影响自适应反馈抵消啸叫抑制算法性能的声学因素分析

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扩音设备是音频系统中的重要组成部分,广泛的应用于音响设备、音频通信、助听器等音频系统中。声反馈是指音频信号经过扬声器系统发出声音后,由传声器拾音将声音信号转变为电信号输入至放大器放大,然后由扬声器系统产生声音输出,形成扬声器系统-传声器-放大器-扬声器系统之间的正反馈,导致放大器的输出信号幅度不断地增加而产生某一频率的振荡引发啸叫现象,严重时自激引起的较大功率输出会损坏扩声设备,甚至会造成听者听力损伤。本文首先从理论上解释了啸叫产生的条件,介绍了目前主流的3种啸叫抑制方法移频移相法、陷波抑制法和自适应反馈抵消法,分别从实现难易程度、对音质有无损伤、运算复杂度以及最大稳定增益增量这4方面进行对比分析。对于自适应反馈抵消法,理论上只要反馈声场路径建模完全准确,不需要进行自适应更新,整个系统也能保持稳定工作,仿真实验可以验证这一理论,仿真中使实际路径与仿真路径传递函数完全相同,可以实现无论增益多大系统都稳定,最大稳定增益增量达到无穷大,考虑到实际房间声场传递函数的复杂性和避免周围因素干扰,在消声室进行测试,将反馈声场路径的建模结果置于系统中完全抵消,不进行自适应更新,系统最大稳定增益增量也只能提高到17dB。自适应反馈抵消法在进行啸叫抑制时理论仿真结果和实际测试结果存在较大差异,本文将探讨引起该差异的原因。除此之外,自适应反馈抵消法对于声场传递函数有很强的依赖性,周围环境变化引起声场改变进而改变声场传递函数,会对系统的性能造成一定的影响,本文将在普通厅堂内模拟一系列常见周围环境变化,定量的分析这些变化对于实际系统的影响。
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