12.22 从CD 音质进入到HiRes 世代,你应该了解的两种24bit 蓝牙编码

在Google发表 Android O 之后,对于音乐爱好者来说,最大的变化是Sony将他们的 24bit 蓝牙音频编码技术 LDAC 交与 Google ,并成为 Android O 开源编码的一部份,这也意味着接下来搭载 Android O 的装置,都能在理论上原生的支持此项高音质编码技术。 同时随着 Android O 装置与系统更新逐渐推出,也势必有更多装置因此受惠支持此技术。

从CD 音质进入到HiRes 世代,你应该了解的两种24bit 蓝牙编码


而此同时,在 LDAC 出现前几乎是所有强调高音质的蓝牙必备的高通CSR aptX ,也于去年推出了可支持 24bit 的 aptX HD ,这也意味着现阶段已经有两种不同的 24bit 蓝牙音频编码技术, 24bit 化的优点是甚么? 这两种技术各有甚么特色,在此就简单介绍一下吧。

应对不了高音质的蓝牙 SBC 已不能满足消费者

蓝牙是目前多数无线耳机所使用的无线通信技术,不过以蓝牙联盟本身的官方规范来说,仅于初期公布蓝牙 SBC 编码之后,就未曾有新的官方音频编码,然而蓝牙 SBC 编码是在蓝牙发展初期就公布的技术,延迟偏高,且压缩方式也不成熟,严格来说只是让蓝牙能"有声音"的规范,至于流量则介于 328kbps 到最大 512kbps 之间。

在音响产业还未进入到 HiRes 世代前,最主流的进阶蓝牙高音质传输技术则是由 CSR (现已被高通收购)所供应的 aptX ,这项技术原本是为了录音与专业使用所开发,而后转为一般消费性使用,采用 4:1 的方式进行压缩,取样方式采用固定式压缩,也就是将 20Hz-20kHz 的声音以等比例裁切为 1/4 ,立体声下使用 384kbps 带宽。

上述两项音频编码协议所推出的时间点,皆为市场上仍是 CD 技术挂帅的世代,所以两项编码都是将编码范围限制在 16bit 44.1kHz / 48kHz 所能呈现的 20Hz-20kHz 范围内,而其中 CSR 的 aptX 又由于 CSR 本身就是蓝牙芯片厂商,除了需要使用 CSR 蓝牙芯片外,亦需要向 CSR 支付额外的使用权利费用,所以早期仅有高阶产品才会导入 aptX 支持。

在新式数字储存技术带来市场变化, CD 已经不再是多数大众的主流音乐来源,储存在硬盘、记忆卡或是透过串流方式聆听成为市场主流,这也意味着音乐的格式不再需要受限于过去 CD 时代所制定的规范,在音乐市场需要新动力刺激下, HiRes 的音乐装置与音乐内容成了音乐产业寄予厚望的新手段。

Sony 推广 HiRes 无线音乐的杀手锏 LDAC

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HiRes 是一种与过去 CD 音乐的相对词,意味着比起过去的音质更佳,在实质上的意义则是在音乐的取样与装置的编译码能力需要达到 24bit 以上的水平,而就耳机、扬声器与扩大机的输出则要能够呈现 40kHz 以上的频率 ;对于蓝牙技术也是面临该进化的时刻,尤其身为 HiRes 的提倡者, Sony 也推出基于蓝牙的 LDAC 编码支持 24bit 音乐。

LDAC 与 aptX 的出现原因类似,都是由原本为录音、监听使用的技术转为消费技术,而 LDAC 可支持最高 24bit 96kHz 的取样,不过不同于 aptX 的固定式取样, LDAC 采用浮动式取样的方式,也就是非等比例而是依照音乐信息 量的多寡进行动态压缩,目标值提供 330kps 、 660kbps 与 990kbps 三种,而 990kbps 也意味着压缩少、可容纳更多的音乐信息。

Sony 对外公布的 LDAC 信息也不少,此项规范最大的优点是在最大带宽下,不仅有着能不进行压缩后直接传送 24bit 96kHz 格式的特色,同时也由于带宽充裕,可无损的传送 16bit 44.1 ,能完整发挥 CD 音质的水平。 原本 Sony 就有意推广 LDAC 技术,也释出善意希望能有更多合作伙伴,不过或许是多数厂商对蓝牙传输 24bit 音频仍在观望,除 Sony 之外初期仅有几家日系品牌推出周边产品;然而后续将编码贡献给 Android O 之后,也有望能使 支持此项技术的手机增加。

不过要支持 LDAC 并非只需要支持编码就好,也要搭配能够稳定的蓝牙芯片,而最初也只有高通 CSR 的高阶芯片符合规范,这也表示即便在 Android O 原生中可支持此项编码,若装置使用的蓝牙芯片未通过认证,恐也无法支持此项技术, 另外装置厂商亦有权利不启动这项在 Android O 下免费的编码。

同时要注意的是, LDAC 开放给 Android O 系统免费使用并不代表 LDAC 是开源编码,这仅是在 Android O 系统可无偿使用此编码技术,但例如 PC 、转盘、串流播放器、耳机、音响等非基于 Android O 系统的设备,仍 须向 Sony 支付权利金,不过笔者从装置商那边打听到的结果是授权金仍低于 aptX HD 。

高通 aptX 的进化版: aptX HD

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至于 aptX HD 则是基于 aptX 的升级版本,理论可支持最高 24bit 48kHz 音频,仍旧基于 aptX 的 1:4 的压缩方式,强调是采心理声学的方式进行压缩,将音域进行低、中、高与极高四部分,再分别进行 1/4 的压缩,在 24bit 48kHz 下使用 576kbps 的流量。

aptX HD 特色是使用的流量只有单一种设定,同时搭配等比切割的固定式 1/4 压缩方式下,意味着压缩的程序变得较为简单,同时压缩后的流量与蓝牙 SBC 的 512kbps 相近,等同在使用 aptX HD 的连接稳定性与固定带宽需求不会与 SBC 差异太大。

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除了 aptX HD 以外, aptX 还有针对影音播放的另一个协议,称为 aptX Low Lantency / aptX LL ,相较一般蓝牙音频协议,此项协议的重点是减少讯号传递的延迟,毕竟以影音与游戏来说,蓝牙技术的问题出在传输后的延迟,常常会使得影音不同步,而在动作游戏与节奏游戏更会直接影响,此技术就在解决这方面的问题,只是因为此规范同样需要增收授权费用,目前采用的装置并不多。

LDAC 与 aptX HD 技术虽不同但却都带来更好的音乐素质

虽然 LDAC 与 aptX HD 两项技术都是为了成载 24bit 的音频,不过由于技术原理的不同,也造成两种音频协议会有先天上的差异,首先虽同为 24bit ,不过现阶段很显然 LDAC 可支持到最高 24bit 96kHz ,而 aptX HD 则是支持 24bit 48kHz ,也就等同 24bit 96kHz 的音乐会在 aptX HD 模式下被强制限制在 24bit 48kHz 。

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其次是两者的压缩逻辑与目的也不同, LDAC 较为复杂的分成三种编码流量,包括讲求传输稳定的 330kbps ,标准音质的 660kbps 以及高音质的 990kbps ,流量越高也意味着音乐信息的压缩程度越低、原始细节越多, 同时浮动压缩特性就是会尽量在高信息部分以较低的压缩取样、信息较少的部分则使用较高比例的压缩,三频的信息量会依照音乐的信息而定。

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aptX HD 则很单纯地采用等比方式压缩,也就等同压缩逻辑将音乐区分成四大音域后再行等比切割,故四个音域部分不会因为信息的多寡影响压缩值,而这样的取样方式也是考虑到人耳的aj4心理听觉,若将压缩后的信息视为一个点, 人耳会自行将各个点之间连接成连续的线,同时以等比方式压缩也有助于人耳能将信息更完整的解压缩。

要说那种方式比较好,笔者认为还有许多复杂的变因需要讨论,毕竟还有蓝芽装置接收端的讯号后续处理、整体线路设计与模拟架构等需要考虑,不过相较先前蓝牙 SBC 与 aptX ,至少这两项新的标准对于音乐爱好者都是有利无弊, 毕竟更先进的压缩方式,也意味着在接收端能够拥有更接近原始的音乐讯号,细节也更为丰富,也更能透过无线技术感受美妙的乐曲。


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