ТОП-5 Bluetooth аудіо-кодеків - aptX (HD), LDAC, AAC і SBC (Корисна інформація (info)) | Поради щодо вибору кращих товарів і послуг.

Існує 5 основних bluetooth аудіо кодеків, за допомогою яких звук і передається від джерела в навушники (або колонки) по bluetooth: SBC, AAC, aptX, aptX HD і LDAC. Так як бездротове підключення стає все більш і більш популярно, непогано буде розібратися в тому, що таке Bluetooth кодеки, і як вони працюють.

Варто відразу зазначити 2 моменти:

Звук по bluetooth все ще відчутно гірше проводового за всіма параметрами якості;
Бездротовий звук з якісними кодеками вже на даному етапі здатний задовольнити потреби більшості користувачів.

На цих «аксіомах» загострювати увагу ми більше не будемо. В цілому, вони зрозумілі. І навряд чи багато людей з досвідом прослуховування і порівняння будуть сперечатися з ними. 😎

Як вибрати, змінити, дізнатися bluetooth кодек - на телефоні android?

1. Щоб змінити bluetooth кодек на будь-який з підтримуваних на вашому телефоні, потрібно активувати "Меню Розробника".

Меню Розробника, можна активувати ось так:

2. Після, в меню розробника, потрібно знайти «Аудіокодек для передачі через Bluetooth» і вибрати потрібний кодек:

Вибираємо потрібний кодек - LDAC, aptX, aptX HD, AAC, SBC.

Що краще - слухати музику по дроту або через bluetooth?

Нижче ми розберемося який з поширених bluetooth-кодеків краще і чи варто слухати музику по беспровод в загальному. Почнемо з того, чи варто слухати музику по беспровод?

Для так званого «аналітичного» прослуховування музики (в тихих домашніх умовах) краще вибрати дротове з'єднання.
А ось для гучних місць, на зразок транспорту або міських вулиць, bluetooth-з'єднання цілком підійде: навколишні шуми приховують і компенсують огріхи роботи кодеків. Так само bluetooth навушники в пріоритеті у молодих людей, які люблять слухати музику в русі.

неосновні кодеки

У «сімействі» кодеків від Qualcomm є ще aptX Low Latency, який відрізняється від звичайного aptX меншими затримками. Найближчим часом широким масам стане доступний aptX Adaptive, який змінює бітрейт в залежності від ситуації, підтримуючи високу якість і надійність зв'язку.

Основні поняття передачі звуку по bluetooth

Звук по bluetooth зараз передається через профіль A2DP. Це частина потоку, спеціалізована під трансляцію аудіо-сигналу.

Теоретично, цей профіль не має обмежень на займану смугу передачі даних. Але існує обмеження для всього формату: не більше 1 Мбіт \ с. Відповідно, нестислий звук навіть формату CD (там бітрейт близько 1,4 Мбіт \ с) по bluetooth передати неможливо.

Навіщо ж всі ці обмеження? Енергоефективність. Інакше не було б можливості слухати бездротові навушники по 20 годин. А якщо і була б, то акумулятори відчутно пригинали б голову до землі. 😀

Бездротові навушники в першу чергу - це зручність

Сигнал по bluetooth «упаковується» на джерелі і «розпаковується» на кінцевому пристрої (навушниках, колонках і т. П.). Відповідно, обидва пристрої повинні підтримувати кодек, по якому передаються дані. Або буде використаний «молодший» варіант.

Якщо ваш телефон підтримує, наприклад, LDAC (а він доданий в Android, починаючи з 8 версії на рівні ОС), а навушники тільки SBC, то принад високого дозволу ви не відчуєте, передача буде йти по SBC.

бітрейт

Що таке бітрейт, думаю, відомо всім. Це кількість біт, що використовуються для передачі даних в секунду. Чим він вищий, тим, очевидно, краще. Але тим більше потрібно ресурсів, зокрема, енергоспоживання, місця на диску і т. Д.

Для оптимізації ресурсів вже давно використовується стиснення: з втратами і без. Стиснення без втрат (lossless) використовує алгоритми, що дозволяють зменшити бітрейт і розмір файлу без зміни оригіналу. Тобто, з lossless можна відновити точну копію початкового нестислого файлу.

Максимальний бітрейт bluetooth-кодеків

Lossless обробка дозволяє зменшити бітрейт максимум в 2 рази. Або близько до того. Наприклад у файлу CD-якості (1411 кб \ с), стисненого без втрат, ми побачимо значення 770-900 Кбіт \ с. Все, що нижче - стиснення з втратами.

Коли потрібно сильніше зменшити бітрейт і \ або розмір файлу, він стискається, шляхом відкидання «несуттєвих» біт інформації. Тобто, обраний кодек за своїми алгоритмами «вирішує», в якому діапазоні частот даних немає (або ними можна знехтувати), і відкидає їх. З отриманого файлу не можна відновити нестислий оригінал.
Алгоритми у кодеків бувають різні: деякі виключають тільки високочастотні звуки, деякі ґрунтуються на психоакустиці. Для більшості різниця між хорошим lossy треком і його lossless варіантом зневажливо мала або відсутня.
Крім «відкидання» при стисненні з втратами має місце додавання «перекривають» блоків інформації. Ця частина алгоритму має на меті вирівнювання сигналу і виправлення помилок квантування.

Частота дискретизації і розрядність

Частота стробування на яку кількість «дискретних» відрізків ділиться аналоговий сигнал для запису в цифровому вигляді. Чим вона більше, тим ближче «цифра» до оригіналу, вимірюється в герцах. Це поняття нерозривно пов'язане з частотним діапазоном.
Людина чує звуки від 20 Гц до 20 кГц. Було доведено, що для квантування (отціфровкі) аудіо-сигналу без втрат, частота дискретизації повинна більш ніж в 2 рази перевищувати частотний діапазон початкового аудіо-сигналу. Тому, CD-якості в 44.1 кГц цілком достатньо, від цього закону і відштовхувалися творці формату.
Розрядність визначає, скільки біт необхідно для квантування кожного зі згаданих вище відрізків. Чим більше тим краще. Логічно, що формат аудіо (або кодек) вважається тим краще, чим вище у нього бітность і частота дискретизації. 16 біт і 44.1 кГц для CD проти 24 біт і 88.2 (і більше) кГц для Hi-Res аудіо.

Частота дискретизації

Рівень фонового шуму

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.

Приклад: рівень шуму LDAC 990 кбіт \ с

На графіках найправильніше орієнтуватися від самого верхнього піку, він може заглушити тихіші звуки. Важливий не тільки рівень піків, а й те, наскільки вони рівні ( «щільні»). Стандартні рівні фонового шуму вказані на графіках пунктиром для 16-бітного якості і верхньою межею червоної зони для 24 біт.

Всі кодеки «намагаються» заощадити ширину потоку. Крім всіх інших хитрощів, шуми квантування по можливості виносяться в ВЧ діапазон вище 20 кГц. Людина цих звуків не чує, тому алгоритм виправданий.

якість з'єднання

Показник рівня сигналу виступає в ролі індикатора якості зв'язку. Вимірюється в дБм (децибел-милливатт). За вертикальної осі відкладені втрачені секунди при відтворенні звуку.

До -60 дБм - рівень, достатній для передачі даних в реальному часі;
На -70 дБм можуть починатися артефакти і переривання;
Нижче -80 дБм - відчутні затримки і втрати пакетів;

Якість з'єднання для різних кодеків

Якщо втрати секунд (пакетів) починаються на -80 дБм, значить при середній відстані (від кишені до вуха) від джерела до приймача (навушників) зв'язок буде стабільною, майже без перешкод. Якщо раніше (-60, -70), то зв'язок буде нестабільною: з обривами і «заїкання».

ТОП-5 Bluetooth кодеків - який кодек краще?

зміст:

AptX HD - найоптимальніший bluetooth-кодек;
AptX - популярний bluetooth-кодек;
SBC - найпоширеніший bluetooth-кодек;
LDAC - bluetooth-кодек з високою роздільною здатністю;
AAC - bluetooth-кодек для пристроїв Apple;

Все bluetooth-кодеки - алгоритми стиснення з втратами.

Сигнал ділиться на кілька частотних смуг (У різних кодеків їх число відрізняється) і квантів з постійною або різної Бітність.
При стисненні частина інформації «зрізається», частина додається.
Помилки і шуми квантування по можливості переносяться за межі людського слуху: На частоти, які найчастіше і відсутні після «розпакування».

1. AptX HD - оптимальний Bluetooth-кодек

AptX HD - найбільш оптимальний bluetooth-кодек, який дозволяє передавати звук в якості, близькому до CD. За сукупністю параметрів цей кодек дає оптимальне співвідношення якості звуку і стабільності зв'язку. Він відчутно завантажує смугу передачі bluetooth, але при цьому дає вельми гідне звучання.

Qualcomm заявляє, що за допомогою цього кодека досягається звучання, «близьке до Hi Res», але тестами це не підтверджується. Але на слух все досить непогано. 😎

Bowers and Wilkins PX з підтримкою aptX HD

Частотний діапазон і бітрейт

AptX HD майже покриває чутний людиною діапазон: «стелю» на 19 кГц. Результат цілком непоганий, адже мало хто, старше 25 років взагалі чують щось вище 18 кГц. Заявлена максимальна частота дискретизації в 48 кГц. Для кодування тут, судячи з усього, вистачило б і 40 кГц (19 * 2 = 38).

Частотний діапазон SBC, aptX, aptX HD

Максимальний бітрейт aptX HD - 576 кбіт \ с. Відповідно, Hi Res звук бітрейтом 4,5 Мбіт \ с стискається в співвідношенні 8: 1, а CD якість в 2,5 рази. При стисненні сигнал розділяється на 4 частотні смуги і квантів 24 бітами зі змінною розрядністю.

Логічно припустити, що передача звуку CD-якості буде відбуватися з не дуже великими втратами.

Рівень фонового шуму

AptX HD за рівнем фонового шуму далекий від 24-бітного аудіо, особливо в високочастотному діапазоні. Відповідно, є спотворення і шуми, які можуть «маскувати» тихі деталі записів високого дозволу. Адже вони розраховані на більший динамічний діапазон.

Рівень фонового шуму aptX HD

Зате майже по всьому діапазону рівень шуму відповідає параметрам CD-якості. Судячи з усього, 16-бітові записи через aptX HD слухати цілком комфортно, втрати і спотворення невеликі.

якість з'єднання

Втрати пакетів у aptx HD починаються на -70 дБм, і досить різко зростають відразу після цієї позначки. Надійність з'єднання відносно невелика. Швидше за все, при прослуховуванні джерела з невеликої відстані (в кишені) проблем з передачею не буде. Але мінімальні перешкоди (поворот голови, перешкода, інші бездротові мережі) можуть дуже легко викликати «заїкання» і переривання музики.

aptX HD - світло-червоний графік

З огляду на, що по бітрейту даний кодек займає більше половини смуги пропускання bluetooth, результат очікуємо. Комфортне прослуховування, в принципі, можливо.

плюси

Високий бітрейт;
Широкий частотний і динамічний діапазон;
Рівень фонового шуму відповідає 16-бітному звуку;
Загальна якість звуку в більшості випадків гарне.

aptX HD

мінуси

Надійність з'єднання нижче середньої;
Чи не передає Hi Res аудіо в відповідній якості;
Відносно невисока поширеність. Навушники, що підтримують aptX HD, не належать до найчисленнішим.

Детальна інформація про кодеки aptX і aptX HD;
Огляд Bowers & Wilkins PX з підтримкою aptX HD;

Навушники з підтримкою aptX HD:

2. AptX - популярний bluetooth-кодек

AptX - дуже популярний bluetooth-кодек з гарною якістю передачі звуку. Більш поширений, ніж aptX, мабуть, тільки стандартний SBC. Параметри теж дещо гірше, ніж у HD версії, але зате підтримка даного кодека вже є в багатьох телефонах, навушниках, колонках і інших bluetooth-пристроях.

Алгоритм стиснення, який використовується в aptX-кодеку був розроблений ще в 1980-ті роки. Нинішній власник прав Qualcomm заявляє, що даний кодек забезпечує якість, порівнянне з CD. У загальному і цілому, це схоже на правду.

Sennheiser HD 4.50 BTNC з підтримкою aptX

Частотний діапазон і бітрейт

Частотний діапазон aptX слабо відрізняється від aptX HD. «Зрізаються» тільки частоти вище 19 кГц. Максимальний бітрейт - 352 кбіт \ с. Відповідно, стиснення файлу CD-якості відбувається в співвідношенні 4: 1.

Частотний діапазон SBC, aptX, aptX HD

Кодек також, як і HD версія, ділить звуковий діапазон на 4 смуги, квантування здійснюється зі змінною глибиною до 16 біт.

Втрати виходять відчутні, втім, зіставні з хорошим mp3. А його далеко не всі відрізнять від lossless на слух. 😉

Рівень фонового шуму

AptX дійсно дає результат, близький до 16-бітного аудіо. Особливо, якщо врахувати середньостатистичний слух і рівень гучності. Рівень фонового шуму тут приблизно на -12 дБ вище, ніж у aptX HD.

Рівень фонового шуму aptX

Через aptX ви почуєте трохи менше тихих звуків в запису, але сильних спотворень і шумів при цьому не буде.

якість з'єднання

AptX починає «втрачати секунди» на -80 дБм, що говорить про стабільне з'єднанні в середньостатистичних умовах. Втім, втрати різко збільшуються після цього «порогу». Відчутні «заїкання» розпочнуться тут раніше, ніж, наприклад, у SBC в аналогічних обставинах.

aptX - темно-червоний графік

Стабільність зв'язку тут відчутно вище, ніж у aptX HD, що може стати вирішальним у виборі кодека для передачі музики.

плюси

Широкий частотний діапазон;
Рівень фонового шуму приблизно відповідає 16-бітному звуку;
Досить надійне з'єднання;
широка поширеність. Підтримка aptX реалізована в великій кількості buetooth-навушників.

aptX

мінуси

Якість звуку в деяких випадках слабо відрізняється від SBC;
Для прослуховування 16-бітного аудіо краще підходить aptx HD;
У «агресивних умовах» надійність з'єднання відчутно знижується.

Детальна інформація про кодеки aptX і aptX HD;
Огляд Sennheiser HD 4.50 BTNC;
ТОП-15: кращих бездротових навушників;

Навушники з підтримкою aptX:

3. SBC - найпоширеніший bluetooth-кодек

SBC - найпоширеніший кодек, так як він є алгоритмом «за замовчуванням» для передачі музики по bluetooth в цілому. Якість звуку виходить досить посереднє, але для багатьох достатню. Власне, спочатку даний кодек був розроблений для передачі голосу.

Саме через це кодека довгий час поняття «бездротової звук» прирівнювалося до ... ні до чого хорошого. 😀 Але він же і «проклав шлях» для передачі по bluetooth не тільки скрипучого голосу, але і музики.

Koss Porta Pro Wireless підтримують SBC

Частотний діапазон і бітрейт

SBC передає частотний діапазон аж до 19 кГц. Однак, спотворень на верхній межі тут відчутно більше, ніж у кодеків лінійки aptX. Максимальний бітрейт в 320 кбіт \ с передбачає стиснення 16-бітного звуку в співвідношенні 4,4: 1.

Частотний діапазон SBC, aptX, aptX HD

Цікаво, що для отціфровкі SBC ділить частотний діапазон на 4-8 смуг (в залежності від версії), що часто більше, ніж у aptX (HD).

Рівень фонового шуму

При передачі по SBC «шумів» відчутно більше, ніж у інших кодеків. 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.

Рівень фонового шуму SBC

«Стогони й потріскування» і «заїкання» були обов'язковими атрибутами на початку розвитку «бездротового звуку». Не в останню чергу тому причиною був SBC.

якість з'єднання

Втрати пакетів по SBC починаються на достатньому для стабільного зв'язку рівні (-80 дБм). Тут з ним може змагатися тільки AAC. З'єднання буде надійним, не дивлячись на більшість перешкод і перешкод. І лаги почнуться на значній відстані від джерела.

SBC - світло-сірий графік

плюси

Надійне з'єднання;
Підтримується всіма bluetooth-пристроями для передачі \ прийому музики;

Honor Sport AM61 працюють по SBC

мінуси

Високий рівень шумів і спотворень;
Загальна низька якість звуку.

ТОП-15: Кращих навушників з аліекспресс;
ТОП-10: Кращих Bluetooth навушників до 200 $;

Навушники з підтримкою SBC:

4. LDAC - bluetooth-кодек з високою роздільною здатністю

LDAC - bluetooth-кодек високої роздільної здатності, здатний передавати музику в близькому до CD якості. Його бітрейт і всі параметри відчутно вище, ніж у будь-якого аналога. Однак, за тестами якість його недалеко пішло від того ж aptX HD, а стабільність при цьому відчутно гірше.

До того ж LDAC має три режими роботи, і тільки в одному дає реально перевершує всі інші кодеки якість. Але в цьому режимі ваші пристрої навряд чи з'єднаються за замовчуванням, пріоритет віддається більш стабільному і менш якісним варіанту.

Заяви Sony про Hi Res якості звуку для цього кодека виявилися черговою маркетинговим прийомом. І підтримується він дуже маленьким числом вельми дорогих пристроїв. По крайней мере, поки що. 😎

Sony SRS-XB41 портативна акустика з підтримкою LDAC

Частотний діапазон і бітрейт

Існує три варіанти роботи LDAC - 3 різних бітрейта: 990 кбіт \ с, 660 кбіт \ с і 330 кбіт \ с. Тільки перший дає бітрейт, аналогічний стислому без втрат CD-якості. Решта 2 режиму і близько не наблизилися навіть до CD, не кажучи вже про Hi-Res.

Стискання Hi Res навіть для пріоритету якості становить 4,5: 1

З графіка видно, що в режимі пріоритету якості LDAC досягає 47 кГц, що приблизно відповідає Hi Res. Режим 660 кбіт \ с - тільки 30 кГц, що досить для CD-якості. А ось пріоритет з'єднання видає лише 18 кГц, що навіть нижче, ніж у aptX. І, само собою, нижче, ніж повинно бути у CD-якості.

LDAC діапазон частот

Квантування сигналу здійснюється зі змінною глибиною від 12 до 24 біт при поділі діапазону на 16 смуг. Це найбільш точний алгоритм серед всіх розглянутих кодеків.

LDAC квантування на основі чутливості слуху

Рівень фонового шуму

За графіками видно, що в пріоритеті якості LDAC на частини діапазону цілком відповідає стандартам 24 біт. Однак, на високих частотах все ж чимало шуму, особливо в районі 15 кГц. Режим 660 кбіт \ с на ВЧ місцями дає більше шуму, ніж повинно бути навіть для 16-бітного якості. В режимі пріоритету з'єднання LDAC показує себе навіть гірше, ніж стандартний SBС, що явно не відповідає звуку з високою роздільною здатністю.

: LDAC (990 КБС) рівень шуму (Hi Res)

: LDAC (660 КБС) рівень шуму (Hi Res)

: LDAC (330 КБС) рівень шуму (Hi Res)

За рівнем фонового шуму можна зробити висновок, що LDAC відповідає CD-якості в двох з трьох режимах. 990 кбіт \ с наближаються до стандартів Hi Res, але не відповідають їм, особливо, якщо брати високочастотний діапазон.

якість з'єднання

З графіка зрозуміло, що LDAC в пріоритеті з'єднання, як і інші кодеки «низького дозволу» (SBC, AAC і навіть aptX) починають втрачати пакети тільки при -80 дБм. Тобто, потрібна велика відстань або перешкоди для втрат пакетів.

LDAC - три синіх графіка

Інші режими LDAC починають втрачати пакети набагато раніше, на рівні -60 дБм, а aptX HD - на -70 дБм. Що говорить про нестабільність передачі. З огляду на, що вимір було проведено на відстані від кишені до вуха, стабільність LDAC в режимі пріоритету якості залишає бажати кращого.

плюси

Висока якість звуку;
Максимальний серед bluetooth-кодеків бітрейт;
Широкий частотний і динамічний діапазон;
За більшістю параметрів відповідає 16-бітному звуку;

LDAC бітрейт

мінуси

Погані параметри звуку в режимі пріоритету з'єднання;
Нестабільна зв'язок в режимах 990 кбіт \ с і 660 кбіт \ с;
З'єднання за замовчуванням в режимі 330 кбіт \ с або 660 кбіт \ с;
слабка поширеність. Навушники, що підтримують LDAC, ще пошукати. В основному, у Sony, звичайно. 😉

Детальна інформація по LDAC;
Огляд Sony SRS-XB41

Навушники з підтримкою LDAC:

5. AAC - bluetooth-кодек для пристроїв Apple

AAC - єдиний, крім sbc, bluetooth-кодек, який використовується в пристроях (телефонах і навушниках) Apple. Даний алгоритм грунтується на психоакустиці, тому досить сильно навантажує процесор. Зате при більш низькому бітрейті дає якість, аналогічне aptX. Правда, в основному на «яблучних» пристроях.

Через особливості реалізації на Android, якість роботи AAC від телефону до телефону сильно відрізняється. І може бути навіть гірше, ніж SBC. 🙄

AirPods 2019 (AirPods 2) працюють по AAC

Частотний діапазон і бітрейт

AAC на Huawei P20 Pro «зрізає» ВЧ дуже рано: близько 14 кГц. Ці частоти чують навіть зовсім немолоді люди, якщо не було проблем зі слухом. Samsung Galaxy Note 8 (через AAC) обмежує верхній поріг до 17 кГц. Але iPhone 7 справляється краще: близько 19 кГц.

Верхня межа частотного діапазону AAC

Бітрейт у даного кодека найнижчий: всього 252 кбіт \ с. Це говорить про досить відчутному стисненні звуку. Втім, тут цікава реалізація.

Рівень фонового шуму

На графіку видно, що рівень фонового шуму при використанні AAC у Huawei P20 Pro і Galaxy Note 8 відчутно вище, ніж у iPhone 7. У проміжках між піками (тестовими сигналами) видно, що AAC добре відфільтровує місця, де «звукової інформації» немає.

Рівень шуму AAC

Алгоритми, що використовуються в AAC, враховують психоакустики. Найголосніше тестовий звук на 1 кГц (в цьому діапазоні наш слух найбільш чутливий), і шум навколо нього також найбільш високий. Виходить, що кодек AAC «маскує» тихіші звуки на одній і тій же частоті під більш гучними: чим голосніше звук, тим вище фоновий шум.

якість з'єднання

AAC дає найбільш якісне з'єднання. Судячи з графіком, навіть трохи краще, ніж SBC. З огляду на низький бітрейт, це не дивно.

AAC - темно-сірий графік

плюси