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相位均衡對耳機重放影響的研究獲進展
2019-12-31    來源:中國科學院聲學研究所  瀏覽次數:
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耳機作為最常用的聲重放設備,在現代通信、家用音頻播放器、虛擬現實、智能硬件、聽力康復等領域應用廣泛。均衡耳機到鼓膜的傳遞函數對增強耳機聲重放效果具有重要意義。目前已有的研究大部分聚焦在如何進行耳機傳遞函數的幅度均衡,而沒有考慮相位均衡的影響。

  對此,中國科學院聲學研究所噪聲與振動重點實驗室的李光炬與其導師、研究員李曉東、副研究員桑晉秋等人深入研究了相位均衡方法對耳機重放的影響,尤其是相位均衡對聲品質的影響。

  相關研究成果近期在線發表于Applied Acoustics。

  研究人員分析了幅頻特性和相頻特性對耳機主觀評估的影響,對同一款耳機采用了不同的均衡方式,包括幅度相位都不均衡、幅度相位同時均衡、只均衡幅度和只均衡相位,并加以橫向比較。在這四種方式中,均衡后的相位逼近線性相位,均衡后的幅頻響應逼近平直的幅頻響應。通過該研究可以考察線性相位和平直幅頻響應分別對耳機主觀性能的影響,還可以研究相位特性與耳機瞬態響應的關系。

  客觀指標表明,相比于幅度均衡,相位均衡對耳機瞬態響應的影響更大,尤其當系統相位為線性時,瞬態響應衰減更快。圖中表示四種方法均衡后的主觀測聽效果。四種方法分別為幅度相位不均衡(I)、幅度相位同時均衡(II)、只均衡幅度(III)、只均衡相位(IV)。主觀評價實驗結果表明,線性相位對耳機重放音色的提升顯著,而以平直幅頻響應為目標的幅度均衡對耳機重放音色提升有限。因此,耳機均衡時不僅需要設計合適的幅頻響應目標,還要考慮相位均衡對耳機重放的影響。

  該研究為耳機頻響設計提供了重要的實踐指導價值。

該研究得到國家自然科學基金(11504404,11604362)、聲學所青年人才項目(619QN265)等資助。

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