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蓝牙音频传输格式:ACC,SBC,APTX和LDAC

2018-01-13 19:22:54来源: 互联网 关键字:ldac  音频传输  aptX  蓝牙

ACC是杜比实验室为音乐社区提供的技术,是一种高压缩比的编码算法。实际体验上都认为同样的码率下面,ACC的听感比MP3好,apple上面ACC的音频很多。


所以现在的iphone的音频传输格式也都是acc格式,码率与SBC相当,但听感据说好于SBC。因为没有做过严肃对比,暂且认为稍微好于SBC。


AAC号称「最大能容纳48通道的音轨,采样率达96 KHz,并且在320Kbps的数据速率下能为5.1声道音乐节目提供相当于ITU-R广播的品质」。和MP3比起来,它的音质比较好,也能够节省大约30%的储存空间与带宽。它是遵循MPEG-2的规格所开发的技术。松下的mp3产品都采用了这种编码方式,当然也兼容mp3格式,可以说aac是一种非常好用的音频格式,128kbps的aac足以和224kbps的mp3抗衡,空间却小了差不多一半,但是在空间上和结构上aac和mp3编码出来后的风格不太一样。


AAC编码的主要扩展名有三种:


AAC - 使用MPEG-2 Audio Transport Stream(ADTS,参见MPEG-2)容器,区别于使用MPEG-4容器的MP4/M4A格式,属于传统的AAC编码(FAAC默认的封装,但FAAC亦可输出MPEG-4封装的AAC)


MP4 - 使用了MPEG-4 Part 14(第14部分)的简化版即3GPP Media Release 6 Basic(3gp6,参见3GP)进行封装的AAC编码(Nero AAC编码器仅能输出MPEG-4封装的AAC);


M4A - 为了区别纯音频MP4文件和包含视频的MP4文件而由苹果(Apple)公司使用的扩展名,Apple iTunes对纯音频MP4文件采用了“.M4A”命名。M4A的本质和音频MP4相同,故音频MP4文件亦可直接更改扩展名为M4A。


SBC (Sub-band coding,子带编码)


最早的格式应该是SBC,SBC是A2DP(Advanced Audio DistribuTIon Profile,蓝牙音频传输协议)协议强制规定的编码格式。所有的蓝牙都会支持这个协议,所以所有的蓝牙音频芯片也会支持这个协议。SBC编码在传输时的码率具体参数未找到,根据sony官网宣传给出的资料,是:328Kbps,44.1KHZ。


这个码率其实和高品质的MP3差不多。但因为蓝牙传输中间设备是需要转码,以MP3文件为例,转码过程为 MP3-》PCM-》SBC-》PCM, 每次转码都会损失细节,导致SBC的听感会比原始的MP3要差。


先通过一组带通滤波器将输入信号分成若干个在不同频段上的子带信号,然后将这些信号经过频率搬移转变成基带信号,再对它们分别取样。取样后的信号经过量化、编码,并合成一个总的码流传送给接收端。在接收端,首先把码流分成与原来的各子带信号相对应的子带码流,然后解码、将频谱搬至原来的位置,最后经带通滤波、相加得到重建的信号。


优点:可以利用人耳(或人眼)对不同频率信号的感知灵敏度不同的特性,在人的听觉(或视觉)不敏感的部位采用较粗糙的量化,在敏感部位采用较细的量化,以获得更好的主观听觉(视觉)效果。例如,语音的基音和共振峰主要集中在低频段,因此可分配较多的比特来表示其样值;而对出现摩擦音和类似摩擦噪声的高频段可以分配较少的比特,从而可以充分地压缩语音数据。


各子带的量化噪声都束缚在本子带内,这样就可以避免能量较小的频带内的信号被其它频段中的量化噪声所掩盖。


滤波器的具体实现不可能是理想的带通,其幅度影响不可避免地带有有限的滚降。因此在划分子带时,只能使子带间有交叠或者使子带间有一定的间隙。前者若按奈氏频率取样将会产生混叠失真,而后者使原有的部分频带经滤波而损失掉,重建的信号会有失真。针对这个问题的解决方法有正交镜像滤波法和时域混叠消除法。


APTX


APTX是CSR公司的专利编码算法,在被高通收购后,APTX在安卓手机里面推广力度很大。 

根据官网介绍,aptX分为三种:aptX,aptX HD和aptX Low Latency,根据名字可以认为,分别是传统aptX,高品质aptX(估计是提高码率)和低时间延迟aptX(在看视频和打CS的时候时间延迟就很重要了)。


The Qualcomm® aptX™ audio coding algorithm originated in the late 1980s at Queen’s University Belfast. This innovaTIve work was focused on bit rate reducTIon and achieved significant bit rate efficiencies while preserving audio quality.


aptX has been the best kept secret of the professional audio industry, used by major public broadcasters and film studios around the world. Now available on leading consumer devices, aptX enables music lovers to enjoy the rich listening experience that aptX delivers.


高通的意思大概是,aptX是我家的,然后是女王大学在上世纪八十年代开始研发的音频编码算法,这种算法具有很高的比特率效率的同时保持了很高的音频质量。aptX作为专业的无线音频传输方案,被应用在公共广播和电影音响里面,现在终于要放在消费产品里面了。


所以aptX其实传输码率估计也不高,可能和前面两者差不多,但是得益于高效的编码,使得声音保留的细节更多,实际听感好于前面两者,aptX的宣传也是称其可以达到CD级别的听感。


Apt-X是一种基于子带ADPCM(SB-ADPCM)技术的数字音频压缩算法。原始算法由Stephen Smyth 博士于20世纪80年代提出。由Audio Processing Technology(现已被CSR合并)公司发展并命名为apt-X。最初用于专业音频与广播领域。近几年,在 Bluetooth无线音频传输领域apt-x由于其低延时,容错性好,高音质等优点大有取代SBC(Sub-band Coding)之势。目前apt-x家族中实用的有有aptX Bluetooth, aptX Enhanced, aptX Live(2007年推出),aptX Lossless(2009年推出)。apt-X具有以下特点:


所需频宽:10Hz to 22.5 kHz,56kbit/s to 576 kbit/s(16 bit 7.5 kHz mono to 24-bit, 22.5kHz stereo)


Apt-X的使用主要集中在蓝牙耳机和蓝牙音箱,其终端和蓝牙耳机 音箱都必须支持Apt-X才能发挥其功能。蓝牙音频传输存在一定延迟。最大的感受是影音延迟可以降到最低。


LDAC


现在轮到大法出场了,大法很简单粗暴的提高了信道,在支持LDAC的设备上面,蓝牙的通信码率接近1M。


LDAC可传输约3倍于普通Bluetooth*1的数据(在最高990kbps的传输速度下*2),让你在无线情况下欣赏Hi-Res Audio*3音乐时,可以聆听到接近Hi-Res Audio的音质。


在这么高的传输速度下面,传输无损音乐成为了可能。当然,这种近乎私有协议的传输格式,也导致现在只有少量设备兼容。 但毫无疑问,LDAC在传输速率上获得了很大的提升,使得传输的音频品质更高,听感自然是最好的。


下一期将会讲到当前各个蓝牙音频SOC厂商的情况和对各个格式的支持情况。然后将会直播CSR8670和CSRA64215的开发板入手和实际开发。


LDAC是索尼研发的一种无线音频编码技术,它最早在 2015 年的CES消费电子设备大展上亮相。在当时,索尼表示比起标准的蓝牙编码、压缩系统,LDAC 技术要高效三倍之多。这样一来,那些高解析度的音频文件在进行无线传输的时候就不会被过分压缩,以至于极大损失音质了。


索尼的这个决定之所以让人颇为在意,是因为 LDAC 技术在过去几乎算是“索尼专用”,只在它自家的手机、播放器、耳机、蓝牙音箱上应用。因为 LDAC 技术依赖音源和扬声系统的同时支持,这让该技术成为了索尼设备的独占亮点。而如今,只要是安装了 Android O 的手机,就都能够利用 LDAC,在支持该技术的播放系统上让用户享受无线的高清音乐了。

关键字:ldac  音频传输  aptX  蓝牙

编辑:王磊 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/szds/article_2018011312987.html
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