优化扬声器的音质
项目描述
介绍
HiFiScan的目标是帮助调整音频系统,以获得最佳音频质量。有两种方法可以实现这一点
1. 手动:实时频率响应会显示出来,可以通过交互式方式消除峰值和谷值。
2. 自动:测量频率响应并计算校正。默认情况下,这是一种相位中性的有限脉冲响应(FIR),可以导入到大多数均衡器程序中。
测量是通过播放一个“尖叫声”音调来完成的,这个音调扫过所有频率,并记录每个频率从扬声器中出来的响度。需要一个好的麦克风,具有宽频率范围,最好是具有平坦频率响应的麦克风。
均衡器本身并未提供;可以通过您选择的均衡器执行,例如,Linux的EasyEffects,Windows的Equalizer APO和Peace,或macOS的eqMac。
安装
pip install -U hifiscan
通过在控制台输入来启动程序
hifiscan
所有功能也都可以在这个Jupyter笔记本中进行交互式使用。
示例
笔记本电脑
让我们首先优化笔记本电脑的扬声器。笔记本电脑具有微小的向下发射扬声器和大面积的音箱共振,使得其声音听起来非常糟糕。
声音是用USB录音室麦克风录制的;笔记本电脑的内置麦克风不适用于此。
进行测量后,我们可以清楚地看到频谱有多糟糕,1 kHz处的峰值比平均值高出20 dB。每增加10 dB,功率增加10倍,因此20 dB是100倍。
低频设置为200 Hz,因为笔记本电脑不可能输出低于这个频率的声音。
为了得到自动校正,我们进入“脉冲响应”部分(在左下角可选)。从这里,我们可以使用所有默认值,直接点击“导出为WAV”以获得一个完全足够的结果。
但让我们进一步优化这款笔记本电脑。我们可以做出各种权衡,其中之一涉及到脉冲的持续时间。较长的持续时间提供更好的低音控制,但也会增加更多的延迟。均衡器增加的延迟是脉冲持续时间的一半。由于笔记本电脑本身没有低音,我们选择22 ms的持续时间,以获得极低的11 ms延迟。这比声音传播四米的时间还要短,对于游戏或视频通话来说已经足够好了。
我们还增加范围到27 dB,以获得一点额外的均衡。
下方的图形(棕色)显示了预期均衡后的频谱,看起来非常平坦。
因此,让我们导出脉冲响应并将其导入EasyEffects(在卷积效果中:“脉冲 -> 导入脉冲”然后“加载”)
我们返回频谱测量,并使用存储按钮存储未校正的频谱(以便与以后的测量进行比较)。还可以存储更多测量,例如麦克风放置在不同位置时的情况,存储测量的总平均数以橙色显示。
测量均衡后的系统给出这个结果
可以看到,均衡是通过衰减来实现的:所有内容都削减到低于顶部的某个水平(这里为27 dB),从而使整个景观变得平坦。
所有这些衰减都会降低总音量,因此需要将音量调高以获得相同的音量。这也提高了频谱的边缘,增加了有效频率范围。有40 Hz的额外低音和大量的高音,这非常受欢迎。
这就是时候离开图形,开始听一些音乐了。是否有所改进?当然,人们对什么听起来好有不同的品味,但对于那些喜欢中性平衡音的人来说,这是一个巨大的改进。人声也更容易理解。
低音不足可以通过缺失基频现象得到一定程度的补偿,即大脑根据其较高的频率谐波“添加”缺失的低频。似乎通过均衡谐波,虚幻的低音也得到了均衡。
HiFi立体声
HiFi安装有四个JBL环绕扬声器,以2x2立体声设置串联,还有一个低音炮。声音只能用非常平淡来形容,就好像高音单元没有工作一样。
为了校准,我们使用与笔记本电脑相同的麦克风,即Superlux E205UMKII。这次我们来校正麦克风的任何非平坦性。根据文档,它具有以下频率响应
我们创建一个文本文件,描述麦克风的频率响应
20 -1.5 150 0 4500 0 10000 4 17000 0 20000 -2
该文件通过“校正… -> 麦克风校准 -> 加载”导入。还可以导入制造商提供的校准文件。
测量频谱证实了令人担忧的高音不足
因此,让我们转到冲激响应部分来修复这个问题。
范围设置为33 dB - 这是一个极端值,但管它的。
渐变保留在5。它将冲激响应的边缘拉得更接近零(在绿色曲线上可见),这也会对频谱产生平滑效果。小于5的值可能会使绿色曲线的边缘过高,这可能会导致讨厌的预回声。大于5的值可能会对低音区域产生过多的平滑。
平滑也会平滑频谱,但平滑是按频率比例进行的。它会减少对低音区域的平滑,从而在此处获得更好的精度。一个好的平滑值可以从校正因子图(红色)来判断:它应该是平滑的,且角部圆润,同时具有足够的细节。
持续时间被调整,直到达到可接受的低音响应(在最低的棕色图表中可见)。
将冲激响应导出并导入EasyEffects后,结果看起来很有希望。
我们将音量调到与之前相同的大小,并对频谱应用一些视觉平滑以增强清晰度。结果证明,只要放大器将其驱动100倍,高音单元就能完成其工作。
音质差异天差地别。音乐现在真的很好。对于电影,它带来了非常沉浸式的动作和出色的对话清晰度。
如简介中所述,均衡器是相位中性的。这意味着尽管均衡器重且陡峭,但不会添加相对相位偏移。无损音乐源(如钹的反弹)的细节保持得非常清晰。
顺便说一下,所用的放大器是一款基于TPA3116D2数字放大器芯片的18美元电路板。播放时功耗为1.1瓦特,如果低音单元非常忙碌,功耗会更高。
蓝牙耳机
HiFiScan不建议与耳机一起使用。有AutoEq项目,为大多数耳机提供了现成的校正,即使如此,它也可以用于实验。例如,我有一副非常好的Dali IO-4耳机,可以使用蓝牙或通过模拟音频线被动使用。使用蓝牙时声音更好,这表明可能进行了某些均衡。让我们来测量一下!
可以看到确实在进行一些主动调谐,尽管大部分调谐是声学的。橙色是蓝牙,青色是模拟线。在1.8 kHz处有一个宽-10 dB衰减,在5.5 kHz处有一个窄-4 dB衰减。可以将这种调谐应用于模拟信号,以获得与蓝牙相同的声音。
使用目标曲线
除了目标平坦频谱外,还可以针对特定曲线进行目标。这是通过创建包含目标曲线的文本文件,并通过“校正… -> 目标曲线 -> 加载”导入它来完成的。让我们使用这种锯齿形的目标曲线
300 -10 500 10 1000 5 2000 10 4000 10 6000 0 20000 -10
在冲激响应部分,我们可以在下图中看到对红色线(即目标曲线)进行了拟合。
带有内置目标频谱的冲激响应导出并导入EasyEffects。橙色是原始频谱,红色是目标,青色是尝试跟随目标曲线的重新塑形频谱
因果性
默认情况下,创建的是相位中性(也称为线性相位)的冲激响应。也可以创建最小相位响应。介于两者之间的任何情况都是可能的。这是通过“因果性”参数来完成的,其中0%是相位中性,100%是最小相位。通过改变因果性,在极端之间实现平滑过渡。
延迟与因果关系成正比降低。在100%时,响应变为零延迟且纯因果,此时只使用当前和过去的音样本。预回声以两倍的后续回声为代价被消除。请注意,尽管名为“最小相位”,此设置实际上引起的相位失真最大,在陡峭的均衡下可能会很严重。
40%的因果关系可能是一个好的折衷方案,它可以减少约6 dB的预回声,而不会过多地相位模糊。让你的耳朵来判断哪种声音听起来最好。
在“工具… -> 更改IR因果关系”中可以找到用于更改现有冲击响应(WAV文件)的工具体。
免责声明
软件按简化版BSD许可证的条件提供。任何损坏的扬声器或破碎的玻璃由用户自行负责。
祝您享受,
- 作者::
Ewald de Wit <ewald.de.wit@gmail.com>
项目详情
下载文件
下载适用于您平台的文件。如果您不确定选择哪个,请了解更多关于安装包的信息。
源代码发行版
构建发行版
hifiscan-1.5.2.tar.gz的哈希值
算法 | 哈希摘要 | |
---|---|---|
SHA256 | f1ecacb6a8cd7433f65fd6dea2045cb1af96aaee74b8c1d9bf9f6375ce468d47 |
|
MD5 | 95c87b666e1ea65e794e4b95d51c890c |
|
BLAKE2b-256 | 7d5a2aeed95085666ae9e43f4c8dad87e918abe8628a08298da1f2cf18e6920a |
hifiscan-1.5.2-py3-none-any.whl的哈希值
算法 | 哈希摘要 | |
---|---|---|
SHA256 | 02a0dca91ae94433e40b2e20f03c8394df774f1444667b0d151677225bfa30af |
|
MD5 | 7548cf93c661cb264d65498593daf5c6 |
|
BLAKE2b-256 | f49af48c55577a26bb83823cd9e9f53678c449391a6666f7a3bb14153d3e0127 |