使用 HTML5 / javascript 校正音頻音量輸出分貝，關閉預處理

Question

我們已經觀察到，在瀏覽器中使用基於 javascript 的音頻時，在許多系統上，輸出電平與輸入信號電平的線性比例不正確。 例如，如果您“播放”兩個幅度變化為 20dB 的正弦波，則不同設備/設置所產生的差異可能與 20dB 有顯着差異，例如相差 10dB 或更小。 我們需要以相對於彼此的校准分貝級別輸出簡單的音頻信號（例如正弦波），例如以一個音量輸出一個正弦波，然后輸出比第一個安靜 20dB 的另一個正弦波，並且有他們實際上是那樣出來的。 我們想從使用 HTML5/javascript 的瀏覽器中執行此操作。
我們已經嘗試通過多種方式實現這一點，例如使用預先創建的、校准過的 .mp3 文件，直接使用 Web Audio API 來生成具有校准 dB 級別的振盪器。 我們得到了（對我們來說）非常令人驚訝且基本上不正確的結果。 當我們使用校准過的麥克風測量從設備發出的聲音時，觀察到了各種奇怪的現象，這表明音頻不僅以線性方式“播放”，而且正在對其進行復雜的預處理在它真正得到輸出之前。 這似乎取決於目前我們無法控制的各種變量。 它不像“正常”音頻放大器的工作方式那樣工作，即無論絕對電平設置為什么，20dB 的大輸入會產生 20dB 大的輸出。 我們發現使用相同的 javascript 代碼會產生非常不同的結果，這取決於各種變量，包括硬件（例如，在 Mac 上瀏覽與 iPhone 上的瀏覽​​）、選擇的音量設置（即使對於 20dB 的輸入差異，相對值也不會相差 20dB當音量為 1/2 時），如果使用耳機等。

在進一步的測試中，似乎主要問題與使用外部揚聲器有關。 使用耳機時，效果看起來要好得多。

基本問題是，如果您創建兩個具有已知音量差異（例如 20dB）的不同信號，並將它們以多種方式中的任何一種輸出，則測得的差異通常不會是 20dB，在某些情況下甚至會達到 10dB。

有沒有辦法以編程方式做到這一點？

有沒有辦法覆蓋任何預處理或音頻音量壓縮似乎正在調整音量（導致輸出與輸入不正確成比例）？

我們需要一種跨平台（桌面、iOS、Android、不同瀏覽器、不同耳機/揚聲器）的方法來做到這一點，因此使用 HTML5。

如果使用 HTML5 無法做到這一點，我們如何使用本機 iOS/Android 代碼做到這一點？ 這似乎更像是硬件問題而不是軟件問題，但也許有辦法覆蓋它。

謝謝

Answer 1

我們已經通過重要的進一步研究回答了這個問題。 經過詳細測試，以下內容變得清晰： 1) 在所有測試的系統上，無論其他設置如何，在使用耳機時，聲音幅度輸出幾乎完美地與輸入呈 1:1 線性關系。 這適用於多個瀏覽器、多個設備、iOS、Android、OSX、多個有源和無源耳塞和耳罩式耳機。 2) 在許多系統/設置/音量級別中，當使用外部揚聲器時，聲音幅度輸出與輸入不是 1:1 線性相關的。 相反，聲音通常是線性的，斜率小於 1，通常顯着更小（例如 1/2）。 除了這個斜率之外，許多系統也會在更高的音量水平下飽和。 這似乎是因為外部揚聲器正在使用補償機制。

因此，正確答案是：只要使用耳機，HTML5/javascript 音頻生成的音頻輸出幅度與輸入的線性關系就接近 1:1。 當在許多常用設備上使用外部揚聲器時，它不是接近 1:1 的線性與輸入。