تتوفر هذه المقالة أيضًا باللغة الروسية / تتوفر هذه المقالة أيضًا باللغة الروسية

السوق الشامل للهواتف الذكية دون مقبس الصوت 3.5 ملم غيرت صناعة سماعات الرأس ، أصبحت سماعات الرأس اللاسلكية Bluetooth هي الطريقة الرئيسية للاستماع إلى الموسيقى والتواصل في وضع سماعات الرأس للعديد من المستخدمين.
نادراً ما تكشف الشركات المصنعة للأجهزة التي تعمل بتقنية Bluetooth عن مواصفات المنتج التفصيلية ، وتكون مقالات Bluetooth الصوتية على الإنترنت متناقضة وغير صحيحة في بعض الأحيان. لا يخبرون عن جميع الميزات ، وغالبا ما ينشرون نفس المعلومات الخاطئة.
دعنا نحاول فهم البروتوكول ، وإمكانيات مكدسات Bluetooth وسماعات الرأس ومكبرات الصوت وبرامج ترميز Bluetooth للموسيقى والكلام ومعرفة ما يؤثر على جودة الصوت المنقول والتأخير ومعرفة كيفية التقاط وفك تشفير معلومات حول برامج الترميز المدعومة وغيرها ميزات الجهاز.

TL ؛ DR :

• برنامج الترميز SBC على ما يرام
• تحتوي سماعات الرأس على هدف التعادل لكل ترميز وتجهيز ما بعد المعالجة
• aptX ليست جيدة كما تقول الإعلانات
• LDAC هو زغب التسويق
• جودة صوت الصوت لا تزال منخفضة
• تستطيع المتصفحات تنفيذ برامج تشفير الصوت المترجمة إلى WebAssembly من C باستخدام emscripten ، ولن تتخلف.

الموسيقى عبر البلوتوث

يتم تعريف المكونات الوظيفية للبلوتوث من خلال ميزات موثقة موثقة في المواصفات. يتم نقل موسيقى Bluetooth باستخدام ملف تعريف إرسال صوت عالي الجودة A2DP. تم اعتماد معيار A2DP في عام 2003 ، ولم يتغير بشكل كبير منذ ذلك الحين.
يقوم ملف التعريف بتوحيد برنامج ترميز إلزامي واحد - SBC ، وهو برنامج ترميز منخفض التعقيد الحسابي تم إنشاؤه خصيصًا لـ Bluetooth و 3 برامج ترميز إضافية. يمكن للمرء أيضًا استخدام برامج الترميز الخاصة بالمورد الخاصة بالتنفيذ الخاص بك ، غير المدرجة في A2DP.

اعتبارًا من يونيو 2019 ، نعيش في برنامج XKCD فكاهي مع 14 برنامج ترميز A2DP:

• SBC ← مضمن في A2DP ، مدعوم من قبل جميع الأجهزة
• MPEG-1/2 Layer 1/2/3 ← مضمن في A2DP: MP3 مشهور ، شائع في التلفزيون الرقمي MP2 ، و MP1 قديم
• MPEG-2/4 AAC ← مضمن في A2DP
• ATRAC ← برنامج ترميز Sony القديم ، مضمن في A2DP
• LDAC ← برنامج ترميز Sony الجديد
• aptX ← الترميز من 1988
• aptX HD ← نفس aptX لكن مع ملف تعريف ترميز مختلف
• aptX Low Latency ← برنامج ترميز مختلف تمامًا ، لا يوجد تطبيق aptX مع تخزين مؤقت أقل
• aptX Adaptive ← برنامج ترميز Qualcomm آخر
• FastStream ← الترميز الزائف ، وتعديل ثنائي الاتجاه SBC
• HWA LHDC ← برامج الترميز الجديدة من Huawei
• Samsung HD ← مدعوم من جهازين
• Samsung Scalable ← مدعوم من جهازين
• Samsung UHQ-BT ← مدعوم من 3 أجهزة

قد تتساءل عن سبب حاجتنا إلى برنامج ترميز في المقام الأول ، إذا كانت تقنية Bluetooth تحتوي على EDR ، مما يسمح لك بنقل البيانات بسرعة 2 أو 3 ميجابايت / ثانية بينما تتطلب PCM غير المضغوطة ذات القناتين 16 بت 1.4 ميجابايت / ثانية فقط؟

نقل البيانات بلوتوث

يوجد نوعان من نقل البيانات في Bluetooth: اتصال غير متزامن أقل (ACL) للنقل غير المتزامن دون إنشاء اتصال ، واتصال متزامن موجه (SCO) ، لنقل متزامن مع تأسيس اتصال.
يستخدم نقل البيانات مخطط تقسيم الوقت وتغيير قناة التردد لكل رزمة بيانات مرسلة (تردد - قفزة / وقت تقسيم دوبلكس ، FH / TDD). يتم تقسيم الوقت إلى 625 فواصل زمنية بالميكرو ثانية ، تسمى فتحات. ينقل أحد الأجهزة بأعداد متساوية من الفتحات ، والآخر - بأعداد فردية. يمكن للحزمة المرسلة أن تشغل 1 أو 3 أو 5 فتحات ، وهذا يتوقف على حجم البيانات ووضع الإرسال. إذا كانت الحزمة كبيرة بما يكفي واستخدم أكثر من وضع إرسال فتحة واحدة ، يتم تنفيذ البيانات في فتحات متساوية وغريبة حتى نهاية الإرسال. في ثانية واحدة ، يمكنك استلام وإرسال ما يصل إلى 1600 حزمة إذا كان كل واحد منهم يشغل فتحة واحدة ويقوم كلا الجهازين باستمرار بإرسال واستقبال البيانات.

تعد معدلات نقل البيانات التي تبلغ 2 أو 3 ميجابت في الثانية في EDR الموجودة في الإعلانات وموقع Bluetooth على الإنترنت هي الحد الأقصى لمعدل نقل بيانات القناة لجميع البيانات في المجموع (بما في ذلك الرؤوس الفنية لجميع بروتوكولات البيانات التي سيتم تضمينها في) في اتجاهين في وقت واحد. سوف معدل نقل البيانات الفعلي تختلف اختلافا كبيرا.

تُستخدم الطريقة غير المتزامنة في دفق الموسيقى ، حيث تستخدم دائمًا الحزم من النوع 2-DH5 و 3-DH5 ، والتي تحمل أكبر قدر ممكن من البيانات في أوضاع 2 ميجابايت / ثانية و 3 ميجابايت / ثانية على التوالي وتحتل 5 فتحات لتقسيم الوقت.

تمثيل تخطيطي للإرسال باستخدام 5 فتحات بواسطة جهاز واحد وفتحة واحدة عن طريق آخر (DH5 / DH1):


نظرًا لمبدأ مشاركة الوقت ، يتعين علينا انتظار فترة زمنية تبلغ 625 ميكروثانية بعد إرسال حزمة إذا كان الجهاز الثاني لا يرسل أي شيء إلينا أو يرسل حزمة صغيرة ، ومزيدًا من الوقت في حالة قيام الجهاز الثاني بالإرسال في حزم كبيرة. إذا كان هناك أكثر من جهاز واحد متصل بالهاتف (مثل سماعات الرأس والساعة الذكية وسوار اللياقة البدنية) ، فسيتم مشاركة وقت الإرسال بينهما جميعًا.

يتطلب دفق الصوت A2DP التغليف في بروتوكولي نقل خاصين L2CAP و AVDTP يستنتجان 16 بايت من أقصى مقدار ممكن من حمولة الصوت في الرزمة.
1414 و 1429 كيلو بايت في الثانية ليست فقط كافية لنقل الصوت غير المضغوط في ظروف العالم الحقيقي ، مع نطاق 2.4 غيغاهرتز صاخبة وبيانات الخدمة في بعض الأحيان. يتطلب EDR 3 ميجابت في الثانية من طاقة الإرسال ونسبة الإشارة / الضوضاء ، لذلك حتى في الوضع 3-DH5 ، لا يمكن إرسال PCM مريح ، حيث ستكون هناك دائمًا فترات انقطاع قصيرة الأجل وسيعمل كل شيء بشكل أو بآخر على مسافة من بضعة أمتار.
في الممارسة العملية ، حتى دفق الصوت حتى 990 كيلو بايت / ثانية (LDAC 990 كيلو بايت / ثانية) ليس تافهًا للإرسال بشكل موثوق.

دعنا نعود إلى برامج الترميز.

SBC

يعتبر برنامج الترميز هذا إلزاميًا لجميع الأجهزة التي تدعم معيار A2DP. أفضل وأسوأ برنامج الترميز في نفس الوقت.



SBC هو برنامج ترميز بسيط وسريع من الناحية الحسابية مع نموذج صوتي نفسي بدائي (مع إخفاء سمعي بسيط) باستخدام تعديل شفرة النبض التكيفي (APCM).
توصي مواصفات A2DP باستخدام ملفي تعريف: الجودة المتوسطة والجودة العالية.


يحتوي برنامج الترميز على العديد من الإعدادات التي تسمح لك بالتحكم في تأخر الخوارزمية ، وعدد العينات في خوارزمية تخصيص الكتلة والبت ، ولكن دائمًا ما يتم استخدام المعلمات المستخدمة في المواصفات في كل مكان: ستيريو مشترك ، 8 نطاقات تردد ، 16 مقطعًا في الصوت الإطار ، طريقة تخصيص بت الصوت .
يمكن لـ SBC ضبط معلمة bitpool بشكل حيوي ، مما يؤثر بشكل مباشر على معدل البت. إذا تم انسداد الراديو ، أو فقد الحزم ، أو كانت الأجهزة بعيدة ، يمكن لمصدر الصوت تقليل حجم البت لمنع تعطل الصوت حتى يكون الاتصال مستقرًا مرة أخرى.

ضبط الشركات المصنعة لمعظم سماعات الرأس القيمة القصوى لمعلمة bitpool على 53 ، مما يحد من معدل البت إلى 328 كيلوبت في الثانية عند استخدام ملف التعريف الموصى به.
حتى إذا كانت الشركة المصنعة لسماعات الرأس قد حددت الحد الأقصى لقيمة bitpool فوق 53 (وهذا صحيح ، على سبيل المثال ، بالنسبة إلى Beats Solo³ و JBL Everest Elite 750NC و Apple AirPods وأيضًا لبعض أجهزة الاستقبال ووحدات رئيس السيارة) ، فإن معظم أنظمة التشغيل لن تسمح باستخدام معدلات بت أعلى بسبب الحدود الداخلية في مكدسات Bluetooth.
بالإضافة إلى ذلك ، تقوم بعض الشركات المصنعة بتعيين قيمة الحد الأقصى للبيتبول لبعض الأجهزة. على سبيل المثال ، في Bluedio T يساوي 39 ، وفي Samsung Gear IconX يبلغ 37 ، مما يعطي جودة صوت رديئة.

تم إدخال القيود المصطنعة في حزم البلوتوث على الأرجح بسبب عدم كفاية اختبارات الشهادات وعدم توافق بعض الأجهزة التي تحتوي على قيم Bitpool كبيرة أو ملفات تعريف غير نمطية ، حتى لو كانت تقدم الدعم لها. كان من السهل على المطورين تقييد الخيارات على القيم المعروفة المعروفة لملف التعريف الموصى به ، بدلاً من إنشاء قاعدة بيانات للأجهزة غير المتوافقة. على الرغم من أنهم الآن يقومون بهذا من أجل وظائف أخرى تعمل بشكل غير صحيح.

SBC يخصص بشكل حيوي بتات الكمي لنطاقات التردد ، التي تعمل من أسفل إلى أعلى ، بأوزان مختلفة. إذا تم استخدام معدل البت بأكمله للترددات المنخفضة والمتوسطة ، فسيتم قطع الترددات العليا (يتم استبدالها بالصمت).

مثال على SBC 328 كيلوبت في الثانية. الصوت الأصلي في الأعلى ، الصوت المشفر SBC في الأسفل. يتم تبديل المسارات للمقارنة. يتم ضغط دفق الصوت في ملف الفيديو باستخدام برنامج ترميز FLAC بدون فقد. استخدام FLAC في حاوية mp4 غير رسمي ، ولهذا السبب قد لا يتم تشغيل الصوت في متصفحك (يجب أن يعمل في أحدث إصدارات سطح المكتب Chrome و Firefox). إذا لم يكن لديك صوت ، فيمكنك تنزيل الملف وفتحه في أي مشغل فيديو.
ZZ الأعلى - شارب يرتدي الرجل

تكون لحظة التبديل مرئية على المخطط الطيفي: تقوم SBC بشكل دوري بقطع الأصوات الهادئة فوق kHz 17.5 ، ولا تخصص بتات على الإطلاق لنطاق يزيد عن kHz 20. الطيفية قابلة للنقر (1.7 ميجابايت).


لا أستطيع سماع الفرق بين الأصل و SBC على هذا المسار.

لنأخذ شيئًا جديدًا ونحاكي جودة الصوت في سماعات الرأس Samsung Gear IconX مع Bitpool 37 (الجزء العلوي هو التيار الأصلي ، وأسفل SBC 239 كيلو بايت في الثانية ، ويستخدم FLAC للصوت).
الطمع الذاتي تساهل - الشاهد

أسمع فرقعة ، تأثير ستيريو أصغر و "قعقعة" غير سارة للغناء على ترددات عالية.

خلاصة القول ، SBC عبارة عن برنامج ترميز مرن للغاية: يمكن تهيئته للحصول على زمن استجابة منخفض ، ويوفر جودة صوت ممتازة بتترات عالية (452+ كيلو بايت / ثانية) وهو جيد جدًا لمعظم الأشخاص على جودة عالية قياسية (328 كيلو بايت / ثانية) . ومع ذلك ، هناك بعض الأسباب وراء كون برنامج الترميز سيئ السمعة نظرًا لجودته المنخفضة في الصوت: لا يحدد معيار A2DP التوصيفات الثابتة (يقدم توصيات فقط) ، يضع مطورو مكدس Bluetooth حدودًا اصطناعية على Bitpool ، ولا يتم عرض معلمات الصوت المنقول في واجهة المستخدم ، ومصنعو سماعات الرأس أحرار في ضبط إعداداتهم وعدم تحديد قيمة Bitpool في الخصائص التقنية للمنتج.
تؤثر المعلمة bitpool مباشرة على معدل البت داخل ملف تعريف واحد فقط. يمكن أن ينتج عن نفس قيمة البتول البالغ 53 بت معدل البت 328 كيلوبت في الثانية مع ملف تعريف الجودة العالية الموصى به ، و 1212 كيلوبت في الثانية في وضع القناة المزدوجة و 4 نطاقات تردد ، وهذا هو السبب في أن واضعي نظام التشغيل وضعوا أيضًا حدودًا على معدل البت بالإضافة إلى bitpool. أفترض أن الموقف نشأ بسبب الخلل في معيار A2DP: كان من الضروري التفاوض على معدل البت ، وليس bitpool.

جدول ميزات SBC المدعومة في أنظمة تشغيل مختلفة:
* ينخفض ​​معدل البتول ، ولكنه لا يزداد تلقائيًا في حالة اختلاف ظروف الإرسال. لاستعادة bitpool ، تحتاج إلى إيقاف التشغيل ، والانتظار بضع ثوانٍ وإعادة تشغيل الصوت.
** تعتمد القيمة الافتراضية على إعدادات المكدس المحددة عند تجميع البرامج الثابتة. في Android 8 / 8.1 ، يكون التردد فقط 44.1 كيلو هرتز أو 48 كيلو هرتز ، اعتمادًا على الإعدادات عند التجميع ، الإصدارات الأخرى تدعم 44.1 كيلو هرتز و 48 كيلو هرتز في وقت واحد.
*** يمكن تعديل قيمة Bitpool باستخدام برنامج Bluetooth Explorer.

aptX و aptX HD

aptX هو برنامج ترميز بسيط وسريع من الناحية الحسابية ، بدون علم نفس نفسي ، والذي يستخدم تعديل شفرة النبض التفاضلي التكيفي ( ADPCM ). ظهرت في عام 1988 تقريبًا (تاريخ تسجيل براءات الاختراع هو فبراير 1988). قبل البلوتوث ، كان يستخدم في الغالب لأجهزة الصوت اللاسلكية المهنية. المملوكة حاليا من قبل كوالكوم ، فإنه يتطلب رسوم الترخيص والترخيص. اعتبارًا من عام 2014: دفع 6000 دولار لمرة واحدة و 1 دولار لكل جهاز ، للدفعات التي تصل إلى 10000 جهاز ( المصدر ، صفحة 16).

يحتوي برنامج الترميز على معلمة واحدة فقط - معدل أخذ العينات. على الرغم من وجود خيار تهيئة رقم القناة / الوضع ، إلا أن جميع الأجهزة التي أعرفها لا تدعم سوى الاستريو (أكثر من 70 نموذجًا).

* الإصدارات التي تصل إلى 7 تتطلب تعديل مكدس Bluetooth. يتم دعم برنامج الترميز فقط إذا كانت الشركة المصنعة لجهاز Android قد قامت بترخيص استخدام برنامج الترميز من Qualcomm (إذا كان نظام التشغيل يحتوي على مكتبات ترميز مضمنة).

يقسم aptX الصوت إلى 4 نطاقات تردد ويقيسها بنفس عدد البتات باستمرار: 8 بتات من 0-5،5 كيلو هرتز و 4 بتات من 5 إلى 5 إلى 11 kHz و 2 بتات من 11 إلى 16.5 كيلو هرتز و 2 بتات لـ16.5-22 كيلو هرتز ( القيم لمعدل العينة 44.1 كيلو هرتز).

مثال الصوت aptX (أعلى - الصوت الأصلي ، أسفل - الصوت المشفر aptX ، الطيفية للقنوات اليسرى فقط ، الصوت في FLAC):

الترددات العليا احمرار قليلاً ، لكن الفرق ليس مسموعاً.

بسبب التوزيع الثابت لبتات القياس ، لا يمكن لبرنامج الترميز "نقل البتات" إلى الترددات التي تشتد الحاجة إليها. على عكس SBC ، لن "aptX" تقطع الترددات ، لكنها ستضيف ضوضاء تكميم لهم ، مما يقلل من النطاق الديناميكي للصوت.

لا ينبغي لنا أن نفترض أن استخدام ، على سبيل المثال ، 2 بت للنطاق يقلل من النطاق الديناميكي إلى 12 ديسيبل: ADPCM يسمح باستخدام نطاق ديناميكي يصل إلى 96 ديسيبل ، حتى مع وجود بتتين للتكمية ، ولكن فقط مع نوع معين من الإشارة .
يخزن ADPCM الفرق بين القيمة الحالية والقيمة التالية في التمثيل العددي ، بدلاً من استخدام القيمة المطلقة ، كما في PCM. هذا يقلل من متطلبات عدد البتات اللازمة لتخزين المعلومات نفسها (بدون خسارة) أو نفس المعلومات تقريبًا (مع خطأ تقريب صغير نسبيًا). لتقليل أخطاء التقريب ، يتم تطبيق جداول العوامل.
عند إنشاء برنامج الترميز ، قام المؤلفون بحساب معاملات ADPCM على مجموعة من ملفات الصوت الموسيقية. إشارة الصوت الأقرب هي إلى مجموعة الموسيقى التي بنيت عليها الطاولات ، وأقل أخطاء التكميم (الضوضاء) التي تم إنشاؤها بواسطة aptX.

ولهذا السبب ، ستؤدي الاختبارات الاصطناعية دائمًا إلى نتائج أسوأ من الموسيقى. قدمت مثالًا اصطناعيًا خاصًا يؤدي فيه aptX أداءً سيئًا - موجة جيبية تبلغ 12.4 كيلو هرتز (الإشارة الأصلية الأصلية ، أسفل - aptX. الصوت في FLAC. اغتصاب الأذن ، تقليل مستوى الصوت!):

الطيف الرسم البياني:


الضوضاء مسموعة بوضوح.

ومع ذلك ، إذا قمت بإنشاء موجة جيبية بسعة أصغر بحيث تكون أكثر هدوءًا ، فسيصبح الضجيج أيضًا أكثر هدوءًا ، مما يشير إلى نطاق ديناميكي واسع:


لسماع الفرق بين مقطوعة موسيقية أصلية ومسار مضغوط ، يمكنك قلب إحدى الإشارات وإضافة المقطوعات إلى القنوات المعنية. هذا النهج غير صحيح بشكل عام ولن يعطي نتائج مناسبة مع برامج الترميز الأكثر تعقيدًا ، لكن استخدام برنامج الترميز فئة ADPCM لهذه الطريقة معقول.
الفرق بين الصوت الأصلي وتشفير aptX
الفرق بين الجذر التربيعي للإشارات هو مستوى -37.4 ديسيبل ، وهو ليس كثيرًا لهذه الموسيقى المضغوطة.

aptX HD

aptX HD ليس برنامج ترميز مستقل - إنه ملف تعريف ترميز aptX محسن. تؤثر التغييرات على عدد البتات الموزعة لتشفير نطاقات التردد: 10 بتات من 0-5،5 kHz و 6 بتات من 5 إلى 11 kHz و 4 بتات من 11 إلى 16.5 kHz و 4 بتات من 16 إلى kHz 22-16 (القيم من 44.1 kHz) .

* الإصدارات التي تصل إلى 7 تتطلب تعديل مكدس Bluetooth. يتم دعم برنامج الترميز فقط إذا كانت الشركة المصنعة لجهاز Android قد قامت بترخيص استخدام برنامج الترميز من Qualcomm (إذا كان نظام التشغيل يحتوي على مكتبات ترميز مضمنة).

يعتبر برنامج الترميز هذا أقل شيوعًا من aptX: يبدو أنه يتطلب ترخيصًا منفصلاً من كوالكوم ، ورسوم ترخيص منفصلة.

لنكرر المثال بموجة جيبية تبلغ 12.4 كيلوهرتز:


أفضل بكثير من مع aptX ، ولكن لا يزال صاخبة.

aptX الكمون المنخفض

إصدار زمن الاستجابة المنخفض من aptX ليس برنامج ترميز مستقل. إنه يختلف فقط في إعدادات زمن الوصول والمخازن المؤقتة التي يتم تطبيقها على جانب وحدة الصوت. بجانب ذلك ، هذا aptX معتاد.
تم تصميمه لنقل الصوت التفاعلي مع الكمون المنخفض (الأفلام والألعاب) ، حيث لا يمكن ضبط تأخير الصوت برمجياً. يتوفر تطبيق برنامج تشغيل Dell لشرائح Intel Bluetooth . كما أنه مدعوم من أجهزة الإرسال والاستقبال وسماعات الرأس ومكبرات الصوت ، ولكن ليس الهواتف الذكية.

AAC

AAC ، أو الترميز الصوتي المتقدم ، هو ترميز متطور حسابيًا مع نموذج صوتي معقد. يستخدم على نطاق واسع للصوت على الإنترنت ، وهو ثاني أكثر برامج الترميز شعبية بعد MP3. تتطلب رسوم الترخيص والترخيص: 15000 دولار دفعة لمرة واحدة (أو 1000 دولار للشركات التي يقل عدد موظفيها عن 15 موظفًا) + 0.98 دولار لأول 500000 جهاز ( مصدر ).
تم ترميز برنامج الترميز ضمن مواصفات MPEG-2 و MPEG-4 ، وعلى الرغم من سوء التقدير المتكرر ، فإنه لا ينتمي لشركة Apple.

* فقط على الأجهزة التي دفع مصنّعوها رسومًا

تحتوي iOS و macOS على أفضل برنامج تشفير Apple AAC متاح حتى الآن ، مما ينتج أعلى جودة صوت ممكنة. يستخدم Android ثاني أفضل برنامج ترميز Fraunhofer FDK AAC ، ولكن يمكنه أيضًا استخدام ترميزات الأجهزة المختلفة المضمنة في النظام الأساسي (SoC) بجودة تشفير غير معروفة. وفقًا للاختبارات الأخيرة المنشورة على موقع SoundGuys ، تختلف جودة تشفير AAC على هواتف Android المختلفة بشكل كبير:


تحتوي معظم أجهزة الصوت اللاسلكية على معدل البت الأقصى 320 كيلو بت في الثانية لـ AAC ، وبعضها يدعم فقط 256 كيلو بت في الثانية. معدل البت الأخرى نادرة للغاية.
يوفر AAC جودة ممتازة عند معدلات بت 320 و 256 كيلو بايت / ثانية ، لكنه عرضة لفقدان التوليد على محتوى مضغوط بالفعل ، ومع ذلك يصعب سماع أي اختلافات بين الأصلي و AAC 256 كيلو بايت / ثانية على نظام التشغيل iOS ، حتى مع العديد من الترميزات المتتالية. بالنسبة إلى MP3 320 كيلو بت في الثانية المشفرة في AAC 256 kbps ، يمكن إهمال الخسارة.
كما هو الحال مع أي برنامج ترميز Bluetooth آخر ، يتم فك تشفير أي موسيقى أولاً ثم تشفيرها باستخدام برنامج ترميز. عند الاستماع إلى الموسيقى بتنسيق AAC ، يتم فك تشفيرها أولاً بواسطة نظام التشغيل ، ثم يتم ترميزها في AAC مرة أخرى ، لنقلها عبر Bluetooth. يعد هذا ضروريًا لخلط العديد من التدفقات الصوتية مثل الموسيقى وإشعارات الرسائل الجديدة. دائرة الرقابة الداخلية ليست استثناء. يمكنك العثور على الكثير من العبارات التي تفيد بأن نظام التشغيل iOS لا يقوم بترميز الموسيقى بتنسيق AAC لنقلها عبر Bluetooth ، وهذا غير صحيح.

يحتوي AAC على العديد من الامتدادات لطريقة الترميز القياسية. إحداها - قابلة للتحجيم إلى ضياع (SLS) - موحد للبلوتوث ويسمح لك بنقل الصوت غير المفقود. لسوء الحظ ، لا يمكن العثور على دعم SLS على الأجهزة الموجودة. امتداد لتقليل تأخير الإرسال AAC-LD (تأخير منخفض) غير قياسي لـ Bluetooth.

MP1 / 2/3

تتكون برامج الترميز MPEG-1/2 Part 3 من ملفات MP3 المعروفة والمستخدمة على نطاق واسع ، و MP2 الأقل شيوعًا (المستخدمة بشكل أساسي في التلفزيون الرقمي والراديو) ، و MP1 غير المعروفة تمامًا.

برامج الترميز MP1 و MP2 القديمة غير مدعومة على الإطلاق ، لم أتمكن من العثور على أي سماعات رأس أو أي مكدس Bluetooth يمكنه تشفيرها أو فك تشفيرها.
فك تشفير MP3 مدعوم من قبل بعض سماعات الرأس ، لكن التشفير غير مدعوم في أي مكدس نظام تشغيل حديث. يبدو أن مكدس BlueSoleil لجهة خارجية لنظام التشغيل Windows يمكنه تشفير MP3 إذا قمت بتحرير ملف التكوين يدويًا ، ولكن في التثبيت الخاص بي يؤدي إلى BSoD على نظام Windows 10. والنتيجة: لا يمكنك استخدام برنامج ترميز صوت Bluetooth بالفعل.
في السابق ، في الفترة 2006-2008 ، قبل استخدام معيار A2DP على نطاق واسع في الأجهزة ، استمع الناس إلى موسيقى MP3 على سماعة Nokia BH-501 من خلال برنامج MSI BluePlayer ، والذي كان متاحًا على Symbian و Windows Mobile. في ذلك الوقت ، سمحت بنية OS للهواتف الذكية بالوصول إلى العديد من الوظائف ذات المستوى المنخفض ، حتى أنه كان من الممكن تثبيت مكدس Bluetooth الطرف الثالث على Windows Mobile.

انتهت صلاحية أحدث براءة ترميز MP3 ، ولا يتطلب استخدام برنامج الترميز رسوم ترخيص منذ 23 أبريل 2017.

إذا تم أخذ أطول براءة اختراع مذكورة في المراجع المذكورة أعلاه كتدبير ، فستصبح تقنية MP3 خالية من براءات الاختراع في الولايات المتحدة في 16 أبريل 2017 عندما انتهت صلاحية براءة الاختراع الأمريكية 6،009،399 ، التي تحتفظ بها Technicolor وتديرها.

المصدر: www.iis.fraunhofer.de/en/ff/amm/prod/audiocodec/audiocodecs/mp3.html

LDAC

برنامج ترميز "Hi-Res" جديد ومرقى بنشاط من Sony يدعم معدلات أخذ العينات حتى 96 كيلو هرتز وعمق 24 بت ، مع معدل بت يصل إلى 990 كيلو بت في الثانية. يتم الإعلان عنها كبرنامج ترميز أوديوفيلي ، كبديل لبرنامج ترميز Bluetooth الموجود. لديها وظيفة معدل البت التكيفي الذي ضبط معدل البت اعتمادا على ظروف الإرسال اللاسلكي.

يتم تضمين برنامج ترميز LDAC ( libldac ) في توزيع Android القياسي ، والتشفير مدعوم على أي هاتف ذكي يعمل بنظام Android يبدأ من إصدار OS 8. لا تتاح وحدات فك ترميز البرامج مجانًا ولا تتوفر مواصفات برنامج الترميز لعامة الناس ، للوهلة الأولى في جهاز التشفير ، تشبه الأجزاء الداخلية برنامج ترميز ATRAC9 الخاص بـ Sony المستخدم في PlayStation 4 و Vita: كلاهما يعملان في مجال التردد ، واستخدام تحويل جيب تمام منفصل (MDCT) وضغط Huffman.
يقوم LDAC بتقسيم الصوت إلى 12 أو 16 نطاق تردد: 12 يُستخدم لـ 44.1 و 48 كيلو هرتز و 16 لـ 88.2 و 96 كيلو هرتز.

يتم دعم LDAC بشكل حصري تقريبًا فقط بواسطة سماعات الرأس من Sony. تم العثور على فك ترميز LDAC في بعض الأحيان على سماعات الرأس و DACs من الشركات المصنعة الأخرى ، ولكن نادرًا جدًا.



يضر تسويق LDAC "Hi-Res codec" بخصائصه التقنية: ليس من الحكمة إنفاق معدل البت على تشفير ونقل الترددات غير المسموعة للأذن البشرية وعمق أعلى قليلاً عندما لا يزال من غير الممكن ضغط جودة الصوت المضغوطة. لحسن الحظ ، يحتوي برنامج الترميز على وضعين للتشغيل: إرسال الصوت المضغوطة ونقل الصوت عالي الدقة. في الحالة الأولى ، يتم إرسال 44.1 كيلو هرتز فقط / 16 بت عبر الهواء.

نظرًا لأن وحدة فك ترميز برامج LDAC غير متوفرة مجانًا ، لا يمكن اختبار برنامج الترميز بدون أجهزة إضافية تقوم بفك تشفير LDAC. وفقًا لنتائج اختبار LDAC على DAC بدعمه ، والذي قام مهندسو SoundGuys.com بتوصيله عبر الإخراج الرقمي وتسجيل صوت إخراج إشارات الاختبار ، يوفر LDAC 660 و 990 kbit / s في وضع جودة القرص المضغوط إشارة إلى الضوضاء نسبة أفضل قليلا من aptX HD. هذه نتيجة جيدة


المصدر: www.soundguys.com/ldac-ultimate-bluetooth-guide-20026

يدعم LDAC أيضًا معدل البت الديناميكي خارج ملفات التعريف المحددة - من 138 كيلو بايت في الثانية إلى 990 كيلو بايت في الثانية ، ولكن بقدر ما يمكنني معرفة ذلك ، يستخدم Android ملفات تعريف موحدة فقط 303/606/909 و 330/660/990 كيلو بايت في الثانية.

برامج الترميز الأخرى

لا يتم استخدام برامج الترميز A2DP الأخرى على نطاق واسع. يكون دعمهم غائبًا تمامًا تقريبًا ، أو يتوفر فقط في طرز معينة من سماعات الرأس والهواتف الذكية.
لم يتم استخدام برنامج ترميز ATRAC المعياري A2DP على الإطلاق كبرنامج ترميز Bluetooth حتى من قبل Sony. تتمتع برامج تشفير Samsung HD و Samsung Scalable و Samsung UHQ-BT بدعم محدود للغاية من أجهزة الإرسال والاستقبال. HWA LHDC جديد جدًا ولا يدعم إلا ثلاثة أجهزة (؟).

دعم ترميز الأجهزة الصوتية

لا تنشر جميع الشركات المصنعة معلومات دقيقة حول برامج الترميز المدعومة في بعض سماعات الرأس اللاسلكية أو مكبرات الصوت أو المستقبلات أو أجهزة الإرسال. يحدث أحيانًا أن بعض برامج الترميز مدعومة فقط للإرسال ولكن ليس للاستقبال (ذات الصلة بمستقبلات الإرسال المدمجة) ، على الرغم من أن الشركة المصنعة تعلن ببساطة "دعم" ، دون أي ملاحظات (أفترض أن الترخيص المنفصل للمشفرات وأجهزة فك التشفير هو السبب في ذلك) . في أرخص الأجهزة ، لا يمكنك أبدًا العثور على الدعم المعلن لـ aptX.

لسوء الحظ ، لا يتم عرض برامج الترميز المدعومة في أي مكان على معظم واجهات نظام التشغيل. توجد معلومات حول برنامج الترميز المستخدم الحالي فقط في نظام Android ، بدءًا من الإصدار 8 ونظام التشغيل MacOS. ومع ذلك ، حتى في أنظمة التشغيل هذه ، لن يتم عرض سوى برامج الترميز التي يدعمها كل من الهاتف / الكمبيوتر وسماعات الرأس.

كيفية معرفة برامج الترميز التي يدعمها الجهاز؟ عن طريق التقاط وتحليل تفريغ حركة المرور مع خيارات التفاوض A2DP!
يمكن القيام بذلك في أنظمة التشغيل Linux و macOS و Android. في Linux ، يمكنك استخدام Wireshark أو hcidump ، في نظام MacOS ، يمكن استخدام مستكشف Bluetooth ، وفي Android ، تستخدم ميزة حفظ تفريغ Bluetooth HCI المتاحة في أدوات المطورين. سوف تحصل على تفريغ بتنسيق btsnoop ، والذي يمكن فتحه في محلل Wireshark.
ملاحظة : ستحتاج إلى الاتصال من الهاتف الذكي / الكمبيوتر إلى سماعات الرأس لالتقاط تفريغ صحيح ، وليس العكس (بغض النظر عن مدى سخافة الأصوات)! يمكن أيضًا لسماعات الرأس إنشاء اتصال بالهاتف الذكي أو الكمبيوتر الشخصي ، وفي هذه الحالة ستطلب قائمة من برامج الترميز من الهاتف ، ولن تكشف عن مجموعة برامج الترميز الخاصة بها. للتأكد من التقاط ملف تفريغ صحيح ، قم أولاً بإلغاء إقران الجهاز ، ثم ، أثناء تسجيل التفريغ ، قم بإقران الهاتف بسماعات الرأس.

استخدم عامل تصفية العرض التالي لإخفاء حركة المرور غير ذات الصلة:

btavdtp.signal_id 

نتيجة لذلك ، يجب أن ترى شيئًا مماثلاً:


من خلال النقر فوق أمر GetCapabilities ، يمكنك الحصول على معلومات مفصلة عن برنامج الترميز.


لا يعرف Wireshark جميع معرفات برامج الترميز ، لذا سيتعين فك تشفير بعض برامج الترميز يدويًا ، وفقًا لجدول معرفات أدناه:

 Mandatory: 0x00 - SBC Optional: 0x01 - MPEG-1,2 (aka MP3) 0x02 - MPEG-2,4 (aka AAC) 0x04 - ATRAC Vendor specific: 0xFF 0x004F 0x01 - aptX 0xFF 0x00D7 0x24 - aptX HD 0xFF 0x000A 0x02 - aptX Low Latency 0xFF 0x00D7 0x02 - aptX Low Latency 0xFF 0x000A 0x01 - FastStream 0xFF 0x012D 0xAA - LDAC 0xFF 0x0075 0x0102 - Samsung HD 0xFF 0x0075 0x0103 - Samsung Scalable Codec 0xFF 0x053A 0x484C - Savitech LHDC 0xFF 0x000A 0x0104 - The CSR True Wireless Stereo v3 Codec ID for AAC 0xFF 0x000A 0x0105 - The CSR True Wireless Stereo v3 Codec ID for MP3 0xFF 0x000A 0x0106 - The CSR True Wireless Stereo v3 Codec ID for aptX 

يمكنك معرفة ما إذا كان جهازك يدعم EDR 3 ميغابت في الثانية باستخدام الفلتر التالي:

 bthci_evt.code==0x0b 

لكي لا أقوم بتحليل مقالب النفايات يدويًا ، قدمت خدمة من شأنها تحليل كل شيء تلقائيًا: btcodecs.valdikss.org.ru

يُظهر برنامج Windows Bluetooth Tweaker البسيط والمفيد برامج الترميز المدعومة والمستخدمة حاليًا بجانب الوظائف الأخرى.
يمكن لمستخدمي Linux استخدام أداة avinfo من حزمة BlueZ.

مقارنة الترميز. أي الترميز هو أفضل؟

كل الترميز له مزاياه وعيوبه.
تستخدم aptX و aptX HD ملفات تعريف مشفرة لا يمكن تغييرها دون تعديل التشفير وفك التشفير. لا يمكن للهاتف الذكي أو الشركة المصنعة للسماعة تغيير عوامل البت أو الترميز في aptX. تقوم Qualcomm ، مالك برنامج الترميز ، بتوزيع برنامج تشفير المرجع كمكتبة على المرخص لهم. هذه الحقائق هي من محاور aptX - أنت تعرف مقدمًا نوعية الصوت التي ستحصل عليها ، لا شيء غير ذلك.

على العكس من ذلك ، تحتوي SBC على العديد من المعلمات القابلة للضبط ، ومعدل البت الديناميكي (يستطيع المشفر تقليل المعلمة bitpool إذا كان الراديو مزدحمًا) ، وليس به ملفات تعريف مشفرة ، ولكن فقط "الجودة المتوسطة" الموصى بها و "الجودة العالية" التي تمت إضافتها إلى مواصفات A2DP في عام 2003. "الجودة العالية" لم تعد عالية بالمعايير الحديثة ، ومعظم مكدسات Bluetooth لا تسمح باستخدام معلمات أفضل من تلك الموجودة في ملف التعريف "عالي الجودة" ، على الرغم من عدم وجود تقنية القيود المفروضة على هذا.
لا توفر تقنية Bluetooth SIG أداة تشفير مرجعية لـ SBC في شكل مكتبة ، ويقوم المصنعون بتنفيذها بأنفسهم.
هذه هي نقاط الضعف في SBC - ليس واضحًا مسبقًا جودة الصوت المتوقعة من جهاز معين. يمكن أن تنتج SBC جودة صوت منخفضة وعالية للغاية ، ولكن هذا الأخير لا يمكن تحقيقه دون تعطيل أو التحايل على القيود المصطنعة في مكدسات Bluetooth.

الموقف مع AAC غامض: من ناحية ، من الناحية النظرية ، يجب أن ينتج برنامج الترميز جودة لا يمكن تمييزها عن الأصل ، ولكن لم يتم تأكيد الممارسة ، بناءً على اختبارات مختبر SoundGuys على أجهزة Android المختلفة. على الأرجح ، يكون الخلل في أجهزة تشفير الصوت منخفضة الجودة المدمجة في شرائح الهاتف المختلفة. من المنطقي استخدام AAC فقط على أجهزة Apple ؛ مع Android ، من الأفضل أن تلتزم بـ aptX / HD و LDAC.

عادةً ما تكون الأجهزة التي تدعم برامج الترميز البديلة ذات جودة أعلى ، وذلك ببساطة لأنه من غير المنطقي دفع رسوم مقابل أجهزة رخيصة للغاية وذات جودة منخفضة لاستخدام برامج الترميز هذه. وفقًا لاختباراتي ، تبدو SBC جيدة جدًا على الأجهزة عالية الجودة.

لقد صنعت خدمة ويب تقوم بترميز الصوت إلى SBC و aptX و aptX HD في الوقت الفعلي مباشرة في متصفحك. يمكنك استخدامه لاختبار برامج الترميز الصوتية هذه دون نقل الصوت فعليًا عبر البلوتوث ، على أي سماعات رأس ومكبرات صوت وموسيقى مفضلة لديك ، وأيضًا تغيير معلمات التشفير مباشرةً أثناء تشغيل الصوت:
btcodecs.valdikss.org.ru/sbc-encoder
تستخدم الخدمة مكتبات ترميز SBC من مشروع BlueZ و libopenaptx من ffmpeg ، والتي يتم تجميعها في WebAssembly و JavaScript من C عبر emscripten ، للتنفيذ في المستعرض. من كان يحلم بهذا المستقبل!

إليك ما يبدو عليه:

لاحظ كيف يتغير مستوى الضوضاء بعد 20 كيلو هرتز لبرامج الترميز المختلفة. لا توجد ترددات أعلى من 20 كيلو هرتز في ملف MP3 الأصلي.

حاول تبديل برامج الترميز ومعرفة ما إذا كان يمكنك سماع الفرق بين ستيريو SBC 53 Joint الأصلي (ملف التعريف القياسي والأكثر شيوعًا) و aptX / aptX HD.

ولكن يمكنني سماع الفرق بين برامج الترميز في سماعات الرأس !

يزعم الأشخاص الذين لا يسمعون الفرق بين برامج الترميز أثناء الاختبار عبر خدمة ويب أنهم يسمعونها عند الاستماع إلى الموسيقى باستخدام سماعات رأس Bluetooth. لسوء الحظ ، هذه ليست مزحة أو تأثيرًا وهميًا: الفرق مسموع حقًا ، لكن لا ينتج عن ذلك اختلاف في برامج الترميز .

الغالبية العظمى من شرائح الصوت Bluetooth المستخدمة في استقبال الأجهزة اللاسلكية مجهزة بمعالج إشارة رقمية (DSP) الذي يقوم بتنفيذ معادل ، وكوماندر ، موسع ستيريو ، وغيرها من الأشياء المصممة لتحسين (أو تغيير) الصوت. يمكن لمصنعي أجهزة Bluetooth تهيئة DSP لكل برنامج ترميز بشكل منفصل ، وعند التبديل بين برامج الترميز ، سيشعر المستمع بأنه يمكنهم سماع الفرق في أداء برامج الترميز أثناء الاستماع في الواقع إلى إعدادات DSP المختلفة.


خط أنابيب معالجة الصوت Kalimba DSP في CSR / Qualcomm SoCs


تنشيط وظائف DSP المختلفة لكل برنامج ترميز وإخراج بشكل منفصل

تم تزويد بعض الأجهزة المتميزة ببرنامج يتيح لك ضبط معلمات DSP ، لكن معظم سماعات الرأس الأقل تكلفة لا تتوفر بها هذه الميزة ، ولا يمكن للمستخدمين إيقاف تشغيل المعالجة اللاحقة للصوت باستخدام الأدوات القياسية.

الميزات الوظيفية للأجهزة

يحتوي الإصدار الحالي من المعيار A2DP على وظيفة التحكم في مستوى الصوت بشكل مطلق مما يسمح بالتحكم في زيادة المخرجات من خلال أوامر خاصة باستخدام بروتوكول AVRCP ، بدلاً من خفض مستوى دفق الصوت نفسه برمجيًا. إذا قمت بتغيير مستوى الصوت على سماعات الرأس ولم يتزامن التغيير مع مستوى الصوت على الهاتف ، فهذا يعني أن سماعات الرأس أو الهاتف الخاص بك لا يدعمان هذه الوظيفة. في هذه الحالة ، من المنطقي دائمًا الاستماع إلى الموسيقى بأقصى صوت على الهاتف ، وضبط مستوى الصوت الفعلي باستخدام أزرار سماعات الرأس - ستكون نسبة الإشارة إلى الضوضاء أفضل ويجب أن تكون جودة الصوت أعلى.
في الواقع ، هناك مواقف حزينة. بواسطة RealForce OverDrive D1 تستخدم سماعات الرأس برنامج compander قوي لـ SBC وتؤدي الزيادة في الحجم إلى زيادة في مستوى الأصوات الهادئة ، ولا يتغير حجم الأصوات العالية (يحدث ضغط الإشارة). لهذا السبب ، من الضروري ضبط مستوى الصوت على الكمبيوتر إلى حوالي النصف ، وفي هذه الحالة لا يوجد أي تأثير ضغط عملياً.
وفقًا لملاحظاتي ، تدعم جميع سماعات الرأس التي تحتوي على برامج ترميز إضافية وظيفة التحكم في مستوى الصوت بشكل مطلق ، والتي ربما تكون أحد متطلبات شهادة برنامج الترميز.

تدعم بعض سماعات الرأس توصيل جهازين في نفس الوقت . يتيح هذا ، على سبيل المثال ، الاستماع إلى الموسيقى من جهاز كمبيوتر وتلقي المكالمات من الهاتف. ومع ذلك ، يجب أن تكون على دراية بأن برامج الترميز البديلة معطلة في هذا الوضع ، وأن SBC فقط هو المستخدم.

تسمح ميزة AVDTP 1.3 Delay Reporting لسماعات الرأس بالإبلاغ عن أي تأخير لجهاز إرسال يقوم بالفعل بتشغيل الصوت. يساعد ذلك في ضبط تزامن الصوت مع الفيديو أثناء مشاهدة ملفات الفيديو: في حالة حدوث ازدحام الراديو ، لن يتخلف الصوت عن الفيديو ، ولكن على العكس من ذلك ، سيتم إبطاء الفيديو بواسطة مشغل الفيديو حتى يتم تشغيل الصوت والفيديو متزامن مرة أخرى.
تدعم هذه الميزة العديد من سماعات الرأس ، Android 9+ و Linux مع PulseAudio 12.0+. لست على علم بالدعم في نظام التشغيل الآخر.

الاتصالات على الوجهين عبر البلوتوث. صوت الإرسال.

اتصال متزامن الموجه (SCO) ونسخته المحسنة الموجه اتصال متزامن المنحى (eSCO) هي وسائط المستخدمة لنقل صوت Bluetooth. يتيح لك الوضع نقل الصوت والصوت بشكل صارم بالترتيب ، مع سرعة متناظرة للإرسال والاستقبال ، دون انتظار تأكيد إرسال الحزم وإعادة إرسالها. هذا يقلل من التأخير الكلي في نقل الصوت عبر قناة الراديو ، ولكنه يفرض قيودًا شديدة على كمية البيانات المرسلة لكل وحدة زمنية ويؤثر سلبًا على جودة الصوت.
عند استخدام هذا الوضع ، يتم نقل الصوت من الميكروفون والصوت إلى سماعات الرأس بنفس الجودة.
يتم توحيد نقل البيانات نفسها بواسطة ملف تعريف HSP ، الذي يصف أيضًا وظائف إضافية ، مثل تشغيل أزرار التحكم في مستوى الصوت والتقاط سماعة الهاتف وشنق الاتصال.
لسوء الحظ ، اعتبارًا من 2019 ، لا تزال جودة الإرسال الصوتي عبر Bluetooth رديئة ، وليس من الواضح لماذا لا يقوم Bluetooth SIG بأي شيء حيال ذلك.

CVSD

تم توحيد برنامج الترميز الأساسي لنقل الكلام CVSD في عام 2002 ، وهو مدعوم من قبل جميع أجهزة Bluetooth ثنائية الاتجاه. إنه يوفر إرسال صوتي بتردد أخذ العينات يبلغ 8 كيلو هرتز ، وهو ما يتوافق مع جودة المهاتفة السلكية التقليدية.

مثال على التسجيل في برنامج الترميز هذا .

mSBC

تم ترميز برنامج الترميز الإضافي لـ mSBC في عام 2009 ، وفي عام 2010 ، كانت هناك شرائح تستخدمه بالفعل للإرسال الصوتي. ويدعم mSBC على نطاق واسع من قبل الأجهزة المختلفة.
هذا ليس ترميزًا مستقلًا ، ولكن SBC المعتاد من معيار A2DP ، مع تشكيل جانبي ثابت للترميز: 16 كيلو هرتز ، أحادي ، bitpool 26.

مثال على التسجيل في برنامج الترميز هذا .

ليست رائعة ، ولكنها أفضل بكثير من CVSD ، على الرغم من أنه لا يزال من غير السار استخدامها للتواصل عبر الإنترنت ، خاصةً عند استخدام سماعات الرأس للاتصال في اللعبة - سيتم إرسال صوت اللعبة أيضًا على تردد أخذ العينات يبلغ 16 كيلو هرتز .

FastStream

قررت CSR مواصلة تطوير فكرة إعادة استخدام SBC. للتغلب على قيود بروتوكول SCO واستخدام معدلات بت أعلى ، سارت CSR في الاتجاه الآخر - لقد أضفوا دعمًا لصوت SBC ثنائي الاتجاه إلى معيار A2DP لنقل الصوت أحادي الاتجاه ، وأطلقوا عليه اسم "FastStream".

ينقل FastStream صوت استريو 44.1 أو 48 كيلو هرتز إلى مكبرات الصوت بمعدل البت 212 كيلوبت في الثانية. يتم استخدام 16 كيلو هرتز مع معدل البت 72 كيلو بايت في الثانية (أفضل قليلاً من مثيله في mSBC) لنقل الصوت من الميكروفون. هذه المعلمات مناسبة بشكل أفضل للتواصل في الألعاب عبر الإنترنت - سيكون صوت اللعبة وزملائه عالي الجودة.

مثال على التسجيل في برنامج الترميز هذا (+ الصوت من الميكروفون ، كما هو الحال في mSBC ).

ابتكرت الشركة اختراقًا مثيرًا للاهتمام ، ولكن نظرًا لأنه يتعارض مع معيار A2DP ، فإن بعض أجهزة إرسال الشركة تدعمها فقط (التي تعمل كبطاقة صوت USB ، وليس كجهاز Bluetooth) ، لكنها لم تتلق الدعم في كومة بلوتوث. عدد سماعات الرأس مع دعم FastStream ليس صغيراً للغاية.

في الوقت الحالي ، يتوفر دعم FastStream فقط في شكل تصحيح لنظام Linux PulseAudio من Pali Rohár ، وهو غير مدرج في فرع البرنامج الرئيسي.

aptX الكمون المنخفض

مما يثير الدهشة أن aptX Low Latency تدعم أيضًا الصوت ثنائي الاتجاه ، وتطبق نفس مبدأ FastStream.
لا توجد طريقة لاستخدام هذه الميزة من برنامج الترميز في أي مكان - لا يوجد دعم لفك ترميز Low Latency في أي نظام تشغيل وأي مكدس Bluetooth أعرفه.

بلوتوث 5 ، كلاسيك ومنخفضة الطاقة

هناك الكثير من الالتباس حول مواصفات وإصدارات Bluetooth بسبب وجود معيارين غير متوافقين تحت علامة تجارية واحدة ، وكلاهما يستخدم على نطاق واسع لأغراض مختلفة.

هناك بروتوكولا مختلفان غير متوافقين مع Bluetooth: Bluetooth Classic و Bluetooth Low Energy (LE ، المعروفان أيضًا باسم Bluetooth Smart). يوجد أيضًا بروتوكول ثالث هو Bluetooth High Speed ​​، لكنه غير شائع ولا يستخدم في الأجهزة المنزلية.

بدءًا من Bluetooth 4.0 ، ركزت التغييرات في المواصفات في المقام الأول على تقنية Bluetooth Low Energy ، بينما لم يتلق الإصدار الكلاسيكي سوى تحسينات طفيفة.

قائمة التغييرات بين Bluetooth 4.2 و Bluetooth 5:

9 تغييرات من الإصدار 4.2 إلى 5.0

9.1 ميزات جديدة

يتم تقديم العديد من الميزات الجديدة في الإصدار 5.0 من مواصفات Bluetooth Core. مجالات التحسين الرئيسية هي:
• قناع إتاحة الفتحة (SAM)
• 2 Msym / s PHY مقابل جنيه
• جنيه المدى الطويل
• إعلانات عالية واجب غير قابلة للدورة
• جنيه ملحقات الإعلانات
• خوارزمية اختيار القناة LE # 2
9.1.1 الميزات التي تمت إضافتها في CSA5 - مدمجة في الإصدار 5.0
• ارتفاع انتاج الطاقة

المصدر: www.bluetooth.org/docman/handlers/DownloadDoc.ashx؟doc_id=421043 (صفحة 291)

أثر تغيير واحد فقط على الإصدار الكلاسيكي ضمن مواصفات Bluetooth 5: دعم تقنية قناع إتاحة القفل (SAM) المصممة لتحسين مشاركة تردد الراديو. تؤثر جميع التغييرات الأخرى على Bluetooth LE فقط (نفس الشيء ينطبق على طاقة الخرج العالية أيضًا).

تستخدم جميع الأجهزة الصوتية Bluetooth Classic فقط. لا يمكن توصيل سماعات الرأس ومكبرات الصوت عبر تقنية Bluetooth Low Energy. لا يوجد معيار لنقل الصوت باستخدام LE. معيار A2DP ، المستخدم لنقل الصوت عالي الجودة ، يعمل فقط من خلال Bluetooth Classic ، وليس هناك ما يعادلها بالجنيه.

خلاصة القول: شراء أجهزة صوتية باستخدام Bluetooth 5 فقط بسبب الإصدار الجديد من البروتوكول لا معنى له. تعمل تقنية Bluetooth 4.0 / 4.1 / 4.2 في سياق نقل الصوت بنفس الطريقة.
إذا كان الإعلان عن سماعة الرأس الجديدة يشير إلى نصف قطر مضاعف وانخفاض في استهلاك الطاقة بفضل تقنية Bluetooth 5 ، فعليك أن تعلم أنها إما لا تفهم نفسها أو تضللك. لا عجب ، حتى الشركات المصنعة لشرائح Bluetooth تربك الفرق في كلا المعيارين ، وبعض شرائح Bluetooth 5 تدعم الإصدار الخامس فقط بـ LE ، وتستخدم 4.2 لـ Classic.

انتقال الصوت الكمون

يعتمد مقدار زمن الانتقال (التأخر) في الصوت على العديد من العوامل: حجم المخزن المؤقت في مكتبة الصوت ، ومكدس Bluetooth وجهاز التشغيل نفسه ، والتأخر الخوارزمي في برنامج الترميز.

يعد تأخير برامج الترميز البسيطة ، مثل SBC و aptX و aptX HD ، صغيرًا جدًا ، حوالي 3-6 مللي ثانية ، ويمكن إهماله ، لكن برامج الترميز المعقدة ، مثل AAC و LDAC يمكن أن تعطي تأخيرًا ملحوظًا. تأخير الخوارزمية AAC لـ 44.1 كيلو هرتز هو 60 مللي ثانية. LDAC - حوالي 30 مللي ثانية (بتحليل تقريبي للشفرة المصدرية. يمكن أن أكون مخطئًا ، لكن ليس كثيرًا.)

يعتمد التأخير الكلي بدرجة كبيرة على جهاز التشغيل وشرائحه ومخزنه المؤقت. خلال الاختبارات ، حصلت على انتشار من 150 إلى 250 مللي ثانية على أجهزة مختلفة (مع برنامج الترميز SBC). إذا افترضنا أن الأجهزة التي تدعم برامج الترميز aptX و AAC و LDAC تستخدم مكونات ذات جودة أفضل وحجمًا مؤقتًا صغيرًا ، نحصل على قيم زمن الوصول النموذجي التالية:

SBC: 150-250 مللي ثانية
aptX: 130-180 مللي ثانية
AAC: 190-240 مللي ثانية
LDAC: 160-210 مللي ثانية

اسمحوا لي أن أذكركم: aptX Low Latency غير مدعوم في أنظمة التشغيل ، ولهذا السبب لا يمكن الحصول على تأخير أقل إلا من خلال جهاز إرسال + جهاز استقبال أو جهاز إرسال / سماعة رأس / مكبر صوت ، ويجب أن تدعم جميع الأجهزة برنامج الترميز هذا.

مشاكل الشهادات والشعارات والأجهزة

كيف نميز جهاز الصوت عالي الجودة عن الحرف الرخيصة؟ من المظهر ، في المقام الأول!

تشتمل سماعات الرأس الصينية ومكبرات الصوت وأجهزة الاستقبال الرخيصة على ما يلي:

1. لا توجد كلمة "Bluetooth" على الصندوق والجهاز ، غالبًا ما يتم استبدالها بكلمة "Wireless" و "BT"
2. لا يوجد شعار بلوتوث في المربع أو الجهاز
3. لا الصمام اللمعان الأزرق

يشير غياب هذه العناصر إلى أن الجهاز لم يتم اعتماده ، مما يعني أنه من المحتمل أن يكون إشكاليًا أو بجودة رديئة. على سبيل المثال ، سماعات Bluedio غير معتمدة من قبل Bluetooth ، ولا تتوافق تمامًا مع مواصفات A2DP. أنها لن مرت عملية التصديق.

لنلقِ نظرة على العديد من الأجهزة والمربعات منها:






هذه كلها أجهزة غير معتمدة. قد تحتوي التعليمات على الشعار واسم "Bluetooth" ، ولكن الأهم من ذلك - يجب أن تكون هذه العناصر موجودة على الجهاز أو الصندوق نفسه.

إذا كانت سماعات الرأس أو السماعة تقول "Ze bluetooth dewise is connecteda successle" ، فهذا لا يعني جيدًا عن الجودة أيضًا:

استنتاج

هل يمكن أن تحل تقنية Bluetooth محل سماعات الرأس وسماعات الرأس تمامًا؟ ربما ، ولكن على حساب جودة الصوت المنخفضة ، زاد الكمون في نقل الصوت ، والذي يمكن أن يكون مزعجًا في الألعاب ، والعديد من برامج الترميز الاحتكارية التي تتطلب رسوم ترخيص وتزيد التكلفة النهائية لكل من الهواتف الذكية وسماعات الرأس.

يعد تسويق برامج الترميز البديلة قويًا جدًا: يتم تقديم aptX و LDAC كبديل طال انتظاره عن SBC "القديم والسوء" ، وهو أبعد ما يكون عن السوء الذي يُعتقد أنه شائع.

كما اتضح فيما بعد ، يمكن تجاوز القيود المصطنعة لأكوام Bluetooth على SBC ، بحيث تكون SBC على قدم المساواة مع aptX HD. أخذت المبادرة وقمت بتصحيح برنامج LineageOS الثابت: تعديل مكدس Bluetooth لتحسين الصوت على سماعات الرأس دون ترميز AAC و aptX و LDAC

يمكن العثور على مزيد من المعلومات حول برامج الترميز على مواقع SoundGuys و SoundExpert .

المكافأة: تشفير المرجع SBC ، والمعلومات BITSTREAM وملفات الاختبار . تم نشر هذا الملف مسبقًا على موقع Bluetooth علنًا ، لكن الآن أصبح متاحًا فقط لأولئك الذين انضموا إلى Bluetooth SIG.