Как поменять кодек bluetooth наушников

Обновлено: 29.06.2024

Некоторые пользователи беспроводных наушников отмечают низкое качество звука и недостаток высоких частот при использовании стандартного Bluetooth-кодека SBC, который поддерживают все аудиоустройства. Частой рекомендацией для улучшения звука является покупка устройств и наушников с поддержкой кодеков aptX и LDAC. Эти кодеки требуют лицензионных отчислений, поэтому устройства с их поддержкой стоят дороже.

Оказывается, низкое качество SBC обусловлено искусственными ограничениями Bluetooth-стеков и настроек наушников, и это ограничение можно обойти на любых существующих устройствах, путём программных изменений смартфона или компьютера.

Кодек SBC

У кодека SBC есть множество разных параметров, которые согласуются на этапе установки соединения. Среди них:

Количество и тип каналов: Joint Stereo, Stereo, Dual Channel, Mono;
Количество частотных полос: 4 или 8;
Количество блоков в пакете: 4, 8, 12, 16;
Алгоритм распределения битов при квантовании: Loudness, SNR;
Максимальное и минимальное значение пула битов, используемых при квантовании (bitpool): обычно, от 2 до 53.

Декодирующее устройство обязано поддерживать любое сочетание этих параметров. Кодирующее устройство может реализовывать не все.
Существующие Bluetooth-стеки, как правило, согласуют следующий профиль: Joint Stereo, 8 полос, 16 блоков, Loudness, bitpool 2..53. Этот профиль кодирует 44.1 кГц аудио с битрейтом 328 кбит/с.
Параметр bitpool напрямую влияет на битрейт в рамках одного профиля: чем он выше, тем выше битрейт, а следовательно и качество.
Однако параметр bitpool не привязан к конкретному профилю; влияние на битрейт также в значительной степени оказывает и другие параметры: тип каналов, количество частотных полос, количество блоков. Поднять битрейт можно косвенно, путем согласования нестандартных профилей, без изменения bitpool.

Формула подсчета битрейта SBC

Например, режим Dual Channel кодирует каналы раздельно, используя весь bitpool для каждого из каналов. Заставив устройство использовать Dual Channel вместо Joint Stereo, мы получим почти удвоенный битрейт при том же максимальном значении bitpool: 617 кбит/с.
По моему мнению, использование не привязанного к профилю значения bitpool на этапе согласования — недоработка стандарта A2DP, которая и привела к искусственному ограничению качества SBC. Разумней было бы согласовывать bitrate, а не bitpool.

Такие фиксированные значения Bitpool и Bitrate берут свое начало из таблицы с рекомендованными к использованию значениями для высококачественного аудио. Но рекомендация — не повод ограничиваться этими значениями.

Спецификация A2DP v1.2, которая была активна с 2007 по 2015 год, предписывает всем декодирующим устройствам корректно работать с битрейтами до 512 кбит/с:

The decoder of the SNK shall support all possible bitpool values that do not result in excess of the maximum bit rate. This profile limits the available maximum bit rate to 320kb/s for mono, and 512kb/s for two-channel modes.

В новой версии спецификации ограничение по битрейту отсутствует. Предполагается, что современные наушники, выпущенные после 2015 года и поддерживающие EDR, могут поддерживать битрейты до ≈730 кбит/с.

По какой-то причине, у проверенных мной Bluetooth-стеков Linux (PulseAudio), Android, Blackberry и macOS есть искусственные ограничения максимального значения параметра bitpool, который напрямую влияет на максимальный битрейт. Но это — не самая большая проблема, почти все наушники тоже ограничивают максимальное значение bitpool числом 53.
Как я уже успел убедиться, большинство устройств отлично работает на модифицированном Bluetooth-стеке с битрейтом в 551 кбит/с, без прерываний и треска. Но такой битрейт никогда не будет согласован в обычных условиях, на обычных Bluetooth-стеках.

Модифицируем Bluetooth-стек

В любом Bluetooth-стеке, который совместим со стандартом A2DP, есть поддержка режима Dual Channel, но активировать её из интерфейса не представляется возможным.

Давайте добавим переключатель в интерфейс! Я сделал патчи для Android 8.1 и Android 9, которые добавляют полноценную поддержку Dual Channel в стек, добавляют режим в меню переключения режима в инструменты разработчика, и обрабатывают SBC с поддержкой Dual Channel так, будто это дополнительный кодек, вроде aptX, AAC или LDAC (Android называет это HD Audio), добавляя галочку в настройки Bluetooth-устройства. Вот как это выглядит:

При активации галочки, Bluetooth-аудио начинает передаваться с битрейтом 551 кбит/с, если наушники поддерживают соединение на скорости 3 мбит/с, или 452 кбит/с, если наушники поддерживают только 2 мбит/с.

LineageOS
Resurrection Remix
crDroid

Откуда взялись 551 и 452 кбит/с?

Технология разделения эфира в Bluetooth предназначена для эффективной передачи больших пакетов фиксированного размера. Передача данных происходит слотами, самое большое количество слотов, отправляемых за одну передачу — 5. Также есть режимы передачи, использующие 1 или 3 слот, но не 2 или 4. В 5 слотах можно передать до 679 байт на скорости соединения 2 мбит/с и до 1021 байт на скорости 3 мбит/с, а в 3 — 367 и 552 байта соответственно.

Если мы хотим передать меньше данных, чем 679 или 1021 байт, но больше, чем 367 или 552 байта, то передача всё равно займет 5 слотов, а данные будет передаваться за такое же время, что уменьшает эффективность передачи.

SBC в режиме Dual Channel, на 44100 Гц-аудио с параметрами Bitpool 38, 16 блоков во фрейме, 8 частотных диапазонов, кодирует аудио во фреймы размером 164 байт, с битрейтом 452 кбит\с.
Аудио должно быть инкапсулировано в протоколы передачи L2CAP и AVDTP, которые забирают 16 байт от полезной аудионагрузки.

Таким образом, в одну Bluetooth-передачу с 5 слотами удаётся вместить 4 аудиофрейма:

Мы вместили 11.7 мс аудиоданных в отправляемый пакет, который будет передан за 3.75 мс, и у нас осталось 6 неиспользованных байт в посылке.
Если чуть поднять bitpool, 4 аудиофрейма уже не удастся упаковать в одну посылку. Придётся отправлять по 3 фрейма за раз, что снижает эффективность передачи, уменьшает количество передаваемого аудио за одну посылку, и быстрее приведёт к заиканиям аудио при плохих радиоусловиях.

Таким же образом был подобран битрейт 551 кбит/с для EDR 3 мбит/с: с Bitpool 47, 16 блоками во фрейме, 8 частотными диапазонами получается размер фрейма 200 байт, при битрейте 551 кбит/с. В одну посылку вмещается 5 фреймов или 14.6 мс музыки.

Зачем всё это нужно?

Вопреки расхожему мнению о качестве звука кодека aptX, на некоторых файлах он может давать результаты хуже, чем SBC со стандартным битрейтом в 328 кбит/с.

SBC динамически выделяет биты квантования для частотных полос, действуя по принципу «от нижних к верхним». Если весь битрейт использовался на нижние и средние частоты, верхние частоты «обрежутся» (вместо них будет тишина).
aptX квантует частотные полосы одним и тем же количеством бит постоянно, из-за чего у него постоянный битрейт: 352 кбит/с для 44.1 кГц, 384 кбит/с для 48 кГц, и он не может «перенести биты» на те частоты, которые больше всего в них нуждаются. В отличие от SBC, aptX не будет «обрезать» частоты, а будет добавлять в них шумы квантования, уменьшая динамический диапазон аудио, и иногда привносить характерные потрескивания. SBC же «съедает детали» — отбрасывает наиболее тихие участки.
В среднем, по сравнению с SBC 328k, aptX вносит меньше искажений в музыку с широким частотным диапазоном, но на музыке с узким диапазоном частот и широким динамическим диапазоном SBC 328k иногда выигрывает.

Рассмотрим частный случай. Спектрограмма записи игры на фортепиано:

Основная энергия лежит в частотах от 0 до 4 кГц, и продолжается до 10 кГц.
Спектрограмма файла, сжатого в aptX, выглядит следующим образом:

А так выглядит SBC 328k.

Видно, что SBC 328k периодически полностью отключал диапазон выше 16 кГц, и расходовал весь доступный битрейт на диапазоны ниже этого значения. Однако, aptX внес больше искажений в слышимый человеческим ухом спектр частот, что можно видеть на вычтенной оригинальной спектрограмме из спектрограммы aptX (чем ярче, тем больше искажений):

В то время как SBC 328k меньше испортил сигнал в диапазоне от 0 до 10 кГц, а остальное — обрезал:

Битрейта 485k SBC хватило, чтобы сохранить весь диапазон частот, без отключения полос.

SBC 485k на этой композиции значительно опережает aptX в диапазоне 0-15 кГц, и с меньшей, но все же заметной разницей — в 15-22 кГц (чем темнее, тем меньше искажений):

Переключившись на высокобитрейтный SBC, вы получите звук, зачастую превосходящий aptX, на любых наушниках. На наушниках, поддерживающих подключение EDR 3 мбит/с, битрейт 551 кбит/с даёт звук, сравнимый с aptX HD.

А можно ещё больше?

В патче для Android также имеется опция для ещё большего повышения битрейта для устройств EDR 2 мбит/с. Можно повысить битрейт с 452 кбит/с до 595 кбит/с, ценой уменьшения стабильности передачи в сложных радиоусловиях.
Достаточно установить переменную persist.bluetooth.sbc_hd_higher_bitrate в значение 1:

Патч на экстремальный битрейт пока принят только в LineageOS 15.1, но не в 16.0.

Совместимость с устройствами

SBC Dual Channel поддерживается практически всеми наушниками, колонками и автомобильными головными устройствами. Это немудрено — стандарт предписывает его поддержку в любых декодирующих устройствах. Есть небольшое количество устройств, на которых этот режим вызывает проблемы, но это — единичные экземпляры.
Более подробно с совместимыми устройствами можно ознакомиться на 4pda или xda-developers.

Сравнение различий звука

Связь с разработчиками Android

Я писал многим разработчикам Bluetooth-стека из Google, с просьбой рассмотреть включение патчей в основную ветку Android — AOSP, но не получил ни одного ответа. Мои патчи в системе работы с патчами Gerrit для Android также остались без комментариев со стороны кого-либо причастного.
Я был бы рад, если бы мне посодействовали в связи с разработчиками из Google и внедрении SBC HD в Android. Патчcет в gerrit уже устарел (это одна из ранних ревизий), и я его обновлю, если разработчиков заинтересуют мои изменения (мне непросто его обновлять, у меня нет совместимых с Android Q устройств).

Немного о Bluetooth аудиокодеках

SBC (Subband Coding) — этот кодек с потерями, на данный момент используется в большинстве случаях передачи звука по беспроводным наушникам. Самой главной проблемой SBC является то, что кодек очень сильно искажает звук, больше чем MP3, поэтому для прослушивания высококачественного аудио материала он явно не годится.
AAC (Advanced Audio Coding) — также аудиокодек с потерями, но качество звука гораздо выше чем SBC.
aptX, aptX HD и aptX LL — аудиокодек разработанный компанией Qualcomm, поэтому его можно встретить практически только на устройствах, где установлен процессор Snapdragon. Кодек aptX и aptX HD в отличие от SBC и AAC, практически не имеет потерь, аудио компрессируется и передается по Bluetooth. Аудиокодек aptX LL позволяет прослушивать высококачественное аудио с низкими задержками.
LDAC — не так давно разработанный аудиокодек компанией Sony, который должен сместить с поста устоявшийся кодек SBC. Этот аудиокодек выполняет компрессию с небольшими потерями. C версии Android 8.0 Oreo, стал частью системы, так что возможно LDAC вскоре станет стандартном для передачи звука по беспроводным наушникам и колонкам.

Если наушники поддерживают только SBC кодек, то включить Bluetooth кодек aptX, aptX HD, LDAC не получится!

Как узнать кодек bluetooth что используется?

На новых версиях Android необходимо зайти в BlueTooth, подключить наушники. После чего рядом появится значок с кодеком.

Как включить необходимый Bluetooth
аудиокодек на Android?

Для начала вам необходимо убедиться что ваши наушники или колонки поддерживают более продвинутый аудиокодек. Вам изрядно придется покопаться в интернете, чтобы понять, какой кодек они поддерживают.

Второе условие, версия Android на телефоне должна быть 8.0 или более новая.

Если же принудительное переключение кодека не работает, хотя вы уверены, что наушники поддерживают APTX, LDAC или AAC, то тогда скорее всего их активация происходит с помощью специального, фирменного приложения, от производителя беспроводной гарнитуры! Либо еще как вариант, сначала активировать кодек в приложение для bluetooth наушников, а после перейти в меню разработчика и выбрать аудиокодек!

Вам удалось поменять кодек bluetooth! Звук по беспроводным наушникам должен улучшится!

Вот и все, теперь вы знаете как включить aptx на смартфоне! Больше полезных статей и инструкций читайте в разделе Статьи и Хаки Android. Оставайтесь вместе с сайтом Android +1, дальше будет еще интересней!

Для передачи звука по Bluetooth телефоны Xiaomi (Redmi) используют набор кодеков, каждый из которых отличается друг от друга качеством передачи и стабильностью соединения, но как изменить кодек Bluetooth на Xiaomi?

Исторически сложилось так, что разные кодеки разработали разные компании и в разное время опираясь на разные технические возможности беспроводных наушников.

Поэтому сегодня тяжело сходу разобраться в том, какой из них нужно выбрать на Xiaomi, чтобы наушники звучали на максимум потенциала в них заложенного.

В начале статьи я бегло покажу какие кодеки есть на Xiaomi и чем они различаются, а потом покажу как их выбирать.

SBC – самый простой, который при должной настройке со стороны производителей наушников обеспечивает достаточное качество звука;
AAC – продвинутый кодек, обеспечивающий хорошее качество при условии, что гаджет не поддерживает aptX;
aptX, aptX HD, aptX LL – набор разработанный компанией Qualcomm, базирующиеся на их собственных разработках. При сравнении множества наушников в режиме работы apt X и AAC по качеству побеждает apt X, но лишь при работе на Android смартфонах, к которым относятся и Xiaomi. Наушники с кодеком AAC в паре с iPhone будут звучать лучше, это особенность реализации кодека AAC на Android.
LDAC – самый продвинутый и разработанный компанией Sony. Если он поддерживается наушниками, используйте его, он даст лучший результат.
LHDC – самая последняя разработка, который появился около года назад, разработчики обещают наилучшее качество звучания. Проблема заключается в том, что на рынке ещё нет беспроводных наушников с его поддержкой, поэтому говорить что-то о качестве рано. Возможно, это новый лидер, но возможно и обратное – всё покажет время.

С кодеками разобрались, но я добавлю, что каждый из них поддерживает несколько скоростей передачи данных, что напрямую влияет на качество звука. Чем больше битрейт (скорость передачи данных), тем выше качество, но при этом ухудшается стабильность соединения.

Если вы замечаете, что звук иногда прерывается или заикается, стоит выбрать битрейт пониже в настройках кодека, это может помочь получить лучшую стабильность.

Алгоритм выбора на Xiaomi следующий: SBC – AAC – aptX – aptX HD – LDAC – LHDC.

Слева самый простой кодек, справа самый эффективный, выбирать нужно тот, который поддерживают ваши наушники. Если они поддерживают SBC и AAC – выбирайте AAC. Если умеют работать с SBC, AAC и aptX – выбирайте aptX.

Обычно Xiaomi автоматически выбирает наилучший вариант из поддерживаемых наушниками, но иногда требуется ручное вмешательство.

Как переключить Bluetooth кодек на Xiaomi

Примечание: ручное изменение настроек сбрасывается каждый раз при отключении Bluetooth устройства.

Если вас не устраивает качество звука в беспроводных наушниках или захотелось продлить время их автономной работы, попробуйте заменить аудиокодек. Посмотреть, какие кодеки поддерживаются и изменить их при необходимости позволяют версии ОС Android 8.0 и новее — рассказываем подробнее.

Кодек отвечает за качество звучания композиции в беспроводных наушниках. Наиболее популярные аудиокодеки – AAC, SBC, LDAC, aptX и aptX HD (хотя существуют и другие).

Задуматься о замене кодека стоит если, например, вы будете прослушивать аудиокнигу. Высочайшее качество звука вам вряд ли понадобится, а вот время работы наушников, скорее всего, продлить захочется. Также замена кодека может помочь, если устройства часто теряют связь друг с другом.

Важно помнить — для успешной работы кодека необходимо, чтобы оба гаджета поддерживали его. Самый простой, базовый кодек SBC есть у всех — он будет использован в том случае, если иных общих вариантов у устройств не найдено.

Обычно наушники поддерживают более одного кодека и смартфон сам выбирает, какой из них лучше использовать

Как узнать, какой кодек используется?

Раньше не было простого способа этого сделать — было несколько обходных путей вплоть до копирования журналов со смартфона на ПК. И если Android 10 предлагала просто список всех аудиокодеков в меню разработчиков, не показывая, какие из них будут работать, то в Android 11 уже видно, какие кодеки поддерживаются — остальные выделены серым.

Непосредственно для просмотра и изменения кодека понадобится получить доступ к разделу для разработчиков.

В «Настройки» — «Система и обновления» — «Для разработчиков» найдите пункт «Аудиокодек Bluetooth» и выберите необходимый кодек

При желании можно даже поэкспериментировать и оценить, как меняется звук и стабильность соединения в зависимости от выбранного кодека.

Читайте также: