Що таке Bluetooth кодеки aptX і aptX HD (в чому різниця)

AptX - це сімейство фірмових алгоритмів стиснення (аудіокодеків), які в 2019-2020 році, ми все частіше використовуємо при прослуховуванні музики за допомогою бездротових навушників. Дуже грубо кажучи, це функціонал, що дозволяє поліпшити звучання ваших бездротових Bluetooth навушників. Тема aptX важлива і цікава, особливо в бездротовому 2020 році 🙂 .

Якщо ваш вибір припав бездротові Bluetooth навушники, то обов'язково варто розібратися в темі кодеків aptX, зрозуміти наскільки це важливо і варто підбирати навушники з технологією aptX (HD).

зміст:
  1. Особливості стиснення кодеків і популярні моделі з aptX і aptx HD;
  2. Частотний діапазон aptX, aptX HD;
  3. Рівень фонового шуму aptX, aptX HD;
  4. підсумок.

Алгоритм стиску, використовуваний в aptX-кодеку був розроблений ще в 80-ті роки минулого століття. Зараз права на цей кодек належать відомої компанії Qualcomm. Вони заявляють, що aptX дає якість порівнянне з CD, а aptX HD і зовсім не відрізнити від Hi-Res 24-бітного звуку. Але ці заяви ми перевірили нижче.

Для передачі даних за допомогою будь-якого варіанту aptX, його підтримка повинна бути реалізована як джерелі (смартфоні), так і в приймачі (навушниках). Якщо ваші нові навушники підтримують aptX HD, а старий телефон максимум SBC, то переваг кодека «високого дозволу» ви не відчуєте, так як зв'язок буде через SBC.

Максимальний бітрейт bluetooth-кодеків

Обидва кодека, aptX і aptX HD, не дивлячись на всі висловлювання виробника, є кодеками стиснення з втратами. Одна справа, «звук відрізняється від Hi-Res», інше, що за фактом звук стискається з втратами, тому ні про CD, ні, тим більше, про реальний Hi-Res якість говорити не доводиться.

Як відомо, з'єднання bluetooth не може передавати аудіо без втрат - не вистачає ширини потоку. Тому створено кілька кодеків для стиснення з різною якістю підсумкового звуку: SBC, AAC, aptX, aptX Low Latency, aptX HD, LLDAC і новий aptX Adaptive.

1. Особливості стиснення кодеків і популярні моделі навушників з aptX і aptx HD

Кодеки при стисненні поділяють вихідний сигнал на кілька частотних смуг і відкидають «зайві» частоти, що скорочує діапазон. Теоретично, повинні «зрізати» частоти де і немає звуку (дуже високі і дуже низькі), але це не завжди так.

Крім того, стиснення дає спотворення, пов'язані з рівнем фонового шуму. Процес квантування (стиснення) - це завжди в тій чи іншій мірі спрощення, вирівнювання сигналу, а у випадку з даними кодеками, з втратами. Тому, після неї з'являється додатковий «шум квантування», що підвищує рівень фонового шуму.

Насправді, при стисненні з'являється не "шум", а, швидше за спотворення, які ми часто чуємо. Але термін устоявся давно. 😉

Рівень фонового шуму визначає, коли корисний сигнал стає не відрізняється від «шуму» алгоритму стиснення кодека, в даному випадку. Чим нижче цей рівень, тим ширше динамічний діапазон кінцевого сигналу, тим тихіші звуки ми можемо розрізнити.

Популярні моделі навушників з підтримкою кодека aptX
  • Marshall Major III Bluetooth (171 $) - накладні бездротові навушники;
  • Sennheiser HD 4.50 BTNC (175 $) - повнорозмірні бездротові навушники;
  • Harman / Kardon Soho Wireless (124 $) - бездротові накладні навушники;
  • Sennheiser Momentum Over-Ear Wireless (M2 AEBT) (290 $) - бездротові повнорозмірні навушники;
  • Marshall Monitor Bluetooth (166 $) - повнорозмірні бездротові навушники;
  • Harman / Kardon BT (330 $) - накладні бездротові навушники;
  • MEE audio X7 Plus (104 $) - внутрішньоканальні бездротові навушники;
  • Sennheiser Urbanite XL Wireless (311 $) - повнорозмірні бездротові навушники;
  • Bowers & Wilkins P5 Wireless (290 $) - бездротові накладні навушники;
  • HUAWEI AM60 (57 $) - вакуумні бездротові навушники;
  • MEE audio Air-Fi Matrix3 AF68 (132 $) - бездротові повнорозмірні наушники.
Популярні моделі навушників з підтримкою кодека aptX HD
  • Beyerdynamic Aventho Wireless (560 $) - накладні бездротові навушники;
  • Sony WI-1000X (264 $) - внутрішньоканальні вакуумні навушники;
  • Audio-Technica ATH-DSR7BT (311 $) - повнорозмірні бездротові навушники;
  • Sony WH-1000XM3 (465 $) - бездротові повнорозмірні навушники з активним шумозаглушенням;
  • Pioneer SE-MS7BT (192 $) - повнорозмірні бездротові навушники;
  • Bowers & Wilkins PX (420 $) - повнорозмірні бездротові навушники з активним шумозаглушенням;
  • Beyerdynamic Amiron Wireless (932 $) - бездротові повнорозмірні навушники;
  • Sony WH-CH700N (202 $) - повнорозмірні бездротові навушники;
  • Sony WHH900N h.ear on 2 Wireless NC (261 $) - повнорозмірні бездротові навушники з активним шумозаглушенням.
Ціни на популярні навушники з підтримкою кодека aptX:
Ціни на популярні навушники з підтримкою кодека aptX HD:

1. Частотний діапазон aptX, aptX HD

Для початку варто розібратися, чи весь чутний людині частотний спектр передають кодеки aptX та aptX HD. В якості порівняння і відправну точку подивимося також на результати SBC - кодека, який є всюди.

Частотний діапазон SBC, aptX, aptX HD

Ідеальний кодек показав би рівну лінію на діапазоні від 0 Гц до 24 кГц для файлу з частотою дискретизації 48 кГц. Але нам важливо, щоб були як мінімум покриті частоти від 20 Гц до 20 кГц. Як видно з графіка, все кодеки мають «стелю» близько 19 кГц. У принципі, цього достатньо, так як рідко, хто старше 15 років чує щось вище 18 кГц.

Для однозначного відновлення вихідного аудіо-сигналу частота дискретизації повинна більш, ніж в 2 рази перевищувати найбільшу частоту спектра. Так і виходять відомі всім 44.1 кГц і згадані 48 кГц. Ці значення більш, ніж в 2 рази перевищують максимальний корисний сигнал в спектрі: 20 кГц.

SBC в даному «розрізі» поступається aptX і aptX HD тільки тим, що у нього більше спотворень на верхній межі діапазону. Всі кодеки справляються з «доставкою» всіх (або майже всіх) чутних більшістю частот «в вуха» користувача.

2. Рівень фонового шуму aptX, aptX HD

Рівень фонового шуму кодеків aptX, aptX HD дасть більш точне розуміння того, чи відповідають вони заявленим виробником високим параметрам якості. 16-бітний сигнал (записаний без втрат) дає рівень від -96 дБ до -112 дБ (якщо перед квантуванням в сигнал «підмішували» білий шум для зменшення спотворень), 24-бітове якість передбачає поріг до -144 дБ.

Проте, є обмеження вже обладнання, що використовується для квантування: близько -124 дБ. Більшість любителів навушників розрізнять спотворення мінімум на -90 дБ.

Marshall Major III Bluetooth з підтримкою aptX

Червоний пунктир позначає теоретичні кордону CD-якості (16-бітний сигнал, описаний вище), червона зона - 24-бітний мінімум. Піки - це тестові звуки. Орієнтуватися слід на верхню межу синьої зони - це і є рівень фонового шуму.

Крім цього важливо, щоби графік був «щільний». Чим далі один від одного його піки, тим більше спотворень. Окремо стоять сильно виділяються піки також вказують на спотворення, а більш гучний сигнал заглушає більш тихий в своєму діапазоні.

Рівень фонового шуму aptX
Рівень фонового шуму aptX HD

Як видно з графіків, aptX і aptX HD досить схожі, різниця тільки в мінімальному рівні, який краще, дійсно у HD версії. Від 20 Гц до 5 кГц у aptX близько -90 дБ, а у aptX HD -120 дБ. Трохи вище рівень шуму в діапазоні від 4 кгц до 8 кГц і ще вище на верхніх межах: -74 дБ для aptX і -80 для aptX HD.

Різниця рівня шуму протягом діапазону пов'язана з тим, що наш слух гірше розрізняє перешкоди на високих частотах. Відповідно, там кодеками використовується менше біт інформації для квантування, що дає трохи менший дозвіл і більше шуму. На слух зазвичай невиразно, а ресурси заощаджуються.

Sennheiser HD 4.50 BTNC з aptX

При створенні Hi-Res музики теж використовує цю особливість людського слуху. Там при квантуванні та компенсації шумів все помилки витісняються в ультразвукову, що не було чути нам область. Ми не чуємо, але вона є в файлі. Адже файл 24біт \ 192 кГц теоретично містить частоти до 96 кГц і рівень шуму -144 дБ.

2.1 Порівняння результатів aptX і aptX HD

У порівнянні з aptX, його HD-версія додає 2 біти інформації по всьому частотному діапазону, що дає близько -12 дБ переваги в рівні фонового шуму. Відповідно, при стисненні через aptX HD за фоновим шумом загубиться менше тихих звуків, ніж у aptX.

Якщо згадати, параметри CD і Hi-Res якості, відштовхуючись від графіків вище можна сказати, що aptX дійсно дає результат, близький до 16-бітного аудіо. Особливо, якщо врахувати середньостатистичний слух і рівень гучності. Звичайно, це не CD-якість, але схоже, як і заявляє Qualcomm.

Sony WH-1000XM3 наушники с ANC і підтримкою aptx HD

З іншого боку, aptX HD навіть не наблизився до рівня фонового шуму 24-бітного аудіо (хоч і підтримує його), особливо в високочастотному діапазоні. Відповідно, є спотворення, і не можна назвати результат стиснення через цей кодек «відрізнятись від Hi-Res якості», тут виробник «перегнув». 😎

Зате при прослуховуванні 16-бітного аудіо через aptX HD якість буде краще, ніж через aptX. Тобто, якщо у вас є можливість слухати музику через aptX HD - не замислюйтесь, навіть якщо це 16-бітові треки.

2.2 Порівняння з SBC

Як загальне порівняння візьмемо рівень фонового шуму при передачі сигналу через SBC-кодек. Він використовує більше смуг, на які ділить частотний діапазон при кодуванні: від 4 до 8, в залежності від версії. При цьому aptX використовує тільки 4. Відповідно, підсумкова картина у SBC ближче повторює особливості людського слуху.

Рівень фонового шуму SBC

Однак, на графіку видно далеко віддалені один від одного піки, він не особливо «щільний» на нижніх частотах. Все це говорить про різного роду викривлення. Крім того, версій SBC багато і якість вони дають різний. Все-таки цей кодек був розроблений в першу чергу для передачі голосу. Для музики aptX - краще.

3. Підсумок

За підсумками можна зробити висновок, що теоретично звук якості, близького до CD, через aptX і aptX HD передається непогано. Звичайно, бітрейт нижче і є втрати від стиснення, але рівень вже непоганий. Однак справжній Hi-Res по bluetooth - далекий от реалізації.

Якщо ваше обладнання підтримує ці кодеки, використовуйте їх, вони того варті. Особливо цікавий aptX HD, який дає більший динамічний діапазон, і ви почуєте більше тихих звуків, які, можливо, до цього на записи і не чули.

Категорія