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

Question

我们观察到，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不正确地成线性比例。例如，如果您“播放”两个幅度变化为 20dB 的正弦波，则不同设备/设置的结果差异可能与 20dB 明显不同，例如远达 10dB 或更小。 我们需要以相对于彼此的校准分贝水平输出简单的音频信号(例如 sin 波)，例如以一个音量输出一个 sin 波，然后输出比第一个小 20dB 的另一个 sin 波，并且有他们实际上是那样出来的。 我们希望使用 HTML5/javascript 从浏览器执行此操作。
我们尝试以多种方式做到这一点，例如使用预先创建的校准 .mp3 文件，直接使用 Web Audio API 生成具有校准 dB 电平的振荡器。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。 当我们使用经过校准的麦克风测量从设备发出的声音时，会观察到各种奇怪的事情，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。它的工作方式与“普通”音频放大器的工作方式不同，即无论绝对电平设置为 20dB 大声输入会产生 20dB 大声输出。 我们发现使用相同的 javascript 代码会产生非常不同的结果，具体取决于各种变量，包括硬件(例如，在 Mac 和 iPhone 上浏览)、选择的音量设置(即使是相对值也没有不同当音量为 1/2 时，输入差异为 20dB，增加 20dB)，如果使用耳机等。

在进一步测试中，主要问题似乎与外部扬声器的使用有关。使用耳机时，效果看起来好得多。

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，并以多种方式中的任何一种将它们都输出，则测得的差异通常不会是 20dB，并且在某些情况下同样糟糕为 10dB。

有什么方法可以通过编程方式做到这一点吗？

有没有办法覆盖似乎正在调整音量的任何预处理或音频音量压缩(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、不同的浏览器、不同的耳机/扬声器)工作的方法，因此需要使用 HTML5。

如果无法使用 HTML5 执行此操作，我们如何使用 native iOS/Android 代码执行此操作？这似乎更像是硬件问题而不是软件问题，但也许有办法解决它。

谢谢

Answer 1

我们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) 在所有测试的系统中，无论其他设置如何，使用耳机时，声音幅度输出几乎与输入呈 1:1 线性相关。在多个浏览器、多个设备、iOS、Android、OSX、多个有源和无源耳塞和耳罩式耳机上都是如此。 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。相反，声音通常是线性的，斜率小于 1，通常要小得多(例如 1/2)。除了这个斜率之外，许多系统还会在较高的音量水平下饱和。这似乎是因为补偿机制正在与外部扬声器一起使用。

因此，正确答案是:只要使用耳机，使用 HTML5/javascript 音频生成的音频输出振幅与输入几乎为 1:1 线性。当在许多常用设备上使用外部扬声器时，它与输入的线性比接近 1:1。