Une vérité inconfortable sur LDAC

Cet article est une continuation de la discussion qui a surgi dans l' article précédent .

Comme le montre la pratique, le travail de l'équipe marketing de Sony a porté ses fruits - et le codec LDAC dans son implémentation Bluetooth gagne en popularité et gagne même un certain nombre de fans.

Voyons si tout est vraiment si magnifique?



Cette image est l'atout principal de Sony dans la promotion de LDAC. La société affirme qu'avec ce codec, il était possible de surpasser la qualité de transmission du son trois fois mieux que SBC et même aptX, tout en utilisant Bluetooth comme technologie de transmission, tout en transmettant un son haute définition.

Hmmmm ...

Au début, concentrons-nous sur les bases du Bluetooth. Je sais que j'ai déjà écrit à ce sujet, mais sans m'en souvenir, il est impossible de se concentrer sur ce que j'aimerais discuter.

Introduction et bref programme éducatif

Il existe des versions, des profils et des codecs. Ainsi, votre appareil peut avoir la version Bluetooth 3.0. Le profil musical est A2DP, comme dans toutes les versions de Bluetooth depuis de nombreuses années. Et à l'intérieur du profil A2DP, vous pouvez utiliser différents codecs musicaux (MP3, AAC, SBC, aptX, LDAC, etc.) pour compresser des fichiers musicaux en débits qui peuvent être transmis via Bluetooth.

En Bluetooth, le périphérique émetteur est souvent appelé SRC (source) et le périphérique récepteur est souvent appelé SNK (récepteur).

Le profil de distribution audio avancé ou A2DP a été développé il y a plus de dix ans. Avant ce profil, il y avait ce que l'on appelle la «couche vocale», conçue pour les casques et ayant une bande passante de seulement 64 kbit / s. Le reste de Bluetooth était une «couche de données». Par conséquent, pour améliorer la qualité sonore (et surtout pour la transmission d'un signal stéréo), A2DP a été développé, dont l'essence était de capturer une partie du débit destiné au «transfert de données» et de l'adapter à la musique.

Il existe également un profil de télécommande audio / vidéo - AVRCP, qui fonctionne en parallèle pour fournir la transmission des données de contrôle: commandes pour changer le volume, changer de piste, etc.

Quel débit de données A2DP peut-il obtenir du pool partagé? En fait, il n'y a pas de restrictions dans la version actuelle d'A2DP , cependant, il y a des recommandations, et elles se présentent comme suit pour le codec SBC:



Ainsi, à une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz, la valeur maximale disponible est de 345 kbit / s, et dans le cas de 44,1 kHz - 328 kbit / s. Étant donné que la qualité des CD non compressés nécessite un flux de 1411 kbps, les débits recommandés ci-dessus sont clairement inférieurs à ceux requis pour transférer de la musique sans compression.

Lossy vs Lossless

Pour argumenter davantage, il est important de distinguer deux types de compression - sans perte et avec perte. Les deux réduisent la taille du fichier et, par conséquent, réduisent la «charge» sur le débit binaire. Les noms parlent d'eux-mêmes - pendant la compression sans perte, les informations ne sont pas perdues, et le fichier restauré dans le récepteur, le fichier est identique au fichier dans la source. La compression sans perte réduit la taille du fichier en définissant des modèles qui peuvent être décrits et transmis plus rapidement qu'en envoyant les données brutes elles-mêmes. En gros, il est plus rapide de dire "dans un fichier 1000 mots" bonjour "d'affilée" que de dire "bonjour" 1000 fois. Les informations seront les mêmes, le transfert se fera sans perte, mais avec compression.

Il y a une restriction sur le taux de compression sans perte, et presque tous les codecs sans perte existants (Apple Lossless, FLAC, Ogg Vorbis) permettent d'atteindre une compression environ deux fois - et pas plus . Cette valeur dépend du type de contenu et de la méthode utilisée.

La compression avec perte réduit la taille du fichier en supprimant les bits. Les codecs avec perte recherchent des informations qu'ils pensent que vous n'entendez pas, puis les suppriment dans l'espoir que vous ne sentirez pas la différence. Avec cette approche, il n'y a pas de limite au degré de compression qui peut être atteint - juste plus d'informations seront jetées. MP3 128k compresse le CD environ 13 fois. Une partie de la compression est sans perte, comme mentionné ci-dessus. Tout le reste est des données rejetées. Et peu importe les innovations logicielles ou matérielles que le fabricant prétend - vous ne restaurerez jamais ce qui a été jeté, c'est comme repeindre une photo en noir et blanc.

Eh bien, c'est en tout cas en théorie et dans la logique des choses.

aptX

Vous pouvez utiliser différents codecs dans le profil Bluetooth A2DP. En fait, vous pouvez même utiliser MP2, MP3, WMA, AAC et ATRAC - cependant, la prise en charge d'un codec est obligatoire: SBC (Sub-Band Codec). Ce codec prend en charge les flux mono et stéréo à différentes fréquences d'échantillonnage spécifiques jusqu'à 48 kHz.

Tous les autres codecs sont facultatifs (y compris la famille Sony ATRAC), et les entreprises peuvent même définir leurs propres codecs. MAIS: pour un fonctionnement réussi, il est nécessaire que le support de ces codecs ait été préinstallé sur les appareils SRC et SNK.

Par conséquent, aptX, qui serait le «codec Bluetooth répandu de la plus haute qualité», ne fonctionnera que si les deux appareils sont compatibles avec aptX - par exemple, votre smartphone et votre haut-parleur Bluetooth.

La compatibilité AptX oblige le fabricant à payer des frais de licence qui seront payés au propriétaire d'aptX (CSR / Qualcomm). Eh bien, cela a déjà été écrit dans un article précédent, mais nous notons que jusqu'à récemment, Apple n'incluait aptX que dans les petites séries de MacBook, et les appareils Android recevaient le support aptX uniquement à partir de la septième version du système d'exploitation (aptX HD - à partir de la huitième) - en outre, même dans cette version, pour certains appareils, la prise en charge était désactivée au niveau du logiciel. Il est clair qu'un grand nombre de fabricants d'appareils SNK - haut-parleurs sans fil, panneaux de son, etc. - ne pensent même pas à ce support, en particulier en ce qui concerne la technologie économique.

AptX est régulièrement déclaré «qualité CD», mais ce n'est pas le cas, car il est limité à 328 kbps sur le profil A2DP, bien qu'il soit souvent indiqué qu'il atteint 384 kbps. Comme nous le rappelons, la compression sans perte offre un gain double maximum, donc 384 kbit / s au mieux à 768 kbit / s, et il est évident qu'aptX n'atteint pas le flux nécessaire pour une «qualité CD» de 1411 kbit / s, et il est donc plus correct de l'appeler «qualité proche du CD» - en fait, comparable aux fichiers AAC ou MP3 320 kbps.

Une mention spéciale mérite le codec occasionnel aptX HD déjà mentionné. En fait, c'est le même aptX, mais avec un profil de codage différent et la possibilité de débits binaires jusqu'à 576 kbit / s. Et encore une fois, les mathématiques simples montrent que jusqu'à la "qualité CD" ce chiffre n'est pas suffisant, bien qu'il soit déjà significativement proche (1152 kbit / s).

Nos conclusions sont officiellement confirmées par le directeur Johnny McClintock (JM) - directeur du marketing et des ventes chez Qualcomm dans une interview avec Sound + Image (S + I) :

S + I: Pouvez-vous confirmer si le codec aptX HD est sans perte ou avec perte?
JM: Techniquement, aptX HD est un codec de compression avec perte. Cependant, aptX HD utilise un taux de compression relativement doux de 4: 1; il n'est pas de nature destructrice. Puisqu'il est basé sur la modulation adaptative du code d'impulsion différentielle et non sur les principes de la perception psychoacoustique, aptX HD utilise l'analyse prédictive plutôt que d'essayer de reproduire les caractéristiques de l'audition humaine à travers une oreille synthétique.
S + I: fonctionne- t-il dans le profil A2DP ou utilise-t-il des données supplémentaires?
JM: l' algorithme aptX HD utilise A2DP pour Bluetooth.
S + I: Quel est le débit de données maximum possible?
JM: pour atteindre une profondeur de 24 bits et prendre en charge une fréquence d'échantillonnage de 48 kHz, 576 kbit / s est requis.

Ainsi, le codec aptX ne permet pas d'atteindre la «qualité CD».

Sony LDAC

Première partie L'histoire

En toute justice, il faut dire que Sony avait déjà et a des solutions Bluetooth avec des codecs non standard - ce sont des écouteurs Sony DR-BT50 qui prennent en charge MP3 . Il y avait aussi un codec Sony ATRAC, si familier à tous, des mini-disques qui avaient longtemps sombré dans l'oubli.

Mais ici, Sony Australie représente une nouveauté dans le désir de l'entreprise de pénétrer le marché des solutions audio sans fil - le codec LDAC . L'entreprise a simplement nommé sa décision - le système multi-pièces Sony .



Ce système comprend beaucoup: trois haut-parleurs sans fil, dont un portable, plus une barre de son et une base sonore, ainsi qu'un système micro-Hi-Fi SX7. Nous recommandons également l'ajout d'un des récepteurs AV Sony pris en charge, le STR-DN860 ou 1060.

Les capacités du multipièce résultant incluent le streaming DLNA avec une haute définition de 24 bits / 96 kHz à 24 bits / 192 kHz. De plus, il existe le Bluetooth, utilisant la propre technologie de codage audio LDAC de Sony, qui, selon la société, lors du lancement de la lecture audio haute définition via Bluetooth, fournit un taux de transfert de données de 990 kbps .

En fait, il existe trois niveaux de LDAC fonctionnant à 330, 660 et 990 kbps - pour la vitesse de transfert de données la plus élevée, vous devez choisir un mode avec une priorité de qualité.
Comme avec aptX, LDAC ne peut être utilisé que si la source et le récepteur sont équipés de LDAC. Actuellement, cette liste est d'ailleurs très petite - assez chère .

Mais revenons à la question principale: comment cela se fait-il en utilisant Bluetooth? Comme nous l'avons vu, le taux de transfert de données de 990 kbps est beaucoup plus élevé que la spécification de l'ensemble du profil Bluetooth A2DP stéréo, sans parler des codecs standard.

Même si nous laissons cela de côté, la façon dont les chiffres s'additionnent n'est pas claire. Le flux de qualité CD sur 16 bits / 44,1 kHz non compressé a un débit de 1411 kbit / s. Ainsi, les 990 kbps spécifiés dans LDAC peuvent facilement utiliser la compression sans perte pour obtenir une qualité CD complète via LDAC. C'est compréhensible.

Mais qu'en est-il de cette déclaration sonore haute définition? Même si nous parlons de la limite inférieure déclarée de 24 bits / 96 kHz - le flux 24/96 devrait avoir une vitesse de transmission supérieure à 4,5 Mbit / s. Pour obtenir cette qualité sans perte avec un débit binaire de 990 kbps, vous avez besoin d'un taux de compression d'environ 5: 1, ce qui est plus du double de tous les codecs sans perte connus. Autrement dit, le codec compresse les données avec des pertes? Mais quel est donc ce «son haute définition»?

Deuxième partie Passion autour de l'audio haute résolution

Sound + Image a contacté Sony Australie par e-mail et a reçu la confirmation que LDAC est en effet un codec avec perte utilisant une compression de données d'environ 4,5 fois - dont environ la moitié peut être sans perte (le même facteur de 2!), Le reste - avec des pertes. Dans le même temps, l'obtention de valeurs plus élevées du flux n'est possible que via DLNA, mais pas Bluetooth.

Mais assez rapidement, un autre e-mail a suivi avec des informations en provenance du Japon, après quoi une correspondance a éclaté:

Sony:

Les informations précédemment fournies que LDAC est un codec avec perte utilisant une compression de données d'environ 4,5 fois ne sont pas valides.

Bonne réponse: LDAC est un codec Bluetooth qui utilise une compression de données plus efficace que les codecs Bluetooth classiques comme SBC ou aptX. Le gain en compression peut atteindre jusqu'à 3 fois.

Cependant, bien que LDAC soit supérieur aux autres codecs Bluetooth, il compresse toujours le contenu. Il convient également de noter que la transmission audio haute définition est possible via le Wi-Fi. Notre système MultiRoon prend en charge une solution bi-bande et dans ce cas, fournit un son sans fil de très haute qualité.

Nous nous excusons pour les informations contradictoires.

S + I:

Nous nous excusons, mais nous comprenons que l'audio haute définition peut être transmis via le Wi-Fi. Cependant, les matériaux LDAC de Sony montrent clairement une transmission audio haute définition 24/96 nécessitant 4,5 Mbps via un canal Bluetooth à 990 kbps. Pas Wi-Fi, Bluetooth! Capture d'écran jointe:



Veuillez répondre à la question: lors de la transmission audio 24/96 via Bluetooth, une compression avec ou sans perte est utilisée?

La compression sans perte signifie que les données d'origine peuvent être complètement et parfaitement restaurées. Réduire le flux à une vitesse de 4,6 Mbps à 990 Kbps sans perte serait une énorme réussite - aucun autre codec connu ne peut atteindre cette valeur en temps réel.

Ainsi, nous pensons à trois options possibles:

a) Sony a un merveilleux système de compression sans perte avec un coefficient de 4,5x;
b) LDAC - codec de compression avec perte lors de l'envoi 24-96 via Bluetooth;
c) le site Web et les documents publiés sont erronés et LDAC ne peut pas envoyer de son haute définition via Bluetooth, uniquement via Wi-Fi.

Sony:

Encore une fois, nous nous excusons pour les réponses contradictoires. En fait, votre question est assez compliquée et nos experts sont donc divisés en opinions.

Afin de clarifier la situation, nous avons invité Andrew Hughes et il a dit que la situation se rapprochait le plus de ce que vous aviez indiqué dans l'option a), bien que nous ne voulions pas utiliser le mot «merveilleux».

Pour aider à illustrer.

Envisagez un scénario dans lequel vous envoyez un son haute définition d'un baladeur LDAC à un casque LDAC:
- Pour une transmission en direct via Bluetooth, le fichier est compressé pour la transmission, puis à l'autre extrémité le casque reconstruit / décompresse le fichier pour obtenir une musique équivalente à 96/24.
- Cela rend le signal sans perte, tandis que la qualité de la musique n'est pas perdue. La compression avec perte, en revanche, comprime le fichier pour la transmission, mais ne le restaure pas à l'autre extrémité, de sorte que la qualité ressemble plus à MP3.
- Le transfert de fichiers dans un tel scénario est possible pour un son haute définition avec des caractéristiques 96/24. Le prochain niveau de détail - 192/24 - dans le cas de notre scénario entraînera une perte de qualité à un niveau équivalent à 96/24. LDAC ne peut pas transmettre une qualité supérieure à 96/24.

Ainsi, Sony annonce son système de compression sans perte capable d'atteindre un rapport supérieur à 4: 1.

La correspondance a eu lieu en 2015 et vous devez rendre hommage aux gars corrosifs de S + A - après un an, ils ont rencontré Sony lors de l'IFA 2016 à Berlin.

"Ce n'est pas un son haute définition", a expliqué un ingénieur Sony de la région Asie-Pacifique. " Nous ne disons pas qu'il s'agit d'un son haute définition, mais il est proche d'un son haute définition."

L'ingénieur n'a pas été en mesure d'indiquer clairement si le codec est sans perte ou avec perte, mais il a souligné que Sony est toujours prudent dans ses affirmations: dans les derniers matériaux, «LDAC prend en charge efficacement la profondeur et la fréquence de bits d'origine de 24 bits / 96 kHz, fournissant plus Audio haute résolution complet et riche. » Très intelligent, non?

En ce qui concerne la façon dont Sony a réduit la vitesse de 990 kbps LDAC à un canal A2DP beaucoup plus limité, l'ingénieur a répondu que LDAC augmente le débit binaire et ne fonctionne pas selon la spécification A2DP recommandée.

Et enfin, la réponse finale à la question n'a été obtenue qu'à la conférence de presse de l'IFA 2016 lors d'une conversation entre Sound + Image et l'architecte en chef de Sony Audio Technology (en se concentrant sur les écouteurs) Koji Nageno (KN) . C'est vraiment épique:



S + I: Nous aimons que Sony accorde autant d'attention au son haute définition dans tous ses produits, jusqu'aux écouteurs, depuis 2013, c'est vraiment génial! Mais il nous semble que le terme "son haute définition" est souvent utilisé dans le mauvais sens. Par exemple, les écouteurs MDR-1000X - dans les brochures, il est écrit «audio haute résolution», il y a un logo audio haute résolution, mais si vous le lisez attentivement, il s'avère qu'en fait le son est «presque» haute définition. Pouvez-vous expliquer comment, par exemple, ces écouteurs Bluetooth peuvent reproduire un son haute définition?
KN: Quant au Bluetooth, il est limité par la vitesse de transmission, il est de 1 Mbps, il est donc impossible de transmettre un signal sans compression avec perte. Mais LDAC est un codec très proche de la transmission audio haute définition. Mais nous évitons de dire «c'est de l'audio haute résolution», oui, nous évitons.
S + I: Mais comment expliquer le logo et les spécifications Hi-Res Audio?
KN: Lorsqu'il est connecté à une entrée analogique, le MDR-1000X peut fonctionner en mode «NC on» avec un son haute définition. Mais nous ne disons pas que cela est réalisable avec la transmission sans fil, non?
S + I: Ainsi, la vitesse du LDAC, comme vous le dites, est de 1 Mbit / s, 990 kbit / s, mais pour 24/96 il nécessite 4,5 Mbit / s, ce qui est quatre fois et demi plus élevé. Avec la compression sans perte, vous pouvez recevoir, éventuellement, 2 Mbps pour un fonctionnement à 990 Kbps, mais vous êtes toujours à plus de la moitié du son haute définition. Comment est-il «très proche de la transmission d'un son haute définition»?
KN: C'est peut-être vraiment 100% inaccessible avec le débit binaire actuel. Il est nécessaire de rechercher des moyens d'augmenter le débit binaire ou d'augmenter le taux de compression sans perte dans le codec. Mais oui, pour le moment, cela est impossible.
S + I: Autrement dit, il n'est pas «proche» du son haute définition, est-il 50% plus bas que le son haute définition?
KN: La qualité sonore elle-même est vérifiée principalement ... eh bien, vous pouvez évaluer la qualité de la musique en l'écoutant, vous pouvez également évaluer la forme spectrale des ondes. Ce sont des choses différentes, mais nous vérifions la qualité sonore - et nous ne voyons aucune différence. Si vous utilisez le débit binaire complet, la fréquence d'échantillonnage maximale et la profondeur de bits maximale, nous obtiendrons une énorme quantité d'informations, mais nous n'atteindrons toujours pas l'idéal. Lorsque nous écoutons de la musique lors de fêtes - n'y a-t-il pas de pertes? Bien que pour les sons à haute fréquence, les spéculations sur la profondeur de bits peuvent en effet entraîner une diminution de la qualité. En tout cas, je ne peux pas dire combien de pour cent nous sommes proches du son haute définition. La qualité sonore est bonne, les tests d'écoute et les formes d'onde spectrales passent - il n'y a pas de différence.

[D'autres journalistes posent des questions.]

S + I: En tant qu'ingénieurs, vous parlez beaucoup de la pureté du son, et en particulier de la pureté du son haute définition. , , ? ? ( Sony DSEE (Digital Sound Enhancement Engine) HX, Sony HDR-1000).
KN: , , , . – . , , .
S+I: , , ?
KN: . [.]
S+I: , . , MP3 – . .
KN: . , MP3 , . .
S+I: , ? — 256, 320, CD? ? .

[ .]

KN:Désolé. DSEE HX améliore le son, mais le débit d'origine devrait être de 248 kbps. Ensuite, il peut être amélioré en haute définition. Donc, si la source sonore d'origine est inférieure, elle ne peut pas être améliorée à ce niveau.
S + I: Wow! Sony pense donc que 256k peut ressembler à un son haute définition?
KN: Oui, presque comme un son haute définition.

Le rideau.Et mes applaudissements Sound + Image. Ils l'ont fait.

Troisième partie. À propos de la générosité

En 2017, il a été fait connaître la généreuse «victime» de Sony, qui a rendu l'utilisation de la technologie LDAC gratuite dans Android O, afin «d'apporter de grands avantages en élargissant la liste des appareils intelligents disponibles qui peuvent envoyer des données en utilisant LDAC». Néanmoins, comme le souligne à juste titre Trusted Reviews , il est extrêmement peu probable que d'autres fabricants d'enceintes, à l'exception de Sony lui-même, soient aussi intéressés par l'octroi d'une licence LDAC dans leurs écouteurs - en principe, nous voyons cela avec l'exemple d'aptX / aptX HD.

Par conséquent, de nombreux téléphones peuvent être prêts à utiliser LDAC, mais pour le lire en "presque haute définition", il vous suffit d'acheter des écouteurs Sony - dans ce cas, la "victime" est très justifiée!

Et en conclusion

Cependant, la version 5.0 de Bluetooth n'inclut pas de référence au son avec un débit binaire plus élevé, malgré une augmentation significative du débit de données . La transmission d'un son de haute qualité dépendra donc toujours des codecs.

En regardant la limitation artificielle du débit SBC, les schémas de licence aptX et les passions autour de LDAC, vous pensez beaucoup ...