今年近几个月真无线蓝牙音频硬件界有几件标志性事件:5月份RedmiBuds4Pro带来了...|蓝牙音频传输编解码领域

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今年近几个月真无线蓝牙音频硬件界有几件标志性事件:5月份RedmiBuds4Pro带来了LC3编解码的支持;9月份 , 苹果的二代AirPodsPro千呼万唤下终于来了 , 未来很有可能会通过固件更新支持LC3编码;11月份 , 同样支持LC3编解码的vivoTWS3Pro , 号称是世界上第一款全链路无线Hi-Fi真无线耳机 。
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那么有同学就要问了 , LC3编码真有那么神奇吗?那之前的LDAC、LHDC算什么?它们就成不了无线Hi-Fi吗?
回答这个问题 , 我们可能先需要简单明白什么是Hi-Fi 。 所谓Hi-Fi , 其实就是High-Fidelity高保真度的缩写 , 发烧友对它有更深奥和复杂的理解 , 但对普通人而言 , 可以简单来说 , 高保真最大的作用是能高度还原录制的声音 。
不少人说在无线领域聊「高保真」就是个伪命题 , 这又是为什么呢?
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我们需要知道 , 数字音频文件无论大小 , 它们都是以bit为最小单位 , 以0、1的形式记录和存储的 。 在数字音频成型前 , 会经过采集录制和编码的过程 , 声音会采集并转换为电模拟信号 , 然后再将模拟信号以一定的频率抽样转换成为数字信号 , 接着再量化、编码进行存储 , 或者直接传输 , 而音频在播放时 , 则需要解码还原 。
这整个过程每步都决定着数字音频的质量 , 特别是将模拟信号以一定的频率、精度抽样成数字信号的步骤 , 它直接决定了信息的丰富程度 , 理论上越丰富 , 记录的内容就越多 , 细节就越多——这就是所谓的「采样」 。
其中「采样」里有两个非常重要的参数指标 , 一个是采样率 , 另一个是采样位数(位宽) , 通俗的来说 , 它们分别代表「抽样的频率」和「抽样的精度」 。 详细来说 , 「采样率」也就是采集模拟信号的频率 , 采集的频率越高 , 声音就自然越连续 , 一般以Hz为单位 , 表示每秒采集的次数 。 「采样位数」可以理解为采集模拟信号的精度 , 单位为bit , 数字越高 , 精度越高 , 表示每个采样点的信息越丰富 , 还原度 , 或者说解析力就越高 , 就越接近高保真 。
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▲采样率示意
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▲4bits采样位宽示意(PCM)
采样率和位数当然越高越好 , 但是我们的存储和传输带宽又是有限的 , 这就需要将采集到的数字信息以一定的形式压缩封装 , 而这过程还有个比较重要的概念 , 就是「码率」 , 它主要反映数据的速率 , 单位kbps(千比特每秒) , 相同的编码下 , 码率当然越高质量就越好 , 不过对带宽的要求也更大 。
这样看来 , 在无线音频领域 , 所谓「高解析力」就需要满足传输的高采样率、高采样位数 , 以及高码率这三大条件 。 而蓝牙音频传输编解码领域 , SBC是现阶段普及率最高的编码 , 可以说市面上所有的蓝牙耳机都会支持这一种编码 , 不过因为标准制定的年份久远 , 没有考虑到蓝牙长远的发展 , 它的音频数据的传输速率被限制在328kbps 。
而期间蓝牙的传输带宽一直拓展 , 在3.0版本开始就能达到24Mbps的水平 , 到现在最新的5.3版本已经翻了一倍 , 已经达到48Mbps 。
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苹果这边 , 现阶段即使是最贵的AirPodsMax , 还是最新的二代AirPodsPro , 蓝牙音频编解码器最高只来到AAC , 最高码率512kbps , 比SBC好些 , 通用性相对较高 , 不过最高只支持44kHz/16bit的采样率和位宽传输其实还是和SBC一样 , 都达不到高解析、高保真的需求 。