一起调试XVF3800麦克风阵列（十六）

Output equalization（输出均衡EQ）

EQ（均衡器） 是一种音频处理设备或算法，用于调节音频信号中特定频率范围（Frequency Bands）的增益（Gain）。其核心功能是通过对频率响应曲线进行补偿或修饰，达到平衡频段分布、改善音质或消除噪声的目的。

增强（Boost）： 提高某个频段的音量。
衰减（Cut）： 降低某个频段的音量。

普通的音量旋钮是一拉全拉，所有的声音（低音、人声、高音）一起变大。但 EQ 像是一排滑块，把声音拆解成了不同的部分：

低频（Bass）： 就像调节"重低音"，决定了声音是否有力、厚实。
中频（Mid）： 这是人声所在的区域，决定了说话是否清晰、突出。
高频（Treble）： 决定了声音是否清脆、明亮。

XVF3800 的音频管道设计将均衡器（EQ）置于自动增益控制（AGC）之前，这种架构选择对于通过 **Microsoft Teams 或 Zoom 认证（最高标准的通话认证）**至关重要：

线性补偿： EQ 首先修正由麦克风硬件、声学结构或外壳引起的物理缺陷（例如外壳共振导致的特定频段增益过高）。
防止 AGC 误判： 如果不先通过 EQ 压低某些异常突出的频段，AGC 可能会根据这些"虚假"的高能频段误判信号强度，从而导致整体音量被错误地压低，造成语音听感不自然。
确保合规性： Teams 和 Zoom 对频响曲线（Frequency Response Mask）有严格限制。在频域内进行校准可以实现更高的精度。
外壳增益： 声音在进入外壳孔径时可能产生类似笛子的共鸣效应。
高频衰减： 如果麦克风安装在较深的小孔后，高频响应通常会下降。
XVF3800 的解决方案： 通过配置 XVF3800 的可编程滤波器，开发者可以应用逆向补偿曲线，将偏离标准的响应"拉回"到规范定义的阴影区域（Mask）内。

激活我们部署的conda环境：

复制代码

conda activate xmos

运行EQ的调节UI界面

复制代码

python3 /home/raspberry/XVF3800-Software_v3_2_1-3/sources/xvf_tools.py ploteq

出现如图下面UI界面：

下图显示了一个更精细的调整，点击Export可以导出一个二进制文件

导出为eq.bin保存任意文件夹（默认我们先保存到home目录，这里的EQ是随意调整的，仅仅是为了演示如何修改EQ的过程！！），将eq改名为 eq_filter_override.bin 并放置到sources/app_xvf3800/eq_filter_gen/eq_filter_bin/ 会在编译工程的时候，优先使用这个eq文件。

这里我们还可以将eq文件的参数读取到UI界面中

读取xvf3800的固件中的eq

复制代码

xvf_host --use i2c --get-eq-filter eq.bin

打开EQ的界面

复制代码

python3 /home/raspberry/XVF3800-Software_v3_2_1-3/sources/xvf_tools.py ploteq

点击 Import即可观察

这里我们发现官方的默认固件是没有使用EQ的效果的！！整个频率都是0dB上面！！

在这里官方并没有给出什么时候需要EQ，EQ怎么调整？这里我认为是这样的：

正常的麦克风响应应该是这样的（任何麦克风（哪怕是昂贵的测量麦克风）在物理制造上都不可能做到完美的"全频段平直"。 ）：所以需要EQ先进行补偿！

下图是我经常使用的一款楼氏的麦克风型号为 SPH0641LM4H-1

我们可以看到在 100Hz 到 8kHz 这一段，蓝色的原始曲线基本都保持在两条绿线之间。
潜在风险：如果 Teams/Zoom 的认证规范在 10kHz 之后要求更严格（通常通话只要求到 8kHz），那么该麦克风末端的高频翘起可能需要通过 XVF3800 的 EQ 进行压低（Cut）。

下图是一个测试麦克风的补偿曲线，也正应对的我们的EQ的作用！！

补偿完理想的麦克风状态应该是一条平坦的曲线，对每一个频率的响应应该是一样的（至少都是很接近的）！！

所以我们需要得到一个接近理想的响应曲线，去补偿抵消掉任何外界带来的干扰！！

第一步：建立基准（Reference Line）

先用一个专业的测量麦克风 （如 miniDSP UMIK-1 或 B&K 麦克风，经过校准的！！上面的两个图片就是对应补偿参数和补偿后的曲线 ）放在 XVF3800 麦克风同样的位置，测量出扬声器的频响曲线。这作为你的**"零点"参考。**

第二步：测量 XVF3800 的原始输出

保持扬声器位置不动，换上你的 XVF3800 设备，记录它采集到的频率响应曲线，必须禁用 XVF3800 的所有其他处理算法（如降噪 NS、回声消除 AEC、AGC），只读取经过 EQ（此时 EQ 增益设为 0）后的原始数字化流。。

第三步：对比分析（这就是决定是否加 EQ 的时刻）

将 XVF3800 的曲线与测量麦克风的曲线进行对比，观察以下指标：

平坦度（Flatness）：在人声区间（300Hz - 8kHz），是否有超过3dB 的剧烈波动（麦克风的响应曲线在这一端是很平坦的，我们就是检测其他问题带来的干扰！）？
外壳增益/衰减： 是否有某个频率点突然凸起？（这通常是结构共振 ，需要用 1/3 八度带 EQ 压低）。高频部分（4kHz 以上）是否像滑梯一样迅速下降？（这通常是麦克风孔径太小，需要用 EQ 补偿提升）。

如果测量结果显示...	你的 EQ 动作	推荐分辨率
低频（<200Hz）能量过强	衰减（Cut），防止由于桌面震动导致的"轰鸣声"。	八度音程带
在 1kHz - 3kHz 有窄范围突起	降低（Cut），这是塑料外壳常见的共振点。	1/3 八度音程带
5kHz 以上平缓下降	增强（Boost），补偿由于外壳遮挡造成的高频损失。	八度音程带
曲线超出 Teams 认证红线	像素级修正，直到曲线完全进入"绿色通道"。	1/3 八度音程带

第四步：使用脚本生成 EQ 系数

利用官方提供的 Python 工具进行可视化调整。

启动工具：运行 python3 xvf_tools.py ploteq 打开图形界面。
选择分辨率：为了符合 Teams/Zoom 的严苛规范，建议选择 "1/3 八度音程带"（22 段均衡器），以便进行精细修补。
手动校准：根据对比结果，在界面上点击调整。例如，若您的麦克风在 10kHz 处高出了 9dB，则在对应的 EQ 点拉低 9dB。

第五步：导出与设备测试

将生成的参数写入硬件并验证效果。

导出文件：点击 GUI 右下角的 "Export" 生成 eq.bin 文件。
实时写入：使用命令 --set-eq-filter 参数将二进制文件写入设备。
重新测量：再次测量输出，确认此时的频响曲线是否已修正并完全落在 Teams/Zoom 的绿色限框（Mask）范围内。

第六步：固化到生产固件

将验证成功的 EQ 参数永久集成到产品中。

覆盖默认值：将 eq.bin 重命名为 eq_filter_override.bin。
放置路径：复制到 sources/app_xvf3800/eq_filter_gen/eq_filter_bin/ 文件夹下。
重新构建：重新编译固件，使新的均衡滤波器成为设备的默认设置。