Android音频中常用的BT Format和Profile介绍

BT Profile 和 BT Format 是蓝牙技术中两个不同的概念,它们之间有一定的区别和联系。

BT Profile 是蓝牙规范中定义的一组协议,旨在确保不同蓝牙设备之间的兼容性;它描述了设备如何实现特定的连接或应用。每个 Profile 对应于一个具体的应用场景,例如音频传输、数据交换等。

BT Format 通常指的是数据在蓝牙传输过程中的格式或编码方式。它涉及到数据的结构、编码和传输方式。Format 主要关注数据的表示和传输效率,确保数据在不同设备之间能够正确解析和使用。

BT Profile 和 BT Format 是相辅相成的;Profile 定义了如何使用蓝牙进行特定的应用,而 Format 则确保在这个过程中数据能够以正确的方式进行传输和解析。

1、Android音频中常用的BT Format

1.1、SBC

SBC全称Subband Coding,子带编码。SBC是专为蓝牙设计的音频编码,复杂度低,可在中等比特率下实现较高音频质量。

其原理是:通过带通滤波器将音频信号分成不同频段的子带信号,然后将这些信号经过频率搬移转变成基带信号,再对它们分别取样,量化和编码,最后合成一个总的码流传送出去。

1.2、AAC

AAC全称Advanced Audio Coding,高级音频编码,1997年诞生,基于MPEG-2技术。2000年在MPEG-4基础上更新。

AAC是一种高压缩比的音频编码,主要采取两种策略:舍去与感知上无关的信号成分,去除编码后信号的冗余部分。实际上,在128Kbps比特率以下,AAC编码的效果是最好的,杜比实验室认为:AAC格式在96Kbps比特率上的表现超过了128Kbps的MP3格式;同样是128Kbps,AAC格式的音质明显好于MP3。

1.3、Aptx

aptX原名叫apt-X,CSR在2010年将其收购,改名为aptX,而CSR于2015年被高通收购。

aptX的设计基于自适应差分脉码调制(ADPCM)原理,并没有使用心理声学或掩蔽效应技术(mp3,SBC,AAC中使用)。目前aptX共有四个版本,对比如下:

数据来源: http://www.aptx.com/which-aptx

aptX是最基础的版本。aptX Low Latency简称aptX LL,特点在于低延迟。其实人耳可以感觉到的延迟极限是70ms,而达到40ms则意味着我们不会感觉到延迟。aptX HD主打高清音频,传输速率大幅增加,并且有着更高的信噪比和更少的失真。

而aptX Adaptive,就如同它名字一样,可以按需自动调节传输比特率和延时。aptX Adaptive向下兼容aptX和aptX HD。

aptx目前有四个版本:

aptx

aptx adaptive

aptx HD

aptx Low Latency简称aptX

1.4、LDAC

LDAC是索尼开发的一种音频编码,实现了以最高 990Kbps 的比特率通过蓝牙传输 24bit/96kHz 的高分辨率音频(Hi-Res Audio)。高传输码率使得高解析度的音频文件不会被过分压缩,保证了音质。

1.5、LHDC

LHDC全称Low-Latency Hi-Definition Audio Codec,是一种高音质蓝牙编解码方案,由台湾厂商 Savitech 盛微先进科技开发。

LHDC支持通过速度最高达900kbps的蓝牙连接传输 24bit/96kHz 的串流音频(也称高解析度音频)。

与LDAC会先把原始音频进行升/降频到 24bit/96kHz不同,LHDC则可依照原始取样率输出,减少SRC过程的延迟。

1.6、LC3

LC3:Low Complexity Communications Codec

LC3是新一代可用于LE Audio配置文件中的高效蓝牙音频编解码器,它能够以多种位速率对语音和音乐进行编码,并且可以加入到任何蓝牙音频配置文件中。相较于Classic Audio的SBC、AAC和aptX编解码器,LC3基于感知编码技术,特别是低延迟的离散余弦变换、时域噪声整形、频域噪声整形以及长期后置滤波器,极大的增强了音质,甚至在比特率降低50%的情况下亦是如此。

LC3编解码器的低复杂度,以及较低的 frame duration,能够做到更低的蓝牙传输延迟,为用户提供更好的无线体验。

LC3主要技术特性:

(1)模块化的音频转换编解码器

(2)提供大范围的可用位速率

(3)支持10 ms和7.5 ms的帧间隔

(4)支持多种位深度:单个音频样本16、24和32位

(5)支持无限数量的音频通道

(6)支持多种采样率:8kHz、16kHz、24kHz、32kHz、44.1kHz和48kHz

2、Android音频中常用的BT Profile介绍

2.1、HFP规范

HFP 是基于SCO(Synchronous Connection Oriented)链路用于双向传输通话语音。SCO链路具有同步传输特性,但无线传输有错误风险为保证同步性数据的完整、正确性就无法保障所以HFP采用的编码器需要具备容错能力。

2.2、A2DP规范

A2DP(Advanced Audio Distribution Profile),蓝牙立体声音频传输规范,典型应用为蓝牙耳机。A2DP规范要求使用SBC(Subband Coding)编码,并可选用MPEG-1,2 Audio和MPEG-2 AAC格式;这些编码格式旨在提供高质量音频传输。

A2DP支持的采样频率至少为44.1kHz和48kHz,确保音频质量。

2.3、BLE Audio

LE Audio是新一代蓝牙音频传输协议,基于低功耗蓝牙BLE无线通信,其主要特点有:

(1)超低功耗,LE本身即为低功耗蓝牙,LE Audio更是首创每只耳机独立传输单通道数据,大幅缩减每只耳机的数据传输量,将传输和解码功耗降低。

(2)全新高音质、低功耗音频解码器LC3(Low Complexity Communications Codec)

(3)LE同步通道(ISOC:Low Energy Isochronous Channels)

(4)支持多重串流音频(Multi-Stream Audio)

(5)支持广播音频技术(Broadcast Audio)

LE Audio正是为了解决前文传统蓝牙音频的缺点:音质、延迟,以及双耳无线耳机和多连接问题而提出的下一代蓝牙音频方案。LE Audio 从蓝牙底层协议出发在数据流层面定义了新音频的传输机制LE Isochronous Channels

3、学习参考

https://blog.csdn.net/danteLiujie/article/details/119797789

https://blog.csdn.net/youzhangjing_/article/details/130030928

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