Кодек AAC при прослушивании беспроводных наушников стоит использовать только с телефонами Apple iPhone

Наравне с кодеками SBC и aptX на рынке существует кодек AAC, который не только довольно широко распространён, но и является кодеком, используемым по-умолчанию для кодирования музыки в сервисах iTunes и YouTube. Он поддерживается всеми телефонами, как на базе операционной системы iOS (iPhone), так и Android.

Изначально кодек был создан, как конкурент знаменитому MP3, обеспечивая чуть более лучшее звучание при меньшем объёме занимаемой памяти. Также он имеет большие технические возможности, музыка, с его помощью, может иметь параметры 24 бита 96 кГц, в то время как для MP3 максимумом является 16 Бит и 48 кГц.

AAC также применяется для сжатия данных перед их передачей по Bluetooth на беспроводные наушники, конечно, если и наушники, и телефон его поддерживают.

Следует отметить, что при всех своих достоинствах AAC относится к Lossy кодекам, т.е. он кодирует музыку с потерей оригинального качества.

AAC уступает по качеству звучания записи на компакт-диске

Мы провели несколько тестов кодека AAC на разных телефонах, прослушивая как Lossless форматы музыки, так и Lossy. Удивительно, но оказалось, что разные телефоны по-разному кодируют музыку для передачи на беспроводные наушники кодеком AAC, в то время как кодек SBC, хоть и обладает чуть худшими техническими характеристиками, зато работает стабильно на всех образцах.

Прежде чем мы погрузимся в графики и рассуждения нужно напомнить о том, что 16 бит для кодирования музыки абсолютно достаточно на сегодняшний день. Да, есть записи, выполненные с разрядностью 24 бита и даже 32 бита, однако, если посмотреть на графики, то видно насколько мало хранится аудиоинформации в дополнительных разрядах, поэтому в нашем конкретном тесте можно этим пренебречь. Также не будем забывать о том, что чувствительность человеческого слуха на частотах выше 10 кГц значительно изменяется с возрастом, не говоря уже об анатомически особенностях слуха каждого из нас.

Частоты, на которых происходит обрезание звукового сигнала сильно различаются от аппарата к аппарату при применении кодека AAC. Ни один из телефонов не смог достичь достаточно высоких частот, чтобы хотя бы близко соответствовать стандарту Hi-Res, но это было ожидаемо. Что было более удивительно, это то, что кодек SBC, который считается более простым, оказался лучше при тестах на всех аппаратах, как и LDAC. Это важно понимать для того, если вы хотите получить максимальное качество звука в беспроводных наушниках.

Самым жадным оказался телефон Huawei P20 Pro, он начинал заметно обрезать тестовых звук уже на частоте 14.2 кГц, а это очень рано. Даже пожилые люди 60-ти лет, при условии, что их слух в порядке, могут слышать звук на этой частоте, не говоря уже о более молодых меломанах. Чуть лучше проявил себя LG V30, который обрезал звук начиная с частот 16 кГц. Ещё чуть лучшие результаты продемонстрировал телефон Samsung Galaxy Note 8, который делал обрезку на частоте 17 кГц. Но лучше всех показал себя iPhone 7, который продержался до частоты 18.9 кГц.

Кодек AAC не смог достичь по частотному показателю не то, что качество записей на обычном компакт-диске, но даже до стандартного кодека SBC дотянуться не смог. Это надо знать каждому, кто ценит качество звука превыше удобства.

Для того, чтобы проверить уровень шума при кодировании звука кодеком AAC мы используем три аппарата: iPhone 7 будет лучшим, Huawei P20 Pro худшим, а Samsung Galaxy Note 8 будет представлять некий средний показатель. Итак, мы проиграли тестовую запись в LossLess формате и замерили шум, который был слышен в наушниках при его воспроизведении.

Этот тест демонстрирует работу психоакустического фильтра, который призван удалять из записи все звуки с низким уровнем громкости если одновременно с ними звучит более громкий звук.

Обратите внимание, что AAC просто удаляет звук, если он слишком тихий, чтобы его услышать. В записи он есть, а вот в наушниках его уже нет.

Обратите внимание на шум вокруг пиков проигрываемых звуков – они не замаскированы и не искажены. Например, имплементация кодека в телефоне iPhone 7 работает так, как должна теоретически, достигая громкости в 91 дб на частоте 1 кГц, это показывает, что вариант настройки кодека в телефоне Apple минимально маскирует сигнал и воспроизводит его достаточно близко к оригиналу, в то время, как конкуренты работают намного менее эффективно.

Телефоны на базе ОС Android работают с кодеком AAC хуже, чем iPhone

Как мы видим из тестов телефоны на базе ОС Android работают с кодеком AAC гораздо менее эффективно, чем iPhone.

Причиной этого является не конкретная имплементация кодека в прошивке телефона (хотя и она тоже), но главным образом на качество кодирования влияют энергосберегающие алгоритмы операционной системы Android (EAS).

EAS регулирует как процессор телефона будет работать с каждой конкретной задачей, на каких частотах это будет происходить и сколько энергии он на это будет тратить. Также будут расставлены разные приоритеты, если одновременно телефон будет заниматься множеством других задач.

В отдельных случаях на качество передачи звука с помощью кодека AAC может даже повлиять включение функции энергосбережения, которую пользователь может активировать самостоятельно для экономии заряда аккумулятора телефона.

На данный момент только кодек AAC использует сложное психоакустическое моделирование при кодировании сигнала, поэтому для его полноценной работы процессор должен проделать гораздо более тяжёлую работу, по сравнению с кодеками SBC и даже aptX.

Поэтому смартфоны, которые на первое место ставят приоритет повышению энергоэффективности по сравнению с производительностью, будут кодировать передачу музыки с помощью AAC Bluetooth с гораздо меньшим битрейтом и качеством. Например: Huawei P20 Pro, известный своей направленностью на оптимизацию энергоэффективности, дает результат, уступающий Galaxy Note 8 и iPhone 7.

Даже лучший телефон на ОС Android Galaxy Note 8 в нашем тесте явно уступает по качеству кодирования iPhone’у.

Он обеспечивает уровень шума около -73 дБ вокруг всех тестовых сигналов и фоновый шум -110 дБ.

Но даже так -73dB это не тоже самое, что 96 дБ, которое стандартно для уровня качества обычного компакт-диска, поэтому вы услышите шум, когда начнёте слушать мелодии.

Уровень фонового шума Huawei P20 Pro значительно хуже, чем Note 8, достигая максимума -42 дБ вокруг сигнала на частоте 1 кГц. Это не смертельно, но при прослушивании сложных музыкальных композиций детали будут утеряны, т.к. они будут маскироваться фоновым шумом. Определенно ничего близкого к качеству CD здесь нет.

Для того, чтобы продемонстрировать как сильно влияет на алгоритм кодирования AAC содержание воспроизводимого материала, сделаем следующий тест:

Как видно, на частотах до 1 кГц все телефоны достаточно тихие, т.к. на этих частотах нет звуковой информации. Но потом, на первом сигнале на частоте 1 кГц фоновый шум у iPhone усилился до -80 дБ, а у Note 8 он достиг значения -69 дБ.

Также видим, как кодек начинает срезать частоты выше определённой частоты, так даже iPhone заметно снизил громкость воспроизводимых тестовых сигналов на частоте выше 19 кГц.

Как мы видим, чем сложнее сигнал, тем больше становится фоновый шум и чем больше телефон настроен сохранить заряд аккумулятора, тем больше он халтурит при кодировании звука.

Оставляет ли кодек AAC файлы, закодированные в формат AAC, без изменения при передаче по Bluetooth?

Интересно, а меняет ли кодек AAC файлы, закодированные этим же кодеком и имеющим расширение AAC, при передаче их по Bluetooth в наушники? Удивительно, но в интернете нет тестов, которые бы проверили эту гипотезу. Чтож, придётся всё сделать самим. Для этого мы сконвертировали Lossless файл в AAC и заново провели тесты с ним, сравнивая с тем, как ведёт себя кодек при кодировании Lossless музыки.

Как видим, график почти не претерпел изменений при воспроизведении музыки в формате AAC. Также видно, что хоть файл AAC и содержит звуки, которые звучат на частоте 20 кГц, на наушники они не дошли и были обрезаны точно также, как и в предыдущих тестах. Даже iPhone обрезал частоты. Это явно указывает на то, что кодек повторно обрабатывает файл перед передачей по Bluetooth, а это значит, что нет никакой выгоды в том, чтобы хранить музыку именно в AAC формате, её можно хранить в любом формате, который вам необходим.

При проверке уровня фонового шума мы снова видим, что он везде выше, чем в исходном файле, а это однозначно указывает на то, что было совершено повторное кодирование сигнала.
iPhone добавил к фоновому шуму около -15dB, телефоны Samsung Galaxy Note 8 и Huawei P20 Pro снова продемонстрировали худшее качество работы кодека AAC.

Стоит ли использовать кодек AAC при использовании беспроводных наушников?

Кодек AAC является одним из самых любопытных кодеков, используемых при передаче музыки по Bluetooth. Дело в том, что нельзя однозначно судить о качестве его работы просто взглянув на графики и сравнив их, т.к. этот кодек активно использует принципы психоакустики при кодировании, чего не делают кодеки SBC или aptX.

Исходя из графиков, которые размещены в этой статье и личного субъективного опыта я могу заключить о том, что использовать кодек AAC имеет смысл только в паре с телефонами Apple iPhone из-за особенностей его имплементации в этой технике. В этом случае, при наличии качественных наушников, вы действительно получите результат, который будет близким к качеству звучания компакт-диска, хоть, конечно, и не будет ему равным.

Но если вы являетесь счастливым обладателем смартфона с операционной системой Android, тогда я настоятельно рекомендую отказаться от AAC, т.к. результат кодирования будет примерно равен кодеку SBC, а в некоторых случаях он будет даже худшим при прямом сравнении, а о каком-то серьёзном сравнении с качеством уровня компакт-диска и речи идти не может.

Если вы используете Android, то выберите другой кодек для высокого качества звука: aptX, aptX HD или LDAC.

Но больше всего во время теста удивил очень большой разброс в качестве работы кодека от телефона к телефону, в то время как кодек SBC был очень стабильным и работал на всех телефонах одинаково.
В будущем выйдут дополнительные статьи с новыми исследованиями особенности работы кодека AAC и его сравнения с конкурентами, оставайтесь с нами.

Перевод: soundguys.com