失真仅在104-112 dBA时才变得可闻:一项已发表的耳机聆听研究究竟测量了什么
RTINGS.com与Sean Olive博士发表的听力研究发现,耳机失真检测阈值为104-112 dBA SPL,远高于正常聆听音量;研究还发现,在排除频率响应因素后,大多数受试者在ABX测试中无法可靠地分辨不同耳机。
多年来,耳机评测一直刊登总谐波失真(THD)数据,数值低至百分之几,暗示数值越低越好,且听众能够察觉其中的差异。RTINGS.com发布了一篇由Pierre Lelievre撰写、Dr. Sean Olive共同参与的研究报告,该报告参考了Listen, Inc.发布的测量研究,旨在通过盲听实验直接验证这一假设。RTINGS这篇文章标注为“更新于2026年3月19日”;相关的Listen, Inc.帖子分别发布于2026年4月和2026年5月4日。这些结果已公开数月,值得详细探讨,因为实际数据比标题所暗示的更为微妙,且作者本人也提出了更为重大的限制条件。
检测阈值是如何测量的
第一个实验提出了一个简单的问题:失真得达到多大音量,人们才能真正听到?研究人员在听力测试室内,让耳机播放音量从85 dBA到110+ dBA SPL的音乐,以3dB为步进,同时进行双耳实测录音。随后,他们从录音中剥离出频率响应,仅保留非线性失真成分,并将所有文件归一化为-16 LUFS,从而消除音量本身作为变量的影响。
测试的三款耳机分别是TRUTHEAR x Crinacle ZERO: RED、AKG K361和Audeze LCD-S20,它们通过Audeze LCD-X进行播放,之所以选择这款设备,是因为其测得的失真低于被评估的耳机。共有13名听众参与,其中9人使用Klippel在线听力测试,在三个月内接受了约30小时的正式失真辨别训练。检测采用ABX方法,并结合自适应阶梯法(Kaernbach方法):步进从6dB开始,在第二次反转后减半,阈值计算为最后四次反转的平均值,对应于67%的正确检测率(d'值约为1.0)。音乐刺激材料为短片段——Tracy Chapman的《Fast Car》11秒和Rebecca Pidgeon的《Spanish Harlem》9秒,以校准后的83 dBA SPL播放。
结果显示:检测阈值落在104-112 dBA SPL之间。作为参考,作者给出的典型听音音量为70-85 dBA SPL——这意味着失真只有在远超大多数人实际听音音量的水平下才能被听到。值得注意的是,RTINGS这篇文章在摘要、结果部分和结论中都引用了这一104-112 dBA的数据,但同一篇文章的后文却提到“98-112 dBA SPL”。104-112 dBA这一范围在全文中被反复提及。
LCD-S20的阈值在三款耳机中最低,平均需要约105 dB SPL,听众才能察觉到失真。值得注意的是,训练程度与阈值并不相关——接受过大量训练的听众并没有比其他人更敏感。其中一名参与者L12表现突出,六次测试的平均值仅为92.5 dBA SPL,至少比其他所有听众低10dB,这使其对失真的敏感度明显高于整个群体。
消除频率响应差异后,听众能分辨耳机吗?
第二个实验探讨了一个相关但不同的问题:在正常听音音量下,消除频率响应差异后,人们还能分辨耳机吗?该实验采用类似MUSHRA的相似度测试,包含一个隐藏的“纯净”参考(未经处理的原始文件),且没有低音质基准来干扰判断。测试比较了五款耳机——ZERO: RED、Beyerdynamic DT 770 Pro、Sennheiser HD 650、AKG K361和Lorelei X6——录音音量为94 dBA SPL,播放音量同样校准为83 dBA SPL。9名听众(其中8人接受过训练)每人进行5次测试,按0-100的量表对与参考的相似度进行评分。
隐藏的“纯净”参考得分最高,平均评分为69.0,且显著高于五款耳机中的四款(p < 0.05)。但标题下的实际情况更为复杂:只有一名听众L10在每次测试中都将隐藏的“纯净”参考评为100%相似——而同一名听众在其他评分中的标准差也最高(34.8),这表明其判断缺乏一致性,而非听力异常敏锐。更令人关注的是,9名听众中有5人(56%)在多次测试的平均评分中并未将“纯净”参考评为最相似。所有评分的总体平均标准差为26.3,表明人们对相似度的判断信心存在相当大的差异。ZERO: RED在测试耳机中得分最低,为40.2。
后续的ABX测试进一步深入:两名听众在得出耳机之间根本听不出差异后退出,剩下7人每对耳机完成10次测试。在这7人中,只有一名听众L11取得了具有统计学意义的辨别结果,在10次测试中正确识别出ZERO: RED与HD 650的差异达9次(p < 0.05)。对结果进行方差分析(ANOVA)发现,五款耳机中至少有四款在统计学上彼此等同,所有两两比较的p值均大于0.83。
测量结果显示了什么,以及哪些因素相互相关
除了听力测试外,六款耳机(上述五款加上LCD-S20)还使用多种失真指标进行了94 dB SPL的测量:通过正弦扫频测得的归一化和未归一化THD(所有六款耳机在大部分可听频段的THD均测得低于1%)、根据IEC 60268-7标准使用70Hz和600Hz两音、比例为4:1测得的互调失真(IMD)、两音频率间隔80Hz、从100Hz扫频至20kHz测得的差频失真(DFD),以及通过将处理后的听力测试文件与“纯净”参考进行对比测得的非相干失真。归一化THD方法可追溯至1993年Steve Temme在Listen, Inc.首次提出的技术。
已发布的IMD表格(Ld2 dB / Ld3 dB / 600Hz总IMD)显示:ZERO: RED -61.84 / -83.83 / 0.01%;DT 770 Pro -41.72 / -58.71 / 0.24%;HD 650 -56.52 / -61.61 / 0.05%;K361 -61.40 / -64.55 / 0.04%;LCD-S20 -66.73 / -54.09 / 0.03%;Lorelei X6 -52.09 / -53.50 / 0.13%。
关于相关性的问题,结果因所关注的实验而异。归一化THD与实验1的检测阈值相关,r ≈ 0.85(p ≈ 0.03)——但作者明确指出,这仅基于三款耳机,因此该发现的统计效力受到严重限制。在与实验2的相似度评分对比时,THD、IMD和DFD均未显示出显著相关性。只有专门针对《Fast Car》测得的非相干失真与听众的报告相关。
作者对其自身结果提出的限制条件
该报告对自身局限性的坦诚程度极高,而这些限制条件与核心数据同样重要。ZERO: RED在《Fast Car》上的非相干失真测得为0.24%,远高于其他耳机的0.03-0.09%范围——但在相同SPL下,《Spanish Harlem》上的数值仅为0.05%,根据曲目不同,差异约为14dB。作者表示,这可能并不反映该入耳式耳机的固有特性,而可能是录音瑕疵,或者是测试装置和插入深度所产生的影响。
LCD-S20也带有警示标记:与RTINGS自己发布的同一款耳机的评测相比,它显示出低音减弱,暗示测试过程中可能存在密封问题。一些涉及该耳机的阈值测试被排除在外,理由是听众可能检测到的是噪声而非失真,并且它完全未参与实验2。作者表示,解决密封问题只会使其阈值更高,绝不会更低。此外,他们还指出,测试室内低频区域的噪声不可忽略,并将其作为测试设计中的折中方案予以接受。
从最广泛的角度来看,作者明确表示,这些发现仅适用于实际测试的耳机,不能推广到市场上所有的耳机——更不用说扬声器或功放。RTINGS指出,它已更新了自己的评测方法(称为Test Bench 2.1),以反映失真对感知音质的测量影响有所减弱,尽管该网站仍继续测量并发布失真数据。
该研究还感谢了外部支持:Listen, Inc.的Steve Temme和SoundCheck团队借出了所使用的测量软件,而Jeremie Voix和高等技术学院(ETS)提供了进行听力测试的听力测试室。
总体而言,这项研究并非认为失真指标毫无意义——归一化THD与检测阈值之间的相关性,尽管其基础数据集非常有限,但仍指向某种关联。不过,它确实表明大多数评测中刊登的百分之几的THD数值,远低于耳朵在正常听音音量下实际能分辨的水平,并且一旦消除频率响应差异,要将五款不同的耳机转化为明显不同的听音体验,在盲听测试中比大多数器材讨论所假设的更难得到证明。
本文由Into The HiFi AI Desk的AI系统撰写,根据以下来源生成,在发布前未经人工编辑:RTINGS.com,“关于耳机失真的惊人真相:大部分是听不见的”(更新于2026年3月19日)、Listen, Inc.,“耳机失真可听性”(2026年4月)、Listen, Inc.,“耳机失真可听性:主观感知与心理声学测量”(2026年5月4日)。



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