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基于DSP的聲反饋抑制系統的研究與實現
來源:本站整理  作者:佚名  2013-01-20 18:32:44

    提出了一種基于TI公司TMS320C6713 DSP和移頻法抑制聲反饋的有效方法。該方法采用能與之無縫連接的TLV320AIC23 Codec芯片作為語音采集和回放工具,然后基于在Matlab進行仿真達到抑制嘯叫相當理想的基礎上完成了在DSP上的實時實現。最后,采用主觀法和客觀法評估了輸出語音的質量。結果表明,該方法能有效抑制再生混響干擾,明顯提高了擴聲增益,且顯著改善了頻響特性和聲音清晰度。

    在同時存在麥克風與揚聲器的場合,經常會發生擴聲器與麥克風之間因電聲藕合而產生聲反饋的現象,其原理如圖1所示。聲反饋是擴音系統中最禁忌的現象,它大大限制了系統擴聲增益的提高,影響聲音清晰度,導致聲音出現失真,達不到擴音效果。嚴重的嘯叫甚至可能導致擴音設備燒毀,尤其是功率放大器或音箱的高頻頭,因此,如何有效地抑制聲反饋,是擴聲系統中一個非常重要的問題。

 

    傳統的抑制聲反饋的方法(如改善房間聲學環境、調低音量電位器、采用均衡器拉饋點等方法)對調音員要求極高,不僅操作不便,且不能保證擴聲系統音質,均為治標不治本的做法。而加人聲反饋抑制器來抑制、消除嘯叫則是“一勞永逸”的做法,不僅操作簡單,而且抑制嘯叫的能力比較明顯,能夠達到足夠理想的擴聲效果。目前市場上所見的聲反饋抑制器多為國外的產品,價格十分昂貴。所以本著簡單、經濟實用的原則,本文介紹的系統采用TI公司的TMS320C6713(以下簡稱6713)浮點DSP處理器和移頻法來進行嘯叫的抑制,包括Matlab仿真和DSP系統實時實現,二者都達到了較明顯、較滿意的抑制效果。

 

1移頻法抑制聲反饋

1.1聲反饋抑制器

    與產生正反饋一樣,產生嘯叫也需同時滿足幅度和相位兩個條件。前者需要某頻率語音信號的幅度大于此信號原先的幅度,即擴聲功放的放大系數K和系統的反饋系數le的乘積不能小于1;后者需滿足嘯叫信號與其輸人信號相位相同或相差360°的整數倍。所以理論上只要破壞二者其中一個條件即可破壞嘯叫產生的條件。在聲反饋抑制方法中(如移頻法、移相法、陷波法和壓幅法等),移頻法較易實現且效果良好,它是通過改善擴聲系統的頻率特性相應地抑制再生混響干擾,使得聲源發出的聲波經聲場回饋到麥克風時,不會在原頻譜上構成反饋,提高了擴聲增益,頻響特性和聲音清晰度也能得到明顯改善,故本系統采用了移頻法來抑制嘯叫。

 

1.2移頻法

    所謂移頻就是將采集到的語音信號在其所有頻率成分上移動(升高或降低)某一移頻數△f,這樣輸出的語音信號就可以回避房間里峰點對其施加的影響,產生自激振蕩的同相條件就被破壞了,從而河抑制嘯叫的產生,且對原先輸人的語音影響甚微。△f一般為幾赫茲,繼續變化△f固然可以提高擴聲增益,但一般超過7 Hz時人耳就能察覺得到,所以在本系統中△f取5 Hz。

 

    圖2為某一頻率調制示意圖,某一輸入信號m(t)的頻譜圖如圖2(b)所示,其頻帶寬度為ωH,小于相乘器的頻率ω1(理想低通濾波器的截止頻率),且ω1 <ω2。輸出信號s(t)的頻譜會如圖2(c)所示,它是一個載頻為(ω2-tω1l)的上邊帶信號。由圖2可以看到,信號m (t)經過移頻器之后頻率移動了(ω2-ω1),達到了移頻目的。

 

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關鍵詞:DSP Codec 聲反饋

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