一，EQ的简介
Audio equalizer filter （音频均衡器）常用的音效调节的一种滤波器。EQ是均衡器的缩写。它的基本作用是通过对声音某一个或多个频段进行增益或衰减，达到调整音色的目的。当然，EQ还有一个显著的功能，降噪。EQ通常包括如下参数：F(requency)，频率――这是用于设定你要进行调整的频率点用的参数；G(ain)，增益――用于调整在你设定好的F值上进行增益或衰减的参数；Q(uantize)――用于设定你要进行增益或衰减的频段 "宽度"。
总结EQ主要的作用有：改善系统的频率响应、改善声场频率传输、音源处理、分格变迁和降低噪声。
二，参数和基础概念
在设计之前我们先来了解几个概念，以及给出设计的指标参数等等。
采样频率(Fs) ：数字信号记录对模拟音频的采样率。
中心频率Fo(Fc):滤波的中心点。
上下限频率(F1,F2)：如果是特定的滤波器，一般指频率响应强度下降到-3DB处的频率。而我们设计的peakFilter图示均衡器一般是安装倍频关系分布设计的。
在给定中心频率后，我们直接可以算出上下限的频率。
带宽 ：描述频率响应的范围
品质因子Q ：描述滤波器对频率的影响质量。定义滤波器影响的频率范围，描述了某一频率点提升或衰减的频带带宽。以频点为中心，Q 值越大，受影响的频带就越窄，Q 值越小，受影响的频带就越宽。中心频率变化3dB的频率差定义为Q值对应的频带带宽。举例而言，假设信号的中心频率设置为100Hz，对其施加EQ之后，该信号从原幅度衰减了3dB的整个信号被影响的频率范围是95Hz~105Hz，则受影响的频带带宽为10Hz。
增益（gain DB） ：这里特指中心频率处的增益。增益表示输出与输入之比，
三，滤波器
EQ的主要功能是通过多个滤波器对声音的某一个或多个频段进行增益或衰减处理。这些滤波器包括低通、高通、带通、带阻等类型，每种类型都有其特定的应用场景。
滤波器类型
• 低通滤波器（lowpass）：允许低频通过，衰减高频；没有增益效果
• 高通滤波器（highpass）：允许高频通过，衰减低频；没有增益效果
• 全通滤波器（allpass）：稳定系统响应，使得声音浑浊
• 带通滤波器（bandpass）：只允许特定频率范围内的信号通过
• 带阻滤波器（bandstop）：抑制特定频率范围内的信号
• 低切滤波器（Low Shelf）：切断中心频率以下的频率：可调节增益
• 高切滤波器（High Shelf）：切断中心频率以上的频率：可调节增益
• 峰值滤波器（Peak Filter）：拉高中心频率增益和频率响应
• 陷波滤波器（Notch Filter）：压制中心频率的增益和频率响应
1). 低通滤波器
低通滤波器顾名思义就是允许低频信号通过的滤波器，滤波器的原理其实很简单，其最简单的形式只使用电阻和电容即可以实现，如下图所示。
可以忽略的推导过程：假设回路中电流为I，则有:
整理得输出与输入之比（传递函数）为
其图像大致为下图所示，转折点为
即可以通过控制电容C和电阻R来控制滤波器的转折点，也就是开始被切掉的高频点。
1/RC后的频率幅值开始被衰减。
在一定条件下，阶数越高，滤波的效果越好。
经过低通滤波器后的频率特性在均衡器中基本如下图所示。
上图是斜率为6dB/oct斜率下的低通，其中绿色部分代表被过滤掉的频率信号，可以看出，低通滤波器在一定程度上阻碍了高频信号的通过。可以通过改变低通的斜率来改变切掉高频的程度。
2).高通滤波器
能够使高频信号通过并阻止低频信号通过的叫做高通滤波器，原理与低通滤波器类似。将低通滤波器中的电容和电阻换个位置，就有截然不同的效果。
其系统传递函数为：
转折点为w=1/RC，其频率特性图像大致为：
可以看到，从1/RC前的频率段的幅值逐渐衰减，高于1/RC的频率幅值基本不变。
经过高通滤波器后的频率特性在均衡器中基本如下图所示。
上图是斜率为6dB/oct斜率下的高通，可以看出，低通滤波器在一定程度上阻碍了低频信号的通过。可以通过改变高通的斜率来改变切掉低频的程度。
3). 带通滤波器
带通滤波器是指能通过某一频率范围内的频率分量、但将其他范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器。
注意：该曲线是将两边的频率衰减，而不是将中间的频率提升。所有滤波器都是只能做衰减处理，不能对信号进行提升。
4).带阻滤波器
与带通滤波器的概念相反，是指能通过大多数频率分量、但将某些范围的频率分量衰减到极低水平的滤波器，如下图所示。用于切除某一小段特性的频率范围或频率点。
带通滤波器和带阻滤波器的形状都与Q值有密切的关系，比如带通滤波器的形状也是由Q值来决定的，Q=中心频率/带宽，带宽依旧是声音幅值衰减到0.707倍的最大幅值时所对应的频率差。
5). 全通滤波器
全通滤波器并不改变输入信号的频率特性，但它会改变输入信号的相位。利用这个特性，全通滤波器可以用做延时器、延迟均衡等。
四，音频频率知识
人耳可分辨的声音频率大约是在20Hz~20kHz，因此调音台中的四段均衡器把其分为的4个频段，根据德国柏林音乐研究所资料介绍，它们是低频、中低频、中高频、高频音频频率对音色的影响是多方面的。以下是一些关键频率段及其对音色的影响：
低频（20Hz-200Hz）：影响音色的混厚度和丰满度，像低音炮那种低沉的声音。31Hz------这个频段需要播放器材有比较好的低频下潜能力，如果没有，当然就不容易听见，这个频段主要影响底鼓的延续音（sustain)，就是踩下底鼓之后嗡嗡的声音，增强这个频段可以让音乐浑厚。63Hz------这个频段是底鼓所在的主要频段，如果单纯把这个频点增强10dB，最明显的感受就是底鼓声变得很大，甚至破了，所以增强这个频段有助于音乐更厚实。125Hz------这就主要是贝斯的频段了，贝斯常用的音高位置的音色主要在这一频段，当然不是说这一频段只有贝斯，增强这一频段音乐会更扎实。
中低频（200Hz-600Hz）：影响音色的力茺和结实度。250Hz------这个频段多了声音会很脏，少了声音会很干净，硬实，但它同时也是人声、弦乐、手鼓等等音色的主要共鸣点的所在频段。可以想象在水下的那种轰隆隆的感觉，是这一频段带给我的主要感受。500Hz------和250Hz的感受相似，这一频段的增强会使一些铺底的合成器pad音色凸显出来，会使更多的男声凸显出来，这一频段多了还是会浑浊，稍微增加一些会使音乐有更多温暖、亲近的感觉。
中高频（600Hz-6kHz）：影响音色的明亮度和清晰度。1000Hz------这个频段可以算作一个分水岭，大部分乐器的基频都在200---1000Hz，所以调节1000以下的频段会更多的影响音色（不是影响音量），增强这一频段会使音色更明亮。2000Hz------增强人声的可懂性，说白了听得更清楚，包括吉他贝斯的琴弦摩擦的声音，电吉他的尖刺感，两元店大喇叭里的广告，都可以让你更多的体会这一频段的特点，所以增强这一频段让音乐更清晰。4000Hz------这一频段是很多音色的镶边，就像是相框的边框，衣服或者窗帘的下摆，很多时候这一频段可以让声音更完整，更具细节，更多现场感，但是过多的提升也会让人觉得刺耳，听觉疲劳。5000Hz以上是几乎所有乐器的谐波成分，也是人耳最敏感的频段，比如把5000Hz提升6dB，有时会让人觉得整个音量被开大了一倍，如果过多的衰减则会让音乐听起来很远。
高频（6kHz-16kHz）：影响音色的表现力和解析力，像音乐盒那种尖锐的声音。8000Hz------这个频段比较明显的是各种镲声、弦乐摩擦琴弦的声音、还有就是齿音，比如提升该频段会放大歌手四、是、次、字一类的发音。一般很少会大幅提升这一频段。16000Hz------事实上这一频段确实很难分辨，如果把一首歌的16000Hz提升10dB，我一般会去听各种镲，镲会显得更亮更大声了，反之，镲声会显得小了、暗了。如果不仔细听，会感觉音乐没什么变化。
这里说一下遮蔽效应，简单说就是比如你把125Hz调的很大，那么靠近125Hz的、dB数小的频率就会被遮蔽，听不到了。
五，EQ效果调试
EQ 均衡器是一种可以分别调节各种频率成分电信号放大量的音效算法，通过对各种不同频率的电信号的调节来补偿扬声器和声场的缺陷，补偿和修饰各种声源及其它特殊作用，严格地说应先要根据音响的频响曲线用均衡器来校正成平直的，就是说音响的频率响应曲线本来不是水平的直线，但是为了真实还原声音，我们可以通过均衡器的调节把原来的曲线调得更为平坦。
本算法使用了五种滤波器实现频响曲线调节，分别如下。
• Low_shelving： shelving 滤波，控制低频段的增益；
• High_shelving： shelving 滤波，控制高频段的增益；
• Low_pass： 低通滤波器；
• High_pass： 高通滤波器；
• peaking： peak 滤波，控制带通内增益。
不同的滤波器由不同的参数进行控制：
- Shelving 滤波： 需要截止频率和增益
a. Frequency(频率) ⸺ 这是用于设定你要进行调整的高频段或者低频段的截至频率点的参数；
b. Gain(增益)―― 用于调整在你设定好的 F 值上进行增益或衰减的参数。 - 高/低通滤波： 需要截止频率
a. Frequency(频率)―― 这是用于设定你要进行高低通滤波的截止频率的参数。 - Peak 滤波： 需要频率，增益控制， Q 值
a. Frequency(频率)―― 这是用于设定你要进行调整的频率点的参数；
b. Gain(增益)―― 用于调整在你设定好的 F 值上进行增益或衰减的参数；
c. Quantize(频段宽/频率)―― 用于设定你要进行增益或衰减的频段 "宽度" 的参数，设定
的 Q 值越小，所处理的频段就越宽，而当设定的 Q 值越大的时候，所处理的频段就越窄。
EQ 调参界面说明
EQ 可视化界面，分上下两部分。上半图中横坐标为频率，纵坐标为频率的增益，下半图中依次为
配置每一段频点参数，每一段参数如下。
• Enable，使能对应段 BQ；
• Q 量化参数，用于量化每段频点的占空比；
• Type 为滤波器的类型，支持高通、低通、坡峰等；
• fc 为每一段的频点；
• G 为每一段 EQ 的增益。
diff_param 0‑1 0：所有通道参数一致； 1：每个通道均有一套参数。
channels 0‑255 音频流通道数
samplerate u32 音频流采样率
bin_num u32 eq 段数，越高处理耗时越大
BQ{n} 第 {n} 段参数