Войти
 | |
| Разработано | Qualcomm |
|---|---|
| Тип формат | Аудиокодек |
aptX (до 2010 года apt-X ) - это семейство собственных алгоритмов сжатия аудиокодеков, принадлежащих Qualcomm, с особым упором на беспроводные аудио приложения. Инициалы «apt» обозначают технологию обработки звука.
Исходный алгоритм aptX был разработан в 1980-х годах доктором Стивеном Смитом в рамках его докторской степени исследования в Королевском университете Белфаста Школа электроники, электротехника. и компьютерные науки; его конструкция основана на принципах временной области ADPCM без психоакустической слуховой маскировки.
аудиокодирование aptX было впервые представлено на коммерческом рынке как полупроводниковый продукт, запрограммированная на заказ интегральная схема DSP с названием APTX100ED, которая изначально была принята автоматизацией вещания производители оборудования, которым требовались средства для хранения аудио CD-качества на компьютере жесткий диск для автоматического воспроизведения, например, во время радиопостановки, тем самым заменяя задачу диск-жокей.
Компанию купила Solid State Logic ок. 1988 г. и стала частью Carlton Communications plc. в 1989 году. В начале 1990-х кодеки APT использовались для передачи звука по линиям ISDN такими компаниями, как Disney, для проверки того, что дубляж был произведен в Европе. 23 декабря 1999 года компания Carlton Communications продала Solid State Logic компании 3i. Затем в 2005 году Solid State Logic продала APT в рамках выкупа менеджмента. 1 марта 2005 г. был зарегистрирован в Белфаст (до 18 декабря 2008 г. назывался Audio Processing Technology Holdings Limited).
Диапазон алгоритмов aptX для сжатия аудиоданных в реальном времени расширился, а интеллектуальная собственность стала доступны в виде программного обеспечения, прошивки и программируемого оборудования для профессионального аудио, телевидения и радио вещания и бытовой электроники, особенно приложений в беспроводном аудио, малой задержке беспроводное аудио для игр и видео, а также аудио через IP. Кроме того, кодек aptX был представлен в качестве альтернативы SBC, схеме кодирования поддиапазона для потоковой передачи стерео / моно аудио с потерями, предусмотренной Bluetooth SIG для профиля Advanced Audio Distribution Profile (A2DP ) Bluetooth, стандарт беспроводной сети малого радиуса действия личной сети. aptX поддерживается в высокопроизводительных периферийных устройствах Bluetooth.
Сегодня стандартные aptX и Enhanced aptX (E-aptX) используются в аппаратном обеспечении аудиокодеков ISDN и IP от многих производителей вещательного оборудования, включая APT WorldCast Systems, Tieline Technology, AVT, Harris Corporation, BW Broadcast, Digigram, MAYAH, Prodys и Qbit. Дополнение к семейству aptX в виде aptX Live, предлагающее сжатие до 8: 1, было представлено в 2007 году; и aptX HD, адаптивный, но масштабируемый, адаптивный аудиокодек с качеством "почти без потерь", был анонсирован в апреле 2009 года.
В 2009 году компания разделилась; бизнес вещательного оборудования был приобретен и стал частью того, что есть сейчас, а бизнес по лицензированию стал APT Licensing и был приобретен CSR plc в 2010 году. aptX ранее назывался apt-X, пока не был приобретен CSR в 2010 году. Впоследствии в августе 2015 года компания Qualcomm приобрела CSR.
Начиная с Android Oreo и Android 10 соответственно, в каталог <были добавлены aptX / aptX HD и aptX adaptive. 143>Проект с открытым исходным кодом Android, позволяющий каждому OEM-производителю свободно интегрировать эти стандарты в свои собственные устройства Android.
| SBC | aptX | aptX LL | aptX HD | aptX Adaptive | Audio CD | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| @ 276kbit / s | @ 420kbit / s | (для справки) | ||||||
| разное. | Владелец (с лицензией ) | бесплатно. (часть A2DP ) | Qualcomm. (до августа 2015: CSR, до июля 2010 г. :, до марта 2005 г.: Solid State Logic ) | – | ||||
| Запуск | ? | Конец 1980-х,. 2009 | 2012 | 2016 | 2018 | 1980 | ||
| Чип | – | CSR8635 | CSR8670 | CSR8675 | ? | – | ||
| Аудио. Кодирование | Глубина слова | ? | 16 бит | 16 бит | 16 бит . 24 бита | 24 бита | 16 бит | |
| Частота дискретизации | 44,1 кГц. 48 кГц. | 44,1 кГц. 48 кГц. | 44,1 кГц. 48 кГц. | 44,1 кГц. 48 кГц. | 44,1 кГц. 48 кГц. 96 кГц | 44,1 кГц.. | ||
| Скорость передачи данных | 345 кбит / с (при 48 кГц) | 325 кбит / с (при 44,1 кГц). 384 кбит / с (при 48 кГц) | 352 кбит / с (при 48 кГц) | 576 кбит / с (24 бит при 48 кГц) | 276 кбит / с | 420 кбит / с | 1411 кбит / с (при 44,1 кГц) | |
| Константа | Константа | Константа | Константа | Переменная | Константа | |||
| ? | 1,8 - 2,0 мс | ? | 1,8 - 2,0 мс | 1,4 - 2,0 мс | – | |||
| Задержка | 170 - 270 м s | ≈ 120 мс | ≈ 40 мс | ≈ 200 мс | 50-80 мс | – | ||
| Обратная совместимость с | – | SBC | SBC, aptX | SBC, aptX | SBC, aptX, aptX HD | ? | ||
| Качество звука. | THD + N @ 1 кГц | -67 дБ или -85 дБ? | -85 дБ | -80 дБ или -90 дБ? | -90 дБ | -100 дБ | ||
| при 1 кГц | -100 дБ | ? | -100 дБ | -90 дБ | -100 дБ | |||
| Многотональный при 10 кГц | -65 дБ | ? | -90 дБ | -85 дБ | -95 дБ | |||
| Перекрестные помехи | -120 дБ | ? | -155 дБ | -90 дБ | -200 дБ | |||
| SNR @ 1 кГц | 93 дБ | 93 дБ | 129 дБ | 130 дБ | 135 дБ | |||
| PEAQ | -0,18 или -0,08? | ? | 0,05 или 0,04? | -0,06 | 0,045 | |||
| Частотная характеристика по BT | 20 Гц - 22,7 кГц | 20 Гц - 22,7 кГц | 20 Гц - 22,7 кГц | 20 Гц - 22,7 кГц | ||||
основной источник
Аудиокодек aptX используется для бытовых и автомобильных беспроводных аудиоприложений, в частности, потоковая передача стереозвука с потерями в реальном времени через соединение / соединение Bluetooth A2DP. Ween "исходное" устройство (например, смартфон, планшет или ноутбук) и "раковина" аксессуар (например, стереодинамик Bluetooth, гарнитура или наушники). Эта технология должна быть включена как в передатчик, так и в приемник, чтобы получить звуковые преимущества кодирования звука aptX по сравнению с кодированием поддиапазона по умолчанию (SBC), предусмотренным стандартом Bluetooth. Продукты с логотипом CSR aptX сертифицированы для взаимодействия друг с другом.
Enhanced aptX обеспечивает кодирование с коэффициентом сжатия 4: 1 для профессиональных приложений аудиовещания и подходит для AM, FM, DAB, HD Radio и 5.1. Расширенный aptX может обрабатывать до 4 стереопар аудио AES3 и сжимать до 1 потока AES3 для передачи. Enhanced aptX поддерживает битовую глубину 16, 20 или 24 бит. Для аудио с частотой дискретизации 48 кГц скорость передачи данных E-aptX составляет 384 кбит / с (двухканальный), 768 кбит / с (четырехканальный), 1024 кбит / с (5.1-канальный) и 1280 кбит / с ( 5.1 каналов плюс стерео). Его самая низкая скорость передачи данных составляет 60 (?) Кбит / с для монофонического звука с частотой дискретизации 16 кГц, что дает частотную характеристику примерно 7,5 кГц, чуть ниже, чем у широкополосных телефонных кодеков (которые обычно работают с частотой дискретизации 16 кГц).
aptX Live - это аудиокодек низкой сложности, специально разработанный для увеличения плотности каналов цифрового беспроводного микрофона в сценариях с ограниченной полосой пропускания, таких как живое выступление (также известное как создание программ и Special Events), где эффективность использования спектра радиоустройств (беспроводные микрофоны, внутриканальный мониторинг, системы обратной связи) становится главным оперативным соображением. aptX Live предлагает сжатие до 8: 1 цифровых аудиопотоков с разрешением 24 бита, сохраняя акустическую целостность (динамический диапазон около 120 дБ) и обеспечивая задержку около 1,8 мс при частоте дискретизации 48 кГц. Кроме того, aptX Live также предлагает методы, которые помогают подключению в ситуациях, когда коэффициент битовых ошибок (BER) чрезмерно высок.
aptX LL или aptX Low Latency предназначен для видео и игровых приложений, требующих удобной аудио-видео синхронизации всякий раз, когда стереозвук передается по радиоканалу ближнего действия к слушателю (ам) используя стандарт аудио профиля Bluetooth A2DP. Технология обеспечивает сквозную задержку 32 мс по Bluetooth. Для сравнения, задержка стандартного стерео Bluetooth сильно варьируется в зависимости от реализации системы и буферизации. Доступны решения, в которых используется стандартное кодирование / декодирование SBC, обеспечивающее сквозную задержку менее 40 мс. Рекомендуемая задержка для синхронизации аудио и видео в широковещательном телевидении находится в пределах +40 мс и -60 мс (звук до / после видео, соответственно). Однако для AptX Low Latency требуется специальная беспроводная антенна, поэтому она не получила широкого распространения в смартфонах и была отменена Qualcomm в пользу aptX Adaptive. Его основным конкурентом является LLAC.
aptX HD или aptX High Definition с битовой скоростью 576 кбит / с. Он поддерживает аудио высокой четкости с частотой дискретизации до 48 кГц и разрешением дискретизации до 24 бит. В отличие от названия, кодек по-прежнему считается с потерями; однако он допускает «гибридную» схему кодирования для приложений, в которых средняя или пиковая скорость сжатых данных должна быть ограничена на ограниченном уровне. Это включает динамическое применение кодирования "почти без потерь" для тех частей звука, где полностью кодирование без потерь невозможно из-за ограничений полосы пропускания. Кодирование "почти без потерь" обеспечивает качество звука высокой четкости, сохраняя звуковые частоты до 20 кГц и динамический диапазон не менее 120 дБ. Его основными конкурентами являются кодек LDAC, разработанный Sony, и LHDC.
. Еще одним масштабируемым параметром в aptX HD является задержка кодирования. Его можно динамически обменивать с другими параметрами, такими как уровни сжатия и вычислительная сложность. Задержка кодека aptX HD может быть уменьшена до 1 мс для дискретизированного звука 48 кГц, в зависимости от настроек других настраиваемых параметров. aptX HD особенно хорошо работает с другими кодеками без потерь, когда задержка кодирования ограничена небольшой величиной, например 5 мс или меньше, что делает его особенно подходящим для чувствительных к задержке интерактивных аудиоприложений. aptX HD имеет сквозную задержку около 150 мс.
Многие кодеки без потерь обладают преимуществом низких вычислительных затрат по сравнению с хорошо известными кодеками с потерями, такими как MP3 и AAC. Это особенно важно для приложений с глубоким встроенным звуком, работающих на мобильных устройствах с низким энергопотреблением. aptX HD способствует снижению затрат на вычисления за счет динамического выбора простейших функций кодирования для каждого короткого сегмента звука, при этом соблюдая другие операционные ограничения, такие как уровни сжатия и задержки кодирования. В зависимости от настроек других масштабируемых параметров, aptX HD может кодировать 16-битный стереофонический аудиопоток 48 кГц, используя только 10 MIPS на современном RISC процессоре с обработка сигналов расширения. Соответствующий декодер представляет только 6 MIPS на той же платформе.
Пользовательские метаданные и специальные данные синхронизации могут быть включены в сжатый формат с настраиваемой скоростью. Последний обеспечивает быструю повторную синхронизацию декодера в случае повреждения или потери данных по каналам связи, где Качество обслуживания (QoS) может быстро меняться. В зависимости от настроек параметров, повторная синхронизация декодера может происходить в течение 1-2 мс.
aptX Adaptive - это динамически настраиваемый аудиокодек следующего поколения, предназначенный для воспроизведения звука высшего качества и низкого качества звука. задержка. Битрейт aptX Adaptive динамически масштабируется от 279 кбит / с до 420 кбит / с. Он также работает с общей, а не с выделенной беспроводной антенной. Qualcomm утверждает, что их новый алгоритм сжатия обеспечивает степень сжатия от 5: 1 до 10: 1. Это позволяет aptX Adaptive на скорости 279 кбит / с и 420 кбит / с обеспечивать такое же качество звука, как aptX на скорости 352 кбит / с и aptX HD на скорости 576 кбит / с. aptX Adaptive поддерживает глубину 16 и 24 бита при частотах дискретизации 44,1 и 48 кГц. aptX Adaptive имеет сквозную задержку 50-80 мс. aptX Adaptive также обратно совместим со старыми кодеками aptX.
aptX Voice - это новая функция aptX Adaptive, предназначенная для значительного улучшения качества голоса для тех, кто использует аксессуары Bluetooth. для голосовых вызовов. Это достигается за счет обеспечения качества голосового вызова 32 кГц в рамках профиля Bluetooth Hands-Free.
Пример 16-битного потока 44 кГц (ширина сигнала до 22 кГц) с качеством компакт-диска делится двумя слоями QMF с 64 отводами (квадратурный зеркальный фильтр ) на четыре 16-битных поддиапазона по 11 кГц (каждый с полосой сигнала до 5,5 кГц). Первый QMF с 64 отводами делится на две полосы (диапазоны 0–11 кГц и 11–22 кГц), а затем каждый из них подается в другой QMF с 64 отводами, разделяясь на четыре полосы: 0–5,5 кГц, 5,5–11 кГц, 11–16,5 кГц и 16,5–22 кГц. Обычно ожидается, что уменьшенная дисперсия будет обнаружена в более высоких полосах по сравнению с нижними полосами, поэтому ADPCM используется для оптимального распределения битов.
Каждая полоса кодируется с помощью ADPCM с использованием распределения битов из 8 бит для диапазона 1 (спектр 0-5,5 кГц), 4 бита для диапазона 2 (5,5-11 кГц), по 2 бита для каждого диапазона 3 и 4 ( 11–16,5 кГц и 16,5–22 кГц). Будущая модификация рассматривается с адаптивным перераспределением битов на основе анализа дисперсии каждого поддиапазона, например 9, 2, 3, 2 и т. Д.
В результате для моноканала 16 бит при 44,1 кГц = 705,6 кбит / с входной сигнал преобразуется в (4 × 16) 64 бита при 11,025 кГц = 705,6 кбит / с, а затем в (8 + 4 + 2 + 2) 16 бит при 11,025 кГц = 176,4 кбит / с.
Необязательно (добавляет небольшую задержку) краткосрочный анализатор RMSE используется для уменьшения динамического диапазона и, таким образом, более эффективного распределения битов во время тихих переходов (т.е. формат с потерями).
Для стереосигнала стандартный 1,4-мегабитный поток PCM преобразуется в поток aptX со скоростью 352 кбит / с.
Подробности можно найти в патенте EP0398973B1. Основная причина заключается в том, что вариация сигнала уменьшается на более высоких частотах, что делает возможным кодирование с помощью кодеков, таких как ADPCM.
