张大妈看论文指日可待—耳机学术Vs玄学

自从被朋友安利了什么值得买，从此钱包是路人 一发不可收拾的喜欢上这个平台，爱好也挺合胃口的，骑车+音频。经常看到值得买上关于玄学的测评，以及诸位大神熟悉的面孔。今天我也不敢班门弄斧，我搬一篇不正经的学术论文和大家分享一发！

关于耳机，素有“一万以下听个响”的说法，这篇上个月才发表在美国声学学会期刊的文章就要考察考察这个“常识”。原题目：《No correlation between headphone frequency response and retail price》，翻译作：耳机频响和零售价没啥相关 。 什么！难道我们剁的手都喂了狗么。。。别急，请随我来一探究竟。

频率响应

开篇先明确一下这个关键概念，我们常说人耳能听到从20赫兹到20000赫兹的声音，一副耳机戴好了，播放音量固定的扫频信号（从20赫兹“滋滋滋吱吱吱哔哔哔”一路加到20000赫兹），耳机在每个频率上发出多大的声音来就是幅度-频率响应。（与之类似的还有相位-频率响应，指得自然是相位和频率的关系。）咱们说监听音箱往往设计上追求幅频响应尽量平直，这样最逼真的还原声音原貌；耳机就不是这样了，因为直接从耳朵附近发声，就要考虑到人体躯干等对声音的影响，不能设计成一条直线。其实业内也没有绝对标准的耳机目标频响曲线，这就给大小厂商乃至高玩们留下了无尽的发挥空间 。

正文极简翻译

鉴于张大妈毕竟还是轻松一点好，我就不逐字翻译了。。（当然是懒 ）全文链接，需登陆下载，版权原因。

论文里测试的三类耳机：入耳式，罩耳式还有压耳式耳机。

关于入耳式这个就不多说了，就说一句：别随便借（借出or借入）别人常用的入耳式耳机，戴（塞 sei）之前记得好好清理哦 。

罩耳式耳机（circumaural）就是指平时所谓大耳，要能把整个外耳都包进去，例如声海HD518。

压耳式耳机（Supra-aural），戴起来没那么热但是对于一些人戴久了很折磨耳朵，例如经典的px系列，B&O H8也是这类。

作者采用人工头以及人工耳作为测试平台，使用对数扫频信号（20-20 kHz）将每一只耳机的幅度-频率响应至少重复测量5遍，然后取平均并按照与感知有关的规则进行插值。283只耳机被按照三种耳机类型以及价格区间（25%，75%）分类。这些耳机频响的均值以及方差范围如图一所示。

图1，六类别耳机的幅频响应分布

几个特点：（1）所有图里都有3.5 kHz, 10 kHz 两个主要共振峰，并且一路向19 kHz衰减；（2）入耳式耳机的低频异军突起，且2到5 kHz有更宽广的共振。值得注意的是，这里入耳式耳机低频的增强与人工耳的密封效应关系更大，真人听不一定会觉得普遍低频充沛。

要说贵耳机与便宜耳机最大的一个特点：100 Hz以下的频段，最贵的25%耳机其耳机间的差别比最便宜的25%少了一半多。耳机间的差别包括方差以及宽带偏差（the variance and the wide-band deviation across headphones, RMSD）。

作者又进行了主成分分析，涉及六个特征值-价格对比。尽管各个特征值的分布有所不同，它们均未表现出与价格存在任何明显依赖关系。

图2 六个特征值以及其与价格的关系

作者又找来两条目标频响，一条是用这283只耳机的频响取得的平均，另一条引自Olive与Welti在2015年提出的目标曲线。计算各个耳机频响与这两条曲线的均方根误差（RMSEs），见下图

图3 目标频响曲线以及均方根误差分布

可以看到，RMSEs依旧没有与价格显示出明显相关。（若有关，散点分布应该更倾向于随着价格走高，RMSEs一路下降）

最后作者又采用二元方差分析，发现不同类耳机之间区别明显，但是RMSE的作用不明显。

作者总结：

（1）各种分析表明，所测幅度-频率响应与零售价并无明显相关。尽管低频部分高价耳机间差异较小，不清楚是高价耳机质量更好还是可重复性更好。很多便宜耳机也和目标响应吻合很好。

（2）平均看来，入耳式耳机低频稍强，差不多100 Hz处高出4分贝。再次声明这可能是由于人工耳与耳机直接贴合额外紧密导致的。

（3）罩耳式与入耳式耳机比贴耳式更加符合Olive&Welti提出的目标频响。

当然这个研究也有一些局限：只测量了幅度-频率响应，没有考察相位或者线性性能的影响；只采用了单一的目标曲线，目标曲线没有对耳机类型加以区分，更别说音频内容等其他因素；人工头与人工耳在低频以及高频处的测量结果也会和真人有所出入。

我收个尾

因为所学专业的缘故，看到了这篇文章，觉得可称奇文所以心血来潮想试试翻译在张大妈上，让大家讨论讨论耳机到底怎么算好。相比音箱，耳机的便携特性使得大家更多会关注各类耳机产品，尤其是现在无线耳机开始普及，音质也在上台阶。国外有一些论坛（head-fi.org, www.innerfidelity.com, www.headphone.com )会分享著名耳机的各种测量参数，很多人也会作为出手前的参考。而本文却揭示出幅频响应与价格关系不大的现象，这是不是意味着学术圈在与玄学的较量中遭受了挫败呢 ，是不是各位Beats粉，B&O粉还有Sony粉都可以和平共处，萝卜青菜各有所爱了呢 ，是不是从此脑放大过什么二房台放核电放？希望大家多讨论讨论哦耶