高清音響·藍牙 (二)

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上文說明:使用藍牙傳輸高清音樂,就必須先進行編碼壓縮。
先認識一些用於藍牙音響上的編碼,包括:SBC 、AAC、aptX、aptX HD、LDAC 、HWA

SBC(Sub-band coding) 是A2DP協議強制規定的編碼格式,現時大部籃牙音響支持的編碼,最高支援48kHz 的取樣頻率,最大傳輸為345kbit/s。編碼方式和MP3類似,是有損壓縮編碼。對音質有很大影響!

AAC (Advanced Audio Coding) ,所有蘋果系統內置支援的編碼,AAC基於MPEG-2的有損壓縮音頻編碼,原本是設計來取代MP3。AAC編碼的演算法有所改良,在相同的傳輸速率之下,AAC相較MP3有更好的聲音品質。在藍牙音響上,一般使用者也認為比SBC有較好的音質。

aptX 早期是用於專業音響上無線傳輸音頻編碼演算法,不但有很高的傳輸速率亦同時保持了很高的音質。 當持有的專利編碼的公司-CSR被高通 (Qualcomm)收購後。高通利用她在手機市場的影響力,使aptX在推廣上快速成長。

aptX 也因應市場上的需求,出現了一個更高的版本-aptX HD。HD是指high definition audio,目的是為了達到高清音樂規格上要求,提升至支援24-bit 48kHz 的音頻格式。

aptX及aptX HD版本規格

參數aptX HDaptX
bit depth(位元深度)24-bit16-bit
Sample Rate(取樣率)48kHz48kHz
Bit Rate(傳輸速度) 570kbps384kbps
THD+N @1kHz-90dB-85dB
SNR @1kHz129dB93dB

以aptX HD 最高傳輸速度為570kbps,數據上比SBC或AAC都高了不少,在實際音質上亦較優秀,而且音響市場內有已有大量可支援產品,aptX HD流行程度很高。如果不追求極致的音質,是一個非常不錯的選擇。aptX HD支援的格式已符合Hi-Res的標準,但只570kbps的傳輸速,跟無損壓縮音樂檔案(如FLAC)比較,還是有了接近一倍的差距。

無線高清音樂標準·Hi-Res Audio Wireless

高清音樂,最初定義是要音樂檔案的位元率或取樣率高於 CD 標準,亦即是比16bit/44.1kHz高,該檔案就可冠以「Hi-Res Audio」。大多數人都以JAS認証的標誌才為辨認出付合高清音響的標準。Japan Audio Society(日本音響協會,簡稱 JAS)最近把Hi-Res Audio標誌認証的標準提升到24bit/96kHz或以上。同時也定義出Hi-Res Audio Wireless標誌認証的標準。如果你了解日本音響協會內部和Sony公司的關係就會明白為什麼要提升Hi-Res Audio標誌認証的標準了。

Hi-Res Audio Wireless標誌認証的標準有3個要求

  • 1.無線傳輸必須從Hi-Res Audio或Hi-Res Audio Wireless認証的器材傳送。
  • 2.無線傳輸必須以JAS認証指定的編碼格式傳輸。現時只有LDAC及LHDC被JAS認証)
  • 3.無線傳輸的頻寬不足夠傳送Hi-Res Audio認証標準。(即96kHz/24bit的音樂檔案)

當你看清楚這些要求條件,就會明白是單純出於商業策略。目的就是為排除了最大對手高通 (Qualcomm)及以Wi-Fi方式傳輸更好標準的高清音樂。

LDAC是由SONY主導的一種音頻編碼技術,在藍牙可以高達990kbps 的傳輸速度,並以支援24bit 96kHz音頻規格。Android 8.0已內置成標準,所以在手機市場上已沒有太多阻礙。也因SONY在影音市場上的地位,使包括耳機、智慧型手機、可攜式媒體播放器、有源音箱以及家庭影院等多種產品使用了該技術。LDAC是一種有損編解碼器,採用基於改進的離散餘弦變換(MDCT)的混合編碼方式來提供更有效的數據壓縮。SONY標榜LDAC比標準藍牙編碼(SBC)約3倍的傳輸速度,使傳輸的音頻品質更高,得以聆聽到接近Hi-Res Audio的音質。

LDAC有3種傳輸速度模式選擇:
1. 990kbps:(品質優先模式)3倍藍牙(A2DP)傳輸速度
2. 660kbps:(標準模式)預設傳輸速度
3. 330kbps:(連接優先模式)與現有藍牙傳輸速度相同

為什麼不可以都使用最高990kbps頻寬傳送音頻?這種安排完全是為了藍牙傳輸會被干擾,這是目前沒法解決的技術問題。

LHCD

LHCD這編碼似乎都沒有在消費者層面出現,大多數都以HWA作為標示。在華為發表 P20 、 P20 Pro 手機時,也特介紹了HWA 是用於高音質藍牙傳輸協定。

HWA 的全稱是 HiRes Wireless Audio ,是基於 LHDC 編碼。便用HWA作為聯盟標誌是作為推廣便利而設。不過華為並非 HWA 與 LHDC 編碼的開發商,這都是由台灣SAVITECH (盛微先進科技)所持有的。華為在此聯盟所扮演的角色則是屬於手機端的技術推廣者以及聯盟核心成員,但並非技術主導。

這個聯盟的出現目的,則是要在被高通掌控的 aptX HD ,以及由 Sony 開發的 LDAC 之外提供另一條高音質藍牙協定的第三方之路,高通 aptX 系列的問題也不用多說,基本上僅有高通的晶片支援,至於 LDAC 雖在裝置端已經把編碼貢獻給 Android ,不過裝置端又須另行與 Sony 取得授權,晶片也需要通過驗證,其次就是 Sony 本身是一家大型的複合企業,音響與耳機也是它的重要業務,其它音響與耳機品牌也不見得樂意受制於人,尤其如鐵三角這樣的直接競爭對手。

所以 HWA 可說是旨在為其它的廠商提供第三種可能性,既可擺脫非高通藍牙晶片不可,又不用將終端委由 Sony 認證授權,亦可在 Android 或是家庭音響系統取得 HiRes 層級的藍牙音訊傳輸。同時在聯盟陣容中,也可看到包括 Cirrus Logic 、日本 AKM 旭化成、奧地利 AMS 等半導體廠,或許也是提供更多有意進軍藍牙音訊相關晶片市場的半導體廠新機會。

在目前整理出來的資料, HWA 的 LHDC 編碼可能相當近似 LDAC 的基礎,它提供三種編碼流量,分別是 400kbps 、 500kbps/560kbps 與 900kbps ,並可設定音訊延遲層級,先前有傳聞它的壓縮模式也是類似 LDAC 的動態式壓縮,不過從中國網站知呼查到的一篇號稱盛微離職工程師撰寫的介紹中指出,相較 LDAC 會先把原始音訊進行升/降頻到 24bit 96kHz 的模式, LHDC 則可依照原始取樣率輸出,減少 SRC 過程的延遲。同時在文章中似乎可看到 LHDC 編碼可由播放軟體端進行編碼,且似乎也有開發者在 iOS 上完成可進行 LHDC 傳輸的播放軟體,但須待蘋果是否願意開放播放軟體上架。
另外, HWA 將針對裝置的播放能力初步提供兩種層級的認證,包括金級、白金級,金級的頻響須達到 20Khz , THD+N<-80dB , SNR>100dB 以及 24bit 48kHz 的解碼能力,而白金級則須達到 40Khz , THD+N<-90dB , SNR>110dB 的頻響範圍與 24bit 96kHz 的解碼能力。且從現況來看, HWA 對於晶片的選用也更為開放,並不限於只有特定品牌藍牙晶片才能支援。

不過目前的狀況是僅有華為的手機支援此項標準,市場還未有支援此項協定的耳機或是揚聲器產品,或許最快要等到 IFA 才會有更多的廠商展示原型產品,此外在官網的產品支援列表中,雖然僅能在手機項目找到裝置,但亦可看到華為在裝置型態上還列有 PC ,同時在聯盟成員也有包括中國 Cayin 、 Colorfly 、 Fiio 、 HiFiMAN 等音樂播放機製造商加入,應該也有機會看到這些品牌的播放機採納此項標準。

(待續)

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