原理:在開(kāi)放場(chǎng)中,一個(gè)出聲孔可以描述為一個(gè)聲源(源強就是面積和速度的乘積),觀(guān)測點(diǎn)的聲壓就是這些聲源的疊加效果,其中f為頻率,xi為振動(dòng)位移,Si為面積,di為聲源到觀(guān)測點(diǎn)距離,γi跟表面幾何形狀關(guān)聯(lián)。
很容易發(fā)現:
1、 同樣的振幅,頻率降低一半,聲壓級要減少12dB,也就是說(shuō)在開(kāi)放場(chǎng)下想要達到較大的響度存在天然的物理限制。
2、 由于膜片有正反兩個(gè)面,他們的體積流剛好相反,可能存在抵消的作用,這讓低音重放難度更大,但同時(shí)這個(gè)也是減少漏音的關(guān)鍵原理。
3、 可以提升低頻響度的方法:盡量讓正貢獻聲源離觀(guān)測點(diǎn)近,讓反貢獻聲源遠離觀(guān)測點(diǎn),盡量加大源面積,盡量加大源位移,改變反貢獻聲源的相位(如倒相箱)。
數字音頻處理提升開(kāi)放音頻低音性能
針對OWS耳機,在只有一個(gè)發(fā)聲單元的開(kāi)放音頻,增加面積,離耳朵更近,改變相位多是采用物理的聲學(xué)結構設計來(lái)完成,數字信號處理主要的作用是最大限度的達到物理的限制位移。
物理的限制主要來(lái)源于兩部分:
1、喇叭承受的功率是確定的;
2、功放輸出的最大功率是確定的。
方法一:EQ的調整
采用固定的一組EQ來(lái)調整耳機,這個(gè)是所有耳機中最常見(jiàn)的做法,這里的限制是不應讓最后的總增益超過(guò)0dBFS。但事實(shí)上市面上一些劣質(zhì)的耳機會(huì )犯數字削波失真的錯誤。
方法二:“動(dòng)態(tài)”EQ調整
不同的音量下采用不同的EQ,比單一的EQ方法有提升,中小音量聽(tīng)音時(shí)低音比重更大,但大音量時(shí)由于物理的限制,不能提升低頻品質(zhì)。
方法三:動(dòng)態(tài)范圍控制/壓縮(DRC,Dynamic Range Control/ Compression)
動(dòng)態(tài)范圍控制,顧名思義,是將輸入音頻信號的動(dòng)態(tài)范圍映射到指定的動(dòng)態(tài)范圍,有模擬和數字控制器,包含壓縮限幅等,這里特指壓縮相關(guān)的方法。音頻信號可以進(jìn)行整體的動(dòng)態(tài)范圍控制;也可以劃分為若干子帶分別進(jìn)行動(dòng)態(tài)范圍控制。DRC廣泛用于錄音、制作、降噪、廣播和現場(chǎng)表演等,并不算是一個(gè)新技術(shù)。小體積音箱的標配數字音頻方法,但由于參數設計需要一定的專(zhuān)業(yè)和經(jīng)驗,是早期小體積音箱好壞的重要區分點(diǎn)。DRC做得好,會(huì )提升低音體驗,做得不好會(huì )有聲音忽大忽小的問(wèn)題,更有甚者會(huì )有顯著(zhù)的失真或破音。
一般DRC包含分頻,擴位,峰值/均值檢測,啟動(dòng)和釋放平滑增益控制等,常見(jiàn)動(dòng)態(tài)范圍壓縮的框圖如下。
方法四:基于心理聲學(xué)的特點(diǎn),偽造出低音感,虛擬低音增強技術(shù)
心理聲學(xué)實(shí)驗中,存在一種“虛擬音調”的實(shí)驗現象:人耳在基頻缺失的情況下利用諧波組合重建信號音調高低。主要流程如下圖,產(chǎn)生諧波主要方法為MaxxBass算法和VB Phase Vocoder。
MaxxBass最早實(shí)現的一種低音增強算法。采用非線(xiàn)性乘法器來(lái)生成諧波,該方法不可避免會(huì )帶來(lái)互調失真,目前幾乎已經(jīng)不再用實(shí)際應用。
VB Phase Vocoder相位聲碼器,利用短時(shí)傅里葉變換在頻域進(jìn)行頻率和相位的調整來(lái)實(shí)現頻率轉移。一些手機中應用了該算法,OWS耳機暫時(shí)還未見(jiàn)到有具體報道。 |