201505160154藍牙傳輸音頻的原理

藍牙傳輸音頻所使用的協定

要想瞭解藍牙音箱、耳機的音質為什麼不好,我們就要先知道藍牙的一些傳輸方式,和網路一樣,藍牙同樣有著很多令人摸不著頭腦的協議,如果拿音箱耳機來說目前用的比較常見的是A2DP、AVRCP這兩種,A2DP的全稱是Advanced Audio Distribution Profile(高級音頻發送配置協定),而AVRCP則是Audio/Video Remote Control Profile音頻視頻遠端控制協定)

A2DP定義了多媒體音頻如何從一個設備通過藍牙傳送至其他設備,也允許將麥克風接收到的信號發回給設備,該協定依賴了更底層的AVDTP和GAVDP,其中通過AVRCP協議則可以控制藍牙耳機的音量等操作。A2DP能夠傳輸MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、AAC、ATRAC、SBC、apt-X這些音頻編碼,如今用的比較多的是AAC、SBC、apt-X這三種。

藍牙傳輸音頻的大致原理

事實上對音質影響最大的並非是藍牙耳機所支援的協定,而是其支援的音頻編碼類型,在我們使用藍牙音頻設備時,手機、平板等會對我們所要播放的音頻進行即時編碼後再經由藍牙發送至音箱、耳機,而在這之前,音頻播放軟體則會將有損或是無損壓縮檔解碼成PCM。藍牙耳機整個傳輸過程大致步驟是這樣的,就拿MP3檔來說,它會經過兩次解碼和一次編碼的過程(MP3→PCM→AAC/SBC/apt-X→PCM),由於MP3本身就是有損壓縮,再經過一次有損編碼,對音質的影響不言而喻,而就算是無損編碼,在整個傳輸過程當中也會經歷一次有損編碼,這樣完全失去了無損的意義。

藍牙傳輸所用的音頻編碼

目前用的最多的是SBC編碼,SBC是一種子帶編碼,至於其具體工作原理這裏就不多解釋了,該編碼標準由藍牙技術聯盟所定義,推出時間大約在2000年左右,單聲道最大支持198kb/s,雙聲道是345kb/s,初看之下碼率和mp3編碼差不多,由於這種編碼幾乎全部用於藍牙傳輸,因此筆者沒有見過以檔形式存儲的SBC編碼的音頻,總之就實際聽感來說其效果是差不多的。

隨著AAC的走熱目前有不少藍牙耳機改用了AAC編碼傳輸,相比MP3的優勢是非常明顯,AAC會比MP3編碼保留更多的高頻細節。而對於藍牙當中常用的SBC編碼,AAC同樣也有優勢。

如今另外一種很熱門的藍牙音頻編碼是apt-X,據介紹說能夠達到CD的聽感,該種編碼並非只有單獨的一種,除了最基本的apt-X以外還有支持多聲道的Enhanced aptX,低複雜程度的aptX Live,低延遲aptX Low Latency等,其中aptX Lossless最有亮點,從字面上來說這是一種無損壓縮,也是目前筆者所知唯一的藍牙無損音頻編碼。

實際上從官方的詳細介紹來看aptX Lossless並不能算是真的無損,它是一種混合編碼,只不過能接近無損,該種編碼可支援最高24bit/96kHz規格的高解析音頻,如果藍牙傳輸實際使用該種編碼幾乎可以和達到無損一樣的效果。

為什麼說藍牙音質差

可能有人會說為什麼在藍牙傳輸時不使用非壓縮的PCM,這就要涉及,早期藍牙版本的帶寬問題了,在藍牙3.0+HS以前,其最大傳輸速度僅有3Mbit/s,而CD規格的無損音頻約為1.41Mbit/s,考慮到功耗、距離等因素,實際使用時可能無法連續的達到該速率,就像平時我們下載檔一樣,網速難免會有波動,而音頻則需要連續不中斷的傳輸,因此藍牙設備就選擇了低碼率的有損編碼傳輸,用以確保可不中斷傳輸。如果有網友買過早期的藍牙耳機,發生音頻斷斷續續的情況肯定是遇到過,採用有損傳輸就已經不穩定了,跟何況是較大資料量的無損,隨著藍牙版本不斷發展,雖然最大傳輸速率達到了24Mbit/s,但廠商依舊是出於功耗和連續性的考慮,使用了有損壓縮的音頻,另一方面,對於大碼率的有損很多用戶也聽不出其中的區別,而HiFi領域又是以傳統耳機為主,所以藍牙耳機、音箱一直將有損音頻編碼的傳輸沿用至今。

說到這裏藍牙音箱、耳機音質不好的原因就很明顯了,是因為音頻資料通過藍牙傳輸的過程中採用了有損編碼壓縮,早期可能是藍牙傳輸速率不夠快,採用了低碼率的有損編碼,因此給人們留下了藍牙音頻設備音質差的印象。

由於帶寬問題藍牙傳輸無損還無法很好的實現,因此如今通過藍牙傳輸音頻時都會採用有損壓縮來節省帶寬,從而確保音頻可不間斷的傳送,至於Wi-Fi音箱由於充足的帶寬,不少設備都使用了無損音頻,因而音質會比藍牙音箱好上不少. 藍牙傳輸音頻所使用的協定

要想瞭解藍牙音箱、耳機的音質為什麼不好,我們就要先知道藍牙的一些傳輸方式,和網路一樣,藍牙同樣有著很多令人摸不著頭腦的協議,如果拿音箱耳機來說目前用的比較常見的是A2DP、AVRCP這兩種,A2DP的全稱是Advanced Audio Distribution Profile(高級音頻發送配置協定),而AVRCP則是Audio/Video Remote Control Profile音頻視頻遠端控制協定)

A2DP定義了多媒體音頻如何從一個設備通過藍牙傳送至其他設備,也允許將麥克風接收到的信號發回給設備,該協定依賴了更底層的AVDTP和GAVDP,其中通過AVRCP協議則可以控制藍牙耳機的音量等操作。A2DP能夠傳輸MPEG-1、MPEG-2、MPEG-4、AAC、ATRAC、SBC、apt-X這些音頻編碼,如今用的比較多的是AAC、SBC、apt-X這三種。

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