使用 HTML5 / javascript 校正音频音量输出分贝，关闭预处理

Question

我们已经观察到，在浏览器中使用基于 javascript 的音频时，在许多系统上，输出电平与输入信号电平的线性比例不正确。 例如，如果您“播放”两个幅度变化为 20dB 的正弦波，则不同设备/设置所产生的差异可能与 20dB 有显着差异，例如相差 10dB 或更小。 我们需要以相对于彼此的校准分贝级别输出简单的音频信号（例如正弦波），例如以一个音量输出一个正弦波，然后输出比第一个安静 20dB 的另一个正弦波，并且有他们实际上是那样出来的。 我们想从使用 HTML5/javascript 的浏览器中执行此操作。
我们已经尝试通过多种方式实现这一点，例如使用预先创建的、校准过的 .mp3 文件，直接使用 Web Audio API 来生成具有校准 dB 级别的振荡器。 我们得到了（对我们来说）非常令人惊讶且基本上不正确的结果。 当我们使用校准过的麦克风测量从设备发出的声音时，观察到了各种奇怪的现象，这表明音频不仅以线性方式“播放”，而且正在对其进行复杂的预处理在它真正得到输出之前。 这似乎取决于目前我们无法控制的各种变量。 它不像“正常”音频放大器的工作方式那样工作，即无论绝对电平设置为什么，20dB 的大输入会产生 20dB 大的输出。 我们发现使用相同的 javascript 代码会产生非常不同的结果，这取决于各种变量，包括硬件（例如，在 Mac 上浏览与 iPhone 上的浏览​​）、选择的音量设置（即使对于 20dB 的输入差异，相对值也不会相差 20dB当音量为 1/2 时），如果使用耳机等。

在进一步的测试中，似乎主要问题与使用外部扬声器有关。 使用耳机时，效果看起来要好得多。

基本问题是，如果您创建两个具有已知音量差异（例如 20dB）的不同信号，并将它们以多种方式中的任何一种输出，则测得的差异通常不会是 20dB，在某些情况下甚至会达到 10dB。

有没有办法以编程方式做到这一点？

有没有办法覆盖任何预处理或音频音量压缩似乎正在调整音量（导致输出与输入不正确成比例）？

我们需要一种跨平台（桌面、iOS、Android、不同浏览器、不同耳机/扬声器）的方法来做到这一点，因此使用 HTML5。

如果使用 HTML5 无法做到这一点，我们如何使用本机 iOS/Android 代码做到这一点？ 这似乎更像是硬件问题而不是软件问题，但也许有办法覆盖它。

谢谢

Answer 1

我们已经通过重要的进一步研究回答了这个问题。 经过详细测试，以下内容变得清晰： 1) 在所有测试的系统上，无论其他设置如何，在使用耳机时，声音幅度输出几乎完美地与输入呈 1:1 线性关系。 这适用于多个浏览器、多个设备、iOS、Android、OSX、多个有源和无源耳塞和耳罩式耳机。 2) 在许多系统/设置/音量级别中，当使用外部扬声器时，声音幅度输出与输入不是 1:1 线性相关的。 相反，声音通常是线性的，斜率小于 1，通常显着更小（例如 1/2）。 除了这个斜率之外，许多系统也会在更高的音量水平下饱和。 这似乎是因为外部扬声器正在使用补偿机制。

因此，正确答案是：只要使用耳机，HTML5/javascript 音频生成的音频输出幅度与输入的线性关系就接近 1:1。 当在许多常用设备上使用外部扬声器时，它不是接近 1:1 的线性与输入。