一种啸叫抑制方法、装置、音响及扩音系统制造方法及图纸

本申请提供一种啸叫抑制方法、装置、音响及扩音系统，方法包括：接收第一信号，第一信号为麦克风在第一时间段内采集的声音信号；获取第一信号的频谱，根据第一信号的频谱确定第一听力阈值曲线，根据第一信号及第一听力阈值曲线生成第一参考信号，第一参考信号和第一信号一同被扬声器播放；接收第二信号，第二信号为麦克风在第一时间段之后的第二时间段内采集的声音信号；计算第二信号与第一参考信号的相关值，根据相关值确定是否下调针对麦克风采集的声音信号的增益。本申请中所生成的参考信号在任一频点上的幅度所表征的声强低于听力阈值曲线上同一频点的声强，与第一信号一同播放后听众不会察觉，实现了高保真，并且抑制了啸叫的产生。

【技术实现步骤摘要】
一种啸叫抑制方法、装置、音响及扩音系统
本申请涉及数字信号处理
，具体而言，涉及一种啸叫抑制方法、装置、音响及扩音系统。
技术介绍
在扩音系统中，麦克风采集的信号被传输到扬声器中进行放大播出，而扬声器播放的音频信号会被麦克风再次拾取，扬声器与麦克风间音频信号的传输、反馈构成声学环路。在传输过程中，当音量较大时，声音的反馈环路形成正反馈，即声学环路增益大于1。声音在不断的反馈中被一步步放大，产生了刺耳的啸叫声，严重影响用户的听觉体验。目前，针对扩音系统中的啸叫抑制方法例如移频移相法，在声音处理过程中，通过实时改变声音的频率或者相位，破坏正反馈发生需要的相位特性，或者例如陷波抑制法，针对发生啸叫的频率点，通过陷波器强行压低该频率点的声学环路增益，但均是改变了声音信号或系统的频率响应，对声音造成了一定失真。
技术实现思路
本申请实施例的目的在于提供一种啸叫抑制方法、装置、音响及扩音系统，既不改变原始需要播放的声音信号的频谱，也不改变系统的频率响应特性，达到了高保真。第一方面，本申请实施例提供一种啸叫抑制方法，包括：接收第一信号，所述第一信号为麦克风在第一时间段内采集的声音信号；获取所述第一信号的频谱，根据所述第一信号的频谱确定第一听力阈值曲线，根据所述第一信号及所述第一听力阈值曲线生成第一参考信号，并将所述第一参考信号输出，使所述第一参考信号和所述第一信号一同被扬声器播放，其中，所述第一听力阈值曲线用于表征人耳可识别的最小声音强度与信号频率的关系，所述第一参考信号在任一频点上的幅度所表征的声音强度均低于所述第一听力阈值曲线在同一频点上的声音强度，所述扬声器与所述麦克风之间构成声学环路，所述扬声器播放的声音信号经空间传输后能够被所述麦克风所采集；接收第二信号，所述第二信号为所述麦克风在所述第一时间段之后的第二时间段内采集的声音信号；计算所述第二信号与所述第一参考信号的相关值，根据所述相关值判断所述声学环路是否进入正反馈状态，若所述声学环路已进入正反馈状态，则下调针对所述麦克风采集的声音信号的增益。上述过程中，参考信号是根据当前时间段传入的声音信号的频谱以及听力阈值曲线生成的，被扬声器播放后，其声音强度低于人耳能听见的声强阈值，因此听众不会察觉，实现了高保真；同时，实时计算当前时间段的声音信号与上一时间段生成的参考信号的相关值，该相关值在一定程度上反应了参考信号的环路增益，在参考信号的频带处于人耳正常听觉范围内时，根据计算得到的相关值实时调节针对麦克风传入的声音信号的增益，使声学环路脱离正反馈，此过程中，既不改变原始需要播放的音乐频谱，也不改变系统的频率响应特性，在避免系统产生啸叫的同时，还达到了高保真的效果。可选地，在根据所述相关值判断所述声学环路是否进入正反馈状态之后，所述方法还包括：在所述声学环路未进入正反馈状态时，判断当前时间段对应的相关值的峰值是否低于第一预设阈值；若是，则上调针对麦克风采集的声音信号的增益。当声学环路未进入正反馈时，如果参考信号的环路增益过低，那么说明扬声器播放的声音信号较弱，因此当检测到此时相关值低于设定的阈值时，可上调麦克风信号的增益，增强扬声器的播放信号。可选地，所述根据所述相关值判断所述声学环路是否进入正反馈状态，包括：判断所述相关值是否超过临界阈值，若是，则确定所述声学环路进入正反馈状态。可选地，在判断所述相关值是否超过临界阈值之前，所述方法还包括：接收啸叫检测电路的确认信息，所述确认信息用于指示在所述第一信号中检测到啸叫；将所述临界阈值更新为检测到啸叫时所对应的相关值。临界阈值的设定可以是预先设定，也可以通过啸叫检测电路来动态更新。当声学反馈条件发生变化，例如麦克风的位置发生了移动，那么啸叫检测电路重新检测到啸叫时，可将临界阈值更新为此时对应的相关值，从而无论用户怎样移动麦克风或扬声器，均不影响对系统啸叫的抑制。第二方面，本申请实施例提供一种啸叫抑制装置，包括信号放大器、控制器、加法器、功率放大器，所述控制器与所述信号放大器连接，用于调节所述信号放大器的增益，所述控制器的输出端以及所述信号放大器的输出端与所述加法器的输入端连接，所述加法器的输出端与所述功率放大器的输入端连接；所述信号放大器用于放大麦克风采集的声音信号，所述控制器用于执行第一方面所述的方法的步骤，所述加法器用于将所述信号放大器输出的声音信号与所述控制器输出的参考信号相加后输出至所述功率放大器，所述功率放大器用于将所述加法器输出的信号进行放大以驱动扬声器播放所述麦克风采集的声音信号和所述参考信号。可选地，所述装置还包括啸叫检测电路，所述啸叫检测电路与所述控制器连接，用于检测麦克风采集的声音信号是否发生啸叫。可选地，在所述麦克风为多个时，所述啸叫抑制装置包括多个信号放大器，每一信号放大器与麦克风一一对应，每个信号放大器用于放大对应的麦克风所采集的声音信号。因此，该啸叫抑制装置可分别独立控制、调节每一个麦克风对应的增益。第三方面，本申请实施例提供一种音响，包括如第二方面所述的啸叫抑制装置以及扬声器，所述扬声器与所述啸叫抑制装置中功率放大器的输出端连接，所述啸叫抑制装置中控制器的输入端和所述信号放大器的输入端用于接收麦克风采集的声音信号。啸叫抑制装置可以与扬声器单独集成，以音响的形式体现和使用，该音响与一麦克风有线或无线连接，麦克风采集到声音信号后传入到啸叫抑制装置中，并通过啸叫抑制装置的分析、处理输出至扬声器进行播放，当扬声器与麦克风之间的环路增益过大时，能够实时调节麦克风信号的增益，避免啸叫的产生。第四方面，本申请实施例提供一种扩音系统，包括至少一个麦克风、扬声器以及如第二方面所述的啸叫抑制装置，所述啸叫抑制装置设置在所述麦克风与所述扬声器之间，所述啸叫抑制装置用于接收所述麦克风采集的声音信号，并将生成的参考信号与所述麦克风采集的声音信号一同输出至所述扬声器进行播放。可选地，所述扩音系统中生成的参考信号与相邻的扩音系统中生成的参考信号被构造为在空间中传输时能够复用在同一信道上。例如，两个参考信号均为码分复用的扩频信号，两者采用不同的地址码编码生成，且地址码之间彼此正交，因此，所述扩音系统在计算接收的声音信号与参考信号的相关值时，相邻的扩音系统所生成的参考信号等效于白噪声的干扰，不会对计算结果造成影响。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请中信号的传输过程的示意图；图2为本申请第一实施例提供的啸叫抑制方法的流程图；图3为本申请第一实施例提供的啸叫抑制方法中听力阈值曲线的示意图；图4为本申请第二实施例提供的啸叫抑制装置的示意图；图5为本申请第二实施例提供的啸叫抑制装置的另一示意图；图6为本申请第四实施例提供的扩音系统的示意图。图标：201-信号放大器；202-控制器；203-加法器；204-功率放大器；301-麦克风；302-啸叫抑制装置；303-扬声器。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。应注意到：相似的标号和字母本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种啸叫抑制方法，其特征在于，包括：接收第一信号，所述第一信号为麦克风在第一时间段内采集的声音信号；获取所述第一信号的频谱，根据所述第一信号的频谱确定第一听力阈值曲线，根据所述第一信号及所述第一听力阈值曲线生成第一参考信号，并将所述第一参考信号输出，使所述第一参考信号和所述第一信号一同被扬声器播放，其中，所述第一听力阈值曲线用于表征人耳可识别的最小声音强度与信号频率的关系，所述第一参考信号在任一频点上的幅度所表征的声音强度均低于所述第一听力阈值曲线在同一频点上的声音强度，所述扬声器与所述麦克风之间构成声学环路，所述扬声器播放的声音信号经空间传输后能够被所述麦克风所采集；接收第二信号，所述第二信号为所述麦克风在所述第一时间段之后的第二时间段内采集的声音信号；计算所述第二信号与所述第一参考信号的相关值，根据所述相关值判断所述声学环路是否进入正反馈状态，若所述声学环路已进入正反馈状态，则下调针对所述麦克风采集的声音信号的增益。

【技术特征摘要】
1.一种啸叫抑制方法，其特征在于，包括：接收第一信号，所述第一信号为麦克风在第一时间段内采集的声音信号；获取所述第一信号的频谱，根据所述第一信号的频谱确定第一听力阈值曲线，根据所述第一信号及所述第一听力阈值曲线生成第一参考信号，并将所述第一参考信号输出，使所述第一参考信号和所述第一信号一同被扬声器播放，其中，所述第一听力阈值曲线用于表征人耳可识别的最小声音强度与信号频率的关系，所述第一参考信号在任一频点上的幅度所表征的声音强度均低于所述第一听力阈值曲线在同一频点上的声音强度，所述扬声器与所述麦克风之间构成声学环路，所述扬声器播放的声音信号经空间传输后能够被所述麦克风所采集；接收第二信号，所述第二信号为所述麦克风在所述第一时间段之后的第二时间段内采集的声音信号；计算所述第二信号与所述第一参考信号的相关值，根据所述相关值判断所述声学环路是否进入正反馈状态，若所述声学环路已进入正反馈状态，则下调针对所述麦克风采集的声音信号的增益。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在根据所述相关值判断所述声学环路是否进入正反馈状态之后，所述方法还包括：在所述声学环路未进入正反馈状态时，判断当前时间段对应的相关值的峰值是否低于第一预设阈值；若是，则上调针对麦克风采集的声音信号的增益。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述根据所述相关值判断所述声学环路是否进入正反馈状态，包括：判断所述相关值是否超过临界阈值，若是，则确定所述声学环路进入正反馈状态。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在判断所述相关值是否超过临界阈值之前，所述方法还包括：接收啸叫检测电路的确认信息，所述确认信息用于指示在所述第一信号中检测到啸叫；将所述临界阈值更新为检测到啸叫时所对应的相关值。5.一种啸叫抑制装置，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠志，马奎高，
申请(专利权)人：昆腾微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11