Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

3.5 мм-ийн аудио залгуургүй ухаалаг гар утсыг олноор нь үйлдвэрлэснээр утасгүй Bluetooth чихэвч нь олон хүмүүсийн хөгжим сонсох, чихэвчний горимд харилцах гол хэрэгсэл болсон.
Утасгүй төхөөрөмж үйлдвэрлэгчид бүтээгдэхүүний нарийвчилсан тодорхойлолтыг тэр бүр бичдэггүй бөгөөд интернет дэх Bluetooth аудионы тухай нийтлэлүүд нь хоорондоо зөрчилддөг, заримдаа буруу, бүх шинж чанаруудын талаар ярьдаггүй, ихэнхдээ бодит байдалд нийцэхгүй ижил мэдээллийг хуулдаг.
Протокол, Bluetooth үйлдлийн системийн стек, чихэвч, чанга яригч, хөгжим, ярианы Bluetooth кодлогчийн чадавхийг ойлгохыг хичээцгээе, дамжуулж буй дууны чанар, хоцролтод юу нөлөөлж байгааг олж мэдье, дэмжигдсэн кодлогч болон бусад төхөөрөмжийн талаарх мэдээллийг хэрхэн цуглуулж, тайлж сурцгаая. чадварууд.

TL, DR:

  • SBC - ердийн кодлогч
  • Чихэвч нь өөрийн гэсэн эквалайзер болон кодлогч бүрийн дараах боловсруулалттай байдаг
  • aptX нь сурталчилсан шиг тийм ч сайн биш юм
  • LDAC бол маркетингийн тэнэглэл юм
  • Дуудлагын чанар муу хэвээр байна
  • Та C аудио кодлогчийг emscripten-ээр дамжуулан WebAssembly-д хөрвүүлэн хөтчдөө оруулах боломжтой бөгөөд тэдгээр нь нэг их удаашрахгүй.

Bluetooth-ээр дамжуулан хөгжим

Bluetooth-ийн функциональ бүрэлдэхүүн хэсэг нь профайлаар тодорхойлогддог - тодорхой функцүүдийн техникийн үзүүлэлтүүд. Bluetooth хөгжмийн урсгал нь өндөр чанартай A2DP нэг чиглэлтэй аудио дамжуулах профайлыг ашигладаг. A2DP стандартыг 2003 онд баталсан бөгөөд түүнээс хойш төдийлөн өөрчлөгдөөгүй.
Профайлын хүрээнд Bluetooth-д тусгайлан бүтээгдсэн, тооцооллын төвөгтэй SBC-ийн 1 заавал кодлогч, нэмэлт 3 кодыг стандартчилсан. Мөн өөрийн хэрэгжүүлэлтийн баримтжуулаагүй кодлогч ашиглах боломжтой.

2019 оны XNUMX-р сарын байдлаар бид xkcd комик дээр 14 A2DP кодлогчтой:

  • SBC ← A2DP стандартад нийцсэн, бүх төхөөрөмж дэмждэг
  • MPEG-1/2 Layer 1/2/3 ← A2DP-д стандартчилагдсан: сайн мэддэг MP3, тоон телевизэд ашигладаг MP2, мөн үл мэдэгдэх MP1
  • MPEG-2/4 AAC ← A2DP-д стандартчилагдсан
  • ATTRAC ← Sony-ийн хуучин кодлогч, A2DP стандартад нийцсэн
  • LDAC ← Sony-ийн шинэ кодлогч
  • aptX ← 1988 оны кодлогч
  • aptXHD ← aptX-тэй ижил, зөвхөн өөр өөр кодчилолтой
  • aptX Бага хоцрогдол ← огт өөр кодлогч, програм хангамжийн хэрэгжилт байхгүй
  • aptX дасан зохицох ← Qualcomm-ын өөр нэг кодлогч
  • FastStream ← псевдо кодек, хоёр чиглэлтэй SBC өөрчлөлт
  • HWA LHDC ← Huawei-ийн шинэ кодлогч
  • Samsung HD ← 2 төхөөрөмж дэмжинэ
  • Samsung-ийн өргөтгөх боломжтой ← 2 төхөөрөмж дэмжинэ
  • Samsung UHQ-BT ← 3 төхөөрөмж дэмжинэ

Bluetooth нь 2 ба 3 Мбит/с хурдтай өгөгдөл дамжуулах боломжийг олгодог EDR-тэй, шахагдаагүй хоёр сувгийн 16 битийн PCM-д 1.4 Мбит/с хангалттай байхад бидэнд яагаад кодлогч хэрэгтэй байна вэ?

Bluetooth-ээр өгөгдөл дамжуулах

Bluetooth-д өгөгдөл дамжуулах хоёр төрөл байдаг: холболт үүсгэхгүйгээр асинхрон дамжуулахад зориулагдсан Асинхрон холболт бага (ACL) ба холболтын урьдчилсан тохиролцоотой синхрон дамжуулалтад зориулагдсан Синхрон холболтод чиглэсэн (SCO).
Дамжуулалтыг цаг хуваах схемийг ашиглан, багц тус бүрээр дамжуулах сувгийг тусад нь сонгох (Frequency-Hop/Time-Division-Duplex, FH/TDD) хийгддэг бөгөөд энэ хугацааг үүр гэж нэрлэдэг 625 микросекундын интервалд хуваадаг. Төхөөрөмжүүдийн нэг нь тэгш тоотой, нөгөө нь сондгой тоотой үүрэнд дамжуулдаг. Дамжуулсан пакет нь өгөгдлийн хэмжээ, дамжуулалтын тогтоосон төрлөөс хамааран 1, 3 эсвэл 5 үүртэй байж болох бөгөөд энэ тохиолдолд дамжуулалтын төгсгөл хүртэл нэг төхөөрөмжөөр дамжуулалтыг тэгш, сондгой зайд гүйцэтгэдэг. Нийтдээ нэг секундэд 1600 хүртэл пакет хүлээн авч, илгээх боломжтой бөгөөд хэрэв тэдгээр нь тус бүр нь 1 слотыг эзэлдэг бөгөөд хоёр төхөөрөмж нь ямар нэг зүйлийг зогсолтгүй дамжуулж, хүлээн авдаг.

Зарлал болон Bluetooth вэбсайтаас олж болох EDR-д зориулсан 2 ба 3 Мбит/с нь нийт өгөгдлийн суваг дамжуулах хамгийн дээд хурд юм (мэдээлэл оруулах ёстой бүх протоколын техникийн толгойг оруулаад) хоёр чиглэлд нэгэн зэрэг. Бодит өгөгдөл дамжуулах хурд маш өөр байх болно.

Хөгжим дамжуулахын тулд бараг үргэлж 2-DH5 ба 3-DH5 гэх мэт пакетуудыг ашигладаг асинхрон аргыг ашигладаг бөгөөд энэ нь EDR горимд 2 Мбит/с ба 3 Мбит/с хурдтай, 5 цаг эзэлдэг. - слотуудыг хуваалцах.

Нэг төхөөрөмжөөр 5 үүр, нөгөө төхөөрөмжөөр 1 үүр (DH5/DH1) ашиглан дамжуулалтын бүдүүвч дүрслэл:
Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

Агаарын долгионы цагийг хуваах зарчмын дагуу бид хоёр дахь төхөөрөмж бидэнд юу ч дамжуулахгүй эсвэл жижиг пакет дамжуулвал пакет дамжуулсны дараа 625 микросекунд, хоёр дахь төхөөрөмж дамжуулвал илүү их хугацаа хүлээхээс өөр аргагүй болдог. том пакетуудад. Хэрэв утсанд нэгээс олон төхөөрөмж холбогдсон бол (жишээлбэл, чихэвч, цаг, фитнесс бугуйвч) дамжуулах хугацааг бүгдэд нь хуваарилдаг.

L2CAP болон AVDTP тусгай тээврийн протоколд аудиог багтаах хэрэгцээ нь дамжуулагдсан аудио ачааллын дээд хэмжээнээс 16 байт авдаг.

Багцын төрөл
Слотуудын тоо
Макс. багц дахь байтуудын тоо
Макс. A2DP ачааллын байтуудын тоо
Макс. A2DP ачааллын битийн хурд

2-DH3
3
367
351
936 kbps

3-DH3
3
552
536
1429 kbps

2-DH5
5
679
663
1414 kbps

3-DH5
5
1021
1005
2143 kbps

1414 ба 1429 kbps нь дуу чимээ ихтэй 2.4 GHz хүрээтэй, үйлчилгээний өгөгдөл дамжуулах хэрэгцээтэй бодит нөхцөлд шахагдаагүй дууг дамжуулахад хангалтгүй нь гарцаагүй. EDR 3 Мбит/с нь дамжуулах хүч, агаарт дуу чимээ их шаарддаг тул 3-DH5 горимд ч гэсэн тав тухтай PCM дамжуулах боломжгүй, үргэлж богино хугацааны тасалдал гарах бөгөөд бүх зүйл зөвхөн нэг зайд ажиллах болно. хоёр метр.
Практикт 990 кбит/с аудио урсгал (LDAC 990 кбит/с) хүртэл дамжуулахад хэцүү байдаг.

Кодлогч руу буцаж орцгооё.

SBC

A2DP стандартыг дэмждэг бүх төхөөрөмжид кодлогч шаардлагатай. Хамгийн сайн, хамгийн муу кодлогч нэгэн зэрэг.

Дээж авах давтамж
Хүчин чадал
Битийн хурд
Кодлох дэмжлэг
Код тайлах дэмжлэг

16, 32, 44.1, 48 кГц
16 хуудас
10-1500 kbps
Бүх төхөөрөмж
Бүх төхөөрөмж

SBC нь дасан зохицох импульсийн кодын модуляцийг (APCM) ашиглан анхдагч психоакустик загвартай (зөвхөн нам гүм дууг далдлах) энгийн бөгөөд тооцоолох хурдан кодлогч юм.
A2DP-ийн техникийн үзүүлэлтүүд нь Дунд болон Өндөр чанартай гэсэн хоёр профайлыг ашиглахыг зөвлөж байна.
Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

Кодек нь алгоритмын саатал, блок дахь дээжийн тоо, битийн тархалтын алгоритмыг хянах боломжийг олгодог олон тохиргоотой боловч техникийн нөхцөлд санал болгосон ижил параметрүүдийг бараг хаа сайгүй ашигладаг: Хамтарсан стерео, 8 давтамжийн зурвас, 16 блок дууны хүрээ, Дууны бит түгээлтийн арга.
SBC нь битийн хурдад шууд нөлөөлдөг Bitpool параметрийн динамик өөрчлөлтийг дэмждэг. Хэрэв агаарын долгион бөглөрсөн, пакетууд алдагдсан эсвэл төхөөрөмжүүд хол зайд байрладаг бол аудио эх үүсвэр нь харилцаа холбоо хэвийн байдалдаа орох хүртэл Bitpool-ийг бууруулж болно.

Ихэнх чихэвч үйлдвэрлэгчид санал болгож буй профайлыг ашиглах үед битийн хурдыг секундэд 53 килобит хүртэл хязгаарладаг Bitpool-ийн хамгийн их утгыг 328 гэж тохируулдаг.
Хэдийгээр чихэвч үйлдвэрлэгч Bitpool-ын дээд утгыг 53-аас дээш тогтоосон байсан ч (ийм загварууд байдаг, жишээ нь: Beats Solo³, JBL Everest Elite 750NC, Apple AirPods, мөн зарим хүлээн авагч болон машины толгойн төхөөрөмж дээр байдаг) ихэнх үйлдлийн системүүд үүнийг зөвшөөрөхгүй. Bluetooth стек дэх дотоод утгын хязгаарыг тогтоосны улмаас битийн хурдыг нэмэгдүүлэх.
Нэмж дурдахад зарим үйлдвэрлэгчид Bitpool-ийн хамгийн их утгыг зарим төхөөрөмжүүдэд бага гэж тохируулдаг. Жишээлбэл, Bluedio T-ийн хувьд энэ нь 39, Samsung Gear IconX-ийн хувьд 37 байгаа нь дууны чанар муутай байдаг.

Bluetooth стек хөгжүүлэгчдийн зохиомол хязгаарлалт нь Bitpool-ийн том утгууд эсвэл хэвийн бус профайлтай зарим төхөөрөмжүүдэд нийцэхгүй байгаа, тэдгээрт дэмжлэг үзүүлсэн гэж мэдээлсэн ч, баталгаажуулалтын явцад хангалтгүй туршилт хийсэн зэргээс үүдэлтэй байж магадгүй юм. Блютүүт стекийг зохиогчдод буруу төхөөрөмжүүдийн мэдээллийн сан үүсгэхээс илүүтэйгээр санал болгож буй профайл дээр тохиролцоход хялбар байсан (хэдийгээр одоо тэд бусад буруу ажиллаж байгаа функцүүдэд үүнийг хийдэг).

SBC нь давтамжийн зурваст квантчлах битүүдийг өөр өөр жинтэй, бага ба өндөр гэсэн үндсэн дээр динамикаар хуваарилдаг. Хэрэв бүх битийн хурдыг бага ба дунд давтамжид ашигласан бол өндөр давтамжийг "таслах" болно (оронд нь чимээгүй байх болно).

Жишээ нь SBC 328 kbps. Дээд талд нь эх хувь, доод талд нь дууны хооронд үе үе шилжиж байдаг SBC байна. Видео файл дахь аудио нь FLAC алдагдалгүй шахалтын кодлогчийг ашигладаг. FLAC-г mp4-д ашиглах нь албан ёсоор стандартчилагдаагүй тул таны хөтөч үүнийг тоглуулах баталгаагүй боловч энэ нь ширээний Chrome болон Firefox-ын хамгийн сүүлийн хувилбаруудад ажиллах ёстой. Хэрэв танд дуу байхгүй бол файлыг татаж аваад бүрэн хэмжээний видео тоглуулагч дээр нээж болно.
ZZ Top - Хурц хувцасласан хүн

Спектрограмм нь шилжих мөчийг харуулдаг: SBC нь 17.5 кГц-ээс дээш чимээгүй дууг үе үе тасалдаг бөгөөд 20 кГц-ээс дээш зурваст ямар ч битийг огт хуваарилдаггүй. Бүрэн спектрограммыг (1.7 MB) дарж авах боломжтой.
Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

Би энэ зам дээр анхны болон SBC хоёрын хооронд ямар ч ялгааг сонсохгүй байна.

Илүү шинэ зүйлийг авч, Bitpool 37-тэй Samsung Gear IconX чихэвч ашиглан олж авах аудиог дуурайцгаая (дээрээс - анхны дохио, доор - SBC 239 kbps, FLAC дахь аудио).
Ухаангүй өөрийгөө өөгшүүлэх - Гэрч

Би дууны өндөр давтамжид шажигнах, стерео эффект багасч, тааламжгүй "цуйх" дууг сонсдог.

SBC нь маш уян хатан кодлогч хэдий ч хоцролт багатай байхаар тохируулж, өндөр битийн хурдаар (452+ kbps) маш сайн аудио чанарыг хангадаг бөгөөд стандарт өндөр чанартай (328 kbps) ихэнх хүмүүст маш сайн байдаг. A2DP стандарт нь тогтмол профайлыг заагаагүй (гэхдээ зөвхөн зөвлөмж өгдөг), стек хөгжүүлэгчид Bitpool-д хиймэл хязгаарлалт тавьсан, дамжуулагдсан аудионы параметрүүд хэрэглэгчийн интерфэйс дээр харагдахгүй, чихэвч үйлдвэрлэгчид өөрсдийн тохиргоог чөлөөтэй хийх боломжтой бөгөөд хэзээ ч Бүтээгдэхүүний техникийн үзүүлэлтэд Bitpool-ийн утгыг зааж өгсөн бол кодлогч нь дуу чимээ багатайгаараа алдартай болсон ч энэ нь кодлогчтой холбоотой асуудал биш юм.
Bitpool параметр нь зөвхөн нэг профайл доторх битийн хурдад шууд нөлөөлдөг. Bitpool 53-ийн ижил утга нь санал болгож буй өндөр чанарын профайлтай 328 кбит / бит, хос суваг, 1212 давтамжийн зурвастай 4 кбит / бит хурдыг хоёуланг нь өгч чаддаг тул үйлдлийн системийн зохиогчид Bitpool-ийн хязгаарлалтаас гадна хязгаарыг тогтоож, асаах боломжтой. Битийн хурд. Миний харж байгаагаар A2DP стандартын алдаанаас болж ийм нөхцөл байдал үүссэн: Bitpool биш харин битийн хурдыг тохиролцох шаардлагатай байсан.

Өөр өөр үйлдлийн систем дэх SBC чадавхийг дэмжих хүснэгт:

Үйлдлийн систем
Дэмждэг түүврийн хувь
Хамгийн дээд хязгаар. Битпул
Хамгийн дээд хязгаар. Битийн хурд
Ердийн битийн хурд
Битпулын динамик тохируулга

Windows 10
44.1 кГц
53
512 kbps
328 kbps
✓*

Linux (BlueZ + PulseAudio)
16, 32, 44.1, 48 кГц
64 (орж байгаа холболтын хувьд), 53 (гарч байгаа холболтын хувьд)
Хязгааргүй
328 kbps
✓*

MacOS High Серра
44.1 кГц
64, өгөгдмөл 53***
Үл мэдэгдэх
328 kbps

Android 4.4-9
44.1/48 кГц**
53
328 kbps
328 kbps

Android 4.1-4.3.1
44.1, 48 кГц**
53
229 kbps
229 kbps

Blackberry үйлдлийн систем 10
48 кГц
53
Хязгааргүй
328 kbps

* Шилжилтийн нөхцөл сайжирвал Bitpool нь зөвхөн буурдаг боловч автоматаар нэмэгдэхгүй. Bitpool-г сэргээхийн тулд та тоглуулахаа зогсоож, хэдэн секунд хүлээгээд дууг дахин эхлүүлэх хэрэгтэй.
** Анхдагч утга нь програм хангамжийг эмхэтгэх үед заасан стекийн тохиргооноос хамаарна. Android 8/8.1 дээр эмхэтгэх үеийн тохиргооноос хамааран давтамж нь зөвхөн 44.1 кГц эсвэл 48 кГц байдаг бол бусад хувилбаруудад 44.1 кГц ба 48 кГц-ийг нэгэн зэрэг дэмждэг.
*** Bitpool-ийн утгыг Bluetooth Explorer програм дээр нэмэгдүүлэх боломжтой.

aptX ба aptX HD

aptX бол дасан зохицох дифференциал импульсийн кодын модуляцийг ашигладаг, психоакустикгүй, энгийн бөгөөд тооцоолох хурдан кодлогч юм.ADPCM). 1988 онд гарч ирсэн (барагдуулсан огноо патент 1988 оны 2014-р сард) Bluetooth-ээс өмнө мэргэжлийн утасгүй аудио төхөөрөмжид голчлон ашигладаг байсан. Одоогоор Qualcomm-ийн эзэмшилд байгаа бөгөөд лиценз, нөөц ашигласны төлбөр шаарддаг. 6000 оны байдлаар: 1 хүртэлх төхөөрөмжийн багцад нэг удаагийн 10000 доллар ба нэг төхөөрөмж тутамд ≈$XNUMX (эх сурвалж, хуудас 16).
aptX болон aptX HD нь ижил кодлогч бөгөөд өөр өөр кодчилолтой.

Кодек нь зөвхөн нэг параметртэй байдаг - дээж авах давтамжийг сонгох. Гэсэн хэдий ч сувгийн тоо / горимын сонголт байдаг, гэхдээ миний мэддэг бүх төхөөрөмжид (70+ ширхэг) зөвхөн Стерео дэмждэг.

Codec
Дээж авах давтамж
Хүчин чадал
Битийн хурд
Кодлох дэмжлэг
Код тайлах дэмжлэг

aptX
16, 32, 44.1, 48 кГц
16 хуудас
128/256/352/384 kbps (түүвэрлэлтийн хурдаас хамаарч)
Windows 10 (ширээний болон гар утас), macOS, Android 4.4+/7*, Blackberry OS 10
Өргөн хүрээний аудио төхөөрөмж (техник хангамж)

* 7 хүртэлх хувилбаруудад Bluetooth стекийг өөрчлөх шаардлагатай. Андройд төхөөрөмж үйлдвэрлэгч нь Qualcomm-аас кодлогчийг лицензжүүлсэн тохиолдолд л кодлогчийг дэмждэг (хэрэв үйлдлийн систем нь кодчиллын сангуудтай бол).

aptX нь дууг 4 давтамжийн зурваст хувааж, ижил тооны битээр тогтмол хэмждэг: 8 бит 0-5.5 кГц, 4 бит 5.5-11 кГц, 2 бит 11-16.5 кГц, 2 бит 16.5-22 кГц ( түүвэрлэлтийн давтамжийн тоо 44.1 кГц).

AptX аудионы жишээ (дээд талд - анхны дохио, доод талд - aptX, зөвхөн зүүн сувгийн спектрограм, FLAC дахь дуу):

Дээд тал нь бага зэрэг улаан болсон ч ялгааг нь сонсож чадсангүй.

Квантжуулалтын битүүдийн тогтмол хуваарилалтын улмаас кодлогч нь битүүдийг хамгийн их хэрэгцээтэй давтамж руу "шилжүүлж" чадахгүй. SBC-ээс ялгаатай нь aptX нь давтамжийг таслахгүй, харин дууны динамик хүрээг багасгаж, тоо хэмжээг тогтоох дуу чимээг нэмж өгдөг.

Жишээлбэл, нэг зурваст 2 бит ашиглах нь динамик мужийг 12 дБ хүртэл бууруулдаг гэж үзэж болохгүй: ADPCM нь 96 квантчлах бит ашиглаж байсан ч 2 дБ хүртэлх динамик мужийг зөвшөөрдөг, гэхдээ зөвхөн тодорхой дохионы хувьд.
ADPCM нь PCM дээрх үнэмлэхүй утгыг хадгалахын оронд одоогийн болон дараагийн дээжийн хоорондох тоон зөрүүг хадгалдаг. Энэ нь ижил (алдагдалгүй) эсвэл бараг ижил (харьцангуй жижиг дугуйралтын алдаатай) мэдээллийг хадгалахад шаардагдах битийн тоог багасгах боломжийг олгодог. Дугуйлах алдааг багасгахын тулд коэффициентийн хүснэгтийг ашигладаг.
Кодек үүсгэх үед зохиогчид хөгжмийн аудио файлуудын багц дээр ADPCM коэффициентийг тооцоолсон. Аудио дохио нь хүснэгтүүдийг барьсан хөгжмийн багцад ойртох тусам aptX тоон тогтоох алдаа (шуугиан) багасна.

Үүнээс болж синтетик туршилтууд үргэлж хөгжимөөс илүү муу үр дүнг гаргах болно. Би aptX-ийн үр дүн муу байгааг харуулсан тусгай синтетик жишээг хийсэн - 12.4 кГц давтамжтай синус долгион (дээрээс - анхны дохио, доор - aptX. FLAC дахь аудио. Дууг багасга!):

Спектрийн график:
Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

Дуу чимээ нь тодорхой сонсогддог.

Гэсэн хэдий ч, хэрэв та бага далайцтай синус долгион үүсгэвэл чимээгүй бол дуу чимээ нь нам гүм болж, өргөн динамик хүрээг илтгэнэ.

Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

Анхны хөгжим болон шахсан дууны хоорондох ялгааг сонсохын тулд та дохионуудын аль нэгийг нь эргүүлж, сувгийн сувгийг нэмж болно. Энэ арга нь ерөнхийдөө буруу бөгөөд илүү нарийн төвөгтэй кодлогчоор эрүүл үр дүнд хүрэхгүй, гэхдээ ADPCM-ийн хувьд энэ нь маш тохиромжтой.
Original болон aptX-ийн ялгаа
Дохиоуудын язгуур квадратын зөрүү нь -37.4 дБ түвшинд байгаа нь ийм шахсан хөгжмийн хувьд тийм ч их биш юм.

aptXHD

aptX HD нь бие даасан кодлогч биш бөгөөд энэ нь aptX кодлогчийн сайжруулсан кодчилол юм. Өөрчлөлтүүд нь давтамжийн мужийг кодлоход хуваарилагдсан битийн тоонд нөлөөлсөн: 10-0 кГц-ийн хувьд 5.5 бит, 6-5.5 кГц-ийн 11 бит, 4-11 кГц-ийн 16.5 бит, 4-16.5 кГц-ийн 22 бит (44.1 кГц-ийн цифр) .

Codec
Дээж авах давтамж
Хүчин чадал
Битийн хурд
Кодлох дэмжлэг
Код тайлах дэмжлэг

aptXHD
16, 32, 44.1, 48 кГц
24 бит
192/384/529/576 kbps (түүвэрлэлтийн хурдаас хамаарч)
Android 8+*
Зарим аудио төхөөрөмж (техник хангамж)

* 7 хүртэлх хувилбаруудад Bluetooth стекийг өөрчлөх шаардлагатай. Андройд төхөөрөмж үйлдвэрлэгч нь Qualcomm-аас кодлогчийг лицензжүүлсэн тохиолдолд л кодлогчийг дэмждэг (хэрэв үйлдлийн систем нь кодчиллын сангуудтай бол).

AptX-ээс бага нийтлэг зүйл: Qualcomm-аас тусдаа лиценз, тусдаа лицензийн төлбөр шаарддаг бололтой.

12.4 кГц давтамжтай синус долгионтой жишээг давтъя.
Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

aptX-ээс хамаагүй дээр, гэхдээ бага зэрэг чимээ шуугиантай.

aptX Бага хоцрогдол

Qualcomm-ын кодлогч нь стандарт aptX болон aptX HD-тэй ямар ч ялгаагүй бөгөөд үүнийг боловсруулахад оролцсон хүмүүсийн хязгаарлагдмал мэдээллээс харахад. Дууны саатлыг программ хангамжаар тохируулах боломжгүй интерактив бага хоцролттой аудио дамжуулахад (кино, тоглоом) зориулагдсан. Кодер болон декодчилогчдын программ хангамжийн хэрэгжилтийг мэддэггүй бөгөөд тэдгээрийг зөвхөн дамжуулагч, хүлээн авагч, чихэвч, чанга яригч дэмждэг боловч ухаалаг утас, компьютерээр дэмждэггүй.

Дээж авах давтамж
Битийн хурд
Кодлох дэмжлэг
Код тайлах дэмжлэг

44.1 кГц
276/420 kbps
Зарим дамжуулагч (техник хангамж)
Зарим аудио төхөөрөмж (техник хангамж)

AAC

AAC буюу Advanced Audio Coding нь ноцтой психоакустик загвар бүхий тооцоолох нарийн төвөгтэй кодлогч юм. Интернэт дэх аудиог өргөнөөр ашигладаг бөгөөд алдартай нь MP3-ийн дараа хоёрдугаарт ордог. Лиценз болон нөөц ашигласны төлбөр шаарддаг: нэг удаагийн 15000 доллар (эсвэл 1000-аас доош ажилтантай компаниудад 15 доллар) + эхний 0.98 төхөөрөмжид 500000 доллар (эх сурвалж).
Энэ кодлогч нь MPEG-2 ба MPEG-4 техникийн үзүүлэлтүүдийн хүрээнд стандартчилагдсан бөгөөд нийтлэг буруу ойлголтоос үл хамааран энэ нь Apple-д хамаарахгүй.

Дээж авах давтамж
Битийн хурд
Кодлох дэмжлэг
Код тайлах дэмжлэг

8 - 96 кГц
8 - 576 kbps (стерео хувьд), 256 - 320 kbps (Bluetooth-д зориулсан ердийн)
macOS, Android 7+*, iOS
Өргөн хүрээний аудио төхөөрөмж (техник хангамж)

* зөвхөн үйлдвэрлэгчид лицензийн хураамж төлсөн төхөөрөмжүүд дээр

iOS болон macOS нь Apple-ийн одоогийн шилдэг AAC кодлогчийг ашиглан дууны хамгийн өндөр чанарыг өгдөг. Андройд нь хоёр дахь өндөр чанарын Fraunhofer FDK AAC кодлогчийг ашигладаг боловч үл мэдэгдэх кодчилол бүхий платформд (SoC) суулгасан янз бүрийн техник хангамжийг ашиглаж болно. SoundGuys вэбсайт дээрх сүүлийн үеийн туршилтуудын дагуу, өөр өөр Android утаснуудын AAC кодчилолын чанар ихээхэн ялгаатай байна:
Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

Ихэнх утасгүй аудио төхөөрөмжүүд нь AAC-д хамгийн ихдээ 320 kbps бит хурдтай байдаг бол зарим нь зөвхөн 256 kbps-г дэмждэг. Бусад битийн хурд маш ховор байдаг.
AAC нь 320 ба 256 kbps битийн хурдаар маш сайн чанарыг хангадаг боловч үүнд хамаарна аль хэдийн шахсан контентын дараалсан кодчилол алдагдахГэсэн хэдий ч хэд хэдэн дараалсан кодчилолтой байсан ч гэсэн iOS дээр 256 кбит / бит хурдтай эх хувилбартай ямар нэгэн ялгааг сонсоход хэцүү байдаг; нэг кодчилол, жишээлбэл, MP3 320 kbps-аас AAC 256 kbps хүртэл алдагдлыг үл тоомсорлож болно.
Бусад Bluetooth кодлогчийн нэгэн адил ямар ч хөгжим эхлээд тайлж, дараа нь кодлогчоор кодлогддог. AAC форматаар хөгжим сонсохдоо эхлээд үйлдлийн систем нь кодыг нь тайлж, дараа нь Bluetooth-ээр дамжуулахын тулд дахин AAC руу кодчилдог. Энэ нь хөгжим, шинэ мессежийн мэдэгдэл зэрэг олон аудио урсгалыг холиход шаардлагатай. iOS нь үл хамаарах зүйл биш юм. Интернет дээр та iOS дээр AAC форматтай хөгжим Bluetooth-ээр дамжуулахад кодчилдоггүй гэсэн олон мэдэгдлийг олж болно, энэ нь үнэн биш юм.

MP1/2/3

MPEG-1/2 3-р хэсгийн гэр бүлийн кодлогч нь сайн мэддэг, өргөн хэрэглэгддэг MP3, бага түгээмэл MP2 (дийлэнх нь дижитал телевиз, радиод ашиглагддаг), огт үл мэдэгдэх MP1-ээс бүрдэнэ.

Хуучин MP1 болон MP2 кодлогчийг огт дэмждэггүй: Би тэдгээрийг кодлох эсвэл тайлах ямар ч чихэвч эсвэл Bluetooth стек олж чадсангүй.
MP3 код тайлахыг зарим чихэвч дэмждэг боловч орчин үеийн үйлдлийн системийн стек дээр кодчилол дэмждэггүй. Хэрэв та тохиргооны файлыг гараар өөрчилвөл Windows-д зориулсан гуравдагч талын BlueSoleil стекийг MP3 болгон кодлох боломжтой юм шиг санагдаж байна, гэхдээ миний хувьд үүнийг суулгах нь Windows 10 дээр BSoD-д хүргэдэг. Дүгнэлт - кодлогчийг Bluetooth аудионд ашиглах боломжгүй.
Өмнө нь 2006-2008 онд A2DP стандарт төхөөрөмжид тархахаас өмнө хүмүүс Symbian болон Windows Mobile дээр ашиглах боломжтой MSI BluePlayer програмаар Nokia BH-3 чихэвчээр MP501 хөгжим сонсдог байсан. Тухайн үед ухаалаг гар утасны үйлдлийн системийн архитектур нь доод түвшний олон функцэд нэвтрэх боломжийг олгодог байсан бөгөөд Windows Mobile дээр гуравдагч талын Bluetooth стекийг суулгах боломжтой байсан.

MP3 кодлогчийн сүүлийн патентын хүчинтэй хугацаа дууссан тул 23 оны 2017-р сарын XNUMX-аас хойш кодлогчийг ашиглахад лицензийн хураамж шаардагддаггүй.

Хэрэв дээр дурдсан лавлагаанд дурдсан хамгийн урт хугацааны патентыг хэмжүүр болгон авч үзвэл MP3 технологи нь 16 оны 2017-р сарын 6,009,399-нд Technicolor-ын эзэмшиж, удирддаг АНУ-ын XNUMX патентын хүчинтэй хугацаа дууссаны дараа АНУ-д патентгүй болсон.

Эх сурвалж: www.iis.fraunhofer.de/en/ff/amm/prod/audiocodec/audiocodecs/mp3.html

Дээж авах давтамж
Битийн хурд
Кодлох дэмжлэг
Код тайлах дэмжлэг

16 - 48 кГц
8 - 320 kbps
Хаана ч дэмжигдээгүй
Зарим аудио төхөөрөмж (техник хангамж)

LDAC

96 кГц хүртэлх түүвэрлэлтийн хурд, 24 битийн хурдыг 990 кбит хүртэл хурдаар дэмждэг Sony-ийн шинэ бөгөөд идэвхтэй дэмжигдсэн "Hi-Res" кодлогч. Үүнийг одоо байгаа Bluetooth кодлогчийг орлох аудиофил кодлогч гэж сурталчилж байна. Энэ нь радио нэвтрүүлгийн нөхцлөөс хамааран дасан зохицох битийн хурдыг тохируулах функцтэй.

LDAC кодлогч (libldac) нь стандарт Android багцад багтсан тул OS хувилбар 8-аас эхлэн ямар ч Android ухаалаг гар утсанд кодчилол хийхийг дэмждэг. Үнэгүй ашиглах боломжтой програм хангамжийн декодлогч байхгүй, кодлогчийн тодорхойлолтыг олон нийтэд ашиглах боломжгүй боловч кодлогчийг анх харахад кодлогчийн дотоод бүтэц нь үүнтэй төстэй юм. ATRAC9 - PlayStation 4 болон Vita-д ашигладаг Sony-ийн кодлогч: хоёулаа давтамжийн домэйнд ажилладаг, өөрчлөгдсөн дискрет косинус хувиргалт (MDCT) болон Huffman алгоритмыг ашиглан шахалтыг ашигладаг.

LDAC-ийн дэмжлэгийг бараг зөвхөн Sony-ийн чихэвчээр хангадаг. LDAC-ийн кодыг тайлах чадвар нь заримдаа бусад үйлдвэрлэгчдийн чихэвч болон DAC дээр байдаг боловч маш ховор байдаг.

Дээж авах давтамж
Битийн хурд
Кодлох дэмжлэг
Код тайлах дэмжлэг

44.1 - 96 кГц
303/606/909 кбит/с (44.1 ба 88.2 кГц-ийн хувьд), 330/660/990 кбит/с (48 ба 96 кГц-ийн хувьд)
Android 8 +
Зарим Sony чихэвч болон бусад үйлдвэрлэгчийн зарим төхөөрөмж (техник хангамж)

LDAC-ийг өндөр нарийвчлалтай кодлогч болгон маркетинг хийх нь түүний техникийн бүрэлдэхүүн хэсэгт хор хөнөөл учруулдаг: хүний ​​чихэнд сонсогдохгүй давтамжийг дамжуулах, битийн гүнийг нэмэгдүүлэхэд битийн хурдыг зарцуулах нь тэнэг хэрэг, харин CD чанартай (44.1/16) алдагдалгүй дамжуулахад хангалтгүй юм. . Аз болоход, кодлогч нь CD аудио дамжуулах ба Hi-Res аудио дамжуулах гэсэн хоёр үйлдлийн горимтой. Эхний тохиолдолд зөвхөн 44.1 кГц/16 битийг агаараар дамжуулдаг.

Програм хангамжийн LDAC декодерыг чөлөөтэй ашиглах боломжгүй тул LDAC-г тайлах нэмэлт төхөөрөмжгүйгээр кодлогчийг шалгах боломжгүй юм. SoundGuys.com-ийн инженерүүд дижитал гаралтаар холбогдож, туршилтын дохион дээр гаралтын дууг тэмдэглэсэн DAC дээр хийсэн LDAC туршилтын үр дүнгээс үзэхэд CD-чанарын горимд LDAC 660 ба 990 кбит/с нь дохиог дамжуулах боломжийг олгодог. Дуу чимээний харьцаа aptX HD-ээс арай дээр.

Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл
Эх сурвалж: www.soundguys.com/ldac-ultimate-bluetooth-guide-20026

LDAC нь тогтсон профайлаас гадуур динамик бит хурдыг дэмждэг - 138 kbps-аас 990 kbps хүртэл, гэхдээ миний мэдэж байгаагаар Android нь зөвхөн 303/606/909 ба 330/660/990 kbps стандартчилсан профайлыг ашигладаг.

Бусад кодлогч

Бусад A2DP кодлогч нь өргөн хэрэглэгддэггүй. Тэдний дэмжлэг бараг байхгүй эсвэл зөвхөн чихэвч, ухаалаг гар утасны тодорхой загварт байдаг.
A2DP-д стандартчилагдсан ATRAC кодлогчийг Sony өөрсдөө ч хэзээ ч Bluetooth кодлогч болгон ашиглаж байгаагүй, Samsung HD, Samsung Scalable болон Samsung UHQ-BT кодлогч төхөөрөмжүүдийг дамжуулах, хүлээн авахад маш хязгаарлагдмал дэмжлэгтэй, HWA LHDC нь хэтэрхий шинэ бөгөөд зөвхөн гурван кодыг дэмждэг. (?) төхөөрөмжүүд.

Аудио төхөөрөмжүүдийн кодлогчийн дэмжлэг

Бүх үйлдвэрлэгчид тодорхой утасгүй чихэвч, чанга яригч, хүлээн авагч эсвэл дамжуулагчийн дэмждэг кодлогчийн талаар үнэн зөв мэдээллийг нийтэлдэггүй. Заримдаа тодорхой кодлогчийн дэмжлэг нь зөвхөн дамжуулахад зориулагдсан боловч хүлээн авахад зориулагдаагүй байдаг (хосолсон дамжуулагч-хүлээн авагчид хамааралтай) хэдий ч үйлдвэрлэгч нь зүгээр л "дэмжлэг" гэж мэдэгдэлгүйгээр тунхагладаг (зарим кодлогч ба декодчилогчдын тусгай зөвшөөрөлтэй гэж би бодож байна. Үүнд кодлогч буруутай). Хамгийн хямд төхөөрөмжүүдээс та зарласан aptX дэмжлэгийг огт олохгүй байж магадгүй юм.

Харамсалтай нь ихэнх үйлдлийн системийн интерфэйсүүд хаана ч ашигласан кодлогчийг харуулдаггүй. Энэ талаарх мэдээллийг зөвхөн Android болон macOS 8-аас эхлэн авах боломжтой. Гэсэн хэдий ч, эдгээр үйлдлийн системд ч гэсэн зөвхөн утас/компьютер болон чихэвч хоёуланг нь дэмждэг кодлогчийг харуулах болно.

Таны төхөөрөмж ямар кодлогч дэмждэгийг яаж мэдэх вэ? A2DP хэлэлцээрийн параметрүүдээр замын хөдөлгөөний овоолгыг бүртгэж, дүн шинжилгээ хий!
Үүнийг Linux, macOS болон Android дээр хийж болно. Линукс дээр та Wireshark эсвэл hcidump, macOS дээр Bluetooth Explorer, Android дээр хөгжүүлэгчийн хэрэглүүрт байдаг стандарт Bluetooth HCI dump хадгалах функцийг ашиглаж болно. Та Wireshark анализатор руу ачаалж болох btsnoop форматаар дамп хүлээн авах болно.
Анхаар: зөв хогийн цэгийг зөвхөн утас/компьютерээсээ чихэвч/чанга яригчтай холбосноор л авах боломжтой (энэ нь хичнээн инээдтэй сонсогдож байсан ч хамаагүй)! Чихэвч нь утастай бие даан холболт үүсгэж болох бөгөөд энэ тохиолдолд утаснаас кодлогчийн жагсаалтыг хүсэх ба эсрэгээр биш юм. Хог хаягдлыг зөв бүртгэхийн тулд эхлээд төхөөрөмжийг салгаад дараа нь утсаа чихэвчтэй холбоно уу.

Дараах дэлгэцийн шүүлтүүрийг ашиглан хамааралгүй урсгалыг шүүнэ үү.

btavdtp.signal_id

Үүний үр дүнд та үүнтэй төстэй зүйлийг харах ёстой:
Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

Та GetCapabilities командын зүйл бүр дээр дарж кодлогчийн нарийвчилсан шинж чанарыг харах боломжтой.
Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

Wireshark нь бүх кодлогч танигчийг мэддэггүй тул зарим кодлогчийн кодыг гараар тайлах шаардлагатай бөгөөд доорхи таних хүснэгтийг харна уу.

Mandatory:
0x00 - SBC

Optional:
0x01 - MPEG-1,2 (aka MP3)
0x02 - MPEG-2,4 (aka AAC)
0x04 - ATRAC

Vendor specific:
0xFF 0x004F 0x01   - aptX
0xFF 0x00D7 0x24   - aptX HD
0xFF 0x000A 0x02   - aptX Low Latency
0xFF 0x00D7 0x02   - aptX Low Latency
0xFF 0x000A 0x01   - FastStream
0xFF 0x012D 0xAA   - LDAC
0xFF 0x0075 0x0102 - Samsung HD
0xFF 0x0075 0x0103 - Samsung Scalable Codec
0xFF 0x053A 0x484C - Savitech LHDC

0xFF 0x000A 0x0104 - The CSR True Wireless Stereo v3 Codec ID for AAC
0xFF 0x000A 0x0105 - The CSR True Wireless Stereo v3 Codec ID for MP3
0xFF 0x000A 0x0106 - The CSR True Wireless Stereo v3 Codec ID for aptX

Хог хаягдлыг гараар шинжлэхгүйн тулд би бүх зүйлийг автоматаар шинжлэх үйлчилгээг хийсэн. btcodecs.valdikss.org.ru

Кодекүүдийн харьцуулалт. Аль кодлогч илүү дээр вэ?

Кодек бүр өөрийн гэсэн давуу болон сул талуудтай.
aptX болон aptX HD нь кодлогч болон декодерыг өөрчлөхгүйгээр өөрчлөх боломжгүй хатуу кодлогдсон профайлыг ашигладаг. Утас үйлдвэрлэгч ч, чихэвч үйлдвэрлэгч ч битийн хурд эсвэл aptX кодчилолын хүчин зүйлийг өөрчлөх боломжгүй. Кодек эзэмшигч Qualcomm нь лавлагаа кодлогчийг номын сан хэлбэрээр өгдөг. Эдгээр баримтууд нь aptX-ийн хүч чадал юм - та ямар ч "гэхдээ" ямар ч дуу чимээ авахаа урьдчилан мэддэг.

Үүний эсрэгээр SBC нь тохируулж болох олон параметртэй, динамик битийн хурдтай (эфирийн долгион завгүй байгаа тохиолдолд кодлогч нь битпулын параметрийг бууруулж чаддаг) бөгөөд хатуу кодлогдсон профайлгүй, зөвхөн санал болгож буй "дунд чанар" ба "өндөр чанар"-тай. 2 онд A2003DP тодорхойлолтонд нэмсэн. Өнөөгийн стандартын дагуу "өндөр чанар" нь тийм ч өндөр байхаа больсон бөгөөд ихэнх Bluetooth стек нь "өндөр чанарын" профайлаас илүү параметрүүдийг ашиглахыг зөвшөөрдөггүй, гэхдээ үүнд техникийн хязгаарлалт байхгүй.
Bluetooth SIG нь номын сан болгон лавлагаа SBC кодлогчгүй бөгөөд үйлдвэрлэгчид өөрсдөө үүнийг хэрэгжүүлдэг.
Эдгээр нь SBC-ийн сул талууд юм - тодорхой төхөөрөмжөөс ямар дууны чанарыг хүлээж байгаа нь хэзээ ч тодорхой байдаггүй. SBC нь бага болон маш өндөр чанарын аль алиныг нь гаргаж чаддаг боловч сүүлийнх нь Bluetooth стекийн зохиомол хязгаарлалтыг идэвхгүй болгох эсвэл тойрч гарахгүйгээр боломжгүй юм.

AAC-ийн нөхцөл байдал хоёрдмол утгатай: нэг талаас онолын хувьд кодлогч нь анхныхаас ялгагдахааргүй чанарыг гаргах ёстой боловч практик дээр өөр өөр Android төхөөрөмж дээр SoundGuys лабораторийн туршилтаас харахад энэ нь батлагдаагүй байна. Магадгүй алдаа нь янз бүрийн утасны чипсетүүдэд суурилуулсан чанар муутай техник хангамжийн аудио кодлогчтой холбоотой байх магадлалтай. AAC-ийг зөвхөн Apple-ийн төхөөрөмж дээр ашиглах нь утга учиртай бөгөөд Android дээр үүнийг aptX болон LDAC-ээр хязгаарлах нь зүйтэй юм.

Альтернатив кодлогчийг дэмждэг техник хангамж нь илүү чанартай байх хандлагатай байдаг, учир нь маш хямд, чанар муутай төхөөрөмжүүдийн хувьд эдгээр кодлогчийг ашиглахын тулд лицензийн хураамж төлөх нь утгагүй юм. Миний туршилтанд SBC чанарын тоног төхөөрөмж дээр маш сайн сонсогддог.

Би шууд хөтөч дээр SBC, aptX, aptX HD руу аудио кодчилдог вэб үйлчилгээ хийсэн. Үүний тусламжтайгаар та Bluetooth-ээр аудио дамжуулахгүйгээр ямар ч утастай чихэвч, чанга яригч, дуртай хөгжим дээрээ эдгээр аудио кодлогчийг туршиж үзэхээс гадна аудио тоглуулж байхдаа кодчиллын параметрүүдийг шууд өөрчлөх боломжтой.
btcodecs.valdikss.org.ru/sbc-encoder
Энэхүү үйлчилгээ нь BlueZ төслийн SBC кодчиллын сангууд болон ffmpeg-ийн libopenaptx-ийг ашигладаг бөгөөд тэдгээрийг C-аас WebAssembly болон JavaScript-д emscripten-ээр дамжуулан хөтчид ажиллуулдаг. Ийм ирээдүйг хэн мөрөөдөж чадах вэ!

Дараахь байдлаар харагдаж байна.

Янз бүрийн кодлогчийн хувьд 20 кГц-ийн дараа дуу чимээний түвшин хэрхэн өөрчлөгдөж байгааг анзаараарай. Анхны MP3 файлд 20 кГц-ээс дээш давтамж байхгүй байна.

Кодекүүдийг сольж үзээрэй, та анхны SBC 53 Joint Stereo (стандарт ба хамгийн түгээмэл профайл) болон aptX/aptX HD хоёрын ялгааг сонсож байгаа эсэхийг шалгаарай.

Би кодлогчийн ялгааг сонсож байна чихэвчэнд!

Вэб үйлчилгээгээр дамжуулан тест хийх явцад кодлогчийн ялгааг сонсдоггүй хүмүүс утасгүй чихэвчээр хөгжим сонсохдоо үүнийг сонсдог гэж мэдэгддэг. Харамсалтай нь, энэ бол хошигнол эсвэл плацебо эффект биш: ялгаа нь үнэхээр сонсогдож байгаа боловч ялгаанаас үүдэлтэй биш юм. кодлогч.

Утасгүй хүлээн авагч төхөөрөмжүүдэд ашигладаг Bluetooth аудио чипсетүүдийн дийлэнх нь дижитал дохионы процессороор тоноглогдсон (DSP) бөгөөд энэ нь эквалайзер, компандер, стерео өргөтгөгч болон дууг сайжруулах (эсвэл өөрчлөх) зориулалттай бусад зүйлсийг хэрэгжүүлдэг. Bluetooth төхөөрөмж үйлдвэрлэгчид DSP-ийг тохируулах боломжтой кодлогч бүрийн хувьд тус тусад нь, мөн кодлогч хооронд шилжих үед сонсогч бодит байдал дээр DSP-ийн өөр өөр тохиргоог сонсож байгаа бол кодлогчийн үйл ажиллагааны ялгааг сонсож байна гэж бодох болно.

Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл
CSR/Qualcomm-ын үйлдвэрлэсэн чип дэх DSP Kalimba аудио боловсруулах хоолой

Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл
Кодек тус ​​бүрт өөр өөр DSP функцуудыг идэвхжүүлж, тусад нь гарга

Зарим дээд зэрэглэлийн төхөөрөмжүүд нь DSP тохиргоог өөрчлөх боломжийг олгодог программ хангамжтай ирдэг, гэхдээ ихэнх хямд чихэвчүүдэд тийм биш бөгөөд хэрэглэгчид аудио боловсруулалтыг гараар унтрааж чадахгүй.

Төхөөрөмжийн функциональ шинж чанарууд

A2DP стандартын орчин үеийн хувилбар нь "Үнэмлэхүй дууны хэмжээг хянах" функц — аудио урсгалын хэмжээг программчлан багасгахын оронд гаралтын үе шатны өсөлтийг зохицуулдаг AVRCP протоколын тусгай командуудыг ашиглан төхөөрөмжийн дууны хэмжээг хянах. Хэрэв та чихэвчнийхээ дууг өөрчлөх үед өөрчлөлт нь таны утасны дууны түвшинтэй синхрончлогдоогүй бол таны чихэвч эсвэл утас энэ функцийг дэмждэггүй. Энэ тохиолдолд чихэвчний товчлууруудаар жинхэнэ дууг тохируулах замаар утсан дээрээ хамгийн их дуу чимээтэй хөгжим сонсох нь утга учиртай - энэ тохиолдолд дохио-дуу чимээний харьцаа сайжирч, дууны чанар сайжирна. байх ёстой илүү өндөр.
Бодит байдал дээр гунигтай нөхцөл байдал бий. Миний SBC-д зориулсан RealForce OverDrive D1 чихэвч дээр хүчтэй компандер асаалттай байгаа бөгөөд дууны хэмжээг нэмэгдүүлэх нь нам гүм дууны түвшин нэмэгдэхэд хүргэдэг бол чанга дууны хэмжээ өөрчлөгдөхгүй (дохио шахагдсан). Үүнээс болж та компьютер дээрх дууны хэмжээг хагасаар нь тохируулах хэрэгтэй бөгөөд энэ тохиолдолд шахалтын нөлөө бараг байхгүй болно.
Миний ажигласнаар нэмэлт кодлогч бүхий бүх чихэвч нь үнэмлэхүй дууны хяналтын функцийг дэмждэг бөгөөд энэ нь кодлогчийн гэрчилгээнд тавигдах шаардлагуудын нэг юм.

Зарим чихэвч дэмждэг хоёр төхөөрөмжийг нэгэн зэрэг холбох. Энэ нь жишээлбэл, компьютерээсээ хөгжим сонсох, утаснаасаа дуудлага хүлээн авах боломжийг олгоно. Гэсэн хэдий ч, энэ горимд өөр кодлогчийг идэвхгүй болгож, зөвхөн SBC ашигладаг гэдгийг та мэдэх хэрэгтэй.

AVDTP 1.3 Саатал тайлагнах функц Энэ нь чихэвчнүүд нь дууг үнэхээр тоглуулж байгаа дамжуулагч төхөөрөмжид саатал мэдээлэх боломжийг олгодог. Энэ нь видео файлуудыг үзэж байхдаа аудио болон видеоны синхрончлолыг тохируулах боломжийг танд олгоно: хэрэв радио дамжуулахад асуудал гарвал аудио нь видео бичлэгээс хоцрохгүй, харин эсрэгээр видео тоглуулагчаар видеог удаашруулах болно. аудио болон видео дахин синхрончлогдсон.
Энэ функц нь Android 9+ болон PulseAudio 12.0+ бүхий Linux үйлдлийн систем бүхий олон чихэвчээр дэмжигддэг. Би бусад платформ дээр энэ функцийг дэмжих талаар мэдэхгүй байна.

Bluetooth-ээр дамжуулан хоёр чиглэлтэй харилцаа холбоо. Дуу дамжуулах.

Bluetooth дээр дуу хоолойг дамжуулахын тулд Синхрон холболтод чиглэсэн (SCO) ашигладаг - холболтын урьдчилсан хэлэлцээр бүхий синхрон дамжуулалт. Уг горим нь илгээх, хүлээн авах тэгш хэмтэй хурдаар дуу, дуу хоолойг хатуу дарааллаар дамжуулах, пакетуудыг дамжуулах, дахин илгээх баталгааг хүлээхгүйгээр дамжуулах боломжийг олгодог. Энэ нь радио сувгаар аудио дамжуулалтын нийт саатлыг бууруулж, харин цаг хугацааны нэгжид дамжих өгөгдлийн хэмжээнд ноцтой хязгаарлалт тавьж, чанарт сөргөөр нөлөөлдөг.
Энэ горимыг ашиглах үед дуу хоолой болон аудио хоёулаа ижил чанартайгаар дамждаг.
Харамсалтай нь 2019 оны байдлаар Bluetooth-ээр дамжуулан дуу хоолойн чанар муу хэвээр байгаа бөгөөд Bluetooth SIG яагаад энэ талаар юу ч хийхгүй байгаа нь тодорхойгүй байна.

CVSD

CVSD үндсэн дуут кодлогч нь 2002 онд стандартчилагдсан бөгөөд бүх хоёр чиглэлтэй Bluetooth холбооны төхөөрөмжүүдээр дэмжигддэг. Энэ нь 8 кГц давтамжтай дууны дамжуулалтыг хангадаг бөгөөд энэ нь ердийн утастай утасны чанарт нийцдэг.

Энэ кодлогч дахь бичлэгийн жишээ.

mSBC

Нэмэлт mSBC кодлогчийг 2009 онд стандартчилсан бөгөөд 2010 онд үүнийг дуу хоолой дамжуулахад ашигладаг чипүүд аль хэдийн гарч ирэв. mSBC-ийг янз бүрийн төхөөрөмжүүд өргөнөөр дэмждэг.
Энэ бол бие даасан кодлогч биш, харин A2DP стандартын ердийн SBC бөгөөд тогтмол кодчилолтой: 16 кГц, моно, bitpool 26.

Энэ кодлогч дахь бичлэгийн жишээ.

Гайхалтай биш, гэхдээ CVSD-ээс хамаагүй дээр, гэхдээ энэ нь онлайн харилцаанд ашиглахад ядаргаатай хэвээр байна, ялангуяа та тоглоомон дотор харилцахдаа чихэвч ашиглаж байх үед - тоглоомын дууг мөн 16 кГц давтамжтайгаар дамжуулах болно.

FastStreamCSR компани нь SBC-г ашиглах санааг хөгжүүлэхээр шийджээ. ШХАБ-ын протоколын хязгаарлалтыг тойрч гарах, илүү өндөр битийн хурдыг ашиглахын тулд CSR өөр замаар явсан - тэд A2DP нэг талын аудио дамжуулах стандарт, стандартчилагдсан кодчилолын профайлд хоёр талын SBC аудио дэмжлэгийг нэвтрүүлж, үүнийг "FastStream" гэж нэрлэсэн.

FastStream нь стерео аудиог 44.1 эсвэл 48 кГц давтамжтайгаар 212 кбит/с битийн хурдтай чанга яригч руу дамжуулдаг ба микрофоноос аудио дамжуулахад 16 кГц-ийн битийн хурдтай моно, 72 кГц ашигладаг (mSBC-ээс арай дээр). Ийм параметрүүд нь онлайн тоглоомуудад харилцахад илүү тохиромжтой байдаг - тоглоомын дуу чимээ, ярилцагчид өндөр чанартай байх болно.

Энэ кодлогч дахь бичлэгийн жишээ (+ mSBC-тэй адил микрофоны дуу).

Тус компани сонирхолтой суга таяг зохион бүтээсэн боловч A2DP стандарттай зөрчилдөж байгаа тул зөвхөн компанийн зарим дамжуулагч (Блютүүт төхөөрөмж биш USB аудио картаар ажилладаг) дээр дэмжигддэг боловч тийм биш юм. Bluetooth стек дээр дэмжлэг авах. Хэдийгээр FastStream дэмжлэгтэй чихэвчний тоо тийм ч бага биш юм.

Одоогийн байдлаар FastStream-ийн дэмжлэг зөвхөн үйлдлийн системд байна Linux PulseAudio-д зориулсан засвар болгон програмын үндсэн салбарт ороогүй хөгжүүлэгч Пали Рохараас.

aptX Бага хоцрогдол

Таны гайхшруулсан зүйл бол aptX Low Latency нь FastStream-тэй ижил зарчмыг хэрэгжүүлдэг хоёр чиглэлтэй аудиог дэмждэг.
Кодекийн энэ функцийг хаана ч ашиглах боломжгүй - ямар ч үйлдлийн систем эсвэл миний мэддэг Bluetooth стек дээр бага хоцролттой код тайлах дэмжлэг байдаггүй.

Bluetooth 5, Сонгодог, бага эрчим хүч

Нэг брэндийн дор хоёр үл нийцэх стандарт байдаг бөгөөд хоёулаа өөр өөр зорилгоор өргөн хэрэглэгддэг тул Bluetooth-ийн техникийн үзүүлэлтүүд болон хувилбаруудын талаар маш их төөрөгдөл гарсан.

Хоёр өөр, нийцгүй Bluetooth протоколууд байдаг: Bluetooth Classic ба Bluetooth Low Energy (LE, мөн Bluetooth Smart гэгддэг). Мөн Bluetooth High Speed ​​хэмээх гурав дахь протокол байдаг боловч энэ нь өргөн тархаагүй бөгөөд гэр ахуйн төхөөрөмжид ашиглагддаггүй.

Bluetooth 4.0-ээс эхлэн техникийн үзүүлэлтэд гарсан өөрчлөлт нь ихэвчлэн Bluetooth Low Energy-тэй холбоотой байсан бөгөөд Сонгодог хувилбар нь зөвхөн бага зэргийн сайжруулалтыг хийсэн.

Bluetooth 4.2 болон Bluetooth 5-ын хоорондох өөрчлөлтүүдийн жагсаалт:

9 v4.2-оос 5.0 БОЛЖ ӨӨРЧЛӨЛТ

9.1 ШИНЭ ОНЦЛОГ

Bluetooth Core Specification 5.0 хувилбарт хэд хэдэн шинэ боломжуудыг танилцуулсан. Сайжруулах гол чиглэлүүд нь:
• Slot Availability Mask (SAM)
• LE-ийн хувьд 2 Msym/s PHY
•LE Long Range
• Өндөр үүргийн мөчлөгийн холболтгүй зар сурталчилгаа
• LE зар сурталчилгааны өргөтгөлүүд
• LE суваг сонгох алгоритм No2
9.1.1 CSA5-д нэмсэн функцууд - v5.0-д нэгдсэн
• Өндөр гаралтын чадал

Эх сурвалж: www.bluetooth.org/docman/handlers/DownloadDoc.ashx?doc_id=421043 (хуудас 291)

Зөвхөн нэг өөрчлөлт нь Bluetooth 5-ын тодорхойлолтын хүрээнд Сонгодог хувилбарт нөлөөлсөн: тэд радио нэвтрүүлгийн тусгаарлалтыг сайжруулах зорилготой Slot Availability Mask (SAM) технологийн дэмжлэгийг нэмсэн. Бусад бүх өөрчлөлтүүд зөвхөн Bluetooth LE-д (мөн илүү өндөр гаралтын чадал) нөлөөлдөг.

мэдээлэл Аудио төхөөрөмжүүд нь зөвхөн Bluetooth Classic ашигладаг. Bluetooth Low Energy-ээр чихэвч болон чанга яригчийг холбох боломжгүй: LE ашиглан дуу дамжуулах стандарт байдаггүй. Өндөр чанартай аудио дамжуулахад ашигладаг A2DP стандарт нь зөвхөн Bluetooth Classic-ээр ажилладаг бөгөөд LE-д аналоги байхгүй.

Дүгнэлт - зөвхөн протоколын шинэ хувилбарын улмаас Bluetooth 5-тай аудио төхөөрөмж худалдаж авах нь утгагүй юм. Аудио дамжуулах хүрээнд Bluetooth 4.0/4.1/4.2 нь яг адилхан ажиллах болно.
Хэрэв шинэ чихэвчний зарлал нь Bluetooth 5-ийн ачаар ажиллах хүрээг хоёр дахин нэмэгдүүлж, эрчим хүчний хэрэглээг бууруулсан бол тэд өөрсдөө үүнийг ойлгохгүй байна эсвэл таныг төөрөгдүүлж байна гэдгийг мэдэх хэрэгтэй. Блютүүт чип үйлдвэрлэгчид хүртэл өөрсдийн мэдэгдэлдээ стандартын шинэ хувилбарын ялгааны талаар андуурч, зарим Bluetooth 5 чип нь зөвхөн LE-д зориулсан тав дахь хувилбарыг дэмжиж, Classic-д 4.2-г ашигладаг тул гайхах зүйл алга.

Аудио дамжуулах саатал

Аудио дахь саатал (хоцролтын хэмжээ) нь олон хүчин зүйлээс хамаарна: аудио стек, Bluetooth стек болон утасгүй тоглуулах төхөөрөмж дээрх буферийн хэмжээ, кодлогчийн алгоритмын саатал.

SBC, aptX, aptX HD гэх мэт энгийн кодлогчдын хоцролт нь маш бага буюу 3-6 мс бөгөөд үүнийг үл тоомсорлож болох боловч AAC, LDAC зэрэг нарийн төвөгтэй кодлогч нь мэдэгдэхүйц хоцрогдол үүсгэдэг. 44.1 кГц давтамжтай AAC алгоритмын хоцролт нь 60 мс байна. LDAC - ойролцоогоор 30 мс (эх кодын бүдүүлэг дүн шинжилгээнд үндэслэсэн. Би буруу байж магадгүй, гэхдээ тийм ч их биш.)

Үүссэн саатал нь тоглуулах төхөөрөмж, түүний чипсет болон буферээс ихээхэн хамаардаг. Туршилтын үеэр би өөр өөр төхөөрөмж дээр (SBC кодлогчтой) 150-250 мс-ийн тархалтыг хүлээн авсан. Хэрэв бид aptX, AAC болон LDAC нэмэлт кодлогчийг дэмждэг төхөөрөмжүүд нь өндөр чанартай бүрэлдэхүүн хэсгүүд, жижиг буферийн хэмжээг ашигладаг гэж үзвэл бид дараах ердийн хоцрогдолтой болно.

SBC: 150-250 мс
aptX: 130-180 мс
AAC: 190-240 мс
LDAC: 160-210 мс

Би танд сануулъя: aptX Low Latency нь үйлдлийн системд дэмжигддэггүй тул бага хоцролтыг зөвхөн дамжуулагч+хүлээн авагч эсвэл дамжуулагч+чихэвч/чанга яригчийн хослолоор авах боломжтой бөгөөд бүх төхөөрөмж энэ кодлогчийг дэмжих ёстой.

Bluetooth төхөөрөмж, гэрчилгээ, логоны асуудал

Өндөр чанартай аудио төхөөрөмжийг хямд гар урлалаас хэрхэн ялгах вэ? Гадаад төрхөөрөө, юуны түрүүнд!

Хятад хямд чихэвч, чанга яригч, хүлээн авагчийн хувьд:

  1. Хайрцаг болон төхөөрөмж дээр "Bluetooth" гэсэн үг байхгүй, "Wireless" болон "BT" нь ихэвчлэн ашиглагддаг.
  2. Bluetooth лого байхгүй байна Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл хайрцаг эсвэл төхөөрөмж дээр
  3. Цэнхэр анивчсан LED байхгүй

Эдгээр элементүүд байхгүй байгаа нь төхөөрөмжийг баталгаажуулаагүй гэсэн үг бөгөөд энэ нь чанар муутай, асуудалтай байж болзошгүй гэсэн үг юм. Жишээлбэл, Bluedio чихэвч нь Bluetooth-ээр баталгаажаагүй бөгөөд A2DP-ийн тодорхойлолтод бүрэн нийцэхгүй байна. Тэд баталгаажуулалтад тэнцэхгүй байх байсан.

Тэдгээрээс хэд хэдэн төхөөрөмж, хайрцгийг авч үзье.
Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

Bluetooth-ээр дамжуулан аудио: профайл, кодлогч, төхөөрөмжийн талаархи хамгийн их мэдээлэл

Эдгээр нь бүгд баталгаагүй төхөөрөмжүүд юм. Зааварт блютүүт технологийн лого болон нэрийг агуулсан байж болох ч хамгийн чухал нь хайрцаг болон/эсвэл төхөөрөмж өөрөө байх явдал юм.

Хэрэв таны чихэвч эсвэл чанга яригч "Ze bluetooth dewise амжилттай холбогдсон" гэж байвал энэ нь тэдний чанарыг илтгэхгүй.

дүгнэлт

Bluetooth утастай чихэвч, чихэвчийг бүрэн орлож чадах уу? Энэ нь чадвартай, гэхдээ дуудлагын чанар муу, тоглоомонд залхааж болох аудио хоцрогдол, лицензийн хураамж шаарддаг олон тооны өмчлөлийн кодлогч, ухаалаг утас болон чихэвчний эцсийн өртөгийг нэмэгдүүлдэг.

Альтернатив кодлогчийн маркетинг нь маш хүчтэй: aptX болон LDAC нь "хоцрогдсон, муу" SBC-ийн удаан хүлээгдэж буй орлуулалт болгон танилцуулагдсан бөгөөд энэ нь хүмүүсийн бодож байгаа шиг тийм ч муу биш юм.

Үүнээс харахад SBC битийн хурд дээрх Bluetooth стекийн зохиомол хязгаарлалтыг тойрч гарах боломжтой бөгөөд ингэснээр SBC нь aptX HD-ээс доогуур байх болно. Би санаачлагыг гартаа авч, LineageOS програм хангамжийн засвар хийсэн: AAC, aptX болон LDAC кодлогчгүй чихэвчний дууг сайжруулахын тулд бид Bluetooth стекийг өөрчилдөг.

Дэлгэрэнгүй мэдээллийг вэбсайтуудаас авах боломжтой Дууны залуус и SoundExpert.

Шагнал: SBC лавлагаа кодлогч, A2DP бит урсгалын мэдээлэл, туршилтын файлууд. Энэ файлыг өмнө нь Bluetooth вэб сайтад олон нийтэд нийтэлдэг байсан бол одоо зөвхөн Bluetooth SIG-ийн гишүүдэд ашиглах боломжтой.

Эх сурвалж: www.habr.com

сэтгэгдэл нэмэх