LC3是什么：一种新型低功耗音频编解码器
LC3 是一种新型低功耗音频编解码器，即使在低数据速率下也可提供高质量音频。这一特性为开发人员提供了极大的灵活性，让开发人员能够在关键产品属性（例如音频质量和功耗）之间实现更好的设计平衡。
LC3 效率更高、功耗更低、延迟时间更短，整个编码、传输和解码过程仅需 20 毫秒。“编解码器是所有无线音频系统中的重要组成部分，负责将音频信号压缩成更小的信号通过无线链路发送，然后在另一端将其进行解码并转换回音乐，而且不会降低质量。
LC3 的全称是低复杂度通信编解码器(Low Complexity Communications Codec), 是 Bluetooth SIG 组织包含世界一流音频编解码研发企业在内的会员公司开发, 采用现代先进音频编解码算法的音频编解码器。LC3 技术规范已于 2020 年 9 月 15 日被 Bluetooth SIG 正式发布，LE Audio 的所有音频规范(Profile)将强制使用 LC3 音频编解码器。
技术特性
LC3 是一款高效音频编解码器，可支持多种比特率的语音和媒体音频编码，可应用于任何蓝牙音频 Profile 规范中。LC3 包括以下技术特性:
- 基于块的转换音频编解码器
- 支持宽泛的可使用比特率
- 支持 10ms 和 7.5ms 帧间格
- 支持 16 比特、24 比特和 32 比特音频采样
- 支持无限多个音频声道数
- 支持 8kHz, 16kHz, 24kHz, 32kHz, 44.1kHz, 48kHz 采样频率
LC3 编码器是一种谱转换编码器，它使用 LD-MDCT(低延迟改进型离散余弦变换)将时域上的一段声音信号转换到频域。各频率分量通过频谱噪声整形(SNS)模块进行处理，以减少可感知的频谱量化噪声。接下来的时间噪声整形(TNS)模块用于减少可感知的时间量化噪声。经过 SNS 和 TNS 整形后的信号组件通过谱量化器模块进行量化。对于量化为 0 的频谱系数，解码器将用噪声替代，以减少伪影。最后，频谱系数经过熵编码和复用过程形成音频编码比特流。
编码器中包含两个附加模块: BW(带宽)检测器和基于音调的后置滤波器(LTPF)。BW(带宽)检测器模块用于确定信号是否过度采样，是否包含没有能量的高频谱系数, 这些信息会传达给 TNS 和噪声水平评估器以限制其使用有效信号区域。解码器将使用基于音调的长时后置滤波器(LTPF)并且在编码器中确定相关联的音调信息并传输到解码器。
解码过程和与编码过程相反，本质上是将音频流从频域转换到时域。首先对传输参数进行解码，恢复频谱系数。噪声填充模块对值是零且带宽信息指示为带内的频谱系数插入噪声。然后频谱系数被时域噪声整形(TNS)和频谱噪声整形(SNS)解码器进行处理。重构的频谱系数使用逆 LD-MDCT 转换到时域。最后，对时域信号经过长时后置滤波器(LTPF)进行滤波, 长时后置滤波器使用编码器传输的音调信息来确定滤波参数。最后输出解码后的音频信号。
音质性能
LC3 相较目前经典蓝牙音频中广泛采用的 SBC(子带编码)在性能上有大幅提升: 在相同比特率条件下提供更好的音质; 在同等音质条件下大幅降低了比特率, 相较 SBC 即使在低比特率下 LC3 也能提供高品质的音质。LC3 将为音频产品的开发者提供极大的灵活性，使他们能够更好地在关键产品属性(如音质和功耗)之间进行设计权衡。
LC3 这一全新的音频编解码器的推出是蓝牙技术标准发展的一次重要里程碑，为激活 LE Audio 的创新应用打下了坚实基础。值得注意的是根据蓝牙技术联盟的专利和版权许可协议(Bluetooth® Patent/Copyright License Agreement)，使用 LC3 并不需要支付专利费，只需要使用 LC3 的产品通过蓝牙资格认证即可免版费使用 LC3 编解码器。
