Co jsou to kodeky aptX a aptX HD Bluetooth (jaký je rozdíl)

AptX je rodina proprietárních kompresních algoritmů (audio kodeků), které v letech 2019-2020 stále více využíváme při poslechu hudby pomocí bezdrátových sluchátek. Zhruba řečeno, jedná se o funkci, která vám umožní zlepšit zvuk bezdrátových sluchátek Bluetooth. Téma aptX je důležité a zajímavé, zejména v bezdrátové síti 2020 🙂 .

Pokud jste si vybrali bezdrátová sluchátka Bluetooth, měli byste určitě pochopit téma kodeků aptX, pochopit, jak je to důležité a zda si vybrat sluchátka s technologií aptX (HD).

Obsah:
  1. Funkce komprimace kodeků a populární modely s aptX a aptx HD;
  2. Frekvenční rozsah aptX, aptX HD;
  3. Hladina šumu pozadí aptX, aptX HD;
  4. Shrnutí.

Algoritmus komprese používaný v kodeku aptX byl vyvinut v 80. letech minulého století. Nyní práva k tomuto kodeku náleží známé společnosti Qualcomm. Tvrdí, že aptX poskytuje kvalitu srovnatelnou s CD a aptX HD se vůbec nerozlišuje od 24bitového zvuku Hi-Res. Ale tato prohlášení jsme zkontrolovali níže.

Pro přenos dat pomocí libovolné možnosti aptX musí být její podpora implementována jak ve zdroji (smartphonu), tak v přijímači (sluchátka). Pokud vaše nová sluchátka podporují aptX HD a starý telefon má maximum SBC, necítíte výhody kodeku „s vysokým rozlišením“, protože připojení bude přes SBC.

Maximální přenosová rychlost kodeků Bluetooth

Oba kodeky, aptX a aptX HD, navzdory všem komentářům výrobce, jsou ztrátovými kompresními kodeky. Je to jedna věc: „zvuk je nerozeznatelný od Hi-Res“, další věc je, že ve skutečnosti je zvuk komprimován se ztrátami, proto ani nemluvíme o CD, a zejména o skutečné kvalitě Hi-Res.

Jak víte, připojení Bluetooth nemůže přenášet zvuk bez ztráty - není dostatečná šířka proudu. Proto bylo vytvořeno několik kodeků pro kompresi s různou kvalitou výsledného zvuku: SBC, AAC, aptX, aptX Low Latency, aptX HD, LLDAC a nový aptX Adaptive.


1. Funkce komprese kodeků a populárních modelů sluchátek s aptX a aptx HD

Kodeky během komprese rozdělují původní signál na několik kmitočtových pásem a zahodí „extra“ frekvence, což snižuje rozsah. Teoreticky by frekvence měly být „odříznuty“ tam, kde není žádný zvuk (velmi vysoký a velmi nízký), ale není tomu tak vždy.

Komprese navíc způsobuje zkreslení způsobené šumem v pozadí.. Kvantizační (kompresní) proces je vždy, do jednoho nebo druhého stupně, zjednodušením, vyrovnáním signálu a v případě datových kodeků se ztrátami. Proto se po něm objeví další „kvantizační šum“, který zvyšuje úroveň hluku pozadí.

Ve skutečnosti komprese neprodukuje „šum“, ale spíše zkreslení, které často slyšíme. Tento termín je však již dlouho stanoven. 😉

Úroveň šumu v pozadí určuje, kdy se užitečný signál nerozezná od „šumu“ algoritmu komprese kodeku, v tomto případě. Čím nižší je tato úroveň, tím širší je dynamický rozsah výsledného signálu, tím tichší zvuky můžeme rozlišit.

Populární modely sluchátek podporující aptX kodek
  • Marshall Major III Bluetooth (171 $) - bezdrátová sluchátka;
  • Sennheiser HD 4,50 BTNC (175 $) - bezdrátová sluchátka plné velikosti;
  • Harman / Kardon Soho Wireless (124 $) - bezdrátová sluchátka do uší;
  • Bezdrátové bezdrátové připojení Sennheiser Momentum (M2 AEBT) (290 $) - bezdrátová sluchátka plné velikosti;
  • Marshall Monitor Bluetooth (166 $) - bezdrátová sluchátka plné velikosti;
  • Harman / Kardon BT (330 $) - bezdrátová sluchátka;
  • MEE audio X7 Plus (104 $) - bezdrátová sluchátka do uší;
  • Sennheiser Urbanite XL Wireless (311 $) - bezdrátová sluchátka plné velikosti;
  • Bowers & Wilkins P5 Wireless (290 $) - bezdrátová sluchátka do uší;
  • HUAWEI AM60 (57 $) - vakuová bezdrátová sluchátka;
  • MEE audio Air-Fi Matrix3 AF68 (132 $) - bezdrátová sluchátka plné velikosti.
Populární modely sluchátek podporující aptX HD kodek
  • Beyerdynamic Aventho Wireless (560 $) - bezdrátová sluchátka;
  • Sony WI-1000X (264 $) - vakuová sluchátka na kanálu;
  • Audiotechnika ATH-DSR7BT (311 $) - bezdrátová sluchátka plné velikosti;
  • Sony WH-1000XM3 (465 $) - Bezdrátová sluchátka plné velikosti s aktivní redukcí šumu;
  • Pioneer SE-MS7BT (192 $) - bezdrátová sluchátka plné velikosti;
  • Bowers & Wilkins PX (420 $) - bezdrátová sluchátka plné velikosti s aktivní redukcí šumu;
  • Beyerdynamic Amiron Wireless (932 $) - bezdrátová sluchátka plné velikosti;
  • Sony WH-CH700N (202 $) - bezdrátová sluchátka plné velikosti;
  • Sony WHH900N h.ear na 2 Wireless NC (261 $) - bezdrátová sluchátka potlačující aktivní šum v plné velikosti.
Ceny za oblíbená sluchátka s podporou kodeku aptX:
Ceny za oblíbená sluchátka aptX HD s podporou kodeku:

1. Frekvenční rozsah aptX, aptX HD

Nejprve je třeba pochopit, zda kodeky aptX a aptX HD přenášejí celý frekvenční rozsah, který je slyšet osobě. Pro srovnání a východisko se podívejme také na výsledky kodeku SBC, který je všude.

Frekvenční rozsah SBC, aptX, aptX HD

Ideální kodek by pro soubor s vzorkovací frekvencí 48 kHz ukazoval rovnou čáru v rozsahu od 0 Hz do 24 kHz.. Je však pro nás důležité, aby byly pokryty alespoň frekvence od 20 Hz do 20 kHz. Jak vidíte z grafu, všechny kodeky mají „strop“ asi 19 kHz. V zásadě to stačí, protože je vzácné, že někdo starší 15 let slyší něco nad 18 kHz.

Pro jednoznačnou obnovu původního zvukového signálu by vzorkovací frekvence měla být více než dvojnásobkem nejvyšší frekvence spektra. Dostaneme tedy známých 44,1 kHz a zmíněných 48 kHz. Tyto hodnoty jsou více než dvojnásobkem maximálního užitečného signálu ve spektru: 20 kHz.

SBC v této „sekci“ je horší než aptX a aptX HD pouze v tom, že má větší zkreslení na horním okraji spektra. Všechny kodeky se vypořádávají s „doručením“ všech (nebo téměř všech) slyšitelných podle většiny frekvencí „v uších“ uživatele.


2. Úroveň šumu pozadí aptX, aptX HD

Hladina hluku pozadí kodeků aptX, aptX HD poskytne přesnější pochopení toho, zda splňují vysoce kvalitní parametry deklarované výrobcem.. 16bitový signál (zaznamenaný bez ztráty) dává úroveň od -96 dB do -112 dB (pokud byl bílý šum „smíchán“ do signálu před kvantizací, aby se snížilo zkreslení), 24bitová kvalita předpokládá práh -144 dB.

Zařízení pro kvantizaci však již existuje: asi -124 dB. Většina nadšenců sluchátek rozpozná alespoň -90dB zkreslení.

Marshall Major III Bluetooth s podporou aptX

Červená tečkovaná čára označuje teoretické hranice kvality CD (16bitový signál popsaný výše), červená zóna - 24bitové minimum. Vrcholy jsou testovací zvuky. Měli byste se zaměřit na horní hranici modré zóny - to je úroveň hluku pozadí.

Kromě toho je důležité, aby byl plán „napjatý“. Čím dále jsou její vrcholy od sebe, tím větší je zkreslení. Samostatné, silně rozlišitelné vrcholy také ukazují zkreslení a hlasitější signál utopí tišší pásmo v jeho rozsahu.

Úroveň hluku AptX na pozadí
Hluk pozadí AptX HD

Jak je vidět z grafů, aptX a aptX HD jsou docela podobné, rozdíl je pouze v minimální úrovni, což je lepší, opravdu ve verzi HD. Od 20 Hz do 5 kHz má aptX asi -90 dB a aptX HD -120 dB. Hladina hluku je mírně vyšší v rozsahu od 4 kHz do 8 kHz a ještě vyšší u horních limitů: -74 dB pro aptX a -80 pro aptX HD.

Rozdíl v hladině hluku v celém rozsahu je způsoben tím, že náš sluch rozlišuje hluk při horších frekvencích horší. Proto kodeky používají pro kvantizaci méně bitů informací, což poskytuje mírně nižší rozlišení a více šumu. Obvykle je nerozeznatelné podle ucha a zdroje jsou uloženy..

Sennheiser HD 4,50 BTNC s aptX

Při vytváření hudby Hi-Res používá tuto funkci lidského sluchu. Tam, když kvantujeme a kompenzujeme hluk, jsou všechny chyby vytlačeny do ultrazvuku, což pro nás není slyšet. Neslyšíme, ale je ve složce. Koneckonců, soubor 24bit \ 192 kHz teoreticky obsahuje frekvence až 96 kHz a úroveň šumu -144 dB.

2.1 Porovnání výsledků aptX a aptX HD

Ve srovnání s aptX, jeho HD verze přidává 2 bity informací v celém frekvenčním rozsahu, což dává asi -12 dB výhody v pozadí šumu. Při komprimaci prostřednictvím aptX HD za hlukem v pozadí se tak ztratí méně tichých zvuků než aptX.

Pokud si vzpomeneme na parametry kvality CD a Hi-Res, počínaje výše uvedenými grafy, můžeme říci, že aptX skutečně dává výsledek téměř 16bitovému zvuku. Obzvláště když vezmete v úvahu průměrnou úroveň sluchu a hlasitosti. To samozřejmě není kvalita CD, ale podobné, jak tvrdí Qualcomm.

Sluchátka Sony WH-1000XM3 ANC s podporou aptx HD

Na druhou stranu, aptX HD se ani nepřiblížil hladině hluku 24bitového zvuku na pozadí (ačkoli to podporuje), zejména ve vysokofrekvenčním rozsahu. V důsledku toho existují zkreslení a výsledek komprese prostřednictvím tohoto kodeku nelze označit jako „nerozeznatelné od kvality Hi-Res“, zde výrobce „zašel příliš daleko“. 😎

Ale při poslechu 16bitového zvuku prostřednictvím aptX HD bude kvalita lepší než prostřednictvím aptX. To znamená, že pokud máte příležitost poslouchat hudbu prostřednictvím aptX HD - neváhejte, i když se jedná o 16bitové skladby.

2.2 Porovnání se SBC

Jako obecné srovnání bereme úroveň šumu v pozadí při přenosu signálu přes kodek SBC. Při kódování používá více pásem, do kterých je frekvenční rozsah rozdělen: od 4 do 8, v závislosti na verzi. AptX současně používá pouze 4. Konečný obraz SBC tedy přesně odpovídá charakteristikám lidského sluchu..

Úroveň hluku pozadí SBC

Graf však ukazuje dalekosáhlé vrcholy, není zvláště „hustý“ při nízkých frekvencích. To vše hovoří o různých zkresleních. Kromě toho existuje mnoho verzí SBC a dávají různou kvalitu. Přesto byl tento kodek primárně určen pro přenos hlasu. AptX je lepší pro hudbu.


3. Shrnutí

Podle výsledků můžeme dojít k závěru, že teoreticky kvalita zvuku blízko CD přes aptX a aptX HD je přenášena dobře. Datový tok je samozřejmě nižší a dochází ke ztrátám při kompresi, ale úroveň již není špatná. Skutečná bluetooth Hi-Res však není zdaleka implementována.

Pokud váš hardware tyto kodeky podporuje, použijte je, stojí za to.. Obzvláště zajímavý je aptX HD, který poskytuje větší dynamický rozsah a uslyšíte tichší zvuky, které jste možná ještě předtím neslyšeli..