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aptX音頻壓縮編解碼技術徹底顛覆了藍牙立體聲音響的聆聽體驗，可為藍牙立體聲耳機、各類音箱等消費電子應用設備提供高品質無線音頻。aptX技術起初應用于無線電廣播當中，直至4年前才被引入藍牙應用領域。它的應用使支持立體聲藍牙A2DP 連接的設備能夠輸出CD般品質音頻。 盡管aptX技術克服了藍牙音頻的較低音質問題，但開發人員仍需解決藍牙音頻的延時問題，以便為使用移動設備觀看電影或玩游戲的消費者開發出高品質的無線耳機與音箱產品。延時是指音頻流從音頻源（智能手機、媒體播放器、計算機或控制臺）傳輸至無線接收設備（音箱或耳機）播放所花費的時間。 佩戴無線耳機使用平板電腦觀看電影時，用戶不希望遇到聲音與畫面不同步的現象；而在無線設備上操作涉及射擊、爆炸及其它間歇性意外事故的激烈動作游戲時，游戲玩家也都希望獲得直覺的音頻響應。為了實現聲音與動作之間的同步，延時必須控制在40ms以內。由于傳統藍牙技術的延遲時間超過100ms，其性能無法實現對白及游戲實時同步。因此，各種基于專利的射頻解決方案（大部分都需要適配器）便應運而生以便填補這個領域的巨大空白，但成功案例卻少之又少。 CSR近期推出的低延時aptX音頻壓縮編解碼技術使開發人員無需使用繁雜的適配器便可輕松地解決延時問題。全新低延時aptX音頻壓縮編解碼技術通過藍牙不僅提供無損的高品質音頻，同時還提供低達40ms的低延時輸出性能。aptX突破性技術具備諸多優點，其中包括： • 使用基于標準的射頻技術并兼容藍牙 • 由于藍牙百分百兼容智能手機、平板電腦及筆記本，因此無需搭配使用適配器 • 通過簡單的軟件更新便可在現有芯片設計系統中運行 低延時音頻壓縮編解碼技術問題 這個問題的關鍵在于音頻與視頻信號的超前或滯后。據歐洲廣播建議標準R37-2007規定，電視信號的聲音與圖像組件傳輸之間的時隙范圍為：“聲音比圖像信號超前不應高于40ms且滯后不應高于 60ms。” 在立體音頻傳輸中，藍牙傳輸層采用了支持標準SBC編解碼器的A2DP協議以及基于心理聲學感知技術的編碼算法。然而，基于SBC與感知的壓縮技術則使用幀壓縮，其整體延遲時間最高甚至可達100ms至500ms，這主要歸于以下三個因素： 1. 編解碼器延遲：每個音頻編解碼器在將數據進行編碼并發送出去之前會造成一定的內部延遲。傳統的編解碼器已檢測到高達50ms的編解碼器延遲。 2. 傳輸延遲：A2DP傳輸層采用數據包結構。工程師在使用基于SBC或感知的幀填充數據包時，有兩個方案選擇：其一是將一個幀放入大型藍牙數據包；其二是將一個幀分解成兩個藍牙數據包。采用第一個方案會降低數據傳輸的穩健性，而在第二個方案中，解碼器只有在接收到兩個藍牙數據包以后才能對分解幀進行解碼，因此將顯著增加傳輸延遲時間。 3. 編解碼器接收到整個數據包或幀以后才會開始進行解碼。 此外，由于其比特率設置特點，基于SBC與感知的編解碼器提供的音頻質量高度易變。也就是說，即使采用的是多個同樣的編解碼器，也無法提供穩定的音頻效果。 A2DP傳輸無法兩全其美。若要獲得低延時性能，那么音頻的穩健性及音質則會降低。因此，市面上曾推出許多專有RF解決方案以便滿足消費者對無線傳輸的需求。 aptX低延時技術 基于采樣模式的aptX編解碼器較A2DP編解碼器具備兩大優勢： 它可提供1.9ms超低編解碼延時，更為重要的是，無需采用幀格式。因此，在解碼過程中，aptX編解碼器無需等待便可高效地對藍牙數據包進行填充，也就是說，一旦它接收到數據包便即刻啟動解碼過程。此外，aptX采用固定壓縮率算法，可在傳輸過程中始終提供相同的比特率，從而保證每個配備aptX的產品輸出相同的音質。 aptX具備的一系列獨特特性在提供專業的音頻性能及穩健性的同時，還可保證40ms的端到端延遲。40ms符合歐洲廣播聯盟（EBU）制定的實現對話與動作同步的標準要求。 電視機與游戲 自平板電視誕生以來，工程師一直致力于窄化電視機邊框，主要目的是為了更好地將電視機安裝于臥室墻面。然而， 電視機的輕薄化設計與其音質成反比，其揚聲器的音響效果與其容積成正比，也就是說，電視機越薄，其音質越差。針對當前市面上的5mm厚度平板電視，我們提供兩種基于低延時藍牙連接的方案選擇： 1. 廠商可制造獨立揚聲器，在電視機外殼中內置aptX低延時技術并在揚聲器中嵌入解碼器 2. 電視機采購商可使用接收器從線性輸出端口將信號傳輸至現有的兼容aptX技術的立體聲音響系統當中 游戲也是日漸增長的一個應用領域。當傳統的室內游戲機市場依然強勁之時，移動游戲市場獲得了蓬勃發展。現代操作系統使市面上的所有智能手機及平板電腦均可運行3D游戲，這將為游戲市場創造數以億計的潛在用戶。 在路上佩戴藍牙耳機操控游戲的玩家絕對不希望碰到延時問題，他們希望通過耳機聽到的聲音能夠與游戲畫面和操控動作保持同步。若扣下扳機與聽見槍響的時間間隔超過50ms，造成的延時會比較明顯，這個游戲也就變得沒什么趣味了。 aptX低延時技術及其40ms的低延時性能可確保游戲玩家獲得所需的音頻同步效果。另外，aptX還可開通一個雙通道音頻流以便將耳機中的信號回傳至游戲機，從而為游戲團隊提供無線語音聊天功能，增強游戲體驗。 內置aptX的耳機可用于玩游戲、聆聽高品質音樂、免提通話等應用當中，為用戶創造各種美好體驗。 如何使用aptX低延時技術 aptX低延時技術連接的兩端分別為：壓縮/編碼器/信源與解壓縮/解碼器/信宿。它適于采用市面上基于Linux、安卓Jelly Bean及Kit Kat等系統的各種編碼器，并可兼容BlueZ及Bluedroid藍牙協議棧。一旦確認輸出信號準確無誤，那么便可在兩個工作日內完成數據集成。 在解碼端，用戶可采用CSR芯片如BC05MM及SR8670，這兩款基于閃存的芯片元件均兼容Kalimba板載 DSP。用戶然后可將aptX低延時技術集成到Kalimba DSP這個平臺。除了aptX，CSR芯片還可提供其他各種豐富功能，包括高性能DAC與ADC、電容式觸控、輸入/輸出功能（SPDIF、I2S、I2C與 GPIO等）等；若使用的是CSR8670 ，還可提供Bluetooth Smart連接功能。 你的選擇是什么？ 本文開頭就已說明：由于基于SBC及其他幀的編解碼器在藍牙連接時具備一定的制約性，因此A/V行業才無奈選擇其他的私有方案。鑒于CSR技術成功解決了延遲問題，制造商現可考慮在其生態系統設計中采用藍牙連接，不僅易于使用、節約成本（芯片及系統），還可確保其產品永不過時。 放棄私有方案而選擇基于標準的方案有利于制造商享受各藍牙半導體公司的研發成果，其好處包括： • 加快設計流程 • 形成規模經濟從而確保優勢價位 • 除了藍牙射頻，還可享受研發出的其他各種豐富功能，包括板載DSP、ADC、DAC及采樣率轉換器等 藍牙標準已被廣大消費電子廠商采用，藍牙芯片的銷量在過去十年間已超過30億。市面上所有智能手機、平板電腦及大多數功能手機與便攜式媒體播放器都已搭載藍牙功能并兼容A2DP協議以提供寬帶立體聲音頻。使用戶在觀看智能手機存儲視頻時，無需使用電子狗便可通過無線耳機與揚聲器聆聽高品質音頻，這將是一個萬千矚目的事業。 來源：CSR公司 |
