Звуковые кодеки для Bluetooth наушников

Основные понятия
Частота дискретизации – частота оцифровки аналогового звука. Единицы измерения – Герцы(Гц), то есть количество отсчетов в секунду
Разрядность (бит) определяет точность кодирования каждого участка, определенного частотой дискретизации. Большие значения обеспечивают лучшую точность, но пропорционально возрастает объём требуемых данных.
Битрейт зависит от выше перечисленных параметров и характеризует поток, необходимый для кодирования и передачи звука через канал за единицу времени. Битрейт зависит от степени компрессии сигнала и косвенно определяет качество звука. Измеряется в битах в секунду (бит/с).

Основные понятия
Эталон цифрового звука — компакт-диск, который использует частоту дискретизации 44100 Гц при разрядности 16 бит, отсутствие сжатия и два канала обеспечивают битрейт 1411 кбит/с.

Плюсы и минусы передачи по Bluetooth
Плюсы:
Не ломается провод
Не запутывается провод наушников
Минусы:
Заряд аккумулятора
Дополнительная нагрузка на устройства-передатчик
Возможна зашумленность из-за Wi-Fi
Сигнал слабеет по мере удаленности от источника

Что такое кодек?
Кодек – это программный алгоритм, тесно связанный с аппаратным обеспечением, которые кодируют сигнал перед отправкой с помощью Bluetooth в наушники, и внутри наушников раскодируют сигнал для его воспроизведения.
В идеальной ситуации любой кодек стремиться уменьшить количество передаваемых данных при условии сохранения оригинального качества звучания. Но это идеал и ещё ни один кодек не смог этого достигнуть.

Разновидности кодеков
SBC или Subband Coding
AAC или Advanced Audio Coding
Линейка кодеков aptX (aptX, aptx HD, aptX Low Latency)
LDAC

SBC или Subband Coding
SBC или Subband Coding — эффективный кодек передачи аудио через Bluetooth с потерями. SBC появился задолго до распространения мощных смартфонов, а его первоочередная задача — снижение вычислительной нагрузки на кодирование и декодирование звука.
Другие задачи — экономичная и стабильная передача в любых условиях. Алгоритм действует грубо и основан на несовершенстве человеческого слуха. Частотные диапазоны, неразличимые в совокупности аудио тракта, вырезаются и не кодируются. Битрейт 328 кбит/с при частоте дискретизации 48 кГц и глубине 16 бит, что сравнимо с MP3, но итоговое качество значительно уступает. Вырезаются верхние частоты.

Плюсы и минусы SBC
Плюсы:
Битрейт от 10 до 1500 кбит/с
Бесплатный
Распространенный стандарт
Минусы:
Максимальная частота дискретизации 48кГЦ
Максимальный битрейт 384 кб/с
Обрезание частот

AAC или Advanced Audio Coding
Изначально AAC разрабатывался как преемник MP3 — он дает лучшее качество звука при том же битрейте за счет нескольких оптимизаций: к примеру, удаляются не воспринимаемые человеком частоты, удаляется избыточность в кодированном сигнале, используется более широкое окно в 2048 точек. Так что в итоге такой кодек работает существенно лучше SBC и вполне подходит для повседневного прослушивания музыки по Bluetooth — главное, чтобы его поддерживали как наушники, так и само устройство — иначе будет использоваться стандартный кодек SBC с печальными последствиями для звука.

Плюсы и минусы AAC
Плюсы:
Лучше качество при одинаковом битрейте, в сравнении с MP3
Минусы:
Должен поддерживаться как приемником, так и передатчиком
Обрезание частот

Линейка кодеков aptX (aptX, aptx HD, aptX Low Latency). AptX
Это — один из немногих кодеков, который может передавать по BT звук в MP3 и AAC без дополнительной обработки — а, значит, и без влияния на качество звука. Двухканальный звук тут передается с битрейтом до 352 кб/с, и, разумеется, никакие частоты не обрезаются: используется частотный диапазон от 10 Гц до 22 кГц, чего более чем хватает для человеческого уха.

Линейка кодеков aptX (aptX, aptx HD, aptX Low Latency). AptX HD
Тот же самый кодек, но с другим профилем кодирования, имеет скорость потока 576 кбит/с, поддержку частоты дискретизации до 48 кГц и разрядность до 24 бит. Некоторые называют этот кодек aptX Lossless – но это полный бред хотя бы потому, что в настоящий момент невозможно достигнуть значения потока, который мог бы переносить lossless-данные. Особым преимуществом этого кодека регулируемая задержка кодирования, которая может снижаться до 1 мс при частоте дискретизации 48 кГц. Также кодек крайне выгоден с позиции загрузки процессора, в чём выражается преимущество по сравнению с МР3 и ААС.

Линейка кодеков aptX (aptX, aptx HD, aptX Low Latency). AptX LL
aptX Low latency (или LL) – специальная версия кодека, позволяющая снизить время задержки звука до менее 40 мс.

Плюсы и минусы линейки aptX
Плюсы:
Не обрезают частоты, т.е не теряется качество звука
Битрейт в aptX HD – 576 кбит/с
Минусы:
Платный, 6000$ за лицензию и 1$ за каждое устройство с партии до 10000 штук
Должен поддерживаться как приемником, так и передатчиком

LDAC
Он разработан компанией Sony. Битрейт передачи достигает вплоть до 990 кбит/с при частоте дискретизации 96000 Гц и глубине 24 бит — показатели аудио, записанного на DVD. В целом, качество соответствует Hi-Res, но LDAC всё ещё остается алгоритмом с потерями, несмотря на сложное кодирование и отсутствие топорности, присущей раннему SBC. Степень компрессии находится на уровне aptX.

Плюсы и минусы линейки LDAC
Плюсы:
Битрейт до 990 кбит/с
Высокая частота дискретизации – 96 кГЦ
Высокое качество звука
Минусы:
Платный
Должен поддерживаться как приемником, так и передатчиком
Пока поддержка только в телефонах SONY

Сравнение по Битрейту