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基于DSP的声反馈抑制系统的研究与实现
来源:本站整理  作者:佚名  2013-01-20 18:32:44

    提出了一种基于TI公司TMS320C6713 DSP和移频法抑制声反馈的有效方法。该方法采用能与之无缝连接的TLV320AIC23 Codec芯片作为语音采集和回放工具,然后基于在Matlab进行仿真达到抑制啸叫相当理想的基础上完成了在DSP上的实时实现。最后,采用主观法和客观法评估了输出语音的质量。结果表明,该方法能有效抑制再生混响干扰,明显提高了扩声增益,且显著改善了频响特性和声音清晰度。

    在同时存在麦克风与扬声器的场合,经常会发生扩声器与麦克风之间因电声藕合而产生声反馈的现象,其原理如图1所示。声反馈是扩音系统中最禁忌的现象,它大大限制了系统扩声增益的提高,影响声音清晰度,导致声音出现失真,达不到扩音效果。严重的啸叫甚至可能导致扩音设备烧毁,尤其是功率放大器或音箱的高频头,因此,如何有效地抑制声反馈,是扩声系统中一个非常重要的问题。

 

    传统的抑制声反馈的方法(如改善房间声学环境、调低音量电位器、采用均衡器拉馈点等方法)对调音员要求极高,不仅操作不便,且不能保证扩声系统音质,均为治标不治本的做法。而加人声反馈抑制器来抑制、消除啸叫则是“一劳永逸”的做法,不仅操作简单,而且抑制啸叫的能力比较明显,能够达到足够理想的扩声效果。目前市场上所见的声反馈抑制器多为国外的产品,价格十分昂贵。所以本着简单、经济实用的原则,本文介绍的系统采用TI公司的TMS320C6713(以下简称6713)浮点DSP处理器和移频法来进行啸叫的抑制,包括Matlab仿真和DSP系统实时实现,二者都达到了较明显、较满意的抑制效果。

 

1移频法抑制声反馈

1.1声反馈抑制器

    与产生正反馈一样,产生啸叫也需同时满足幅度和相位两个条件。前者需要某频率语音信号的幅度大于此信号原先的幅度,即扩声功放的放大系数K和系统的反馈系数le的乘积不能小于1;后者需满足啸叫信号与其输人信号相位相同或相差360°的整数倍。所以理论上只要破坏二者其中一个条件即可破坏啸叫产生的条件。在声反馈抑制方法中(如移频法、移相法、陷波法和压幅法等),移频法较易实现且效果良好,它是通过改善扩声系统的频率特性相应地抑制再生混响干扰,使得声源发出的声波经声场回馈到麦克风时,不会在原频谱上构成反馈,提高了扩声增益,频响特性和声音清晰度也能得到明显改善,故本系统采用了移频法来抑制啸叫。

 

1.2移频法

    所谓移频就是将采集到的语音信号在其所有频率成分上移动(升高或降低)某一移频数△f,这样输出的语音信号就可以回避房间里峰点对其施加的影响,产生自激振荡的同相条件就被破坏了,从而河抑制啸叫的产生,且对原先输人的语音影响甚微。△f一般为几赫兹,继续变化△f固然可以提高扩声增益,但一般超过7 Hz时人耳就能察觉得到,所以在本系统中△f取5 Hz。

 

    图2为某一频率调制示意图,某一输入信号m(t)的频谱图如图2(b)所示,其频带宽度为ωH,小于相乘器的频率ω1(理想低通滤波器的截止频率),且ω1 <ω2。输出信号s(t)的频谱会如图2(c)所示,它是一个载频为(ω2-tω1l)的上边带信号。由图2可以看到,信号m (t)经过移频器之后频率移动了(ω2-ω1),达到了移频目的。

 

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关键词:DSP Codec 声反馈

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