基于DSP的声反馈抑制系统的研究与实现

来源 :武汉理工大学 | 被引量 : 6次 | 上传用户:shiyilang7879
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声反馈现象是现代扩声系统应用中较为常见的一种声学现象。在大型会场、多媒体教室、音乐表演现场等都需要配备不同的扩声系统,随着嵌入式应用的发展,便携通信设备、助听器等产品使得扩声系统的应用越发广泛,组成也越来越多样化。在扩声系统中,当麦克风和扬声器共处相同声场时,扬声器就会有部分声音信号分量通过不同反馈路径反馈到麦克风。这样的声反馈信号会经过反复被采集后通过扩声设备不断放大。轻微的声反馈会导致声音出现失真,影响实际应用中的听觉效果。严重的声反馈则会导致扬声器发出刺耳的啸叫,使得扩声系统不仅无法发挥应有的作用,还会影响正常的活动开展。长久以来,声反馈抑制都是声学应用中一个不可忽视的问题。随着现代数字信号处理领域的发展,声反馈抑制技术开始由原来的被动抑制逐渐转为主动抑制,声反馈抑制处理的速度和效果得到了一定的提高。同时,声反馈抑制仍然拥有很多急需解决的问题和新的诉求。声反馈抑制是一个具有很大的研究价值和市场价值的课题。本文从现今常用的声反馈抑制方案着手,分析声反馈的信号特征并建立声反馈路径模型,深入研究声反馈抑制系统的功能和结构。首先,在镜像建模法的基础上添加随机参数构建了MATLAB环境下的声反馈发生平台。从而避免了测试工作对实际环境下的依赖,简化了测试步骤,并且大大降低了开发成本。其次,完成对声反馈抑制系统整体架构的分析,在功能上将整个系统划分为声反馈判定模块和声反馈处理模块,并详细介绍了声反馈判定和声反馈处理模块的算法实现。声反馈判定功能的重点在于声反馈发生的判定和实现高频率定位精度,在判定上采用FFT增强判定通过阈值规划实现准确判定,频率定位方面在精度不高情况下通过研究多种频谱细化算法,最终可以达到0.5Hz@1KHz的频率定位精度。在声反馈处理部分,通过多种方案的比对和分析,最终采用LMS自适应陷波器,实现对整个系统的算法最优化设计。最后,通过对TMS320C6713DSP硬件模块分析,完成声反馈抑制系统的硬件实现。并在硬件的基础上形成整体的DSP系统软件框架,完成功能分化和流程简化,从而完成整体的DSP声反馈抑制系统实现。
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