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第 38 卷 第 1 期 项京朋等： 基于入耳式耳机电阻抗特性的个性化均衡研究 35

反而破坏听感。采用个性化均衡方法，依据每个人 ̡ࢺ᏿ళکᛦHpTF
HpTF 不同的峰值位置设计均衡滤波器才能保证 ̡ࢺ᏿کᛦՑHpTF 17.9
ႃ᫾ઈజጳ
有效地消除耳道封闭导致的声压畸变。 90 17.8
使用频率抽样法设计带阻滤波器对馈给耳机 17.7
的音频信号进行滤波以消除f c 处高Q值共振峰。频 ܦԍጟ/dB 17.6 ႃ᫾ઈ/W
率抽样法可以在频域直接进行滤波器设计，然后取 85
反傅里叶变换得到滤波器的时域表达。根据电阻抗 17.5
测量结果确定电阻抗曲线第二共振峰峰值的频域 17.4
位置 f c ，并以其作为均衡滤波器的中心频率。滤波
10 3 10 4
器带宽由电阻抗曲线的 f c 两侧谷点间距确定，对应 ᮠဋ/Hz
于HpTF高Q值共振峰的带宽。共振峰的幅度根据 图 12 人工耳均衡前后 HpTF 对比
第 1.3 节与第 2.1 节的分析以及图 11 所示测量结果 Fig. 12 Measured HpTF of artificial ear before
确定为 6 dB，Q = 4。由于本实验重在探讨个性化 and after equalization
均衡 HpTF 高 Q 值共振峰对于减轻头中定位效应
18.3
的影响，不苛求滤波器长度。 110
18.2
95
ళکᛦHETF 18.1
17.9
کᛦՑHETF
ႃ᫾ઈజጳ 18.0
90 17.8 ܦԍጟ/dB 100 ళکᛦHpTF 17.9 ႃ᫾ઈ/W
کᛦՑHpTF
90
ܦԍጟ/dB 85 17.7 ႃ᫾ઈ/W 80 ႃ᫾ઈజጳ 17.8
17.6
17.7
17.5 17.6
80 70
10 3 10 4
17.4 ᮠဋ/Hz
图 13 1 号受试者均衡前后 HpTF 测量结果对比
10 3 10 4
ᮠဋ/Hz
Fig. 13 Measured HpTF of Subject 1 before and
图 11 人工耳均衡前后 HETF 测量结果对比 after equalization
Fig. 11 Measured HETF of artificial ear before 位于 5.5 kHz 的高 Q 值峰已经被滤除，峰值降低超
and after equalization 过5 dB。滤波器对HpTF的衰减频段与电阻抗第二
2.3.2 人工耳均衡结果 个共振峰的带宽一致，其他频段响应与均衡前保持
图 11 对比了人工耳均衡前后的 HETF 曲线以 一致。
及耳机的电阻抗曲线测量结果。未均衡 HETF 中
3 主观评价实验
与电阻抗曲线第二个共振峰对应的位于 5 kHz∼
6 kHz 高 Q 值共振峰得到了有效抑制，峰值削减超 3.1 受试者
过 5 dB。滤波器对 HETF 的衰减频段与电阻抗第
共有15名受试者参与主观测听实验，年龄介于
二共振峰的带宽一致，其他频段响应与均衡前保持
21∼32 岁之间，男女比例为 8 : 7。受试者全部听力
一致。图12对比了人工耳使用EFIM测量所得均衡
正常且均具有声学与信号处理专业背景，其中 10人
前后 HpTF。均衡后的 HpTF 中，对应于电阻抗第
具有丰富的测听经验。在正式听音测试前，每名受
二个共振峰带宽内的频谱峰被削除，峰值衰减超过
试者完成过试听练习，便于熟悉实验操作与规则。
5 dB。
本文两组实验全部采用 A/B 对比实验 [25] ，包括原
2.3.3 真人受试者均衡结果 始参考信号 A 与处理后信号 B，以随机次序排列即
图 13 比较了使用 EFIM 测量所得 1 号受试者 AB 和 BA 两种不同信号次序重放。要求受试者根
均衡前后HpTF。可以看出入耳式耳机HpTF原来 据音频声像的远近对两段信号进行判断。