音频相位问题会引发多种不同的症状,是音频工程核心议题之一。相位错误是指录音中某些频率被部分或完全抵消的现象。当使用一个以上的声道录制单一音源时,相位问题就会出现。这类错误往往只有在将录音切换为单声道时才会显现,因此相位错误难以被及时发现。
背景知识
声音中相位的概念,最简单的解释方式是比较两个正弦波。当两者周期匹配时,称为”同相”,此时声音质量最佳。若其中一个被反相,使一个正弦波的波峰与另一个的波谷在同一时刻出现,两者将相互抵消,完全听不到声音。若周期略有偏差,则会产生部分抵消,使某些频率消失。
成因
相位错误可能源于录音时话筒摆位不当导致的时间差,也可能由做工粗劣的线缆、播放时重放磁头对准失调、拾音针/唱头对准不良等原因引起。在两只靠得较近的扬声器上聆听时,相位抵消在低频段最为明显,表现为声音单薄、低音匮乏或根本没有。1
识别方法
相位示波器(Phasescope)是音频信号的图形化表示工具,大多数音频编辑软件均内置此功能。在相位示波器上,完全同相的信号显示为完全垂直的纤细线条;完全反相的信号则显示为完全水平的细线。大多数存在相位问题的信号介于两者之间,形状类似橄榄球。
如图所示,大多数相位示波器底部设有相关仪表(Correlation Meter)。在相关仪表上,反相信号将在 -1 到 0 之间振荡;同相信号则在 0 到 +1 之间,其中 0 表示完全立体声,+1 表示完全单声道。
是否可以修复?
是否可修复取决于问题产生的方式和时间。理论上可以将其中一路信号微调直到与另一路对齐,但此过程极为繁琐,几乎无法调整到位,且可能无法恢复录音的正确音质(例如,使用错误方位角设置进行模拟磁带转数字时,数字处理后很难完全修正)。
如果您认为存在相位问题,最好咨询有资质的工程师或技术人员。目前至少有两家公司提供相位修正后期处理插件:Cedar Audio 的 Phase Corrector 插件 和 Cube-Tec 的方位角插件。
示例
在 SoundCloud 上收听一段相位反相的立体声文件
在 SoundCloud 上收听同一立体声文件混合为单声道后的效果
图为带有底部相关仪表的相位示波器。水平波形是存在相位问题的标志。
参考资料
1. Daniel Keller, Understanding Audio Phase, Universal Audio (uaudio.com), 21 June 2011. ↩
