声反馈啸叫抑制算法的研究

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在扩声系统及公共广播(Public Address, PA)中,声反馈是一个长期存在的问题。声反馈会严重影响声音的清晰度,甚至会产生自激啸叫,而较严重的啸叫可能会使系统中的放大器、扬声器中的高音单元烧毁。所以,声反馈控制是扩声系统中的一个重要课题。过往的几十年中,虽然已经有很多自动声反馈控制算法被提出,可是因为可靠性不强,许多PA系统的技术人员还是倾向于手工控制声反馈。可见,有效性及可靠性是研究声反馈控制算法的重点。自动增益控制(Automatic Gain Control, AGC)方法最大的优点是可靠性,只要减少足够的增益,就可以使系统变得稳定;基于陷波器的声反馈控制(Notch-filter-based Howling Suppression, NHS)是增益控制方法中的一种,它只对声反馈发生频点进行抑制,比较稳定;自适应陷波抵消(Adaptive Feedback Cancellation, AFC)能够将扩声系统的增益提高最多且对声音损伤比较小,但鲁棒性不强。本文从这三种方法入手,提出三种方法结合的混合算法,不论有效性,音质及鲁棒性都有很好的保证。本文的主要工作如下:1.介绍了声反馈问题及危害,并对过去几十年已出现的声反馈控制方法做了概述。2.对声反馈产生的原因进行了深入分析,并总结出了声反馈发生时信号的特征。3.用基于过零率的AEQ方法进行声反馈控制。3.介绍基于陷波器的声反馈控制方法,分为声反馈频点的确定和陷波器设计两部分。声反馈检测与判定作为重要的前提,本中给出了多种判定依据及详细的流程。陷波器设计采用零极点的方法,相较于双线性变换法更直观,而且同样很准确。4.提出基于混合算法的声反馈控制方法,该方法结合了AFC,NHS与AGC。采用PEM-AFROW算法,结合主动设计的陷波器,对房间冲激响应进行估计,鲁棒性强,信号失真度小。将AGC作为救援措施,在其他一切都无效后被激活。5.从增益提高、音质、以及稳定性三方面对声反馈控制算法作了评估。
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