EQ均衡器学习记录

玉面飞龙 · 发表于 2016-6-2 17:16:08

常用EQ均衡器采用2阶IIR滤波器进行设计，主要关注幅度响应。不过近些年来开始有人关注使用FIR滤波器来设计EQ了。
EQ均衡器一般为并联结构，最后输出加权求和。恢复出所需声音。高级一点的EQ会在后级嵌入动态增益调整器，用来阻止EQ输出截顶。
本人做过sigmaDSP的工程，里面的EQ传递函数如下所示：
然而并没有体现出单个EQ调整器的参数。其中Q值是从模拟EQ中引申出来的概念（个人觉得），可以发现该传递函数并没有体现出中心频率。
一般EQ还有boost以及gain，数字滤波器中实际只需要gain进行调整。至于最终的组合方式，根据需求来定。
查了一下，找到了上述大师关于EQ的参数的一片论文：
http://wenku.baidu.com/link?url=jzSkUGwyZG-sxwxWZTQpOyRt-V4gJgm5G0JE6c4tB3T3buIa0_9iRbnMGe5ic0iRdVNTGGBkeFxeVkxOHwlsO3tcmWmvqI9CkeONTRDmS2m
可以感到，大师的做法是先根据幅频特性的需求，设定在DC 以及无穷大处的增益为0db，然后以直接I型来设计所需滤波器。
论文中又公式阐述和图标等，此处不赘述了。
不过通篇论文只在关注其幅频响应，没有关注到相频响应。这几年来，陆续有人开始关注EQ均衡器的线性相位方法实现。最直接的手段就是FIR滤波器。
不过FIR滤波器也存在缺陷，不光是其需要比IIR滤波器更高的计算量，而是因为更高阶数，造成的数据延迟就会更大。延迟到一定层次，就会出现不想出现的效果。不过好处是，FIR滤波器可以用FPGA进行优化设计，降低系统需求。至于DSP的优化设计，则需要根据DSP的结构来进行，具体能达到什么效果，需要根据个人能力和系统平台来定。
不知道大家有没有这种经验：EQ的boost调节到一定水平，特别是调接到最大时，声音就难以入耳了。为什么呢？一方面是，声音增益调整很高时，DAC受输出电平所限会截止，声音就发扁，另一方面是，从ADC过来的声音实际上带有量化噪声，这个量化噪声会跟随信号从头至尾，boost提高时也会提高量化噪声的水平。
量化噪声的功率由量化位数决定，分布受采样率影响（通常情况下，认为输入信号是随机信号，与量化系统无关，与系统有关时就不能这么分析了），有人可能觉得甚至做过实验，用192K、8位量化器去采样声音，发现与48K 8位量化的声音好像区别不是特别大。为什么呢？----------数学分析告诉我们应该会好一些的，事实为什么不行呢？
我想了好几天，感觉应该是这个问题：数学分析是分析的整个信号，而我们听得只是一段，一段来说本身不会带来什么变化。
怎么办呢？前人真智慧！把输出信号抽取出来，改成量化位数较高的低采样率信号。这就是sigma-deltaADC的基础。