基于DSP的啸叫抑制系统设计与实现
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更新于2024-08-09
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"基于DSP的啸叫抑制系统的研究与实现"
文章介绍了如何利用数字信号处理器(DSP)技术来设计和实现一个啸叫抑制系统,以解决扩声系统中的声反馈问题。啸叫通常发生在声音系统中,当麦克风接收到扬声器发出的声音并将其放大,形成恶性循环,导致音频信号失真。以下是该系统的详细知识点:
1. 啸叫检测:
- 声反馈频点检测的关键在于找到可能导致啸叫的频率点,这些点被称为"候选啸叫频点"。
- 通过采样率16kHz和每帧1024点的数据,频率定位精度可达15.6Hz。通过时域补零,分辨率进一步提高到7.8Hz。
- 使用FFT变换和加窗技术(如布莱克曼窗)处理数据,选取功率谱中最大的M个值(本系统中M=5)作为候选频点。
2. 峰值功率幅度与平均功率幅度之比(PAPR):
- PAPR是用于判断是否为声反馈频点的依据。计算每个候选频率点的功率和信号的平均功率,避免候选频点影响平均值的计算。
- PAPR的计算公式是最大功率与平均功率的对数比,单位为dB。如果连续K帧的PAPR值都超过预设阈值且递增,系统判定为声反馈频点并开始滤波处理。
3. IIR陷波器设计:
- 选择IIR滤波器是因为其可以用较低的阶数实现较高的频率选择性,且对于语音信号的相位特性要求不高。
- IIR滤波器的参数包括增益G、中心频率f0和品质系数Q。增益G表示在中心频率的衰减量,Q定义了带通滤波器的带宽和频率特性。
- 系统函数的有理分式表达式给出,以及滤波器系数的计算公式,如(5)至(9)所示。系数计算涉及Q、V和tan函数,以确定滤波器的性能。
4. 系统实现:
- 系统采用CPU与DSP多核架构,其中DSP(如文中提到的ARC600)负责实时信号处理。
- 在计算机上先进行啸叫抑制算法的仿真,然后在硬件测试系统上实现,以确保实时性能和音质。
实验结果显示,该系统能提高扩声增益10dB以上,有效抑制啸叫,同时保持良好的音质,具有良好的实时性。因此,这种基于DSP的啸叫抑制系统在实际扩声系统中具有广泛的应用潜力。
2021-10-01 上传
2018-10-18 上传
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2023-11-12 上传
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