藍牙音頻音質探討

本文系轉載,原文出處:http://www.cnblogs.com/imouto/archive/2013/03/15/bluetooth-audio-quality-explained.html

簡介

本文簡單介紹了藍牙無線音頻技術 A2DP,並從技術角度探討其音質。

1. 藍牙 A2DP 簡介

我們先從藍牙核心規範說起,目前支持最廣泛的藍牙 2.0/2.1 + EDR 連接速率爲 3Mbit/s,實際可用數據傳輸速率爲 2.1Mbit/s。藍牙 3.0 引入了高速數據傳輸新特性,最高數據傳輸速率爲 24Mbit/s,但是數據傳輸是通過 WiFi 進行的,支持該特性的設備會標記爲“藍牙 3.0 + HS”。市面上支持藍牙 3.0 的設備,如果沒有標記“藍牙 3.0 + HS”,數據傳輸速率並不會提升。最新的是藍牙 4.0 是一個混合體,包括傳統藍牙,高速藍牙與低功耗藍牙三個子集,相當於 2.1 加上 3.0+HS 與低功耗藍牙。

A2DP(Advanced Audio Distribution Profile) 是藍牙的子協議,藍牙耳機、音箱等都是通過此協議傳輸音頻數據流的,藍牙音頻所能使用的數據帶寬也是由此協議定義。

2. 藍牙 A2DP 音頻傳輸格式

達到 CD 音質需要 1411.2 kbit/s 的帶寬,顯然 A2DP 無法允許,所以音頻數據需要經過壓縮。我們知道同樣的比特率下,不同的編碼格式音質是不同的。A2DP 要求必須支持SBC(Sub-band coding)編碼,MP3、AAC、ATRAC 爲可選編碼,也可以使用其他專有編碼格式。假設要使用 MP3 編碼傳輸,則播放設備與接受設備(耳機)都支持 MP3,可以在播放設備與耳機的說明書中找到其支持的編碼格式。

2.1 SBC

A2DP 對於 SBC 最大允許速率是單聲道 320kbit/s、雙聲道 512kbit/s,實際上市面上的產品一般是按照 A2DP 推薦的碼率編碼的,44.1kHz 雙聲道最大爲 328kbit/s,即使播放設備增大編碼碼率,接收設備不支持也是沒用的。下面這個表是 SBC 的推薦碼率,摘自 A2DP 協議規範:

Table 4.7: Recommended sets of SBC parameters in the SRC device
SBC encoder settings* Middle Quality High Quality
Mono Joint Stereo Mono Joint Stereo
Sampling frequency (kHz)
44.1 48 44.1 48 44.1 48 44.1 48
Bitpool value
19 18 35 33 31 29 53 51
Resulting frame length (bytes)
46 44 83 79 70 66 119 115
Resulting bit rate (kb/s)
127 132 229 237 193 198 328 345
*Other settings: Block length = 16, Allocation method = Loudness, Subbands = 8

在播放設備中可以設置 SBC 編碼質量,這個值叫 bitpool,大概 1 bitpool = 6~7 kbit/s。SBC 是一種複雜度較低的編碼格式,同等碼率下音質稍差,根據這個網站上的比較,最高 328 kbit/s 的 SBC 音質大約介於 224 kbit/s 到 256 kbit/s 的 MP3 之間。此外,設置不當、信號差、設備不支持高 bitpool 等都會造成傳輸碼率下降而使音質下降,耳機或音箱本身的音質也是很重要的因素。

2.2 APT-X

APT-X 是 CSR 公司專有的一種編碼格式,壓縮率 4:1 (約 352 kbit/s),號稱可以達到 CD 音質。由於是專有格式,必須播放設備與接受設備均採用 CSR 公司的藍牙模塊才行,目前 iPhone 4、Galaxy S3 以及創新的部分耳機音箱都開始支持這種編碼。

2.3 MP3 與 AAC

這兩種格式很常見,MP3 格式最高碼率是 320kbit/s,AAC 一般也只有 320kbit/s(根據具體使用編碼軟件有差異)。

總的來說,同等碼率下,音質 AAC > MP3 > SBC,APT-X 據說優於 AAC,網上沒找到比較數據就不做排序。可以看到這幾種編碼格式最大碼率都只有 300kbit/s 多點,藍牙剩餘的帶寬無法利用。所以就算是藍牙 4.0 的耳機,音質不會比藍牙 2.0/2.1 有任何優勢。

3. 其他無線音頻技術

3.1 Kleer

Kleer 這也是一種基於 2.4 GHz 無線的一種音頻傳輸技術,傳輸帶寬可以達到 CD 音質的要求,功耗也低。森海塞爾與 AKG 均有采用此技術的無線耳機,但由於沒有播放設備支持 Kleer 無線,所以這些耳機都是使用模擬音頻輸入然後轉換成數字信號傳輸的,這個轉換過程無疑會造成一定音質損失。除非播放設備也能支持 Kleer 無線信號發射,減少不必要的模擬轉數字過程,否則此技術的音質也不會比藍牙有優勢。

AKG K840KL,這個耳機既可使用 Kleer 無線也可使用有線,使用無線時由於有個轉換過程聲音細節有損失。而且有一定延時,看電影玩一般遊戲時感覺不到,但是快節奏的音樂節拍類遊戲時可以明顯感受到。

3.2 WiFi

使用 WiFi 傳輸音頻信號帶寬是基本充足的,可以傳輸無損音頻數據。一個比較通用的方案是通過 DLNA 協議來傳輸,例如在智能手機上安裝一個 DLNA 軟件,播放音樂發送到支持 DLNA 的高清播放器在通過光纖輸出到音響設備上,這個傳輸過程音質沒有損失,只取決於高清播放器光纖輸出質量。蘋果的 AirPlay 也利用 WiFi 網絡傳輸的,只能用於蘋果設備。

WiFi 功耗較高不適合用於無線耳機等便攜式產品

4. 總結

普通的藍牙設備若沒有重大缺陷,音質可以達到約 256 kbit/s MP3 的水平,而假如播放設備與耳機、音箱均支持 MP3 編碼的話,藍牙音頻音質是可以達到 320kbit/s 的 MP3 水準的,使用 AAC 或 APT-X 編碼還會有進一步提高。


發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章