突破技術(shù)壁壘，解決藍(lán)牙無(wú)線音頻的延時(shí)問(wèn)題

aptX音頻壓縮編解碼技術(shù)徹底顛覆了藍(lán)牙立體聲音響的聆聽(tīng)體驗(yàn)，可為藍(lán)牙立體聲耳機(jī)、各類音箱等消費(fèi)電子應(yīng)用設(shè)備提供高品質(zhì)無(wú)線音頻。aptX技術(shù)起初應(yīng)用于無(wú)線電廣播當(dāng)中，直至4年前才被引入藍(lán)牙應(yīng)用領(lǐng)域。它的應(yīng)用使支持立體聲藍(lán)牙A2DP 連接的設(shè)備能夠輸出CD般品質(zhì)音頻。

盡管aptX技術(shù)克服了藍(lán)牙音頻的較低音質(zhì)問(wèn)題，但開(kāi)發(fā)人員仍需解決藍(lán)牙音頻的延時(shí)問(wèn)題，以便為使用移動(dòng)設(shè)備觀看電影或玩游戲的消費(fèi)者開(kāi)發(fā)出高品質(zhì)的無(wú)線耳機(jī)與音箱產(chǎn)品。延時(shí)是指音頻流從音頻源(智能手機(jī)、媒體播放器、計(jì)算機(jī)或控制臺(tái))傳輸至無(wú)線接收設(shè)備(音箱或耳機(jī))播放所花費(fèi)的時(shí)間。

佩戴無(wú)線耳機(jī)使用平板電腦觀看電影時(shí)，用戶不希望遇到聲音與畫面不同步的現(xiàn)象;而在無(wú)線設(shè)備上操作涉及射擊、爆炸及其它間歇性意外事故的激烈動(dòng)作游戲時(shí)，游戲玩家也都希望獲得直覺(jué)的音頻響應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)聲音與動(dòng)作之間的同步，延時(shí)必須控制在40ms以內(nèi)。由于傳統(tǒng)藍(lán)牙技術(shù)的延遲時(shí)間超過(guò)100ms，其性能無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)白及游戲?qū)崟r(shí)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(yīng)運(yùn)而生以便填補(bǔ)這個(gè)領(lǐng)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(shí)aptX音頻壓縮編解碼技術(shù)使開(kāi)發(fā)人員無(wú)需使用繁雜的適配器便可輕松地解決延時(shí)問(wèn)題。全新低延時(shí)aptX音頻壓縮編解碼技術(shù)通過(guò)藍(lán)牙不僅提供無(wú)損的高品質(zhì)音頻，同時(shí)還提供低達(dá)40ms的低延時(shí)輸出性能。aptX突破性技術(shù)具備諸多優(yōu)點(diǎn)，其中包括：

●使用基于標(biāo)準(zhǔn)的射頻技術(shù)并兼容藍(lán)牙

●由于藍(lán)牙百分百兼容智能手機(jī)、平板電腦及筆記本，因此無(wú)需搭配使用適配器

●通過(guò)簡(jiǎn)單的軟件更新便可在現(xiàn)有芯片設(shè)計(jì)系統(tǒng)中運(yùn)行

低延時(shí)音頻壓縮編解碼技術(shù)問(wèn)題

這個(gè)問(wèn)題的關(guān)鍵在于音頻與視頻信號(hào)的超前或滯后。據(jù)歐洲廣播建議標(biāo)準(zhǔn)R37-2007規(guī)定，電視信號(hào)的聲音與圖像組件傳輸之間的時(shí)隙范圍為：“聲音比圖像信號(hào)超前不應(yīng)高于40ms且滯后不應(yīng)高于 60ms.” 在立體音頻傳輸中，藍(lán)牙傳輸層采用了支持標(biāo)準(zhǔn)SBC編解碼器的A2DP協(xié)議以及基于心理聲學(xué)感知技術(shù)的編碼算法。然而，基于SBC與感知的壓縮技術(shù)則使用幀壓縮，其整體延遲時(shí)間最高甚至可達(dá)100ms至500ms，這主要?dú)w于以下三個(gè)因素：

1.編解碼器延遲：每個(gè)音頻編解碼器在將數(shù)據(jù)進(jìn)行編碼并發(fā)送出去之前會(huì)造成一定的內(nèi)部延遲。傳統(tǒng)的編解碼器已檢測(cè)到高達(dá)50ms的編解碼器延遲。

2.傳輸延遲：A2DP傳輸層采用數(shù)據(jù)包結(jié)構(gòu)。工程師在使用基于SBC或感知的幀填充數(shù)據(jù)包時(shí)，有兩個(gè)方案選擇：其一是將一個(gè)幀放入大型藍(lán)牙數(shù)據(jù)包;其二是將一個(gè)幀分解成兩個(gè)藍(lán)牙數(shù)據(jù)包。采用第一個(gè)方案會(huì)降低數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆€(wěn)健性，而在第二個(gè)方案中，解碼器只有在接收到兩個(gè)藍(lán)牙數(shù)據(jù)包以后才能對(duì)分解幀進(jìn)行解碼，因此將顯著增加傳輸延遲時(shí)間。

3.編解碼器接收到整個(gè)數(shù)據(jù)包或幀以后才會(huì)開(kāi)始進(jìn)行解碼。

此外，由于其比特率設(shè)置特點(diǎn)，基于SBC與感知的編解碼器提供的音頻質(zhì)量高度易變。也就是說(shuō)，即使采用的是多個(gè)同樣的編解碼器，也無(wú)法提供穩(wěn)定的音頻效果。

A2DP傳輸無(wú)法兩全其美。若要獲得低延時(shí)性能，那么音頻的穩(wěn)健性及音質(zhì)則會(huì)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(fèi)者對(duì)無(wú)線傳輸?shù)男枨蟆?/p>

aptX低延時(shí)技術(shù)

基于采樣模式的aptX編解碼器較A2DP編解碼器具備兩大優(yōu)勢(shì)： 它可提供1.9ms超低編解碼延時(shí)，更為重要的是，無(wú)需采用幀格式。因此，在解碼過(guò)程中，aptX編解碼器無(wú)需等待便可高效地對(duì)藍(lán)牙數(shù)據(jù)包進(jìn)行填充，也就是說(shuō)，一旦它接收到數(shù)據(jù)包便即刻啟動(dòng)解碼過(guò)程。此外，aptX采用固定壓縮率算法，可在傳輸過(guò)程中始終提供相同的比特率，從而保證每個(gè)配備aptX的產(chǎn)品輸出相同的音質(zhì)。

aptX具備的一系列獨(dú)特特性在提供專業(yè)的音頻性能及穩(wěn)健性的同時(shí)，還可保證40ms的端到端延遲。40ms符合歐洲廣播聯(lián)盟(EBU)制定的實(shí)現(xiàn)對(duì)話與動(dòng)作同步的標(biāo)準(zhǔn)要求。

電視機(jī)與游戲

自平板電視誕生以來(lái)，工程師一直致力于窄化電視機(jī)邊框，主要目的是為了更好地將電視機(jī)安裝于臥室墻面。然而， 電視機(jī)的輕薄化設(shè)計(jì)與其音質(zhì)成反比，其揚(yáng)聲器的音響效果與其容積成正比，也就是說(shuō)，電視機(jī)越薄，其音質(zhì)越差。針對(duì)當(dāng)前市面上的5mm厚度平板電視，我們提供兩種基于低延時(shí)藍(lán)牙連接的方案選擇：

1.廠商可制造獨(dú)立揚(yáng)聲器，在電視機(jī)外殼中內(nèi)置aptX低延時(shí)技術(shù)并在揚(yáng)聲器中嵌入解碼器

2.電視機(jī)采購(gòu)商可使用接收器從線性輸出端口將信號(hào)傳輸至現(xiàn)有的兼容aptX技術(shù)的立體聲音響系統(tǒng)當(dāng)中

游戲也是日漸增長(zhǎng)的一個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。當(dāng)傳統(tǒng)的室內(nèi)游戲機(jī)市場(chǎng)依然強(qiáng)勁之時(shí)，移動(dòng)游戲市場(chǎng)獲得了蓬勃發(fā)展。現(xiàn)代操作系統(tǒng)使市面上的所有智能手機(jī)及平板電腦均可運(yùn)行3D游戲，這將為游戲市場(chǎng)創(chuàng)造數(shù)以億計(jì)的潛在用戶。

在路上佩戴藍(lán)牙耳機(jī)操控游戲的玩家絕對(duì)不希望碰到延時(shí)問(wèn)題，他們希望通過(guò)耳機(jī)聽(tīng)到的聲音能夠與游戲畫面和操控動(dòng)作保持同步。若扣下扳機(jī)與聽(tīng)見(jiàn)槍響的時(shí)間間隔超過(guò)50ms，造成的延時(shí)會(huì)比較明顯，這個(gè)游戲也就變得沒(méi)什么趣味了。

aptX低延時(shí)技術(shù)及其40ms的低延時(shí)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(kāi)通一個(gè)雙通道音頻流以便將耳機(jī)中的信號(hào)回傳至游戲機(jī)，從而為游戲團(tuán)隊(duì)提供無(wú)線語(yǔ)音聊天功能，增強(qiáng)游戲體驗(yàn)。

內(nèi)置aptX的耳機(jī)可用于玩游戲、聆聽(tīng)高品質(zhì)音樂(lè)、免提通話等應(yīng)用當(dāng)中，為用戶創(chuàng)造各種美好體驗(yàn)。

如何使用aptX低延時(shí)技術(shù)

aptX低延時(shí)技術(shù)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(tǒng)的各種編碼器，并可兼容BlueZ及Bluedroid藍(lán)牙協(xié)議棧。一旦確認(rèn)輸出信號(hào)準(zhǔn)確無(wú)誤，那么便可在兩個(gè)工作日內(nèi)完成數(shù)據(jù)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(shí)技術(shù)集成到Kalimba DSP這個(gè)平臺(tái)。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(kāi)頭就已說(shuō)明：由于基于SBC及其他幀的編解碼器在藍(lán)牙連接時(shí)具備一定的制約性，因此A/V行業(yè)才無(wú)奈選擇其他的私有方案。鑒于CSR技術(shù)成功解決了延遲問(wèn)題，制造商現(xiàn)可考慮在其生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用藍(lán)牙連接，不僅易于使用、節(jié)約成本(芯片及系統(tǒng))，還可確保其產(chǎn)品永不過(guò)時(shí)。

放棄私有方案而選擇基于標(biāo)準(zhǔn)的方案有利于制造商享受各藍(lán)牙半導(dǎo)體公司的研發(fā)成果，其好處包括：

●加快設(shè)計(jì)流程

●形成規(guī)模經(jīng)濟(jì)從而確保優(yōu)勢(shì)價(jià)位

●除了藍(lán)牙射頻，還可享受研發(fā)出的其他各種豐富功能，包括板載DSP、ADC、DAC及采樣率轉(zhuǎn)換器等

藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)已被廣大消費(fèi)電子廠商采用，藍(lán)牙芯片的銷量在過(guò)去十年間已超過(guò)30億。市面上所有智能手機(jī)、平板電腦及大多數(shù)功能手機(jī)與便攜式媒體播放器都已搭載藍(lán)牙功能并兼容A2DP協(xié)議以提供寬帶立體聲音頻。使用戶在觀看智能手機(jī)存儲(chǔ)視頻時(shí)，無(wú)需使用電子狗便可通過(guò)無(wú)線耳機(jī)與揚(yáng)聲器聆聽(tīng)高品質(zhì)音頻，這將是一個(gè)萬(wàn)千矚目的事業(yè)。