Bluetoothで使われるLC3とAACの比較 (original) (raw)
概要
Bluetoothで使われる、LC3コーデックとAACコーデックの二重盲検法による比較。
2022年以降、Bluetooth 5.2という新しい規格がリリースされ、イヤホンやスピーカーと無線で接続するための新しい方法が準備される見込み。
新しい LE Audio を採用するデバイスでは、LC3というコーデックのサポートが必須となっている。
LC3は、音声の遅延を抑えた自然な音声再生と、バッテリ消費の軽減を狙って近年設計されたコーデックである。
このLC3コーデックを、現在Bluetoothで広く使われているAACコーデックと比較。
LC3コーデックのエンコーダとしては、欧州電気通信標準化機構(ETSI)が配布している最新版のLC3plusが使われた。
AACコーデックのエンコーダとしては、Apple製品で採用されている CoreAudioと、Androidで採用されているFDK-AACが使われた。
結果
ETSIが配布するLC3エンコーダよりも、現在のイヤホンやヘッドホンへの接続に広く使われているAACエンコーダの方がむしろ原音に忠実だった。
Appleが採用するエンコーダとAndroidが採用するエンコーダは大差ない結果となった。
方法
銘柄に対する先入観が影響しないように、PSP ABC/HR v2.4とAKG K712を利用して、3個のエンコードされた圧縮音源をランダムに並び替えて、銘柄を伏せて採点した。採点基準は、「音質劣化が非常に気になる」が1点 「気になる」が2点 「わずかに気になる」が3点 「原音からの音質変化が分かるが、気にならない」が4点 「音質変化がわからない、区別できない」が5点。4.9点以下の評点をつける場合は、ABXYテストを15回行い、12回以上(これ以上の成績をまぐれで出す確率は約2%)正解して、違いを聞き取れることを確認してからそうした。15種の多様なジャンルを含むテスト用の非圧縮音源が使われた。このテストでの採点は、27(音源)×3(エンコーダ)×1(回)=81(回)。
使用したオプション
サンプリング周波数が44.1kHzのロスレス音源から48kHzへの変換
refalac64 原音.44kHz.wav --rate 48000 -D -b 24 -o 原音.48kHz.wav
AAC (Appleのエンジン)
Appleが使うエンジン CoreAudioToolbox 7.10.9.0 が qaac 2.72 (x64 version) 経由で使われた。
qaac64 --cbr 144 -o 出力.mp4 原音.48kHz.wav
AAC (Androidのエンジン)
Androidで使われているFraunhofer社製のAACエンコーダ、fdk-aacが使われた。FAAC (libfaac) とは別物。
mstorsjo氏がメンテナンスしている、最新版のバージョン fdk-aac v2.0.2 を FFmpeg N-102573-g9d4c018497 に組み込んで使われた。
ffmpeg -y -i 原音.48kHz.wav -c:a libfdk_aac -b:a 144k 出力.mp4
LC3
2021年11月17日時点で欧州電気通信標準化機構(ETSI)から配布されていた最新の、
LC3plus Floating Point Software V1.6.3ETSI, ETSI TS 103 634 V1.3.1. が使われた。
配布されていたソースコードのfloating_point版をMSYS環境でビルドしエンコードさせた。
なお2022年3月15日時点でも同バージョンが配布されている。
LC3plus -E -q -v 原音.48kHz.wav 出力.lc3 144000
詳細な優劣の分析
FRIEDMAN version 1.24 (Jan 17, 2002) http://ff123.net/ Blocked ANOVA analysis
Number of listeners: 27 Critical significance: 0.05 Significance of data: 2.56E-012 (highly significant)
ANOVA Table for Randomized Block Designs Using Ratings
Source of Degrees Sum of Mean variation of Freedom squares Square F p
Total 80 19.52 Testers (blocks) 26 7.06 Codecs eval'd 2 8.00 4.00 46.58 2.56E-012 Error 52 4.47 0.09
Fisher's protected LSD for ANOVA: 0.160
Means:
AndroidA AppleAAC LC3plus 4.41 4.40 3.74
---------------------------- p-value Matrix ---------------------------
AppleAAC LC3plus AndroidA 0.926 0.000*
AppleAAC 0.000*
AndroidAAC is better than LC3plus AppleAAC is better than LC3plus
整形済みデータ
Apple AAC Android AAC LC3plus %feature 5 AAC AAC LC3 %feature 10 CoreAudioToolbox 7.10.9.0, via qaac 2.72 FDK-AAC 2.0.2 V1.6.3 ETSI (floating point ver.) %feature 11 --cbr 144 -c:a libfdk_aac -b:a 144k 144000 %genre Kamedo2's 15 sample 4.700 4.500 4.200 4.500 5.000 3.300 4.400 4.600 3.200 4.700 4.500 4.200 4.100 4.400 3.500 4.500 4.300 3.700 5.000 5.000 4.400 4.400 4.600 3.900 3.900 3.500 4.200 4.400 4.500 3.300 4.300 4.200 3.600 4.200 3.900 3.500 5.000 4.600 3.600 4.300 4.600 3.500 5.000 5.000 3.600 %genre IgorC's 12 sample 4.400 4.200 3.700 3.800 4.100 3.600 4.200 4.100 3.300 4.500 4.400 3.700 4.400 4.500 3.500 3.900 4.200 3.300 4.100 3.400 3.700 4.300 4.400 4.100 4.400 4.200 3.800 4.100 4.400 3.700 5.000 5.000 5.000 4.400 5.000 3.900
%samples 41_30sec Perc. %samples finalfantasy Strings %samples ATrain Jazz %samples BigYellow Pops %samples FloorEssence Techno %samples macabre Classic %samples mybloodrusts Guitar %samples Quizas Latin %samples VelvetRealm Techno %samples Amefuribana Pops %samples Trust Gospel %samples Waiting Rock %samples Experiencia Latin %samples Heart to Heart Pops %samples Tom's Diner Acappella
%samples 01 castanets inst. %samples 02 fatboy_30sec Techno %samples 03 eig Techno %samples 04 Bachpsichord inst. %samples 05 Enola Techno %samples 06 trumpet inst. %samples 07 applaud Live %samples 08 velvet perc. %samples 09 Linchpin Rock %samples 10 spill_the_blood guitar %samples 11 female_speech Speech %samples 12 French_Ad Speech %bitrate 146469 146146 145654 146500 146046 145613 146974 146453 145651 146778 146180 145642 146777 146356 145649 146921 146302 145626 147158 146361 145673 146681 146144 145653 148366 147429 145617 146607 146261 145618 146446 146024 145611 146748 146341 145645 146744 146334 145632 146687 146168 145627 146773 146411 145621 149514 147559 145751 146462 146076 145622 147719 146806 145700 146732 146184 145664 146422 146178 145644 148665 147225 145747
注：公開試聴試験での多人数の平均評点と管理人の評点が似たような傾向になることは確認しているので言えるが、ある個人がある再生環境で、ある価値観のもとに聞いたときの評価が、ここに書いた管理人の評価に似るかどうかまでは何とも言えない。また、今回利用した音源とは傾向の異なる音を多くエンコードした場合、結果や順位が異なる可能性があります。