ہم AAC، aptX اور LDAC کوڈیکس کے بغیر ہیڈ فون پر آواز کو بہتر بنانے کے لیے بلوٹوتھ اسٹیک میں ترمیم کرتے ہیں۔

اس مضمون کو پڑھنے سے پہلے، یہ تجویز کیا جاتا ہے کہ آپ پچھلا مضمون پڑھیں: بلوٹوتھ کے ذریعے آڈیو: پروفائلز، کوڈیکس اور آلات کے بارے میں زیادہ سے زیادہ تفصیل

کچھ وائرلیس ہیڈ فون صارفین معیاری SBC بلوٹوتھ کوڈیک استعمال کرتے وقت آواز کے خراب معیار اور اعلی تعدد کی کمی کی اطلاع دیتے ہیں، جو تمام آڈیو آلات کے ذریعے سپورٹ کیا جاتا ہے۔ آواز کو بہتر بنانے کے لیے ایک عام تجویز ایسی ڈیوائسز اور ہیڈ فونز خریدنا ہے جو aptX اور LDAC کوڈیکس کو سپورٹ کرتے ہیں۔ ان کوڈیکس کے لیے لائسنسنگ فیس کی ضرورت ہوتی ہے، اس لیے ان کو سپورٹ کرنے والے آلات زیادہ مہنگے ہوتے ہیں۔

اس سے پتہ چلتا ہے کہ ایس بی سی کا کم معیار بلوٹوتھ اسٹیک اور ہیڈ فون سیٹنگز کی مصنوعی حدود کی وجہ سے ہے، اور اس حد کو کسی بھی موجودہ ڈیوائسز پر اسمارٹ فون یا کمپیوٹر میں سافٹ ویئر کی تبدیلیوں کے ذریعے نظرانداز کیا جاسکتا ہے۔

کوڈیک ایس بی سی

SBC کوڈیک میں بہت سے مختلف پیرامیٹرز ہوتے ہیں جن پر کنکشن سیٹ اپ مرحلے کے دوران بات چیت کی جاتی ہے۔ ان کے درمیان:

• چینلز کی تعداد اور قسم: جوائنٹ سٹیریو، سٹیریو، ڈوئل چینل، مونو؛
• فریکوئنسی بینڈ کی تعداد: 4 یا 8؛
• پیکیج میں بلاکس کی تعداد: 4، 8، 12، 16؛
• کوانٹائزیشن کے دوران بٹس کی تقسیم کے لیے الگورتھم: بلندی، SNR؛
• کوانٹائزیشن (بٹ پول) کے دوران استعمال ہونے والے بٹس کے پول کی زیادہ سے زیادہ اور کم از کم قدر: عام طور پر 2 سے 53 تک۔

ضابطہ کشائی کرنے والے آلے کو ان پیرامیٹرز کے کسی بھی امتزاج کو سپورٹ کرنا چاہیے۔ ہوسکتا ہے کہ انکوڈر ہر چیز کو نافذ نہ کرے۔
موجودہ بلوٹوتھ اسٹیکس عام طور پر درج ذیل پروفائل پر متفق ہیں: جوائنٹ سٹیریو، 8 بینڈز، 16 بلاکس، لاؤڈنس، بٹ پول 2..53۔ یہ پروفائل 44.1 kHz آڈیو کو 328 kbps کے بٹ ریٹ پر انکوڈ کرتا ہے۔
بٹ پول پیرامیٹر براہ راست ایک پروفائل کے اندر بٹریٹ کو متاثر کرتا ہے: یہ جتنا اونچا ہوگا، بٹ ریٹ اتنا ہی زیادہ ہوگا، اور اس وجہ سے معیار۔
تاہم، بٹ پول پیرامیٹر کسی مخصوص پروفائل سے منسلک نہیں ہے۔ بٹریٹ بھی بڑے پیمانے پر دوسرے پیرامیٹرز سے متاثر ہوتا ہے: چینلز کی قسم، فریکوئنسی بینڈز کی تعداد، بلاکس کی تعداد۔ آپ بٹ پول کو تبدیل کیے بغیر، غیر معیاری پروفائلز پر اتفاق کرتے ہوئے، بالواسطہ طور پر بٹ ریٹ بڑھا سکتے ہیں۔

SBC بٹ ریٹ کا حساب لگانے کا فارمولا

مثال کے طور پر، ڈوئل چینل موڈ ہر چینل کے لیے پورے بٹ پول کا استعمال کرتے ہوئے، چینلز کو الگ سے انکوڈ کرتا ہے۔ ڈیوائس کو جوائنٹ سٹیریو کے بجائے ڈوئل چینل استعمال کرنے پر مجبور کرنے سے، ہم اسی زیادہ سے زیادہ بٹ پول ویلیو: 617 kbps کے ساتھ تقریباً دوگنا بٹریٹ حاصل کرتے ہیں۔
میری رائے میں، گفت و شنید کے مرحلے پر پروفائل سے منسلک نہ ہونے والی بٹ پول ویلیو کا استعمال A2DP معیار میں ایک خامی ہے، جس کی وجہ سے SBC معیار کی مصنوعی حد بندی ہوئی۔ بٹ پول کے بجائے بٹ ریٹ پر بات چیت کرنا زیادہ معنی خیز ہوگا۔

یہ مقررہ Bitpool اور Bitrate اقدار اعلی معیار کے آڈیو کے استعمال کے لیے تجویز کردہ اقدار کے ساتھ ایک ٹیبل سے نکلتی ہیں۔ لیکن سفارش خود کو ان اقدار تک محدود رکھنے کی وجہ نہیں ہے۔

A2DP v1.2 تفصیلات، جو 2007 سے 2015 تک فعال تھی، تمام ڈی کوڈنگ ڈیوائسز کو 512 kbps تک کے بٹ ریٹ کے ساتھ صحیح طریقے سے کام کرنے کی ضرورت ہے:

SNK کا ڈیکوڈر تمام ممکنہ بٹ پول اقدار کی حمایت کرے گا جس کا نتیجہ زیادہ سے زیادہ بٹ ریٹ سے زیادہ نہیں ہوتا ہے۔ یہ پروفائل مونو کے لیے دستیاب زیادہ سے زیادہ بٹ ریٹ کو 320kb/s، اور دو چینل طریقوں کے لیے 512kb/s تک محدود کرتا ہے۔

تفصیلات کے نئے ورژن میں بٹ ریٹ کی کوئی حد نہیں ہے۔ یہ اندازہ لگایا گیا ہے کہ 2015 کے بعد جاری کیے گئے جدید ہیڈ فون جو EDR کو سپورٹ کرتے ہیں ≈730 kbps تک بٹ ریٹ کو سپورٹ کر سکتے ہیں۔

کسی وجہ سے، لینکس (پلس آڈیو)، اینڈرائیڈ، بلیک بیری اور میکوس بلوٹوتھ اسٹیکس جن کا میں نے تجربہ کیا ہے، بٹ پول پیرامیٹر کی زیادہ سے زیادہ قدر پر مصنوعی حدیں ہیں، جو براہ راست زیادہ سے زیادہ بٹ ریٹ کو متاثر کرتی ہے۔ لیکن یہ سب سے بڑا مسئلہ نہیں ہے؛ تقریباً تمام ہیڈ فون زیادہ سے زیادہ بٹ پول ویلیو کو 53 تک محدود کرتے ہیں۔
جیسا کہ میں پہلے ہی دیکھ چکا ہوں، زیادہ تر ڈیوائسز 551 kbps کے بٹ ریٹ کے ساتھ ترمیم شدہ بلوٹوتھ اسٹیک پر بالکل کام کرتی ہیں، بغیر کسی رکاوٹ کے۔ لیکن اس طرح کا بٹریٹ عام حالات میں، باقاعدہ بلوٹوتھ اسٹیک پر کبھی بھی مطابقت نہیں رکھتا۔

بلوٹوتھ اسٹیک میں ترمیم کرنا

کوئی بھی بلوٹوتھ اسٹیک جو A2DP معیار کے ساتھ مطابقت رکھتا ہے اسے ڈوئل چینل موڈ کے لیے سپورٹ حاصل ہے، لیکن اسے انٹرفیس سے فعال کرنا ممکن نہیں ہے۔

آئیے انٹرفیس میں ایک ٹوگل شامل کریں! میں نے اینڈرائیڈ 8.1 اور اینڈرائیڈ 9 کے لیے ایسے پیچ بنائے ہیں جو اسٹیک میں مکمل ڈوئل چینل سپورٹ شامل کرتے ہیں، ڈیو ٹولز میں موڈ ٹوگل مینو میں ایک موڈ شامل کرتے ہیں، اور ڈوئل چینل سے چلنے والے ایس بی سی کے ساتھ ایسا سلوک کرتے ہیں جیسے وہ ایک اضافی کوڈیک ہوں جیسے aptX۔ ، AAC، یا LDAC (Android اسے HD آڈیو کہتا ہے) بلوٹوتھ ڈیوائس کی ترتیبات میں ایک چیک مارک شامل کر کے۔ یہ ایسا لگتا ہے:

Android 9 کے لیے پیچ
Android 8.1 کے لیے پیچ

جب چیک باکس فعال ہو جاتا ہے، بلوٹوتھ آڈیو بٹ ریٹ پر منتقل ہونا شروع ہو جاتا ہے۔ 551 kbps، اگر ہیڈ فونز 3 Mbit/s کی کنکشن کی رفتار کو سپورٹ کرتے ہیں، یا 452 kbps، اگر ہیڈ فون صرف 2 Mbit/s کو سپورٹ کرتے ہیں۔

یہ پیچ درج ذیل متبادل فرم ویئرز میں شامل ہے:

• لینجیسوس
• قیامت ریمکس
• crDroid

551 اور 452 kbit/s کہاں سے آئے؟

بلوٹوتھ ایئر شیئرنگ ٹیکنالوجی کو بڑے مقررہ سائز کے پیکٹوں کو مؤثر طریقے سے منتقل کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔ ڈیٹا کی منتقلی سلاٹس میں ہوتی ہے، ایک ٹرانسفر میں بھیجے جانے والے سلاٹس کی سب سے بڑی تعداد 5 ہے۔ منتقلی کے ایسے طریقے بھی ہیں جو 1 یا 3 سلاٹ استعمال کرتے ہیں، لیکن 2 یا 4 نہیں۔ 5 سلاٹس میں آپ کنکشن کی رفتار سے 679 بائٹس تک منتقل کر سکتے ہیں۔ 2 Mbit/s اور 1021 بائٹس تک 3 Mbit/s کی رفتار سے، اور بالترتیب 3 - 367 اور 552 بائٹس پر۔

اگر ہم 679 یا 1021 بائٹس سے کم ڈیٹا منتقل کرنا چاہتے ہیں، لیکن 367 یا 552 بائٹس سے زیادہ، منتقلی میں پھر بھی 5 سلاٹ لگیں گے اور ڈیٹا اسی وقت میں منتقل ہو جائے گا، جس سے منتقلی کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے۔

SBC ڈوئل چینل موڈ میں، Bitpool 44100 پیرامیٹرز کے ساتھ 38 Hz آڈیو پر، 16 بلاکس فی فریم، 8 فریکوئنسی رینجز، 164 kbps کے بٹ ریٹ کے ساتھ آڈیو کو 452 بائٹ فریموں میں انکوڈ کرتا ہے۔
آڈیو کو L2CAP اور AVDTP ٹرانسفر پروٹوکول میں سمیٹنا ضروری ہے، جو آڈیو پے لوڈ سے 16 بائٹس لیتے ہیں۔

اس طرح، 5 سلاٹس کے ساتھ ایک بلوٹوتھ ٹرانسمیشن 4 آڈیو فریموں کو ایڈجسٹ کر سکتی ہے:

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

ہم بھیجے جانے والے پیکٹ میں 11.7 ایم ایس آڈیو ڈیٹا فٹ کرتے ہیں، جو 3.75 ایم ایس میں منتقل کیا جائے گا، اور ہمارے پاس پیکٹ میں 6 غیر استعمال شدہ بائٹس باقی ہیں۔
اگر آپ بٹ پول کو تھوڑا سا بڑھاتے ہیں، تو اب 4 آڈیو فریموں کو ایک پیکج میں پیک کرنا ممکن نہیں ہوگا۔ آپ کو ایک وقت میں 3 فریم بھیجنے ہوں گے، جس سے ٹرانسمیشن کی کارکردگی کم ہو جاتی ہے، فی فریم آڈیو ٹرانسمٹ ہونے کی مقدار کم ہو جاتی ہے، اور ریڈیو کے خراب حالات میں آڈیو ہنگامہ آرائی کا باعث بنتا ہے۔

اسی طرح، EDR 551 Mbit/s کے لیے 3 kbit/s کا بٹریٹ منتخب کیا گیا تھا: Bitpool 47 کے ساتھ، 16 بلاکس فی فریم، 8 فریکوئنسی رینجز، فریم کا سائز 200 بائٹس ہے، جس کا بٹریٹ 551 kbit/s ہے۔ ایک پیکیج میں 5 فریمز یا 14.6 ایم ایس میوزک ہوتا ہے۔

تمام SBC پیرامیٹرز کا حساب لگانے کا الگورتھم کافی پیچیدہ ہے، اگر آپ دستی طور پر گنتے ہیں تو آپ آسانی سے الجھن میں پڑ سکتے ہیں، اس لیے میں نے دلچسپی رکھنے والوں کی مدد کے لیے ایک انٹرایکٹو کیلکولیٹر بنایا: btcodecs.valdikss.org.ru/sbc-bitrate-calculator

اس سب کی ضرورت کیوں ہے؟

AptX کوڈیک کے ساؤنڈ کوالٹی کے بارے میں عام خیال کے برعکس، کچھ فائلوں پر یہ 328 kbps کے معیاری بٹریٹ کے ساتھ SBC سے بھی بدتر نتائج دے سکتا ہے۔

ایس بی سی متحرک طور پر کوانٹائزیشن بٹس کو فریکوئنسی بینڈز کو کم سے زیادہ کی بنیاد پر مختص کرتا ہے۔ اگر تمام بٹریٹ کم اور درمیانی تعدد کے لیے استعمال کیے گئے تھے، تو زیادہ تعدد "کاٹ دیا جائے گا" (اس کے بجائے خاموشی ہوگی)۔
aptX ہر وقت ایک ہی تعداد کے بٹس کے ساتھ فریکوئنسی بینڈز کو مقدار بخشتا ہے، یہی وجہ ہے کہ اس کا ایک مستقل بٹ ریٹ ہوتا ہے: 352 kHz کے لیے 44.1 kbps، 384 kHz کے لیے 48 kbps، اور یہ ان فریکوئنسیوں کو "بٹ شفٹ" نہیں کر سکتا جن کو ان کی سب سے زیادہ ضرورت ہوتی ہے۔ . SBC کے برعکس، aptX تعدد کو "کاٹ" نہیں کرے گا، لیکن ان میں کوانٹائزیشن شور کا اضافہ کرے گا، آڈیو کی متحرک حد کو کم کرے گا، اور بعض اوقات خصوصیت کے کریکنگ کو متعارف کرائے گا۔ SBC "تفصیلات کھاتا ہے" - پرسکون علاقوں کو مسترد کرتا ہے۔
اوسطاً، SBC 328k کے مقابلے میں، aptX وسیع فریکوئنسی رینج کے ساتھ موسیقی میں کم تحریف متعارف کراتا ہے، لیکن ایک تنگ فریکوئنسی رینج اور وسیع ڈائنامک رینج والی موسیقی میں، SBC 328k کبھی کبھی جیت جاتا ہے۔

آئیے ایک خاص معاملے پر غور کریں۔ پیانو بجانے کی ریکارڈنگ کا سپیکٹروگرام:

مرکزی توانائی 0 سے 4 kHz تک فریکوئنسیوں میں ہے، اور 10 kHz تک جاری رہتی ہے۔
aptX میں کمپریسڈ فائل کا سپیکٹروگرام اس طرح لگتا ہے:

اور SBC 328k ایسا ہی لگتا ہے۔

یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ SBC 328k نے وقتاً فوقتاً 16 kHz سے اوپر کی حد کو مکمل طور پر بند کر دیا، اور تمام دستیاب بٹ ریٹ کو اس قدر سے نیچے کی حدود پر خرچ کر دیا۔ تاہم، aptX نے انسانی کان کے لیے قابل سماعت فریکوئنسی اسپیکٹرم میں مزید تحریف متعارف کرائی، جیسا کہ aptX سپیکٹروگرام (جتنا روشن، اتنا ہی زیادہ مسخ):

جبکہ SBC 328k نے 0 سے 10 kHz کی حد میں سگنل کو خراب کیا، اور باقی کو کاٹ دیا:

SBC کا 485k بٹریٹ بینڈ کو غیر فعال کیے بغیر، پوری فریکوئنسی رینج کو محفوظ رکھنے کے لیے کافی تھا۔

SBC 485k 0-15 kHz رینج میں اس ٹریک پر aptX سے نمایاں طور پر آگے ہے، جس میں 15-22 kHz کا چھوٹا لیکن پھر بھی نمایاں فرق ہے (جتنا گہرا اتنا ہی کم مسخ):

اصل آڈیو، SBC اور aptX کا آرکائیو.

ہائی بٹریٹ SBC پر سوئچ کرنے سے، آپ کو آڈیو ملے گا جو اکثر کسی بھی ہیڈ فون پر aptX کو مارتا ہے۔ ہیڈ فونز پر جو 3 Mbps EDR کنیکٹیویٹی کو سپورٹ کرتے ہیں، 551 kbps کا بٹریٹ aptX HD کے مقابلے کی آواز پیدا کرتا ہے۔

کیا آپ اس سے بھی زیادہ کر سکتے ہیں؟

اینڈرائیڈ پیچ میں 2 ایم بی پی ایس ای ڈی آر ڈیوائسز کے بٹریٹ کو مزید بڑھانے کا آپشن بھی شامل ہے۔ مشکل ریڈیو حالات میں ٹرانسمیشن استحکام کو کم کرنے کی قیمت پر، آپ بٹریٹ کو 452 kbit/s سے 595 kbit/s تک بڑھا سکتے ہیں۔
persist.bluetooth.sbc_hd_higher_bitrate متغیر کو 1 پر سیٹ کرنا کافی ہے:

# setprop persist.bluetooth.sbc_hd_higher_bitrate 1

انتہائی بٹریٹ پیچ اب تک صرف LineageOS 15.1 میں اپنایا گیا ہے، لیکن 16.0 میں نہیں۔

ڈیوائس کی مطابقت

ایس بی سی ڈوئل چینل کو تقریباً تمام ہیڈ فونز، اسپیکرز اور کار ہیڈ یونٹس کی مدد حاصل ہے۔ یہ کوئی تعجب کی بات نہیں ہے - معیار کو کسی بھی ضابطہ کشائی کرنے والے آلات میں اس کی حمایت کی ضرورت ہوتی ہے۔ ایسے آلات کی ایک چھوٹی سی تعداد ہے جن پر یہ موڈ مسائل کا باعث بنتا ہے، لیکن یہ الگ تھلگ مثالیں ہیں۔
ہم آہنگ آلات کے بارے میں مزید تفصیلات پر مل سکتی ہیں۔ 4pda یا ایکس ڈی ڈی ڈویلپرز.

آواز کے فرق کا موازنہ

میں نے ایک ویب سروس بنائی ہے جو آڈیو کو SBC (نیز aptX اور aptX HD) کو حقیقی وقت میں، براؤزر میں ہی انکوڈ کرتی ہے۔ اس کے ساتھ، آپ مختلف SBC پروفائلز اور دیگر کوڈیکس کی آواز کا موازنہ کر سکتے ہیں، بلوٹوتھ کے ذریعے آڈیو کو منتقل کیے بغیر، کسی بھی وائرڈ ہیڈ فون، اسپیکر، اور اپنی پسندیدہ موسیقی پر، اور آڈیو چلاتے وقت براہ راست انکوڈنگ پیرامیٹرز کو بھی تبدیل کر سکتے ہیں۔
btcodecs.valdikss.org.ru/sbc-encoder

Android Developers سے رابطہ کریں۔

میں نے گوگل پر بہت سے بلوٹوتھ اسٹیک ڈویلپرز کو لکھا کہ وہ مرکزی اینڈرائیڈ برانچ - AOSP میں پیچ شامل کرنے پر غور کریں، لیکن ایک بھی جواب موصول نہیں ہوا۔ میرے پیچ اندر اینڈرائیڈ کے لیے گیرٹ پیچ سسٹم شامل کسی سے بھی تبصرہ کیے بغیر رہا۔
مجھے خوشی ہوگی اگر مجھے گوگل کے ڈویلپرز کے ساتھ رابطے میں رہنے اور SBC HD کو Android پر لانے میں کچھ مدد مل سکے۔ گیرٹ میں پیچ پہلے ہی پرانا ہے (یہ ابتدائی نظرثانیات میں سے ایک ہے)، اور اگر ڈویلپرز میری تبدیلیوں میں دلچسپی رکھتے ہیں تو میں اسے اپ ڈیٹ کردوں گا (اسے اپ ڈیٹ کرنا میرے لیے آسان نہیں ہے، میرے پاس اینڈرائیڈ کیو کے ساتھ مطابقت رکھنے والے آلات نہیں ہیں۔ )۔

حاصل يہ ہوا

LineageOS، Resurrection Remix اور crDroid فرم ویئر والے اسمارٹ فونز کے صارفین ابھی بہتر آواز کے معیار سے لطف اندوز ہوسکتے ہیں، بس بلوٹوتھ ڈیوائس کی ترتیبات میں آپشن کو فعال کریں۔ لینکس کے صارفین انسٹال کر کے SBC بٹ ریٹ میں اضافہ بھی حاصل کر سکتے ہیں۔ پالی روہڑ سے پیچ، جو دیگر چیزوں کے علاوہ، aptX، aptX HD اور FastStream کوڈیکس کے لیے تعاون کا اضافہ کرتا ہے۔

ماخذ: www.habr.com