Bluetooth-кодеки для беспроводных наушников. Какие бывают и что лучше
Содержание
Содержание
Беспроводные Bluetooth гарнитуры активно вытесняют проводные модели. При покупке новых наушников или смартфона полезно знать не только версию Bluetooth, но и разбираться в поддерживаемых аудиокодеках.
Что такое кодек и зачем нужен
Кодек — это специализированная программа (алгоритм), которая выполняет шифрование и дешифрование информации с целью уменьшить объем. Практика показывает, что чем меньше передается данных по Bluetooth, тем ниже шанс потери информации. Дополнительно передача больших объемов по воздуху плохо сказывается на автономности мобильных устройств. Именно поэтому используется кодек, способный выполнить сжатие с минимальными потерями.
В ходе сжатия аудиофайл теряет часть информации. Какую именно и в каком объеме — это зависит от каждого конкретного кодека. Как правило, выполняется обрезка высоких частот. Например, существуют реализации кодеков AAC от различных брендов, каждый из которых удаляет часть высоких частот.
Как видно из графика, лучшим по сохранению качества является кодек от компании Apple, который урезает около 1 кГц. На других устройствах потери высоких частот больше.
Почему не существует одного универсального кодека — все дело в поиске «золотой середины». Слишком сильное сжатие уменьшит передаваемый объем данных, но также урежет качество звучания за счет потери информации. Шифровка и дешифровка больших объемов данных позволяет сохранить приближенное к оригиналу качество звучания, но приводит к повышенному энергопотреблению и плохой помехоустойчивости.
У всех кодеков есть несколько ключевых параметров.
Частота дискретизации. При преобразовании аналогового сигнала цифровая аудиодорожка составляется из определенного количества точек. Чем выше частота выбора этих точек, тем выше качество записи. Измеряется в Гц. Эталонное значение у компакт-диска — 44100 Гц.
Разрядность. Задает точность кодирования каждого участка, заданного частотой дискретизации. Чем выше параметр, тем ближе к оригиналу получается оцифрованный сигнал. Измеряется в битах. Для компакт-диска разрядность составляет 16 бит.
Битрейт. Определяет количество бит, которые можно передать за единицу времени и напрямую зависит от вышеописанных параметров. Измеряется в кбит/с. Для компакт-диска составляет 1411 кбит/с.
Для понимания значимости этих параметров можете посмотреть изображение ниже. Как видно, при высокой битности и частоте дискретизации оцифрованный сигнал (красный) более приближен к оригиналу (синему).
Независимо от выбранного кодека беспроводная передача аудио проигрывает проводной. Дополнительно нужно учитывать тот факт, что с возрастом человеческий слух ухудшается и не способен воспринимать отдельные частоты. Обычно мы воспринимаем частоты от 20 Гц до 20 кГц, однако со временем этот диапазон сужается. Ученые подсчитали, что в среднем за 10 лет из диапазона теряется 2 кГц.
ТОП-5: Bluetooth аудио-кодеков — aptX + (HD), LDAC, AAC и SBC
Существует 5 основных Bluetooth аудио кодеков, с помощью которых звук и передаётся от источника в наушники (или колонки) по Bluetooth: SBC, AAC, aptX, aptX HD и LDAC. Так как беспроводное подключение становится всё более и более популярно, неплохо будет разобраться в том, что такое Bluetooth кодеки, и как они работают.
⭐ Цены на лучшие беспроводные наушники в 2021 году:
Стоит сразу отметить 2 момента:
- Звук по Bluetooth всё ещё ощутимо хуже проводного по всем параметрам качества; Беспроводной звук с качественными кодеками уже на данном этапе способен удовлетворить потребности большинства пользователей.
На этих «аксиомах» заострять внимание мы больше не будем. В целом, они ясны. И вряд ли многие люди с опытом прослушивания и сравнения будут спорить с ними. 😎
Как выбрать, изменить, узнать Bluetooth кодек — на телефоне android?
1. Чтобы изменить Bluetooth кодек на любой из поддерживаемых на вашем телефоне, нужно активировать «Меню Разработчика».
Меню Разработчика, можно активировать вот так:
2. После, в меню разработчика, нужно найти «Аудиокодек для передачи через Bluetooth» и выбрать нужный кодек:
Выбираем нужный кодек — LDAC, aptX, aptX HD, AAC, SBC.
Что лучше: слушать музыку по проводу или через Bluetooth?
Ниже мы разберемся какой из распространённых Bluetooth-кодеков лучше и стоит ли слушать музыку по беспроводу в общем. Начнем с того, стоит ли слушать музыку «по воздуху»?
Основные понятия передачи звука по Bluetooth
Звук по Bluetooth сейчас передаётся через профиль A2DP. Это часть потока, специализированная под трансляцию аудио-сигнала.
Теоретически, этот профиль не имеет ограничений на занимаемую полосу передачи данных. Но существует ограничение для всего формата: не более 1 Мбит\с. Соответственно, несжатый звук даже формата CD (там битрейт около 1,4 Мбит\с) по Bluetooth передать невозможно.
Зачем же все эти ограничения? Энергоэффективность. Иначе не было бы возможности слушать беспроводные наушники по 20 часов. А если и была бы, то аккумуляторы ощутимо пригибали бы голову к земле. 😀
Беспроводные наушники в первую очередь – это удобство
Сигнал по Bluetooth «упаковывается» на источнике и «распаковывается» на конечном устройстве (наушниках, колонках и т. п.). Соответственно, оба устройства должны поддерживать кодек, по которому передаются данные. Или будет использован «младший» вариант.
Если ваш телефон поддерживает, например, LDAC (а он добавлен в Android, начиная с 8 версии на уровне ОС), а наушники только SBC, то прелестей высокого разрешения вы не почувствуете, передача будет идти по SBC.
Что такое битрейт, думаю, известно всем. Это количество бит, используемых для передачи данных в секунду. Чем он выше, тем, очевидно, лучше. Но тем больше требуется ресурсов, в частности, энергопотребления, места на диске и т. д.
Для оптимизации ресурсов уже давно используется сжатие: с потерями и без. Сжатие без потерь (lossless) использует алгоритмы, позволяющие уменьшить битрейт и размер файла без изменения оригинала. То есть, из lossless можно восстановить точную копию изначального несжатого файла.
Максимальный битрейт Bluetooth-кодеков
Lossless обработка позволяет уменьшить битрейт максимум в 2 раза. Или около того. Например у файла CD-качества (1411 кб\с), сжатого без потерь, мы увидим значения 770-900 Кбит\с. Всё, что ниже – сжатие с потерями.
Уровень фонового шума определяет, когда полезный сигнал становится неотличим от «шума» алгоритма сжатия кодека, в данном случае. Чем ниже этот уровень, тем шире динамический диапазон конечного сигнала, тем более тихие звуки мы можем различить.
Пример: уровень шума LDAC 990 кбит\с
На графиках правильнее всего ориентироваться от самого верхнего пика, он может заглушить более тихие звуки. Важен не только уровень пиков, но и то, насколько они ровные («плотные»). Стандартные уровни фонового шума указаны на графиках пунктиром для 16-битного качества и верхней границей красной зоны для 24 бит.
Все кодеки «пытаются» сэкономить ширину потока. Кроме всех прочих ухищрений, шумы квантования по возможности выносятся в ВЧ диапазон выше 20 кГц. Человек этих звуков не слышит, поэтому алгоритм оправдан.
Показатель уровня принимаемого сигнала выступает в роли индикатора качества связи. Измеряется в дБм (децибел-милливатт). По вертикальной оси отложены потерянные секунды при воспроизведении звука.
Качество соединения для разных кодеков
ТОП-5 Bluetooth кодеков — какой кодек лучше?
Все Bluetooth-кодеки – алгоритмы сжатия с потерями.
0. AptX Adaptive и aptX Low Latency
Самые передовые кодеки семейства aptX
AptX Adaptive – последний на данный момент кодек под «брендом» aptX. По заявлению Qualcomm этот кодек в будущем заменит aptX HВ и aptX LL. По качеству звука он стоит между aptX и aptX HD. А по времени задержки приближается в aptX LL. Такой «универсальный солдат».
Важное отличие этого кодека от остальной линейки aptX в том, что приоритет отдан именно качеству связи, а не большому битрейту. Что толку с 990 кБ\с (привет, LDAC), если при такой передаче связь постоянно «отваливается»? 😉
Как можно понять из названия, aptX Adaptive имеет переменный битрейт (279 – 420 кБ\с), который автоматически адаптируется под окружающие условия и качество воспроизводимых файлов. Не особо понятно? Тогда чуть подробнее.
Pioneer SE-CL6BT поддерживают aptX
AptX Low Latency – Bluetooth кодек с минимальной на сегодняшней день задержкой звука. Она составляет около 30-40 мс и практически не заметна. Соответственно, этот кодек актуален для просмотра видео и\или игр с использованием беспроводных наушников.
Сравнение aptX Adaptive, LDAC, AAC и SBC
AptX Adaptive и Low Latency – самые новые и перспективные из кодеков от Qualcomm. Adaptive, судя по всему, скоро будет основным в линейке, заменив более старые версии. Производитель обещает обратную совместимость. Но, конечно, использование конкретных процессоров от Qualcomm необходимо для работы их кодеков: как новых, так и старых.
Эти кодеки предваряют общий топ так как, как говорится, за ними будущее. Однако, они ещё далеко не так широко распространены (и опробованы), как более старые кодеки семейства aptX
Sennheiser IE 80S BT наушники с поддержкой aptX Low Latency
AptX Adaptive
- Надёжное соединение, благодаря адаптивному битрейту. Поддерживает 16 бит/44. кГц и 24 бит/48 кГц. Хорошее качество звука. Высокая энергоэффективность. Маленькие задержки звука (50-80 мс).
aptX, aptX HD и aptX Adaptive битрейт
- Низкая распространённость. Для работы требуется один из новых процессоров Qualcomm. Качество звука всё же ниже, чем у LDAC.
AptX Low Latency
- Самые низкие задержки звука. Хорошие параметры передачи сигнала и качество звука (как у aptX). Достаточно надёжная связь.
aptX, aptX Low Latency, AAC и SBC битрейт
- Не самое лучшее качество звука. Надёжность связи снижается в «загруженном эфире». Не очень распространён. И «уйдёт в отставку» после активного внедрения aptX Adaptive.
1. AptX HD
AptX HD – наиболее оптимальный Bluetooth-кодек, который позволяет передавать звук в качестве, близком к CD. По совокупности параметров этот кодек даёт оптимальное соотношение качества звука и стабильности связи. Он ощутимо загружает полосу передачи Bluetooth, но при этом даёт весьма достойное звучание.
Qualcomm заявляет, что с помощью этого кодека достигается звучание, «близкое к Hi Res», но тестами это не подтверждается. Но на слух всё довольно неплохо. 😎
Bowers and Wilkins PX с поддержкой aptX HD
AptX HD почти покрывает слышимый человеком диапазон: «потолок» на 19 кГц. Результат вполне неплох, ведь мало кто, старше 25 лет вообще слышат что-то выше 18 кГц. Заявлена максимальная частота дискретизации в 48 кГц. Для кодирования тут, судя по всему, хватило бы и 40 кГц (19*2 = 38).
Частотный диапазон SBC, aptX, aptX HD
Максимальный битрейт aptX HD – 576 кбит\с. Соответственно, Hi Res звук битрейтом 4,5 Мбит\с сжимается в соотношении 8:1, а CD качество в 2,5 раза. При сжатии сигнал разделяется на 4 частотные полосы и квантуется 24 битами с переменной разрядностью.
Логично предположить, что передача звука CD-качества будет происходить с не очень большими потерями.
AptX HD по уровню фонового шума далёк от 24-битного аудио, особенно в высокочастотном диапазоне. Соответственно, есть искажения и шумы, которые могут «маскировать» тихие детали записей высокого разрешения. Ведь они рассчитаны на бОльший динамический диапазон.
Уровень фонового шума aptX HD
Зато почти по всему диапазону уровень шума соответствует параметрам CD-качества. Судя по всему, 16-битные записи через aptX HD слушать вполне комфортно, потери и искажения невелики.
aptX HD – светло-красный график
Учитывая, что по битрейту данный кодек занимает больше половины полосы пропускания Bluetooth, результат ожидаем. Комфортное прослушивание, в принципе, возможно.
Какой кодек лучше для Bluetooth наушников. AAC, SBC или AptX?
Какой кодек лучший для беспроводных наушников? Как известно, лучше проводного звука нет ничего. Но из-за того, что в наших смартфонов все чаще отсутствует соответствующее отверстие для наушников, приходиться переходить на звук беспроводной. И с ним, казалось бы, все проще: все зависит от качества наушников — и да, и нет. Даже одни и те же наушники могут по-разному звучать на разных смартфонах.
Сегодня мы постараемся разобраться с тем, как устроены bluetooth кодеки и с чем их едят. Я постараюсь не залезать в самые дебри терминов и понятий, чтобы было проще усвоить. Начнем с вводных данных. Объяснение некоторых терминов, без которых дальнейшее повествование будет сложным для понимания.
Что такое кодек, сэмплирование, битность?
Частота дискретизации или сэмплирования — это частота с которой происходит обработка или оцифровка звука. Если у вас есть композиция с частотой дискретизации 44 кГц то это означает, что измерение сигнала происходит при ее обработке 44000 раз/с.
Естественно кажется, что чем больше эта частота, тем качественнее должен быть звук. На практике же, чтобы избежать избыточной нагрузки на аппаратуру, нужно как-то ограничивать свои аппетиты.
Согласно теории сэмплирования — эта частота должна в два раза превышать частоту звука чтобы достичь качества оригинала. Если вспомнить, что максимальная частота, которую различает человеческий слух лежит в пределах 20 кГц, то выходит, что частота семплирования должна быть при этом 40 кГц.
Битность — количество информации, который мы выделяем для хранения данных о каждом таком сэмпле. Опять же, теоретически, чем больше битность — тем точнее записываться звук и мы получаем более широкий динамический диапазон. На самом деле все сложнее.
Остановимся на том, что нам с вами больше 16 бит не нужно, но и битрейт, который показывает объем данных, который занимает одна секунда такого сигнала. Так же нужно понять и признать, что для подавляющего большинства людей в мире формат mp3 лучшие, что они когда-либо слышали и услышат.
Да, существуют всякие несжатые WAV и сжатые без потери FLAC, но из-за психо-акустического восприятия звука большую часть преимуществ этих форматов большинство людей никогда не услышат.
Кодек — это сокращение от «кодер/декодер», алгоритм, кодер нужен для обработки и хранения сигнала, а декодер — для его последующего проигрывания. Поэтому важно, чтобы кодек поддерживался не только вашими наушниками, но и смартфоном, на котором вы этот сигнал будете прослушивать.
Самые популярные Bluetooth-кодеки
На сегодняшний день существует около 15 кодеков. Основные среди них: SBC, AAC, AptX, AptX (HD), LDAC, HWA, SCALABLE CODEC. Теперь о каждом более детально.
SBC — самый простой, самый гибкий кодек с кучей настроек с помощью которых можно настраивать и дискретизацию и битрейт и битность. Проблема в том, что большинство производителей наушников и bluetooth приемников попросту не заморачиваются с его настройкой. Некоторые наушники звучат плохо при использовании этого кодека исключительно из-за наплевательского отношения к настройке.
| Частота дискретизации | Разрядность | Битрейт |
| 16–48 кГц | 16 бит | до 1500 кбит/с |
У SBC есть неоспоримые плюсы. Например, если условия для передачи сигнала становятся плохими (на вокзал вы пришли или квартиру с железобетонными стенами), то кодек автоматически понизит качество передаваемого звука для сохранения стабильности. Беда лишь в том, что обратно он его не переключает. Нужно будет остановить воспроизведение, подождать пару секунд и снова нажать на play.
AAC — второй по популярности использования кодек. Часто в интернете можно услышать, что это кодекс Apple, хотя это не совсем верно. Так уж исторически сложилось, что купертиновцы (сотрудники Apple) смогли сделать лучший софт для этого алгоритма, который обеспечивает максимальное качество.
| Частота дискретизации | Разрядность | Битрейт |
| 8–96 кГц | адаптивная рассчитывается при кодировании, типичная — 16 бит | до 320 кбит/с для Bluetooth |
А вот на смартфон с Android беда, здесь используется стандартный кодек Fraunhofer FDK AAC, а сам вендор может использовать собственные кодировщики, которые не имеют никаких стандартов. так что AAC гарантированно хорошо звучит на устройствах apple, а вот с android как «карта ляжет»
AptX (HD) — не менее известный кодек со своими производными. Максимальная скорость передачи данных и минимальное вмешательство в частоты передаваемого звука.
| Частота дискретизации | Разрядность | Битрейт |
| 16–48 кГц | 24 бит | 192–576 кбит/с |
Минус — отчисления в qualcomm, который является владельцем этого алгоритма. Я не встречал более или менее доступных наушников, которые бы поддерживали этот кодек.
Samsung Scalable Codec — используется уже несколько лет, но распространение получил лишь в наушниках корейского гиганта. Логика очень проста — при передаче звука происходит оценка окружающей среды на предмет засоренности радиосигналами и постоянная корректировка битрейта от 88 до 512 KB/s, чтобы слушатель как можно реже слышал прерывание и заикание звука. По вполне логичным причинам все это нормально работает только со смартфонами Samsung.
LHDC – кодек созданный союзом Hi-Res Wireless Audio/Savitech, в который входит: Onkyo, Sennheiser, 1More, iRiver, Fiio, Astell&Kern, Audio-Technica, Huawei. Именно huawei является самым большим акционерам и использует кодек вовсю, называя его просто HWA. На мой взгляд, кодек очень перспективный. Кроме высокого битрейта битности и частоты дискретизации, присутствует и минимальная задержка звука.
Интерес к нему усилился и после того, как японское общество аудио сделало его вторым сертифицированным кодеком Hi-Res Wireless Audio, а первым давным-давно стал кодек LDAC.
LDAC — это собственный кодек Sony, который поддерживается всеми android-устройствами, но встретить его можно только в наушниках японцев, что отчасти тоже логично. Маркетинговые заявления льются рекой, обещает нам в 3 раза больше передаваемых данных в сравнении с SBC поддерживая битрейт вплоть до 990 KB/s при 24-битов и дискретизации 96 кГц. Правда, есть маленькое НО!
| Частота дискретизации | Разрядность | Битрейт |
| 44,1–96 кГц | 24 бит | до 990 кбит/с |
Кодек имеет три режима передачи данных и по умолчанию использует самый базовый, при котором битрейт достигает 330 KB/s, а фильтр режет частоты выше 18 кГц. Cчитается, что базовый режим LDAC хуже по качеству чем audio CD. Учитывая, что это стандартный режим для работы смартфона, кодек уступает по качеству тому же AptX и, что самое печальное, даже SBC.
Какой кодек лучше?
Мы с вами обсудили все кодеки, посмотрели на их характеристики, остается вопрос — а какой кодек лучше?
Знаете, ответ совсем не очевиден. Как я уже говорил ранее, одни и те же наушники при подключения к разным смартфонам, могут играть по-разному. Причина не только в декорах звука, более того, если дать человеку послушать один и тот же трек на одних и тех же наушниках, но с разными кодеками и на разных устройствах, то иногда SBC может звучать лучше чем AptX HD. Причина этому – диски. Производитель может настроить эквалайзер, compander расширение stereo и прочие эффекты каждому из кодеков и самое печальное, что чаще всего отключить этот пост-процессинг попросту невозможно.
Перейдем к разнице в кодеках. Если подвести итог и сравнить все кодеки, то SBC, например, самый простой и настраиваемый, но очень многое зависит от вашего смартфона. Так любители «ковыряться», могут обойти все ограничения с помощью root-прав, но это уже совсем другая история.
AAC для Android — это кот в мешке, вы никогда не уверены на сто процентов как производитель настроил обработку звука а вот с iPhone только его и нужно использовать.
AptX и AptX HD — очень жесткие стандартизированные, и, не производитель смартфона, не производитель наушников не может настроить абсолютно ничего в нем, а значит вы точно будете уверены в том какой звук на выходе получаете.
По моим наблюдениям, у HWA есть все шансы стать той золотой серединой между качеством и стабильностью, чего не скажешь о LDAC. Однако, все может измениться, ведь совсем скоро на рынке появится новый кодек — LC3, который станет заменой SBS. Он уже стал частью стандарта Bluetooth 5.2 и первые устройства мы уже увидим в 2021 году.