aptX - aptX

aptX

Internet -mediatyyppi	audio/aptx
Kehittäjä	Qualcomm
Muototyyppi	Äänikoodekki

aptX ( apt tarkoittaa äänenkäsittelytekniikkaa ) on Qualcommin omistamien omien äänikoodekkipakkausalgoritmien perhe , jossa painotetaan voimakkaasti langattomia äänisovelluksia .

Historia

Tohtori Stephen Smyth kehitti alkuperäisen aptX -algoritmin 1980 -luvulla osana väitöskirjaansa. tutkimus Queen's University Belfastin elektroniikan, sähkötekniikan ja tietojenkäsittelytieteen koulussa; sen suunnittelu perustuu aika -alueen ADPCM -periaatteisiin ilman psykoakustisia kuulonpeitotekniikoita .

APTX audiokoodausjärjestelmässä ensin esiteltiin kaupallisten markkinoiden kuin puolijohde tuote, ohjelmoidun DSP integroidun piirin osan nimi APTX100ED, joka alunperin hyväksymien lähetys automaatio laitevalmistajien, jotka tarvitaan keino säilyttää CD-tasoinen ääni tietokoneen kiintolevylle ajaa automaattisesti toistokokoonpano aikana radio-, esimerkiksi, joten korvaamalla tehtävänä tiskijukka .

Yrityksen osti Solid State Logic n. 1988, ja siitä tuli osa Carlton Communications plc: tä. vuonna 1989. 1990 -luvun alussa APT: n koodekkeja käytettiin äänen siirtämiseen ISDN -linjojen kautta esimerkiksi Disneyn kaltaisten yritysten toimesta . Carlton Communications myi Solid State Logicin 23. joulukuuta 1999 yhtiölle 3i . Sitten vuonna 2005 Solid State Logic myi APT: n johdon ostoon. APT Licensing Ltd. perustettiin 1. maaliskuuta 2005 Belfastiin (18. joulukuuta 2008 asti nimellä Audio Processing Technology Holdings Limited ).

Valikoima APTX algoritmeja reaaliaikaista ääntä tiedon pakkaus laajennettiin henkisen omaisuuden tulee saataville muodossa ohjelmiston, laiteohjelmiston ja ohjelmoitava laitteisto ammatillinen audio , televisio- ja radio- broadcast , ja kulutuselektroniikan , erityisesti sovellusten langaton audio, pienellä viiveellä langattomat ääni peliä ja videota varten ja ääni IP: n kautta . Lisäksi APTX koodekki otettiin käyttöön vaihtoehtona SBC , alikaistan koodausta järjestelmän häviöllinen stereo / mono audio streaming valtuuttanut Bluetooth SIG varten Advanced Audio Distribution Profile ( A2DP ) on Bluetooth , lyhyen kantaman langaton henkilökohtainen alueverkon standardi. aptX on tuettu suorituskykyisissä Bluetooth-oheislaitteissa.

Nykyään standardia aptX ja parannettu aptX (E-aptX) käytetään sekä ISDN- että IP-äänikoodekkilaitteistoissa useilta lähetyslaitteiden valmistajilta, mukaan lukien APT WorldCast Systems , Tieline Technology, AVT, Harris Corporation , BW Broadcast, Digigram, MAYAH, Prodys, ja Qbit. Vuonna 2007 otettiin käyttöön aptX -perheen lisäys aptX Live -muodossa, joka tarjoaa jopa 8: 1 -pakkauksen; ja aptX HD, häviöllinen, mutta skaalautuva, mukautuva, lähes häviötön laadukas äänikoodekki julkistettiin huhtikuussa 2009.

Yhtiö hajosi vuonna 2009; lähetyslaitteistoliiketoiminnan osti Audemat ja siitä tuli osa nykyistä WorldCast Systemsiä , ja lisenssiliiketoiminnasta tuli APT Licensing, ja sen osti CSR plc vuonna 2010. aptX oli aiemmin tyyliltään apt-X, kunnes CSR osti sen vuonna 2010. CSR oli jonka Qualcomm osti elokuussa 2015.

Aloittaen Android Oreo ja Android 10 vastaavasti APTX / APTX HD APTX mukautuva lisättiin Android avoimen lähdekoodin projekti , jotta jokainen OEM integroida näitä standardeja omiin Android-laitteisiin vapaasti.

Vaihtoehdot

aptX

AptX-äänikoodekkia käytetään kuluttajien ja autojen langattomiin äänisovelluksiin, erityisesti häviöllisen stereoäänen reaaliaikaiseen suoratoistoon Bluetooth A2DP -yhteydellä/pariliitoksella "lähdelaitteen" (kuten älypuhelimen, tabletin tai kannettavan tietokoneen) ja " pesuallas -lisävaruste (esim. Bluetooth -stereokaiutin, kuulokkeet tai kuulokkeet). Tekniikka on sisällytettävä sekä lähettimeen että vastaanottimeen, jotta saadaan aptX-äänikoodauksen äänietuja verrattuna Bluetooth-standardin edellyttämään oletusalikaistakoodaukseen (SBC). CSR aptX -logolla varustetut tuotteet on sertifioitu yhteensopiviksi keskenään.

Parannettu aptX

Parannettu aptX tarjoaa koodauksen 4: 1 pakkaussuhteella ammattimaisille äänilähetyssovelluksille ja sopii AM-, FM-, DAB-, HD -radio- ja 5.1 -laitteille. Parannettu aptX voi käsitellä jopa 4 stereoparia AES3 -ääntä ja pakata yhdeksi AES3 -suoraksi lähetettäväksi. Parannettu aptX tukee 16-, 20- tai 24-bittisiä bittisyvyyksiä. Äänen näytteenottotaajuudella 48 kHz E-aptX: n bittinopeus on 384 kbit/s (kaksikanavainen), 768 kbit/s (nelikanava), 1024 kbit/s (5,1-kanavainen) ja 1280 kbit/s ( 5.1 kanavaa ja stereot). Sen alin bittinopeus on 60 (?) Kbit/s 16 kHz: n näytteenotolla varustetulle monoäänelle, joka tarjoaa noin 7,5 kHz: n taajuusvasteen juuri alle laajakaistapuhelinkoodekkien (jotka yleensä toimivat 16 kHz: n näytteenottotaajuudella).

aptX Live

aptX Live on matalan monimutkaisuuden omaava äänikoodekki, joka on erityisesti suunniteltu maksimoimaan digitaalisen langattoman mikrofonin kanavatiheys kaistanleveyden rajoitetuissa tilanteissa, kuten live-esityksissä (eli ohjelmien tekemisessä ja erikoistapahtumissa), joissa radiopohjaisten laitteiden taajuustehokkuus ( langattomat mikrofonit, korvan sisäinen valvonta, puheentunnistusjärjestelmät) on tulossa ensisijaiseksi toiminnalliseksi huomioksi. aptX Live tarjoaa jopa 8: 1-pakkauksen 24-bittisen resoluution digitaalisille äänivirroille säilyttäen samalla akustisen eheyden (noin 120 dB: n dynaaminen alue) ja varmistamalla noin 1,8 ms: n latenssin 48 kHz: n näytteenottotaajuudella. Lisäksi aptX Live sisältää tekniikoita, jotka tukevat yhteyttä tilanteissa, joissa bittivirhesuhde (BER) on liian korkea.

aptX LL

aptX LL tai aptX Low Latency on tarkoitettu video- ja pelisovelluksiin, jotka vaativat mukavaa audio-video-synkronointia aina, kun stereoääntä lähetetään lyhyen kantaman radion kautta kuuntelijalle Bluetooth A2DP -ääniprofiilistandardin avulla . Tekniikka tarjoaa 32 ms: n latenssin päästä päähän Bluetoothin kautta. Vertailun vuoksi tavallisen Bluetooth -stereon viive vaihtelee suuresti järjestelmän toteutuksesta ja puskuroinnista riippuen. Saatavilla on ratkaisuja, jotka käyttävät tavallista SBC-koodausta/dekoodausta ja jotka saavuttavat alle 40 ms: n latenssin päästä päähän. Suositeltu latenssi audio-video-synkronoinnille yleisradiotoiminnassa on +40 ms ja −60 ms (ääni ennen/jälkeen video). AptX Low Latency vaatii kuitenkin erillisen langattoman antennin, joten se ei saanut paljon käyttöönottoa älypuhelimissa, ja Qualcomm jätti sen käyttämättä aptX Adaptivea. Sen pääkilpailija on LLAC .

aptX HD

aptX HD: n tai aptX High Definitionin bittinopeus on 576 kbit/s. Se tukee teräväpiirtoista ääntä jopa 48 kHz näytteenottotaajuuteen ja näytteen erottelutarkkuutta jopa 24 bittiin. Toisin kuin nimestä voi päätellä, koodekkia pidetään edelleen häviöllisenä; se sallii kuitenkin "hybridi" -koodausmenetelmän sovelluksiin, joissa pakattujen tiedonsiirtonopeuksien keskiarvo tai huippu on rajoitettava rajoitetulle tasolle. Tämä sisältää dynaamisen "lähes häviöttömän" koodauksen soveltamisen niille äänen osille, joissa täysin häviötön koodaus on mahdotonta kaistanleveyden rajoitusten vuoksi. "Lähes häviötön" -koodaus säilyttää teräväpiirtoisen äänenlaadun säilyttäen jopa 20 kHz: n äänitaajuudet ja vähintään 120 dB: n dynaamisen alueen. Sen tärkeimmät kilpailijat ovat Sonyn ja LHDC: n kehittämä LDAC -koodekki .

Toinen skaalattava parametri aptX HD: ssä on koodausviive. Sitä voidaan vaihtaa dynaamisesti muita parametreja, kuten pakkaustasoja ja laskennallista monimutkaisuutta vastaan. AptX HD -koodekin latenssi voidaan skaalata jopa 1 ms: ksi 48 kHz: n näytteistetylle äänelle muiden konfiguroitavien parametrien asetuksista riippuen. aptX HD toimii erityisen hyvin muita häviöttömiä koodekkeja vastaan, kun koodausviive on rajoitettu pieneksi, esimerkiksi 5 ms tai lyhyemmäksi, mikä tekee siitä erityisen sopivan viiveherkille interaktiivisille äänisovelluksille.

Monilla häviöttömillä koodekkeilla on alhainen laskennallinen etu verrattuna tunnettuihin häviökoodekkeihin, kuten MP3 ja AAC . Tämä on erityisen tärkeää syvälle upotetuille äänisovelluksille, jotka toimivat pienitehoisissa mobiililaitteissa. aptX HD edistää alhaisia ​​laskennallisia yleiskustannuksia valitsemalla dynaamisesti yksinkertaisimmat koodaustoiminnot jokaiselle lyhyelle äänisegmentille samalla kun se noudattaa muita toiminnallisia rajoituksia, kuten pakkaustasoa ja koodausviivettä. Muiden skaalattavien parametrien asetuksista riippuen aptX HD voi koodata 48 kHz: n 16-bittisen stereoäänivirran käyttämällä vain 10 MIPS : ää modernissa RISC- prosessorissa, jossa on signaalinkäsittelylaajennukset . Vastaava dekooderi edustaa vain 6 MIPS -laitetta samalla alustalla.

Käyttäjän metatiedot ja erityiset synkronointitiedot voidaan sisällyttää pakattuun muotoon määritettävissä olevilla nopeuksilla. Jälkimmäinen mahdollistaa nopean dekooderin uudelleensynkronoinnin, jos tietoliikenneyhteydet vahingoittavat tai katoavat, jolloin palvelun laatu (QoS) voi vaihdella nopeasti. Parametriasetuksista riippuen dekooderin uudelleensynkronointi voi tapahtua 1-2 ms kuluessa.

aptX Adaptive

aptX Adaptive on seuraavan sukupolven dynaamisesti säädettävä äänikoodekki, joka on tarkoitettu ensiluokkaiseen äänenlaatuun ja pieneen viiveeseen. aptX Adaptiven bittinopeus skaalautuu dynaamisesti välillä 279 kbps ja 420 kbps. Se toimii myös jaetun langattoman antennin sijasta. Qualcomm väittää, että uusi pakkausalgoritmi tarjoaa pakkaussuhteen 5: 1-10: 1. Tämän ansiosta aptX Adaptive nopeudella 279 kbps ja 420 kbps tuottaa saman äänenlaadun kuin aptX nopeudella 352 kbps ja aptX HD nopeudella 576 kbps. aptX Adaptive tukee 16 ja 24 bittisyvyyttä 44,1, 48 ja 96 kHz näytteenottotaajuudella. Laitteiston aptX Adaptive latenssi on 80 ms, mutta useimmat puhelimet käyttävät ohjelmistolähetintä-jolla ei ole viivettä muihin koodekkeihin verrattuna. aptX Adaptive on myös taaksepäin yhteensopiva vanhempien aptX- ja aptX HD -koodekkien kanssa, mutta ei aptX LL: n kanssa.

aptX Voice

aptX Voice on aptX Adaptiven uusi ominaisuus, ja se on suunniteltu parantamaan merkittävästi äänenlaatua niille, jotka käyttävät Bluetooth -lisälaitteita äänipuheluihin. Se tekee tämän tarjoamalla 32 kHz: n äänipuhelulaadun Bluetooth-handsfree-profiilissa .

Toimintamalli

Esimerkki CD-laatuisesta 16-bittisestä 44 kHz: n (enintään 22 kHz: n signaalin kaistanleveydestä) striimistä on jaettu kahdella kerroksella 64-napaista QMF: ää ( kvadratuurinen peilisuodatin ) neljään 16-bittiseen 11 kHz: n (enintään 5,5 kHz: n signaalin kaistanleveys) alikaistaan. jokainen). Ensimmäinen 64-napainen QMF jakautuu kahteen kaistaan ​​(0–11 kHz ja 11–22 kHz), ja sitten kukin syötetään toiseen 64-napaiseen QMF: ään, joka jakautuu neljään kaistaan: 0–5,5 kHz, 5,5–11 kHz, 11–16,5 kHz ja 16,5–22 kHz. Yleensä odotetaan esiintyvän pienempää varianssia korkeammilla kaistoilla kuin alemmilla kaistoilla, joten ADPCM: ää käytetään bittien allokoimiseen optimaalisesti.

Jokainen kaista koodataan ADPCM: llä käyttämällä bittien varausta 8 bittiä kaistalle 1 (0-5,5 kHz spektri), 4 bittiä kaistalle 2 (5,5-11 kHz), 2 bittiä kukin kaistoille 3 ja 4 (11-16,5 kHz ja 16,5 -22 kHz). Tulevaa muutosta harkitaan mukautuvalla bittien uudelleenjaolla, joka perustuu kunkin osakaistan varianssianalyysiin, esimerkiksi 9, 2, 3, 2 jne.

Tämän seurauksena monokanavalla 16 bittiä @ 44,1 kHz = 705,6 kbit/s tulo muunnetaan (4 × 16) 64 bitiksi @ 11,025 kHz = 705,6 kbit/s ja sitten (8+4+2+2) 16 bittiä @ 11,025 kHz = 176,4 kbit/s.

Vaihtoehtoisesti (lisää pienen viiveen) lyhytaikaista RMSE- analysaattoria käytetään dynaamisen alueen pienentämiseen ja siten bittien kohdistamiseen tehokkaammin hiljaisten kohtien aikana (eli häviöllinen muoto).

Stereosignaalia varten tavallinen PCM 1,4 Mbit -virta muunnetaan 352 Kbit/s aptX-virraksi.

Yksityiskohdat löytyvät EP0398973B1 -patentista. Tärkein syy on se, että signaalin vaihtelu vähenee korkeammilla taajuuksilla, mikä tekee siitä soveltuvan koodaamiseen ADPCM: n kaltaisilla koodekkeilla.

Katso myös

• Luettelo koodekkeista
• LDAC (koodekki) (kilpailijan koodekki)
• LHDC ja LLAC (kilpailijan koodekki)
• Häviöllinen tietojen pakkaus

Viitteet

Ulkoiset linkit

• Virallinen nettisivu
• Artikkeli ohittaa toisen koodausperheen , Radio World 09.12.2007
• "Entertainment Engineering, Volume 6, Issue 6: Licensable Intellectual Property for HD Digital Audio" (PDF) . Arkistoitu alkuperäisestä 16. helmikuuta 2012 . Haettu 29. kesäkuuta 2009 .CS1 -ohje: botti: alkuperäisen URL -osoitteen tila tuntematon ( linkki )