如何通过数字音频处理提升低音性能？

在开放声场中，针对OWS(不入耳开放式)耳机（也可以类比到音箱），在只有一个发声单元的开放音频，增加面积，离耳朵更近，改变相位多是采用物理的声学结构设计来完成，数字信号处理主要的作用是最大限度的达到物理的限制位移。

物理的限制主要来源于两部分：1.喇叭承受的功率是确定的；2.功放输出的最大功率是确定的。

方法一：EQ的调整

采用固定的一组EQ来调整耳机/音箱，这个是所有耳机/音箱调音中最常见的做法，这里的限制是不应让最后的总增益超过0dBFS。但事实上市面上一些劣质的耳机/音箱会犯数字削波失真的错误。

方法二：“动态”EQ调整

不同的音量下采用不同的EQ，比单一的EQ方法有提升，中小音量听音时低音比重更大，但大音量时由于物理的限制，不能提升低频品质。

方法三：动态范围控制/压缩（DRC，Dynamic Range Control/ Compression）

动态范围控制，顾名思义，是将输入音频信号的动态范围映射到指定的动态范围，有模拟和数字控制器，包含压缩限幅等，这里特指压缩相关的方法。音频信号可以进行整体的动态范围控制；也可以划分为若干子带分别进行动态范围控制。DRC广泛用于录音、制作、降噪、广播和现场表演等，并不算是一个新技术。小体积音箱的标配数字音频方法，但由于参数设计需要一定的专业和经验，是早期小体积音箱好坏的重要区分点。DRC做得好，会提升低音体验，做得不好会有声音忽大忽小的问题，更有甚者会有显著的失真或破音。

 一般DRC包含分频，扩位，峰值/均值检测，启动和释放平滑增益控制等，常见动态范围压缩的框图如下。

方法四：基于心理声学的特点，伪造出低音感，虚拟低音增强技术

心理声学实验中，存在一种“虚拟音调”的实验现象：人耳在基频缺失的情况下利用谐波组合重建信号音调高低。主要流程如下图，产生谐波主要方法为MaxxBass算法和VB Phase Vocoder。

 

MaxxBass算法是最早实现的一种低音增强算法。采用非线性乘法器来生成谐波，该方法不可避免会带来互调失真，目前几乎已经不再用实际应用。

VB Phase Vocoder相位声码器，利用短时傅里叶变换在频域进行频率和相位的调整来实现频率转移。一些手机中应用了该算法，OWS耳机暂时还未见到有具体报道