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海德声科人工头系列文章：人工头如何做均衡？
2018-10-09 21:28:25· 来源：海德声科
在上一篇“海德声科人工头系列文章：为何人工头要做均衡？”中，我们提到为了消除声音失真以保证精准回放，需对人工头采到的数据施加均衡，我们将此均衡称为“总体均衡”。今天小编将为您讲解人工头如何实现总体均衡。
在上一篇“海德声科人工头系列文章：为何人工头要做均衡？”中，我们提到为了消除声音失真以保证精准回放，需对人工头采到的数据施加均衡，我们将此均衡称为“总体均衡”。今天小编将为您讲解人工头如何实现总体均衡。
拆分总体均衡
人工头采到的双耳数据，可经总体均衡实现精准回放。但声学测试不仅需精准回放，还需进行心理声学参数计算，如响度、尖锐度、粗糙度等。而心理声学参数计算是基于传统测试方法（普通麦克风）推导出来的，故需对人工头数据做相应处理。
为此，我们将总体均衡拆分成采集均衡（Recording equalization）和回放均衡（Playbackequalization），拆分出的接口用于对接传统麦克风数据，我们将该接口称为均衡接口（Equalization interface）。
经采集均衡和回放均衡的人工头数据，既可回放，又可参数计算，即：
经采集均衡后，可用ArtemiS suite进行心理声学参数计算；
再经回放均衡，一方面补偿采集均衡的影响，另一方面补偿上一篇文章所述的失真，最终实现精准回放。
采集均衡
采集均衡的方式有FF均衡(Free field)、 DF均衡(Diffuse field)和ID均衡 (Independence of direction)三种。每个人工头出厂前，都会标定出三种均衡方式对应的均衡滤波函数，测试时根据具体情况进行选用。
FF均衡
FF均衡假设声场为自由场，且声源为位于正前方3米的白噪声。人工头出厂前，先分别测试声源到人工头和传统麦克风的传递函数，并对二者差值做逆变换，即获得该人工头特有的FF均衡滤波函数。
客户做测试时，将人工头采集的数据，加上对应的FF均衡滤波函数，即可用ArtemiS suite进行心理声学参数分析。
DF均衡
DF均衡假设声场为扩散场，即声音会在声场中无损耗的反射。类似方法可获得声源到人工头和麦克风的传递函数，对二者差值做逆变换，即为DF均衡滤波函数。DF均衡可用于扩散场中来自各个方向声源的均衡。
ID均衡
FF和DF均衡，将声场假定为自由场或扩散场，其均衡函数是在各自假定的声场中测试获得。但在实际工程应用中，很少有自由场和扩散场的情况，因此用FF或DF均衡可能会产生一定的误差。
为此，HEAD acoustics推出其专利算法:ID均衡。得益于HEAD acoustics人工头结构的特殊设计，是可数学描绘的（mathematical describable），故
ID均衡滤波函数可通过计算的方法获得。ID均衡方式不受声场的限制，且可均衡各个方位的声源，因此在工程测试中得到了广泛的应用。
回放均衡
人工头采集的数据，经过采集均衡，实现数据的心理声学计算。而要想精准回放，首先要补偿采集均衡部分，再补偿上一篇所述的“二次耳廓腔滤波”导致的失真，一般将二者合成一个均衡函数，称为回放均衡。
回放均衡时也对应有FF均衡、DF均衡和ID均衡。在进行回放均衡时，一定要与采集均衡的均衡模式一致，如采集均衡使用了ID均衡方式，在回放均衡时也一定要使用ID均衡方式进行补偿。不当的均衡将导致声音的扭曲。人工头采集的数据经采集均衡和回放均衡后，即可实现高保真的回放。
拆分总体均衡
人工头采到的双耳数据，可经总体均衡实现精准回放。但声学测试不仅需精准回放，还需进行心理声学参数计算，如响度、尖锐度、粗糙度等。而心理声学参数计算是基于传统测试方法（普通麦克风）推导出来的，故需对人工头数据做相应处理。
为此，我们将总体均衡拆分成采集均衡（Recording equalization）和回放均衡（Playbackequalization），拆分出的接口用于对接传统麦克风数据，我们将该接口称为均衡接口（Equalization interface）。
经采集均衡和回放均衡的人工头数据，既可回放，又可参数计算，即：
经采集均衡后，可用ArtemiS suite进行心理声学参数计算；
再经回放均衡，一方面补偿采集均衡的影响，另一方面补偿上一篇文章所述的失真，最终实现精准回放。
采集均衡
采集均衡的方式有FF均衡(Free field)、 DF均衡(Diffuse field)和ID均衡 (Independence of direction)三种。每个人工头出厂前，都会标定出三种均衡方式对应的均衡滤波函数，测试时根据具体情况进行选用。
FF均衡
FF均衡假设声场为自由场，且声源为位于正前方3米的白噪声。人工头出厂前，先分别测试声源到人工头和传统麦克风的传递函数，并对二者差值做逆变换，即获得该人工头特有的FF均衡滤波函数。
客户做测试时，将人工头采集的数据，加上对应的FF均衡滤波函数，即可用ArtemiS suite进行心理声学参数分析。
DF均衡
DF均衡假设声场为扩散场，即声音会在声场中无损耗的反射。类似方法可获得声源到人工头和麦克风的传递函数，对二者差值做逆变换，即为DF均衡滤波函数。DF均衡可用于扩散场中来自各个方向声源的均衡。
ID均衡
FF和DF均衡，将声场假定为自由场或扩散场，其均衡函数是在各自假定的声场中测试获得。但在实际工程应用中，很少有自由场和扩散场的情况，因此用FF或DF均衡可能会产生一定的误差。
为此，HEAD acoustics推出其专利算法:ID均衡。得益于HEAD acoustics人工头结构的特殊设计，是可数学描绘的（mathematical describable），故
ID均衡滤波函数可通过计算的方法获得。ID均衡方式不受声场的限制，且可均衡各个方位的声源，因此在工程测试中得到了广泛的应用。
回放均衡
人工头采集的数据，经过采集均衡，实现数据的心理声学计算。而要想精准回放，首先要补偿采集均衡部分，再补偿上一篇所述的“二次耳廓腔滤波”导致的失真，一般将二者合成一个均衡函数，称为回放均衡。
回放均衡时也对应有FF均衡、DF均衡和ID均衡。在进行回放均衡时，一定要与采集均衡的均衡模式一致，如采集均衡使用了ID均衡方式，在回放均衡时也一定要使用ID均衡方式进行补偿。不当的均衡将导致声音的扭曲。人工头采集的数据经采集均衡和回放均衡后，即可实现高保真的回放。
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