藍(lán)牙耳機(jī)音質(zhì)會(huì)不會(huì)不好?
網(wǎng)友解答: 蘋(píng)果在2016年的iPhone 7發(fā)布會(huì)上,宣布iPhone再無(wú)3.5mm音頻,盡管蘋(píng)果自己美名曰“勇氣使然”,但絕大部分消費(fèi)者并不買(mǎi)賬,給蘋(píng)果扣上了“多賣(mài)轉(zhuǎn)接線、多賺錢(qián)”的
蘋(píng)果在2016年的iPhone 7發(fā)布會(huì)上,宣布iPhone再無(wú)3.5mm音頻,盡管蘋(píng)果自己美名曰“勇氣使然”,但絕大部分消費(fèi)者并不買(mǎi)賬,給蘋(píng)果扣上了“多賣(mài)轉(zhuǎn)接線、多賺錢(qián)”的罵名,還說(shuō)無(wú)線藍(lán)牙音質(zhì)怎么這么爛。但科技日新月異,藍(lán)牙真的不能保證高保真的音樂(lè)體驗(yàn)嗎?今天我們就和大家聊一聊藍(lán)牙里面音頻編碼方式,希望大家知道為什么無(wú)線藍(lán)牙音質(zhì)總會(huì)稍遜于有線耳機(jī)。
藍(lán)牙技術(shù)是一種開(kāi)放式無(wú)線通訊標(biāo)準(zhǔn),采用分散式網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)以及快跳頻和短包技術(shù),支持點(diǎn)對(duì)點(diǎn)、點(diǎn)對(duì)多點(diǎn)通信,采用時(shí)分雙工傳輸方案實(shí)現(xiàn)全雙工傳輸,工作在全球通用的2.4GHz ISM(即工業(yè)、科學(xué)、醫(yī)學(xué))頻段,能夠在短距離范圍內(nèi)無(wú)線連接手機(jī)、電腦、平板等等數(shù)碼設(shè)備。如今發(fā)展到藍(lán)牙5,讓無(wú)線延遲、帶寬容量、功耗、支持設(shè)備都得到不同程度的提升和豐富。
但是在講無(wú)線藍(lán)牙音箱、耳機(jī)音質(zhì)為什么不太好,我們有必要先了解無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)設(shè)備是怎么工作的,一般情況都是這樣:
使用PCM將音頻信號(hào)先量化成數(shù)字信號(hào),按照不同無(wú)線藍(lán)牙音頻編碼方式打包成數(shù)據(jù)幀,再調(diào)制到藍(lán)牙規(guī)定的頻率上發(fā)射。接收端先解調(diào)恢復(fù)基帶數(shù)字信號(hào),再讀取其中的音頻數(shù)據(jù),然后DA恢復(fù)成音頻信號(hào),進(jìn)而放大后驅(qū)動(dòng)耳機(jī)。因此我們聽(tīng)到的音頻早已不是原來(lái)那個(gè)源文件,它是經(jīng)過(guò)了有損壓縮。
問(wèn)題就出在無(wú)線藍(lán)牙音頻編碼過(guò)程,由于藍(lán)牙本身的帶寬并不高,要達(dá)到CD音質(zhì)就需要1411.2kbps,傳輸高碼流音頻信號(hào)時(shí),往往需要有損壓縮的,而LDAC、aptX等技術(shù)就是通過(guò)編碼方式,提高編碼效率、信道容量從而達(dá)到傳輸高品質(zhì)音頻的目的。通俗來(lái)講,新的編碼技術(shù)讓音頻文件更小,可以在藍(lán)牙這條“小水管”里面實(shí)現(xiàn)更好的音質(zhì)。
A2DP——Advanced Audio Distribution Profile,音頻發(fā)送配置協(xié)議
而通常在無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)里面都會(huì)使用A2DP協(xié)議,是實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙音頻傳輸?shù)谋貍鋮f(xié)議,其定義了傳送單聲道或立體聲的不同質(zhì)量音頻信息的協(xié)議和過(guò)程。
其實(shí)早在藍(lán)牙連接建立階段,發(fā)射源、接收源在握手通訊定義了音頻將會(huì)以何種編碼形式傳輸,不同藍(lán)牙音頻編碼標(biāo)準(zhǔn)會(huì)直接影響到藍(lán)牙耳機(jī)的音質(zhì)、延遲等問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多年發(fā)展,在SBC/AAC編碼后,索尼發(fā)展出了自己LDAC,高通收購(gòu)了CSR的aptX,還有華為最新推廣的HWA都是屬于先進(jìn)的音頻編碼技術(shù)/方案,從技術(shù)上保證較好的無(wú)線藍(lán)牙耳機(jī)聆聽(tīng)音樂(lè)的質(zhì)量,下面會(huì)逐一向大家介紹。
SBC——Sub-band coding,子帶編碼
SBC是A2DP協(xié)議強(qiáng)制規(guī)定要支持的編碼格式,也就是說(shuō)是個(gè)藍(lán)牙耳機(jī)、音箱都得支持這種編碼。
SBC屬于頻域編碼,將輸入信號(hào)分成不同頻帶分量,在分別對(duì)其進(jìn)行編碼,優(yōu)點(diǎn)在于以利用人耳對(duì)不同頻率信號(hào)的感知靈敏度不同,在人耳不敏感的頻段采用較粗糙的量化,在敏感部位采用較細(xì)的量化,以獲得更好的主觀聽(tīng)覺(jué)效果,從而可以充分地壓縮語(yǔ)音數(shù)據(jù)。說(shuō)白了就是為更好傳輸,大幅度壓縮了音源質(zhì)量的一種編碼。
SBC是一種低復(fù)雜度的編解碼技術(shù),壓縮比率適中,支持16kHz,32kHz,44.1kHz和48kHz的采樣率。如果傳輸過(guò)程中丟失了個(gè)別幀,解壓后回放時(shí)會(huì)出現(xiàn)一小段音頻的整體丟失,對(duì)整體的解壓沒(méi)有影響,也因此成為藍(lán)牙高清語(yǔ)音的當(dāng)然之選。
A2DP協(xié)議中規(guī)定,SBC最大允許速率是單聲道320kbps、雙聲道 512kbps,看起來(lái)很牛,然而實(shí)際上的銷(xiāo)售產(chǎn)品都是降標(biāo)準(zhǔn)制造,用得最多的是44.1kHz 雙聲道最大為 328kbps。所以即便是你的發(fā)射端增大編碼碼率,接收設(shè)備不支持也只是徒勞。
AAC——Advanced Audio Coding,高級(jí)音頻編碼
AAC編碼原理與SBC大致相同,都是舍棄掉人類(lèi)不能感知的聲域信息,但由于其編碼效率遠(yuǎn)勝于SBC,加上PNS、SBR技術(shù)引入,其壓縮比高達(dá)20:1。
而AAC編碼最廣泛應(yīng)該就數(shù)引用杜比音效技術(shù)的電影以及蘋(píng)果設(shè)備了,蘋(píng)果iTunes上的音源都是采用AAC編碼,碼率雖然與SCB相當(dāng),但是壓縮比高,還原出來(lái)的數(shù)據(jù)比較多,暫且從實(shí)際聽(tīng)感來(lái)看是優(yōu)于SBC。
LDAC——索尼開(kāi)發(fā)的私有編碼協(xié)議
LDAC是索尼研發(fā)的一種私有無(wú)線音頻編碼技術(shù),最早亮相于CES 2015上,在當(dāng)時(shí)索尼表示比起標(biāo)準(zhǔn)的藍(lán)牙編碼、壓縮系統(tǒng),LDAC效率是他們的三倍。這樣一來(lái),高解析度的音頻文件在進(jìn)行無(wú)線傳輸?shù)臅r(shí)候就不會(huì)被過(guò)分壓縮,以至于極大損害音質(zhì)了。
LDAC提高音質(zhì)方式簡(jiǎn)單粗暴,就是減少壓縮,讓編碼后的碼率接近藍(lán)牙A2DP規(guī)范的上限。它提供了三種傳輸模式,首先會(huì)以質(zhì)量為最優(yōu)先的990kbps模式進(jìn)行協(xié)議對(duì)接,播放設(shè)備不支持就一直往下降級(jí),第二級(jí)是660kbps的普通模式,最后一級(jí)是330kbps保障模式。
因此LDAC方案可以讓傳輸?shù)臄?shù)據(jù)最大化,而不是專門(mén)搞壓縮,數(shù)據(jù)量大了,還原出來(lái)的音頻信息就越多,這樣一來(lái)響應(yīng)的聲音頻率會(huì)更豐富,聽(tīng)感更加好,不再像SBC編碼出來(lái)的音樂(lè)那么空洞、干澀。
索尼開(kāi)發(fā)出這樣的LDAC一直以來(lái)都是獨(dú)家專用,基本上凡是涉及索尼數(shù)碼產(chǎn)品,檔次不太低的一律支持LDAC。這么好的技術(shù)獨(dú)享似乎不利于科技發(fā)展進(jìn)步,因此索尼在2017年決定與世界分享,與Google合作,向Android O也就是8.0以上的系統(tǒng)預(yù)置LDAC,讓更多用戶擺脫線纜,享受到無(wú)線的高保真音樂(lè)。
Android O已經(jīng)完整支持主流藍(lán)牙音頻編碼方案
aptX——最普及的無(wú)線藍(lán)牙音頻編碼方案
aptX原本是CSR公司的專利編碼,其公司被高通收購(gòu)以后,進(jìn)一步研發(fā)出aptX HD,在高通公司對(duì)aptX品牌進(jìn)行持續(xù)運(yùn)營(yíng)下,采用aptX無(wú)線藍(lán)牙音頻方案的設(shè)備越來(lái)越多。當(dāng)然了,你想要用aptX技術(shù)就必須采用高通CSR藍(lán)牙模塊才行,因?yàn)閍ptX也是一種私有藍(lán)牙傳輸協(xié)議。。
aptX在SBC編碼上對(duì)其傳輸延時(shí)進(jìn)行改進(jìn),當(dāng)聲音延遲超過(guò)70ms時(shí),人就能感知出來(lái)。而SBC編碼傳輸延遲都在120ms以上,經(jīng)過(guò)改進(jìn)的aptX傳輸延遲降到了40ms,保證了藍(lán)牙傳輸音頻時(shí)的畫(huà)音同步。
而aptX HD則是為了高品質(zhì)音樂(lè)而誕生,能夠支持高達(dá)24-bit/48kHz采樣的音頻,原本aptX最高碼率為352kbps,而aptX HD加強(qiáng)了傳輸碼率的上限至576kbps。前面都講過(guò)了,傳輸碼率越大意味著可被傳送的音頻信息更多,音質(zhì)還原也就更好。
LDHC——華為主推的后起之秀
華為在3月27日舉行了新品發(fā)布會(huì),大家的目光都緊釘在在P20、P20 Pro以及Mate RS身上,卻忽略了發(fā)布會(huì)后期一個(gè)關(guān)于音頻技術(shù)的重要細(xì)節(jié),那就是華為推出一個(gè)名為Hi-Res Wireless Audio的無(wú)線音頻技術(shù),而其背后則是與LDAC對(duì)標(biāo)的技術(shù)LDHC。
圖片來(lái)源見(jiàn)微博水印
不過(guò)由于LDHC依然處于發(fā)展初期,相關(guān)技術(shù)資料、標(biāo)準(zhǔn)尚不明確,我們只能以華為官方說(shuō)法以及部分業(yè)內(nèi)人士提供的資料作為參考。
LDHC與LDAC非常相似,同樣是支持24bit/96kHz采樣,最高碼率可以達(dá)到990kbps。在實(shí)際輸出電平、信噪比、總諧波失真以及動(dòng)態(tài)范圍等重要項(xiàng)目中都有著比舊有標(biāo)準(zhǔn)更高的極限表現(xiàn)。
華為為了推廣HWA,拉了一大幫音響巨頭為其站隊(duì)背書(shū),但以后產(chǎn)品落實(shí)情況何如,還需要等待觀察,畢竟一個(gè)新鮮事物不是一推出市場(chǎng)就會(huì)被熱捧,需要獲得用戶信任以及其他上游企業(yè)的支持。
圖片來(lái)源見(jiàn)微博水印
技術(shù)對(duì)比:
從原理上我們得知,傳輸?shù)拇a率越高,最后還原出來(lái)的音質(zhì)更好,而不同協(xié)議方案可以傳輸?shù)纳舷奘遣灰粯拥?,從目前?biāo)準(zhǔn)來(lái)看,LDAC、LDHC上具備極大優(yōu)勢(shì),最高支持990Kbps的碼流,其次就是aptX HD的576Kbps。
不過(guò)并不是說(shuō)越大越好,實(shí)際上索尼的LDAC有一個(gè)傳輸干擾的問(wèn)題,自己無(wú)線藍(lán)牙這條路擴(kuò)得太寬了,容易干擾到別的道路工作,相反別人也容易干擾到你自己正常運(yùn)行,所以真實(shí)使用上,LDAC設(shè)備碰到復(fù)雜的無(wú)線電環(huán)境下,會(huì)出現(xiàn)信號(hào)嚴(yán)重干擾,最后就是丟包嚴(yán)重,最后就是降低標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行,無(wú)線音樂(lè)體驗(yàn)質(zhì)量又從何談起?
而在各家編碼協(xié)議上,藍(lán)牙音頻編碼傳輸延遲最高就是默認(rèn)的SBC,高達(dá)170-270ms,人耳已經(jīng)明顯感覺(jué)到延遲存在,主要是SBC當(dāng)初是為了照顧語(yǔ)音通話需求,延遲、音質(zhì)已經(jīng)不再考慮范圍之內(nèi)。最好的就是aptX Low Latency,這個(gè)方案里面,首要任務(wù)就是降低傳輸延遲,讓你用無(wú)線耳機(jī)是,音樂(lè)和視頻畫(huà)面是完全一致的。
看到了,最后大家都看蒙了。LDAC、LDHC是不是就真的無(wú)敵,可以提供CD級(jí)無(wú)損音質(zhì)?非也非也,因?yàn)樵瓉?lái)的音頻文件經(jīng)過(guò)了兩次解碼、一次編碼后,其部分信息總是會(huì)被丟棄的,這部分是無(wú)法還原。雖然缺少的是極少一部分,但很多無(wú)線藍(lán)牙、無(wú)線音箱的DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換以及功放級(jí)做得比較爛,即便是過(guò)程中實(shí)現(xiàn)了無(wú)損壓縮,但是在后級(jí)設(shè)備中全都被糟蹋了,你聽(tīng)到的音樂(lè)自然就不那么悅耳了。
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藍(lán)牙是一種無(wú)線的數(shù)字傳播技術(shù)。
也就意味著要把歌曲先從各種格式解碼,再由藍(lán)牙加碼變成一個(gè)個(gè)的數(shù)據(jù)包,然后再發(fā)送給耳機(jī),然后再由耳機(jī)解碼、數(shù)模轉(zhuǎn)換(硬解碼)。然后放大,聽(tīng)到聲音。
傳輸帶寬其實(shí)不是問(wèn)題,關(guān)鍵還是藍(lán)牙編碼的問(wèn)題,常見(jiàn)的藍(lán)牙編碼有SBC、AAC、ATP-X,ATP-X理論最優(yōu),SBC最差。再者,以藍(lán)牙模式播放音樂(lè),藍(lán)牙耳機(jī)本身就是個(gè)播放器,自帶電源、解碼、放大電路,首先,其中的解碼壓縮再解碼的數(shù)字處理過(guò)程是需要時(shí)間的。這就造成了藍(lán)牙耳機(jī)的音頻有一定延遲。
第二,如果歌曲本身碼率太大(無(wú)損)可能會(huì)超過(guò)藍(lán)牙的速度(貼近了還行,遠(yuǎn)一點(diǎn)速率下降就不夠了)
那么藍(lán)牙就會(huì)把高碼率的東西首先降低音質(zhì),然后再傳輸。
第三,因?yàn)槭菍?shí)時(shí)傳輸,不可避免的會(huì)有丟包,對(duì)音質(zhì)就有影響了。
最后綜上,真正的好耳機(jī)根本就不會(huì)出藍(lán)牙版,甚至線材都不是隨便一根電線就夠了的。
所以比較之下就更顯得藍(lán)牙耳機(jī)音質(zhì)不行了。
上邊的回答側(cè)重于藍(lán)牙編碼傳輸速率什么的,實(shí)際上好音質(zhì)并不僅僅是這一個(gè)因素決定的,所以在回答這幾個(gè)問(wèn)題前大家要明白一個(gè)事情,就是出來(lái)好音質(zhì)是個(gè)系統(tǒng)工程,任何一個(gè)環(huán)節(jié)的瓶頸都會(huì)影響到最終的重放效果。
對(duì)于使用藍(lán)牙耳機(jī)而言,重放過(guò)程大致如下:
數(shù)字音源-解碼-藍(lán)牙編碼-無(wú)線傳輸-藍(lán)牙解碼-數(shù)模轉(zhuǎn)換-功率放大-耳機(jī)
可見(jiàn)藍(lán)牙編碼只是整個(gè)環(huán)節(jié)中的一環(huán),并且,這一環(huán)在我看來(lái)也不是最重要的。這里我們僅討論有藍(lán)牙編碼后邊的環(huán)節(jié)。
先說(shuō)第一個(gè)問(wèn)題:為什么藍(lán)牙耳機(jī)會(huì)出現(xiàn)音質(zhì)下降的問(wèn)題?
藍(lán)牙接收模塊本身是一個(gè)小型的SoC,芯片本身集成了內(nèi)置的DAC,也就是說(shuō)接收模塊做了三件事:無(wú)線接收,藍(lán)牙解碼,模數(shù)轉(zhuǎn)換。上邊講到會(huì)有丟包影響音質(zhì),實(shí)際上對(duì)于藍(lán)牙而言如果丟包或者接收錯(cuò)誤是會(huì)進(jìn)行重新傳輸?shù)?,因此這個(gè)不會(huì)影響音質(zhì)。傳輸速率確實(shí)會(huì)對(duì)聲音有所影響,但這個(gè)不是最關(guān)鍵的,現(xiàn)在的APTX傳輸已經(jīng)可以傳輸CD級(jí)數(shù)字音頻了,雖然更高的采樣率還沒(méi)有支持,但是采樣率同樣不是關(guān)鍵。那么最關(guān)鍵的,或者說(shuō)藍(lán)牙耳機(jī)最大的瓶頸是什么呢,是那個(gè)內(nèi)置的DAC,藍(lán)牙芯片往往內(nèi)置的了DAC,這個(gè)DAC各項(xiàng)參數(shù)較差,因此,DAC轉(zhuǎn)換出來(lái)的模擬信號(hào)再經(jīng)過(guò)放大,音質(zhì)自然好不到哪里去。那么問(wèn)題來(lái)了,為什么不把DAC做在外邊或者把這個(gè)DAC質(zhì)量做好一點(diǎn)呢?因?yàn)檫@是個(gè)藍(lán)牙耳機(jī)!藍(lán)牙耳機(jī)最重要的定位是什么?是無(wú)線!無(wú)線就要用電池供電,電池供電就要考慮續(xù)航能力,和體積問(wèn)題,把DAC做在藍(lán)牙芯片里邊既可以省電,又能節(jié)省電路板體積。如果內(nèi)部集成一個(gè)高品質(zhì)DAC的話,芯片的售價(jià)估計(jì)會(huì)翻幾番。另外重要的一環(huán)就是功率放大部分,專業(yè)的耳放都使用了甲類(lèi)放大器,甚至使用平衡信號(hào),這類(lèi)耳放的一大特點(diǎn)就是發(fā)熱大,體積大,耗電量大,而藍(lán)牙耳機(jī)內(nèi)部只是簡(jiǎn)單地進(jìn)行了功率放大,這都是對(duì)藍(lán)牙藍(lán)牙耳機(jī)的產(chǎn)品定位的讓步。
第二個(gè)問(wèn)題:是否有音質(zhì)可以媲美頂級(jí)有線耳機(jī)的藍(lán)牙耳機(jī)?
目前明顯沒(méi)有,參見(jiàn)問(wèn)題一。隨著半導(dǎo)體技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展可能會(huì)有。
第三個(gè)問(wèn)題:需要解決怎樣的問(wèn)題才能提高藍(lán)牙耳機(jī)的音質(zhì)?
外置DAC芯片,效果很明顯,但是問(wèn)題來(lái)了,外置DAC需要一堆濾波網(wǎng)絡(luò)伏安轉(zhuǎn)換神馬的,而且耗電量很大,需要容量很大的電池,再算上功率放大部分的話,基本沒(méi)有便攜性了,那么無(wú)線的意義也沒(méi)了,當(dāng)然這是做到很高品質(zhì)的情況下。如果使用適當(dāng)?shù)腄AC,集成功放,低壓運(yùn)放等器件的話也是可以做到便攜的,但是音質(zhì)就沒(méi)有那么好了,不過(guò)完爆普通的藍(lán)牙耳機(jī)還是沒(méi)有問(wèn)題的。
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