1 硬件需求介绍
图1 卡拉ok硬件系统
1)麦克风(microphone)
2)音频ADC --PCM1080或其他音频ADC
3)FPGA --卡拉ok系统
4)音频DAC--PCM5102A
5)音响
6)显示屏
2 FPGA硬件系统介绍
图2 fpga内部音频算法系统
音频模拟信号经过音频adc采集后转化为数字信号通过I2S送入FPGA,FPGA内部可做均衡器算法,反馈抑制算法,高低通滤波器混响回声以及变声的音频处理算法。
3 啸叫场景:
扩音系统中,特别是会议、教学、ktv等场景,提高扩音系统音量,啸叫出现的概率非常高,啸叫的产生属于正反馈,音响的声音重新被麦克风拾音,产生自激,导致啸叫,啸叫不仅会影响听觉,也会烧坏音响设备
4 反馈成因
在接入话筒的传声系统中,如果将mic的音量或者将扩声系统的音量提升较大,扬声器发出的声音通过直接或者间接的方式传入mic,将引起mic和音响的自激放大,整个扩音系统形成正反馈而引起啸叫,这种现象叫做声反馈。
声反馈的危害:
1)破坏音质。
2)反馈过强引起音响损坏。
3) 人耳听觉感觉不适。
声反馈引起原因:
1)建筑设计不合理,存在声聚焦
2)扬声器布局不合理,mic直接对准话筒
3)电声设备选择不合理,选择灵敏度过高的mic和指向性差的mic.
5 反馈消除
1)移频法
升高或降低输入音频信号的频率,改变频率的输出信号再次进入系统不会和原始信号频率叠加,达到抑制啸叫的左右,这种方法对音质有损害,用在对音质要求不高的场景。
2)陷波抑制法
就是通过窄带滤波器/自适应滤波器进行特定频率的滤波,前提是找到这个频率,这就需要先进行啸叫检测:
检测原则可以通过峰值/均值比等参数准则得出。检测出成分之后,利用陷波滤波器:
3)自适应反馈抵消法
因为扬声器的信号是已知的,这就是一个先验知识(也就是desired signal),从而可以利用adaptive filter,该类方法复杂度高:
4)延时法
这种方法往往被忽略,因为扩音系统,超过20ms的延时,讲话人能清楚的感受到声音的延时,体验 很不好,在ktv 等对实时性要去低的场景很实用。