藍牙音頻音質探討

簡介：

本文簡單介紹了藍牙無線音頻技術 A2DP，并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范說起，目前支持最廣泛的藍牙 2.0/2.1 + EDR 連接速率為 3Mbit/s，實際可用數據傳輸速率為 2.1Mbit/s。藍牙 3.0 引入了高速數據傳輸新特性，最高數據傳輸速率為 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為“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”，數據傳輸速率并不會提升。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，相當于 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 為可選編碼，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 對于 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 雙聲道最大為 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 協議規范：

Table 4.7: Recommended sets of SBC parameters in the SRC deviceSBC encoder settings*Middle QualityHigh QualityMonoJoint StereoMonoJoint StereoSampling frequency (kHz)Bitpool valueResulting frame length (bytes)Resulting bit rate (kb/s)*Other settings: Block length = 16, Allocation method = Loudness, Subbands = 8

44.1	48	44.1	48	44.1	48	44.1	48
19	18	35	33	31	29	53	51
46	44	83	79	70	66	119	115
127	132	229	237	193	198	328	345

?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 是一種復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 音質大約介于 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。由于是專有格式，必須播放設備與接受設備均采用 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 據說優于 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，藍牙剩余的帶寬無法利用。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 這也是一種基于 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，但由于沒有播放設備支持 Kleer 無線，所以這些耳機都是使用模擬音頻輸入然后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，使用無線時由于有個轉換過程聲音細節有損失。而且有一定延時，看電影玩一般游戲時感覺不到，但是快節奏的音樂節拍類游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，只取決于高清播放器光纖輸出質量。蘋果的 AirPlay 也利用 WiFi 網絡傳輸的，只能用于蘋果設備。

WiFi 功耗較高不適合用于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。

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

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總結

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