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解码Android 系统蓝牙音频全流程

news 2025/9/27 8:04:21

蓝牙音频编码解码流程

mp3和flac音频编码都是在PCM音频编码基础上二次编码得到的，其目的是减小文件体积。把mp3，flac等编码格式的数据还原为PCM编码格式的数据，这个过程叫做解码。然后经过数字-模拟转换（DAC）变成模拟信号，最后经过放大电路驱动喇叭，将声音播放出来。

蓝牙视频编码简介

视频格式：MP4（H.264编码）压缩效率高：MP4使用H.264编码，能显著减小视频文件体积，适合蓝牙传输的低带宽场景。兼容性好：几乎所有安卓设备原生支持解码MP4格式，无需额外依赖。分包传输友好：文件结构支持分块读取和重组。 3GP：专为移动设备设计，体积更小，但画质较低。

视频压缩策略 降低分辨率：将视频分辨率压缩至160×120或者更低，减少文件体积。降低帧率：5-10fps，平衡流畅度和体积。调整码率：使用较低的比特率（64-128kbps），但需确保画面不明显卡顿。分包传输实现：将压缩后的视频文件分割为100-200字节数据包，在每个包中添加序列号和校验码。

传输流程：发送端：通过 FFmpeg读取摄像头或视频文件，使用 FFmpeg 进行H.264编码，压缩，将编码后的数据分块传输，将 AVPacket 分割为固定大小的数据包（1KB）每个包前添加头部信息（如包序号、总包数、校验码），通过BlueZ库发送分片数据，或者通过BluetoothSocket的输出流逐包发送。接收端：接收数据包，解析头部信息。按序号重组数据，并校验完整性，合并为完整视频文件。

蓝牙音频编码简介

音频格式：M4A（AAC编码）高效压缩：AAC编码在相同音质下文件体积比MP3小30%-40% 低码率优势：在96kbps码率下，AAC的音质已超过MP3的128kbps表现（据杜比实验室测试）兼容性广泛：安卓设备兼容，适配性优。

音频压缩策略 采样率:8kHz（覆盖人声频段20Hz-4kHz）调整码率：使用较低的比特率（32-64kbps）。分包传输实现：100-200字节/包，通过蓝牙SPP协议发送。格式设置：[包序号(2字节)][总包数(2字节)][CRC32校验码(4字节)][数据体]

传输流程：发送端：将音频按 8kHz 采样率、32 - 64kbps 码率编码，完成压缩后进行分包，每包含序号、总包数、CRC32 校验码及数据体，使用 BluetoothSocket 建立 SPP 连接并发送。接收端：接收蓝牙数据包，校验 CRC32 后按序号整合音频数据，解析还原出完整音频文件。

1. SBC全称Subband Coding，子带编码。SBC是专为蓝牙设计的音频编码，复杂度低，可在中等比特率下实现较高音频质量。其原理是：通过带通滤波器将音频信号分成不同频段的子带信号，然后将这些信号经过频率搬移转变成基带信号，再对它们分别取样，量化和编码，最后合成一个总的码流传送出去。

2. AAC全称Advanced Audio Coding，高级音频编码，基于MPEG-2技术，主要策略：舍去与感知上无关的信号成分，去除编码后信号的冗余部分。实际上，在128Kbps比特率以下，AAC编码的效果是最好的。作为mp3的后继者，AAC相较于MP3的改进有：更多的采样率选择(8 KHz至96 KHz，MP3为16 KHz至48 KHz)；更高的声道数上限(48个，MP3在MPEG-1模式下为最多双声道，MPEG-2模式下5.1声道)；任意的比特率和可变的帧长度。

3. aptX的设计基于自适应差分脉码调制（ADPCM）原理。aptX有四个版本：aptX是最基础的版本。aptX Low Latency简称aptX LL，特点在于低延迟。其实人耳可以感觉到的延迟极限是70ms，而达到40ms则意味着我们不会感觉到延迟。aptX HD主打高清音频，传输速率大幅增加，并且有着更高的信噪比和更少的失真。而aptX Adaptive，就如同它名字一样，可以按需自动调节传输比特率和延时。aptX Adaptive向下兼容aptX和aptX HD。

4. H.264是一种高度压缩的数字视频编解码器标准，通过高效的编码技术和强大的容错能力，提供了高质量的图像和低码率的压缩效果。 H.264具有以下优势：低码率：在同等图像质量下，H.264的压缩比是MPEG-2的2倍以上，是MPEG-4的1.5～2倍。高质量图像：H.264能提供连续、流畅的高质量图像。容错能力强：提供了解决在不稳定网络环境下容易发生的丢包等错误的必要工具。

解码后续处理

AD转换后的信号经过采样、量化（量化策略）、编码，由 BLE协议传输，后进行解码还原。解码后的信号经过DA转换，此时模拟信号通常电压较低、功率较小，无法直接驱动扬声器，此时使用晶体管、运放来放大信号。当放大后的电信号通过音圈（线圈），会在永磁体的磁场中受力振动，音圈的振动带动振膜振动，压缩和稀疏周围空气，产生声音。