাক পরিবর্তন করা হচ্ছে

এই নিবন্ধটি পড়ার আগে, আপনাকে পূর্ববর্তী নিবন্ধটি পড়ার পরামর্শ দেওয়া হচ্ছে: ব্লুটুথের মাধ্যমে অডিও: প্রোফাইল, কোডেক এবং ডিভাইস সম্পর্কে যতটা সম্ভব বিস্তারিত

ওয়্যারলেস হেডফোনের কিছু ব্যবহারকারী স্ট্যান্ডার্ড ব্লুটুথ এসবিসি কোডেক ব্যবহার করার সময় খারাপ সাউন্ড কোয়ালিটি এবং উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সির অভাবের অভিযোগ করে, যা সমস্ত অডিও ডিভাইস দ্বারা সমর্থিত। শব্দ উন্নত করার জন্য একটি সাধারণ সুপারিশ হল ডিভাইস এবং হেডফোন কেনা যা aptX এবং LDAC কোডেক সমর্থন করে। এই কোডেকগুলির রয়্যালটি প্রয়োজন, তাই তাদের সমর্থনকারী ডিভাইসগুলি আরও ব্যয়বহুল।

দেখা যাচ্ছে যে SBC-এর নিম্ন মানের কারণ হল ব্লুটুথ স্ট্যাক এবং হেডফোন সেটিংসের কৃত্রিম সীমাবদ্ধতা, এবং স্মার্টফোন বা কম্পিউটারে সফ্টওয়্যার পরিবর্তনের মাধ্যমে এই সীমাবদ্ধতাটি বিদ্যমান যেকোনো ডিভাইসে উপেক্ষা করা যেতে পারে।

এসবিসি কোডেক

SBC কোডেকের অনেকগুলি বিভিন্ন পরামিতি রয়েছে যা সংযোগ সেটআপ পর্বের সময় আলোচনা করা হয়। তাদের মধ্যে:

• চ্যানেলের সংখ্যা এবং প্রকার: জয়েন্ট স্টেরিও, স্টেরিও, ডুয়াল চ্যানেল, মনো;
• ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের সংখ্যা: 4 বা 8;
• একটি প্যাকেজে ব্লকের সংখ্যা: 4, 8, 12, 16;
• কোয়ান্টাইজেশন বিট অ্যালোকেশন অ্যালগরিদম: লাউডনেস, এসএনআর;
• কোয়ান্টাইজেশনে ব্যবহৃত বিটের পুলের সর্বোচ্চ এবং সর্বনিম্ন মান (বিটপুল): সাধারণত, 2 থেকে 53 পর্যন্ত।

ডিকোডারকে অবশ্যই এই বিকল্পগুলির যেকোনো সমন্বয় সমর্থন করতে হবে। এনকোডার সবকিছু বাস্তবায়ন নাও করতে পারে।
বিদ্যমান ব্লুটুথ স্ট্যাকগুলি সাধারণত নিম্নলিখিত প্রোফাইলে সম্মত হয়: জয়েন্ট স্টেরিও, 8 ব্যান্ড, 16 ব্লক, লাউডনেস, বিটপুল 2..53। এই প্রোফাইলটি 44.1 kHz অডিওকে 328 kbps বিট হারে এনকোড করে।
বিটপুল প্যারামিটার সরাসরি একটি প্রোফাইলের মধ্যে বিটরেটকে প্রভাবিত করে: এটি যত বেশি হবে, বিটরেট তত বেশি হবে এবং সেই কারণে গুণমান।
যাইহোক, বিটপুল সেটিং একটি নির্দিষ্ট প্রোফাইলের সাথে আবদ্ধ নয়; অন্যান্য পরামিতিগুলিও বিটরেটকে উল্লেখযোগ্যভাবে প্রভাবিত করে: চ্যানেলের ধরন, ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের সংখ্যা, ব্লকের সংখ্যা। আপনি বিটপুল পরিবর্তন না করেই, অ-মানক প্রোফাইল নিয়ে আলোচনা করে পরোক্ষভাবে বিটরেট বাড়াতে পারেন।

SBC বিটরেট সূত্র

উদাহরণস্বরূপ, ডুয়াল চ্যানেল মোড প্রতিটি চ্যানেলের জন্য সম্পূর্ণ বিটপুল ব্যবহার করে চ্যানেলগুলিকে আলাদাভাবে এনকোড করে। জয়েন্ট স্টেরিওর পরিবর্তে ডিভাইসটিকে ডুয়াল চ্যানেল ব্যবহার করতে বাধ্য করার মাধ্যমে, আমরা 617 kbps একই সর্বোচ্চ বিটপুল মান সহ প্রায় দ্বিগুণ বিটরেট পাই।
আমার মতে, আলোচনার পর্যায়ে একটি নন-প্রোফাইল বিটপুল মান ব্যবহার করা A2DP স্ট্যান্ডার্ডের একটি ত্রুটি, যা SBC-এর মানের একটি কৃত্রিম সীমাবদ্ধতার দিকে পরিচালিত করে। বিটপুল নয়, বিটরেট নিয়ে আলোচনা করা বুদ্ধিমানের কাজ হবে।

এই স্থির বিটপুল এবং বিটরেট মানগুলি উচ্চ মানের অডিওর জন্য প্রস্তাবিত মানগুলির একটি টেবিল থেকে উদ্ভূত হয়। তবে একটি সুপারিশ নিজেকে এই মানগুলির মধ্যে সীমাবদ্ধ করার কারণ নয়।

A2DP v1.2 স্পেসিফিকেশন, যা 2007 থেকে 2015 পর্যন্ত সক্রিয় ছিল, সমস্ত ডিকোডারকে 512 kbps পর্যন্ত বিট রেট সহ সঠিকভাবে কাজ করতে হবে:

SNK-এর ডিকোডার সমস্ত সম্ভাব্য বিটপুল মানগুলিকে সমর্থন করবে যার ফলে সর্বাধিক বিট রেট বেশি হয় না। এই প্রোফাইলটি মনোর জন্য উপলব্ধ সর্বোচ্চ বিট রেট 320kb/s এবং দুই-চ্যানেল মোডের জন্য 512kb/s-এ সীমাবদ্ধ করে।

স্পেসিফিকেশনের নতুন সংস্করণে কোন বিটরেট সীমা নেই। এটা অনুমান করা হয় যে 2015 এর পরে প্রকাশিত আধুনিক হেডফোন এবং EDR সমর্থন করে ≈730 kbps পর্যন্ত বিট রেট সমর্থন করতে পারে।

কিছু কারণে, আমি যে Linux (PulseAudio), Android, Blackberry, এবং macOS ব্লুটুথ স্ট্যাকগুলি পরীক্ষা করেছি তাতে বিটপুল প্যারামিটারের সর্বোচ্চ মানের কৃত্রিম সীমা রয়েছে, যা সরাসরি সর্বোচ্চ বিটরেটকে প্রভাবিত করে৷ কিন্তু এটি সবচেয়ে বড় সমস্যা নয়, প্রায় সব হেডফোনও সর্বোচ্চ বিটপুল মান 53 এ সীমাবদ্ধ করে।
আমি ইতিমধ্যে দেখেছি, বেশিরভাগ ডিভাইস 551 kbps এর বিট রেট সহ একটি পরিবর্তিত ব্লুটুথ স্ট্যাকে সূক্ষ্ম কাজ করে, কোনো বাধা এবং কড ছাড়াই। কিন্তু সাধারণ ব্লুটুথ স্ট্যাকগুলিতে এই ধরনের বিটরেট কখনই স্বাভাবিক অবস্থায় আলোচনা করা হবে না।

ব্লুটুথ স্ট্যাক পরিবর্তন করা হচ্ছে

A2DP স্ট্যান্ডার্ডের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ যেকোন ব্লুটুথ স্ট্যাকে, ডুয়াল চ্যানেল মোডের জন্য সমর্থন রয়েছে, কিন্তু ইন্টারফেস থেকে এটি সক্রিয় করা সম্ভব নয়।

ইন্টারফেসে একটি সুইচ যোগ করা যাক! আমি অ্যান্ড্রয়েড 8.1 এবং অ্যান্ড্রয়েড 9-এর জন্য প্যাচ তৈরি করেছি যা স্ট্যাকে সম্পূর্ণ ডুয়াল চ্যানেল সমর্থন যোগ করে, বিকাশকারী সরঞ্জামগুলিতে মোড সুইচ মেনুতে একটি মোড যোগ করে এবং ডুয়াল চ্যানেল সক্রিয় SBC-গুলিকে aptX, AAC-এর মতো অতিরিক্ত কোডেক হিসাবে ব্যবহার করে। অথবা ডিভাইসের ব্লুটুথ সেটিংসে একটি চেকমার্ক যোগ করে LDAC (এন্ড্রয়েড এটিকে HD অডিও বলে)। এটি দেখতে কেমন তা এখানে রয়েছে:

Android 9 এর জন্য প্যাচ
Android 8.1 এর জন্য প্যাচ

চেকবক্স সক্রিয় করা হলে, ব্লুটুথ অডিও বিট রেট সহ প্রেরণ করা শুরু করে 551 kbps, যদি হেডফোন একটি 3 Mbps সংযোগ সমর্থন করে, বা 452 kbpsযদি হেডফোন শুধুমাত্র 2 Mbps সমর্থন করে।

এই প্যাচটি নিম্নলিখিত বিকল্প ফার্মওয়্যারে অন্তর্ভুক্ত করা হয়েছে:

• LineageOS
• পুনরুত্থান রিমিক্স
• crDroid

551 এবং 452 kbps কোথা থেকে এসেছে?

ব্লুটুথ-এ বায়ু-বিভাজন প্রযুক্তিটি দক্ষতার সাথে বড়, নির্দিষ্ট-আকারের প্যাকেটগুলি প্রেরণ করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। ডাটা ট্রান্সফার হয় স্লটে, এক ট্রান্সফারে পাঠানো সবচেয়ে বেশি সংখ্যক স্লট হল 5। এছাড়াও ট্রান্সফার মোড রয়েছে যেগুলি 1 বা 3টি স্লট ব্যবহার করে, কিন্তু 2 বা 4টি নয়। একটি সংযোগ গতিতে 5টি স্লটে 679 বাইট পর্যন্ত স্থানান্তর করা যেতে পারে। 2 Mbps গতিতে 1021 Mbps এবং 3 বাইট পর্যন্ত, এবং যথাক্রমে 3 - 367 এবং 552 বাইটে।

আমরা যদি 679 বা 1021 বাইটের চেয়ে কম ডেটা স্থানান্তর করতে চাই তবে 367 বা 552 বাইটের বেশি, তবে স্থানান্তরটি এখনও 5টি স্লট নেবে এবং একই সময়ে ডেটা স্থানান্তর করা হবে, যা স্থানান্তর দক্ষতা হ্রাস করে।

ডুয়াল চ্যানেল মোডে SBC, বিটপুল 44100 প্যারামিটার সহ 38 Hz অডিওতে, প্রতি ফ্রেমে 16 ব্লক, 8 ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড, 164 কেবিপিএস এর বিট রেট সহ অডিওকে 452 বাইট ফ্রেমে এনকোড করে।
অডিও অবশ্যই L2CAP এবং AVDTP ট্রান্সফার প্রোটোকলগুলিতে এনক্যাপসুলেট করা উচিত, যা অডিও পেলোড থেকে 16 বাইট নেয়।

সুতরাং, 5টি স্লট সহ একটি ব্লুটুথ ট্রান্সমিশনে, 4টি অডিও ফ্রেম ফিট করা সম্ভব:

679 (EDR 2 mbit/s DH5) - 4 (L2CAP) - 12 (AVDTP/RTP) - 1 (заголовок SBC) - (164*4) = 6

আমরা একটি সেন্ড প্যাকেটে 11.7 ms অডিও ডেটা ফিট করি যা 3.75 ms-এ প্রেরণ করা হবে এবং আমাদের প্যাকেজে 6টি অব্যবহৃত বাইট অবশিষ্ট রয়েছে৷
আপনি যদি বিটপুল সামান্য বাড়ান, তাহলে 4টি অডিও ফ্রেম আর একটি প্যাকেজে প্যাক করা যাবে না। আপনাকে একবারে 3টি ফ্রেম পাঠাতে হবে, যা ট্রান্সমিশন দক্ষতা হ্রাস করে, প্রতি ফ্রেমে প্রেরিত অডিওর পরিমাণ হ্রাস করে এবং খারাপ রেডিও পরিস্থিতিতে দ্রুত অডিও তোতলাতে পারে।

একইভাবে, EDR 551 Mbps-এর জন্য 3 kbps একটি বিটরেট নির্বাচন করা হয়েছিল: বিটপুল 47 এর সাথে, প্রতি ফ্রেমে 16টি ব্লক, 8টি ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ড, 200 বাইটের একটি ফ্রেম আকার পাওয়া যায়, যার একটি বিট রেট 551 kbps। একটি প্যাকেজে 5 ফ্রেম বা 14.6 ms মিউজিক রয়েছে।

সমস্ত SBC প্যারামিটার গণনা করার জন্য অ্যালগরিদম বেশ জটিল, আপনি যদি ম্যানুয়ালি গণনা করেন তবে আপনি সহজেই বিভ্রান্ত হতে পারেন, তাই যারা আগ্রহী তাদের সাহায্য করার জন্য আমি একটি ইন্টারেক্টিভ ক্যালকুলেটর তৈরি করেছি: btcodecs.valdikss.org.ru/sbc-bitrate-calculator

কেন এই সব প্রয়োজন?

AptX কোডেক এর সাউন্ড কোয়ালিটি সম্পর্কে জনপ্রিয় বিশ্বাসের বিপরীতে, কিছু ফাইলে এটি 328 kbps এর স্ট্যান্ডার্ড বিটরেট সহ SBC থেকে খারাপ ফলাফল দিতে পারে।

SBC গতিশীলভাবে ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডগুলিতে কোয়ান্টাইজেশন বিটগুলি বটম থেকে টপ ফ্যাশনে বরাদ্দ করে। যদি সম্পূর্ণ বিটরেট নিম্ন এবং মধ্যবর্তী ফ্রিকোয়েন্সিগুলির জন্য ব্যবহার করা হয়, তাহলে উপরের ফ্রিকোয়েন্সিগুলি "কাটা বন্ধ" হবে (এর পরিবর্তে নীরবতা থাকবে)।
aptX সব সময় একই সংখ্যক বিট সহ ফ্রিকোয়েন্সি ব্যান্ডের পরিমাপ করে, যার কারণে এটির একটি ধ্রুবক বিট রেট থাকে: 352 kHz এর জন্য 44.1 kbps, 384 ​​kHz এর জন্য 48 kbps, এবং এটি সেই ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে "বিট অনুবাদ করতে" পারে না যেগুলির জন্য তাদের প্রয়োজন। সর্বাধিক SBC এর বিপরীতে, aptX ফ্রিকোয়েন্সিগুলিকে "কাট" করবে না, তবে তাদের সাথে কোয়ান্টাইজেশন নয়েজ যোগ করবে, অডিওর গতিশীল পরিসীমা হ্রাস করবে এবং কখনও কখনও বৈশিষ্ট্যযুক্ত ক্র্যাকলস প্রবর্তন করবে। SBC, অন্যদিকে, "বিস্তারিত খায়" - সবচেয়ে শান্ত এলাকা বাদ দেয়।
গড়ে, SBC 328k-এর তুলনায়, aptX প্রশস্ত-পরিসরের সঙ্গীতে কম বিকৃতি প্রবর্তন করে, কিন্তু সংকীর্ণ-পরিসর, উচ্চ-ডাইনামিক-রেঞ্জ সঙ্গীতে, SBC 328k কখনও কখনও জয়ী হয়।

আসুন একটি বিশেষ ক্ষেত্রে বিবেচনা করা যাক। পিয়ানো রেকর্ডিংয়ের স্পেকট্রোগ্রাম:

মূল শক্তি 0 থেকে 4 kHz পর্যন্ত ফ্রিকোয়েন্সিতে থাকে এবং 10 kHz পর্যন্ত চলতে থাকে।
AptX এর সাথে সংকুচিত ফাইলের স্পেকট্রোগ্রামটি এইরকম দেখায়:

আর এই SBC 328k দেখতে কেমন লাগে।

এটি দেখা যায় যে SBC 328k পর্যায়ক্রমে 16 kHz এর উপরে পরিসীমা সম্পূর্ণরূপে বন্ধ করে দেয় এবং এই মানের নীচের রেঞ্জগুলিতে সমস্ত উপলব্ধ বিটরেট ব্যয় করে। যাইহোক, aptX মানুষের কানে শ্রবণযোগ্য ফ্রিকোয়েন্সি বর্ণালীতে আরও বিকৃতির প্রবর্তন করেছে, যা aptX স্পেকট্রোগ্রাম থেকে বিয়োগ করা আসল স্পেকট্রোগ্রামে দেখা যায় (যত উজ্জ্বল, তত বেশি বিকৃতি):

যখন SBC 328k 0 থেকে 10 kHz রেঞ্জে কম সিগন্যাল নষ্ট করেছে এবং বাকিটা কেটে দিয়েছে:

485k SBC-এর বিটরেট ব্যান্ডগুলি কেটে না দিয়ে সম্পূর্ণ ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা সংরক্ষণ করার জন্য যথেষ্ট ছিল৷

এই কম্পোজিশনে SBC 485k 0-15 kHz এর রেঞ্জে aptX থেকে বেশ এগিয়ে, এবং একটি ছোট, কিন্তু এখনও লক্ষণীয় পার্থক্য - 15-22 kHz এ (অন্ধকার, কম বিকৃতি):

মূল অডিও, SBC এবং aptX এর আর্কাইভ.

একটি উচ্চ-বিটরেট SBC-তে স্যুইচ করার মাধ্যমে, আপনি এমন অডিও পাবেন যা প্রায়শই যেকোনো হেডফোনে aptX-কে ছাড়িয়ে যায়। একটি 3 Mbps EDR সংযোগ সমর্থনকারী হেডফোনগুলিতে, 551 kbps aptX HD এর সাথে তুলনীয় শব্দ উৎপন্ন করে।

এবং হয়তো আরও বেশি?

অ্যান্ড্রয়েড প্যাচে 2Mbps EDR ডিভাইসের জন্য বিটরেট আরও বাড়ানোর বিকল্প রয়েছে। কঠিন রেডিও পরিস্থিতিতে ট্রান্সমিশন স্থায়িত্ব হ্রাস করার খরচে 452 kbps থেকে 595 kbps পর্যন্ত বিট রেট বাড়ানো সম্ভব।
এটি পরিবর্তনশীল persist.bluetooth.sbc_hd_higher_bitrate 1 এ সেট করা যথেষ্ট:

# setprop persist.bluetooth.sbc_hd_higher_bitrate 1

চরম বিটরেটের প্যাচ শুধুমাত্র LineageOS 15.1-এ গৃহীত হয়, কিন্তু 16.0-এ নয়।

ডিভাইস সামঞ্জস্য

SBC ডুয়াল চ্যানেল প্রায় সমস্ত হেডফোন, স্পিকার এবং গাড়ির হেড ইউনিট দ্বারা সমর্থিত। এটি আশ্চর্যজনক নয় - স্ট্যান্ডার্ড যে কোনও ডিকোডিং ডিভাইসে এর সমর্থন নির্ধারণ করে। এই মোড সমস্যা সৃষ্টি করে যে ডিভাইসের একটি ছোট সংখ্যা আছে, কিন্তু এই একক উদাহরণ.
সামঞ্জস্যপূর্ণ ডিভাইস সম্পর্কে আরো তথ্যের জন্য, দেখুন W4bsitXNUMX-dns.com বা XDA- ডেভেলপারগণ.

শব্দ পার্থক্য তুলনা

আমি একটি ওয়েব পরিষেবা তৈরি করেছি যা ব্রাউজারে রিয়েল টাইমে SBC (পাশাপাশি aptX এবং aptX HD) তে অডিও এনকোড করে। এটির সাহায্যে, আপনি বিভিন্ন SBC প্রোফাইল এবং অন্যান্য কোডেকের শব্দ তুলনা করতে পারেন, আসলে ব্লুটুথের মাধ্যমে অডিও ট্রান্সমিট না করেই, কোনো তারযুক্ত হেডফোন, স্পিকার এবং আপনার প্রিয় সঙ্গীতে, সেইসাথে অডিও প্লেব্যাকের সময় এনকোডিং প্যারামিটার পরিবর্তন করতে পারেন।
btcodecs.valdikss.org.ru/sbc-encoder

Android বিকাশকারীদের সাথে যোগাযোগ করুন

আমি Google-এ অনেক ব্লুটুথ স্ট্যাক ডেভেলপারকে লিখেছি, তাদের Android প্রধান শাখা - AOSP-এ প্যাচগুলি অন্তর্ভুক্ত করার বিষয়ে বিবেচনা করতে বলেছি, কিন্তু একটিও প্রতিক্রিয়া পাইনি৷ আমার প্যাচ আছে অ্যান্ড্রয়েডের জন্য গেরিট প্যাচিং সিস্টেম এছাড়াও জড়িত কারো মন্তব্য ছাড়াই রয়ে গেছে.
আমি খুশি হব যদি আমাকে Google থেকে ডেভেলপারদের সাথে সংযোগ এবং Android এ SBC HD বাস্তবায়নে সাহায্য করা যায়। গেরিট-এর প্যাচটি পুরানো (এটি প্রাথমিক সংশোধনগুলির মধ্যে একটি), এবং বিকাশকারীরা আমার পরিবর্তনগুলিতে আগ্রহী হলে আমি এটি আপডেট করব (এটি আপডেট করা আমার পক্ষে সহজ নয়, আমার কাছে অ্যান্ড্রয়েডের সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ ডিভাইস নেই প্রশ্ন)।

উপসংহার

LineageOS, Resurrection Remix এবং crDroid ফার্মওয়্যার সহ স্মার্টফোনের ব্যবহারকারীরা এখনই উন্নত সাউন্ড কোয়ালিটি উপভোগ করতে পারবেন, শুধু ব্লুটুথ ডিভাইস সেটিংসে বিকল্পটি সক্রিয় করুন। লিনাক্স ব্যবহারকারীরাও ইন্সটল করে SBC বর্ধিত বিটরেট পেতে পারেন পালি রোহর থেকে প্যাচ, যা অন্যান্য জিনিসগুলির মধ্যে aptX, aptX HD, এবং ফাস্টস্ট্রিম কোডেকগুলির জন্য সমর্থন যোগ করে।

উত্স: www.habr.com