蓝牙音频新时代：LC3编码为您带来更高效的压缩与更好的音质

2023年蓝牙协会的报告指出，预计2027年全世界会有约70亿的蓝牙装置，其中，音频类就占了约15亿。由下图调查中可看出，在未来5年LE-only的音频装置会渐渐取代原来的传统蓝牙音频(A2DP)应用，走向更省电音质更好，压缩率更高，更符合个人使用的产品。

资料源：Bluetooth SIG

Bluetooth LE Audio是一种基于蓝牙规格5.2以上的新技术，可以提供更高质量的音频传输。其中的LC3编码是一种新的音频编码技术，可以实现更高效的音频压缩和更好的音质。

LC3编码是一种低延迟音频编码技术，通常用于视频会议、音频通话等低延迟应用场景。它可以实现高效的压缩，并且可以提供更好的音质，同时保持极低的延迟。

与传统的音频编码技术相比，LC3编码具有更高的压缩效率。这意味着在相同的数据传输速率下，可以传输更高质量的音频。同时，LC3编码还具有更好的容错性，能够在较差的网络环境下保持较好的音质。

另外，LC3编码还支持可变比特率（VBR）编码。这意味着编码器可以在传输过程中根据音频信号的复杂度自动调整编码率，从而实现更高效的压缩。这种技术对于音频传输和储存都非常有用，可以实现更高质量的音频压缩和更好的音质，让用户享受更高质量的音频体验。
新的蓝牙LC3编码比过往SBC编码提供更高质量声音在同样传输速率或更好的质量在低传输速率上。在提供高质量在低传输速率上，LC3编码将带给开发者这更大的弹性，允许在产品设计上有更好的属性取舍，如声音质量与功耗。LC3编码与SBC编码比较如下所示：

决定声音编码质量的优劣有数种方法。最常用的方法是实际用人去聆听比较压缩与解压缩过后的声音。另外的方法包含使用标准量化方法去量测声音编码性能，如下所示。

资料源：IEEE 269标准

STEP : Send Electrical Test Point
MRP : Mouth Reference Point
HATS : head and torso simulator

蓝牙LC3编码规格定义为有效率的蓝牙声音编码(Codec)针对使用在声音信息文件，如下图所示。该编码能压缩语音及音乐在变化的位传输率。LC3适用于任何蓝牙声音信息文件在传递满足声音质量于任何信道状况下。LC3为一区块基础转换声音编码，其具有低演算延迟，提供低压缩应用并提供一相当宽范围的可使用位传输率。压缩与解压缩可同时工作在10毫秒及7.5毫秒串流区间，在8 kHz, 16 kHz, 24 kHz, 32 kHz, and 48 kHz的取样频率。

(图片来源：LE Audio Specification, Bluetooth SIG Inc.)

LC3 优点

轻巧设计适用于低资源应用

• 低内存需求RAM (少于10 kW) & ROM (少于16 kW*)
• 低运算单元需求及低耗电需求

弹性编码参数

• 支援8, 16, 24, 32, 44.1 及48 kHz取样率
• 支持每一信道16 kbps – 320 kbps位传输率
• 高解析声音支持(最高96 kHz)
• 额外低延迟模式(2.5毫秒与5毫秒)

蓝牙协会目前有提供LC3编码工具，可以依据不同的取样率及串流长度进行编译码，这边提供自动执行LC3编码工具，依序产生不同的取样率及串流长度进行编码档案及译码档案，如下表所示，另可录取测试WAVE文件格式，避免部分WAVE文件格式不符合蓝牙协会LC3编码工具所需WAVE文件格式，编译码档案生成整体流程示意如下：

目前协会官网上支持LC3的产品除了Apple Watch 8, 还有最新的Samsung S23 Ultra手机，IPhone 14 Pro等，除了蓝牙芯片及模块的认证之外，含软件操作系统共两百多项已过LC3的认证，未来LE Audio的产品将会是消费性市场一支重要主流。
而Allion蓝牙开发团队针对LE Audio，提供以下LC3的编码 / 译码格式转换工具，能让您的LE Audio产品试验各种不同的音频格式传输，欢迎有兴趣的客户跟我们联络。