AirPods可以替代有線耳機的音效嗎 ? 淺談藍牙音訊編碼技術

Apple日前發表iPhone7與iPhone7 Plus 正式將3.5mm音樂孔移出改用Lightning連接器,為了處理移除 iPhone 7 耳機孔帶來的麻煩,蘋果在包裝盒隨附了 Lightning 版本的 EarPods 耳機及一條 Lightning 對 3.5mm 轉接器,並推出一款藍牙無線耳機~AirPods作為解決同時聽音樂與充電的替代方案。 

為了隱藏電池、天線與降噪麥克風,AirPods的外型酷似斷了頭的電動牙刷刷頭,在網路上出現不少網友製作的Kuso照片。由於AirPods本身就是一款藍牙無線耳機,內建的W1晶片是為了有效地解決藍牙普遍頻寬不佳、連接品質不好的問題,然而AirPod真的可以克服目前藍牙耳機普遍用來聆聽音樂時音訊品質不佳且聲音延遲的問題嗎 ?  以下針對這個問題做一探討:

airpods kuso  

圖片來源: 網路

 

1. AirPods無線耳機簡介:

蘋果無線耳機AirPods售價159美元,內建蘋果W1無線晶片、2顆加速度計、2顆光學感測元件、天線、2個波束成型(beam-forming)技術的麥克風、採用AAC音訊編碼技術 內建的電池充飽電可以待機24小時並聆聽音樂時間長達5小時的電池及充電15分鐘可提供3小時的電池續航力。

AirPods上面沒有任何按鈕,透過輕點兩下後開啟 Siri,然後讓 Siri 來換曲或調整音量。另外透過AirPods上的紅外線感測,在使用者戴上時會自動開啟,摘下時會自動關閉。

airpods  

 ;

 

2. 藍牙音樂編碼技術有哪些? 

藍牙音頻的編碼形式主要有apt-X、SBC、AAC三種,Sony則推出專屬的LDAC技術,Apple AirPod則使用較高規格的AAC。

A.SBC:

SBC (Subband Codec支援的轉碼器)是BLUETOOTH裝置採用的標準音訊編碼技術所有BLUETOOTH裝置皆支援SBCSBC的單聲198kb/s、雙聲道是345kb/s,失真高。

bt  

 

B.AAC:

AAC( Advanced Audio Coding,進階音訊編碼) 乃基於MPEG-2的音訊編碼技術,由Fraunhofer IIS、杜比實驗室、AT&T、Sony等公司共同開發,目前主要用於Apple產品上。AAC可以支援多達48個音軌,15個低頻(LFE)音軌,5.1多聲道支援,更高的採樣率(最高可達96kHz,音訊CD為44.1kHz)和更高的採樣精度(支援8bit、16bit、24bit、32bit,音訊CD為16bit)以及有多種語言的相容能力,更高的解碼效率。相較於SBC,ACC擁有更佳壓縮技術可以讓手機與耳機間的失真減少;相較於MP3,AAC保留更多的高頻細節。

aac  \

 

C.apt-X:

apt-X是CSR plc開發的音訊編碼技術採用先進ADPCM 原理,將整個10Hz – 22kHz 高傳真音頻範圍,適當的壓縮到藍牙傳輸標準侷限的頻寬內提供92dB 動能範圍音箱再生,並維持低延遲以避免「對嘴」問題。 與SBC相比,apt-X最高可支援352kbps數據傳輸速度新的aptX-HD (LG G5可支援)則最高可以達576k bps提供的壓縮率比較低,音質較高。

aptx

 

D.LDAC

LDAC是Sony開發的音訊編碼技術,運作時不需要下行轉換可以在傳輸時維持最大位元深度,以及 96 kHz/24 位元的頻率範圍,呈現高壓縮效率與重現效果LDAC則可選擇990kbps(音質優先)、660kbps(標準)、330kbps(連接優先)三種傳輸速率,與SBC相比,若選擇990 kbps(96/48 kHz)或909 kbps(88.2/44.1 kHz)位元速率,傳送量約為SBC的三倍。

ldac傳輸  

ldac  

 

隨著藍牙技術的普及,越來越多人使用藍牙來聽音樂。由於藍牙音頻傳輸過程要經歷兩次解碼和一次編碼(APE/MP3→PCM→AAC/SBC/apt-X→PCM),使用藍芽傳輸音頻後就不是原生音頻文件,所以使用藍牙裝置來聽音樂始終有播放音質不佳且有聲音延遲的問題。

就藍芽傳輸速率問題來看長期以來,藍牙的音頻傳輸一直都是採用A2DP協議(Advanced Audio Distribution Profile,進階音頻傳輸配置協定),不管事藍牙1.0~4.0,A2DP協議考量藍牙的功耗和傳輸連續性始終規定經過藍牙傳輸的音頻數據都要經過壓縮,最高碼率(數據傳輸時單位時間傳送的數據位數)也不過512Kbps。SBC編碼在相同碼率下最高碼率328Kbpd的 SBC 音質大約介於 224 Kbps 到 256 Kbps 的 MP3 之間AAC在A2DP協議下最高碼率只有320Kbps;apt-X最高可支援352kb,新的aptX-HD則最高可以達576k bps;LDAC的最高碼率為990 kbps。

bt傳輸速度  

 

就聲音延遲問題來看,SBC與ACC是基於幀的傳輸方式,這種傳輸方式最大的問題在於浪費數據幀空間,而且只有在獲得完整的數據包之後,才可以進行編解碼工作這使得SBC與AAC在進行藍牙傳輸的時候,往往會比較高,通常會有100ms至500ms之間的延遲,且這種延遲並不固定,導致播放的時間和聽到的時間略有不同而出現「對嘴」問題。APT-X是一種針對16bit或者更高位數聲音波形數據的一種有損壓縮算法,它將聲音流中每次採樣的16bit數據以4bit存儲,可以最大可能保留原有的音頻元素,使得最終壓縮的音頻文件儘量還原原有的細節所以目前是A2DP可以支援的音頻技術中失真率且聲音延遲性最低的技術。LDAC則是Sony所自行開發的藍牙音訊編碼技術在傳輸速度與聲音延遲上都勝過A2DP所支援的AAC/SBC/apt-X但目前僅限於使用在Sony自家商品上

 藍牙傳輸速率  

 圖片來源:網路

 

 雖然Apple的 Mac、iPad 生態系副總裁John Ternus在發表會後受訪時表示,AiriPods的W1晶片最核心的工作,是要有效地解決藍牙普遍頻寬不佳、連接品質不好的問題但其音訊傳輸的技術仍是基於A2DP傳輸規範下的AAC技術,在音訊品質播放上無法媲美使用高階的有線耳機。換言之,若是對音訊品質非常挑剔的果迷們,還是乖乖使用有線耳機吧!

特別提醒,未來Apple可能開放iOS支援apt-X(mac OS已能可以支援apt-X),若果迷未來要買非Apple原廠的藍牙立體耳機最好要買可以支援apt-X+AAC技術的比較好。

您也許會喜歡:

神奇寶貝這樣玩才省!吃到飽+不斷電 隱藏絕招揭密