Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено с Apt-X )
Перейти к навигации Перейти к поиску

aptX
QC aptX Vertical Black 4754.png
РазработаноQualcomm [1] [2]
Тип форматаАудиокодек

APTX (до 2010 APTX , «склонный» стоять udio P rocessing T ехнологии [3] ) представляет собой семейство патентованного аудио кодек сжатия алгоритмы принадлежат компании Qualcomm , с сильным акцентом на беспроводных аудио приложений.

История [ править ]

Оригинальный алгоритм aptX был разработан в 1980-х годах доктором Стивеном Смитом в рамках его докторской диссертации. исследования в Белфастской школе электроники, электротехники и информатики Королевского университета ; [4] его конструкция основана на принципах ADPCM во временной области без методов психоакустической слуховой маскировки .

Кодирование звука aptX было впервые представлено на коммерческом рынке как полупроводниковый продукт, специально запрограммированная интегральная схема DSP с названием APTX100ED, которая изначально была принята производителями оборудования для автоматизации вещания, которым требовались средства для хранения звука CD-качества на жестком диске компьютера. например, привод для автоматического воспроизведения во время радиошоу, что заменяет задачу диск-жокея .

Компания была куплена Solid State Logic ок. 1988 г. и стала частью Carlton Communications plc. [5] в 1989 году. В начале 1990-х годов кодеки APT использовались для передачи звука по линиям ISDN [6] [7] такими компаниями, как Disney, для проверки дубляжа, сделанного в Европе. 23 декабря 1999 года [8] Solid State Logic была продана Carlton Communications компании 3i . [9] [10] Затем, в 2005 году, Solid State Logic продала APT в рамках выкупа менеджмента. [4] [3] 1 марта 2005 г. в Белфасте была зарегистрирована компания APT Licensing Ltd.(до 18 декабря 2008 г. назывался Audio Processing Technology Holdings Limited ). [11]

Диапазон алгоритмов aptX для сжатия аудиоданных в реальном времени расширился, и интеллектуальная собственность стала доступной в виде программного обеспечения, микропрограмм и программируемого оборудования для профессионального аудио , телевидения и радиовещания , а также бытовой электроники , особенно приложений в беспроводном аудио, беспроводной связи с малой задержкой. аудио для игр и видео, а также аудио по IP . [12] Кроме того, кодек aptX был представлен в качестве альтернативы SBC , схеме кодирования поддиапазонов для потоковой передачи стерео / моно аудио с потерями, предписанной Bluetooth SIG для расширенного профиля распространения звука ( A2DP )Bluetooth , стандарт беспроводной персональной сети ближнего действия . aptX поддерживается высокопроизводительными периферийными устройствами Bluetooth. [13] [14]

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 , [15] 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; [16] и aptX HD, адаптивный, но масштабируемый, адаптивный аудиокодек с потерями почти без потерь, был анонсирован в апреле 2009 года. [17]

Компания раскололась в 2009 году; бизнес вещательного оборудования был приобретен Audemat и стал частью того, что сейчас называется WorldCast Systems , а бизнес по лицензированию стал APT Licensing и был приобретен CSR plc в 2010 году. [18] aptX ранее назывался apt-X, пока не был приобретен CSR в 2010 году. Впоследствии в августе 2015 года компания CSR была приобретена компанией Qualcomm [19].

Начиная с Android Oreo и Android 10 соответственно, в проект с открытым исходным кодом Android были добавлены aptX / aptX HD и aptX adaptive , что позволило каждому OEM-производителю свободно интегрировать эти стандарты в свои собственные устройства Android. [20] [21]

Варианты [ править ]

Обзор [ править ]

SBCaptXaptX LLaptX HDaptX АдаптивныйАудио компакт-диск
@ 279 кбит / с@ 420 кбит / с(для справки)
разноеЗапуск?<2009 [22]2012 [23]2016 [22]2018 [22]1980-е годы
Торговая марка-Qualcomm
(до августа 2015 года: CSR , до июля 2010 года: APT Licensing Ltd. , до марта 2005 года: Solid State Logic )		-
Связанные патентыEP 0400755B1 [24] (срок действия истек) EP 0398973B1 [25] (истек) aptX,
US 9398620B1 [26] (срок действия истек) 		aptX?-
Бесплатные реализацииBlueZ libsbc
PulseAudio , PipeWire		libopenaptx
PulseAudio , PipeWire		libopenaptx
Н / Д		libopenaptx
PulseAudio , PipeWire		N / A-
Собственные реализацииНесколькоQualcomm libaptX [27]НиктоQualcomm libaptXHD [27]?-
Чип-CSR8635CSR8670CSR8675QCC5100-
Аудио
кодирование		Глубина слова?16 бит16 бит16 бит
24 бит		24-битный16 бит
Частота выборки44,1 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

 
Битрейт345 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)279 кбит / с420 кбит / с1411 кбит / с (при 44,1 кГц)
ПостоянныйПостоянныйПостоянныйПостоянныйПеременнаяПостоянный
Задержка кодека?1,8 - 2,0 мс?1,8 - 2,0 мс1,4 - 2,0 мс-
Задержка аппаратного передатчика??≈ 40 мс [28]
(с использованием специальной антенны)		?≈ 80 мс [29]-
Задержка программного передатчика (большинство телефонов)200 - 500 мс [30] в
зависимости от передающего устройства		-
Обратная совместимость с-SBCSBC, aptXSBC, aptXSBC, aptX, aptX HD?

Качество звука		THD + N @ 1 кГц-67 дБ [31] или -85 дБ? [32]-85 дБ-80 дБ [33] или -90 дБ? [32]-90 дБ-100 дБ
Многотональный @ 1 кГц-100 дБ?-100 дБ-90 дБ-100 дБ
Многотональный @ 10 кГц-65 дБ?-90 дБ-85 дБ-95 дБ
Перекрестные помехи-120 дБ?-155 дБ-90 дБ-200 дБ
SNR @ 1 кГц93 дБ93 дБ129 дБ130 дБ135 дБ
PEAQ-0,18 [31] или -0,08? [32]?0,05 [33] или 0,04? [32]-0,060,045
Амплитудно-частотная характеристика по BT20 Гц - 22,7 кГц20 Гц - 22,7 кГц20 Гц - 22,7 кГц20 Гц - 22,7 кГц

основной источник [32]

aptX [ править ]

Аудиокодек aptX используется для бытовых и автомобильных беспроводных аудиоприложений, в частности для потоковой передачи стереозвука с потерями в реальном времени через соединение Bluetooth A2DP / сопряжение между «исходным» устройством (например, смартфоном, планшетом или ноутбуком) 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 на совместимость друг с другом. [34]

Улучшенный aptX [ править ]

Улучшенный aptX обеспечивает кодирование с коэффициентом сжатия 4: 1 для профессиональных приложений аудиовещания и подходит для AM, FM, DAB, HD Radio и 5.1. Улучшенный 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 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 около 7,5 кГц, чуть ниже, чем у широкополосных телефонных кодеков (которые обычно работают с частотой дискретизации 16 кГц). [35]

aptX Live [ править ]

aptX Live - это аудиокодек низкой сложности, специально разработанный для максимального увеличения плотности каналов цифрового беспроводного микрофона в сценариях с ограниченной полосой пропускания, таких как живое выступление (также известное как создание программ и специальные мероприятия), где эффективность использования спектра радиоустройств ( беспроводные микрофоны, наушники-вкладыши, системы обратной связи) становится основным 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 частота ошибок по битам (BER) чрезмерно высока.

aptX LL [ править ]

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) с использованием стандарта профиля аудио 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). [36]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. [37] Его основным конкурентом является LLAC .

aptX HD [ править ]

aptX HD или aptX High Definition имеет скорость передачи 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; [38], однако, он допускает «гибридную» схему кодирования для приложений, в которых средняя или пиковая скорость сжатых данных должна быть ограничена на ограниченном уровне. Это включает в себя 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 иLHDC .

Еще один масштабируемый параметр в aptX HD - 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.

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 обработкой сигналов.расширения. Соответствующий декодер представляет всего 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 ресинхронизация декодера может происходить в течение 1–2 мс. [39] [40]

aptX Adaptive [ править ]

aptX Adaptive - это динамически настраиваемый аудиокодек нового поколения, предназначенный для обеспечения превосходного качества звука и малой задержки. Битрейт aptX Adaptive динамически масштабируется от 279 кбит / с до 420 кбит / с. Он также работает с общей, а не с выделенной беспроводной антенной. [37] Qualcomm утверждает, что их новый алгоритм сжатия обеспечивает степень сжатия от 5: 1 до 10: 1. Это позволяет aptX Adaptive со скоростью 279 кбит / с и 420 кбит / с воспроизводить звук того же качества, что и aptX со скоростью 352 кбит / с и aptX HD со скоростью 576 кбит / с. aptX Adaptive поддерживает 16- и 24-битную глубину при частотах дискретизации 44,1, 48 и 96 кГц. Аппаратный aptX Adaptive имеет сквозную задержку 80 мс [29], но в большинстве телефонов используется программный передатчик, который не имеет преимуществ по задержке перед другими кодеками. [41]aptX Adaptive также обратно совместим со старыми кодеками aptX. [37] [42] [43] [44]

aptX Voice [ править ]

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 голосовых вызовов 32 кГц в профиле громкой связи Bluetooth . [45]

Режим работы [ править ]

Примерный поток CD-качества 16 бит 44 кГц (ширина полосы сигнала до 22 кГц) разделен двумя уровнями 64-отводного QMF ( квадратурного зеркального фильтра ) на четыре 16-битных поддиапазона по 11 кГц (ширина полосы сигнала до 5,5 кГц) каждый). 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, разделенный 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 более низкими 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 кГц). –22 кГц). Рассматривается будущая модификация с адаптивным перераспределением битов на основе анализа дисперсии каждого поддиапазона, например 9, 2, 3, 2 и т. Д.

В результате для моноканала входные 16 бит при 44,1 кГц = 705,6 кбит / с преобразуются в (4 × 16) 64 бита при 11,025 кГц = 705,6 кбит / с, а затем в (8 + 4 + 2 + 2) 16 бит @ 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 проходов (т. Е. Формат с потерями).

Для стереофонического сигнала стандартный 1,4-мегабитный поток PCM преобразуется в поток aptX со скоростью 352 Кбит / с.

Подробности можно найти в патенте EP0398973B1 [46] . Основная причина заключается в том, что вариация сигнала уменьшается на более высоких частотах, что делает возможным кодирование с помощью кодеков, таких как ADPCM.

См. Также [ править ]

  • Список кодеков
  • LDAC (кодек) (кодек конкурента)
  • LHDC и LLAC (кодек конкурента)
  • Сжатие данных с потерями

Ссылки [ править ]

  1. ^ "aptX Bluetooth Music Audio Codec" . CSR plc . Проверено 23 июля 2016 .
  2. ^ "О aptX" . Проверено 23 июля 2016 .
  3. ^ a b «Твердотельная логика продает APT (технологию обработки звука)» . mixonline.com . 12 мая 2005 г.
  4. ^ a b «Приключение заканчивается для местной управленческой команды, которая взяла на себя больших мальчиков» . irishtimes.com . 2010-08-03 . Проверено 30 сентября 2019 .
  5. ^ «Профиль компании и справочная информация о Carlton Communications PLC» .
  6. ^ "История aptX" . aptx.com . Архивировано 28 сентября 2019 года . Проверено 28 сентября 2019 года .
  7. ^ "О APT-X" . Проверено 28 сентября 2019 года .Автор является членом Audio Engineering Society ( aes.org ).
  8. ^ «BA сокращает долю в Equant» . 23 декабря 1999 года. Архивировано 28 сентября 2019 года . Проверено 28 сентября 2019 года .
  9. ^ "Карлтон продает твердотельный рычаг" . Разнообразие.com . Архивировано 28 сентября 2019 года.
  10. ^ "Carlton Communications" . Путеводитель Грейс .
  11. ^ APT Licensing Limited в Companies House
  12. ^ "Программа, четверг, 12 февраля" . Аудио инженерное общество. 2009-02-12 . Проверено 23 июля 2016 .
  13. ^ Алексис Сантос (2012-12-04). «Soundmatters представляет Bluetooth-динамик foxLv2 aptX по цене 199 долларов» . Engadget . Проверено 23 июля 2016 .
  14. ^ Крис Бернс (2012-05-04). «Новейший Galaxy S III с аудиосистемой Bluetooth apt-X» . slashgear.com . Проверено 23 июля 2016 .
  15. ^ "WorldCast Astral: Спецификация" . Проверено 24 июля 2016 .
  16. ^ "APT представит apt-X Live на NAB 2007" . mixonline.com. 2007-03-26 . Проверено 23 июля 2016 .
  17. ^ «APTX поднимает цифровой звук HD с помощью apt-X Lossless» . 2009-04-20. Архивировано из оригинала на 2012-05-08 . Проверено 23 июля 2016 .
  18. ^ "Разработчик кода apt-X, приобретенный CSR" . Радио Мир . 2010-07-28. Архивировано из оригинала на 2016-06-03 . Проверено 24 июля 2016 .
  19. ^ «Qualcomm завершает приобретение CSR на 2,4 миллиарда долларов» . Qualcomm . 2015-08-13 . Проверено 24 июля 2016 .
  20. ^ «Чем Oreo лучше, чем Nougat: Audio» . Android Authority . 2017-08-23 . Проверено 22 декабря 2019 .
  21. ^ Yeow, Го Бенг (2019-10-22). «Устройства Android 10 будут лучше звучать с LHDC» . Porta-Fi . Проверено 22 декабря 2019 .
  22. ^ a b c История aptX : Sennheiser выпустила первую в истории Bluetooth-гарнитуру с aptX.
  23. ^ Rayson BTM-770G : один из первых продуктов с Qualcomm Chip CSR8670 и aptX LL
  24. ^ JB Rault, YF Dehery, JY Roudaut, AAM Bruekers, RNJ Veldhuis, "Цифровая система передачи, использующая кодирование поддиапазона цифрового сигнала", номер публикации: EP 0400755B1 
  25. ^ SMF Smyth, "Метод и устройство для кодирования электрических сигналов", номер публикации: EP 0398973B1 
  26. ^ JJ Lazzeroni, MK Carevich, JD Vertz, PEH Hauser, SJ Kingston, «Одновременный голосовой и звуковой трафик между двумя устройствами в беспроводной персональной сети», номер публикации: US 9398620B1 
  27. ^ a b Интеграция кодеков aptX и aptX-HD для источника A2DP , Android Open Source Project , 4 января 2017 г.
  28. ^ «Синхронизированное аудио с низкой задержкой Qualcomm® aptX ™» . Проверено 6 апреля 2021 года .
  29. ^ a b «Технология адаптивного аудиокодека Qualcomm® aptX ™» . Проверено 6 апреля 2021 года .
  30. ^ Задержка Bluetooth в Android нуждается в серьезном ремонте
  31. ^ a b aptX от Qualcomm
  32. ^ a b c d e Краткое описание продукта aptX Adaptive со сравнительной таблицей (связанный PDF-файл)
  33. ^ a b aptX HD от Qualcomm
  34. ^ "Qualcomm aptX Audio" . www.aptx.com . Проверено 22 сентября 2019 .
  35. ^ "aptX Enhanced" . CSR plc . Проверено 24 июля 2016 .
  36. ^ «Синхронизированное аудио с низкой задержкой Qualcomm aptX» . www.aptx.com . Проверено 22 сентября 2019 .
  37. ^ a b c "aptX Adaptive: новый король Bluetooth?" . SoundGuys . 2018-11-30 . Проверено 22 сентября 2019 .
  38. ^ "aptX HD - без потерь или с потерями?" . AVHub . 2016-11-22 . Проверено 13 января 2018 .
  39. ^ "Qualcomm aptX HD Audio" . www.aptx.com . Проверено 22 сентября 2019 .
  40. ^ "AptX HD - что это такое и почему меня это должно волновать?" . Android Authority . 2017-08-30 . Проверено 22 сентября 2019 .
  41. ^ "aptX Adaptive нас шокировал! Обзор Vivo TWS Neo"! " . 2020-09-10 . Проверено 6 апреля 2021 .
  42. ^ «Технология адаптивного аудиокодека Qualcomm aptX» . www.aptx.com . Проверено 22 сентября 2019 .
  43. ^ «Новый адаптер aptX от Qualcomm, разработанный для обеспечения динамического беспроводного аудио нового поколения премиум-класса для игр, видео и музыки» . Qualcomm . 2018-08-29 . Проверено 22 сентября 2019 .
  44. ^ «Кодек AptX Adaptive Bluetooth сжимает аудио с переменным битрейтом» . xda-developers . 2018-08-31 . Проверено 22 сентября 2019 .
  45. ^ «Qualcomm представляет технологию голосового звука aptX для голосовых вызовов более высокого качества» . qualcomm . 2020-01-06 . Проверено 27 марта 2020 .
  46. ^ «EP0398973B1: Метод и устройство для кодирования электрических сигналов» . Проверено 7 января 2019 .

Внешние ссылки [ править ]

  • Официальный веб-сайт
  • Статья пропускает второе семейство кодов , Radio World 09.12.2007
  • «Развлекательная техника, том 6, выпуск 6: лицензируемая интеллектуальная собственность для цифрового звука высокой четкости» (PDF) . Архивировано 16 февраля 2012 года . Проверено 29 июня 2009 года .CS1 maint: bot: original URL status unknown (link)