便携式卡拉OK的低复杂性啸叫抑制制造技术

提供一种用于便携式卡拉OK系统的低复杂性啸叫抑制系统和方法。在进行啸叫抑制时，引入至少一个无限脉冲响应(IIR)滤波器以估计传声器从真实环境拾取的声反馈，并由此从传声器输入信号中消除所述声反馈。输入信号中消除所述声反馈。输入信号中消除所述声反馈。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】便携式卡拉OK的低复杂性啸叫抑制


[0001]本专利技术大体来说涉及声反馈消除技术。更确切来说，本专利技术涉及一种用于便携式卡拉OK系统的低复杂性啸叫(howling)抑制方法和系统。

技术介绍

[0002]卡拉OK作为互动性娱乐活动已在东亚变得越来越受欢迎。任何人可在卡拉OK俱乐部使用卡拉OK机器与其朋友一起唱歌。最近，人们不仅仅满足于在俱乐部唱歌，而且使用诸如便携式一体化卡拉OK机器在任何地方均能唱歌。因此，很多便携式卡拉OK产品已进入市场。然而，这些产品中的大部分的声音品质不如预期的良好。这些产品中的很多均存在“声啸叫”或由于此啸叫问题而没有足够的声级。
[0003]实际上，啸叫是卡拉OK或其他声音加强系统的常见问题。卡拉OK系统通常包括至少一个传声器以及扬声器。当声音信号被传声器拾取并且随后放大并馈送到扬声器时，扬声器声音通常会被传声器通过直接声路径或一些反射路径采回。扬声器与传声器之间的声耦合形成闭合信号回路，在此情况下可出现呈不想要的啸叫形式的声反馈。在此种情形中，因此这会导致啸叫问题并且甚至损坏扬声器或限制声音加强性能，因为如果要求卡拉OK系统稳定则会限制可应用的放大量。
[0004]因此，已采取不同的措施来防止此问题。啸叫抑制方法主要有四种类型。第一种方法是频移方法，所述频移方法可以数Hz的频移更改每一个回路中的传声器输入信号。当移位频率较大(例如20Hz)时将更有帮助，但对声音品质的副作用太严重因而被视为不可接受。因此通常无法做出太多更改并且不得不在抑制性能上做出妥协。第二种方法是基于陷波滤波器的反馈抑制(NFS)，其中所述陷波滤波器用于抑制已检测到啸叫的有问题频率。陷波滤波器是具有非常窄的阻带的阻带滤波器，其可明显减小某特定频带的增益并因此抑制传声器输入信号中的这些频率。然而，NFS方法通常包括检测阶段和抑制阶段，这意味着需要首先检测啸叫声音，因此经常在抑制啸叫声音之前会先听到啸叫声。第三种方法是波束成形方法，所述波束成形方法使用传声器阵列或扬声器阵列来修改方向性，以减小传声器与扬声器之间的直接声音传播。但此方法需要额外的硬件和更多的计算，并且因此传声器和扬声器的数目经常是受限的。第四种方法是回声消除(AEC)方法，所述AEC方法使用自适应滤波器来逼近传声器与扬声器之间的传递函数，并且对来自扬声器的输出信号进行滤波以消除由传声器拾取的逼近反馈信号。如果自适应滤波器完美地逼近传递函数，则不会发出啸叫。通常AEC方法可由于自适应机制而表现良好，但其耗费高的计算和功耗以及较长的系统处理时间，这不适合于具有特定播放时间和延迟要求的便携式卡拉OK系统。
[0005]然而，这些措施中的大多数聚集于通常的大型卡拉OK系统，在所述大型卡拉OK系统中，扬声器与传声器之间的距离通常远大于便携式一体化卡拉OK系统中扬声器与传声器之间的距离。另一方面，即使用所述小型卡拉OK机器，用户仍可能想要尽可能响亮地唱歌。因此，如果想要卡拉OK产品超出用户的预期，则需要开发更好的技术来抑制啸叫。

技术实现思路

[0006]本专利技术通过为便携式卡拉OK系统提供低复杂性啸叫抑制系统来克服上述缺陷中的一些缺陷。所述啸叫抑制系统包括：至少一个传声器，所述至少一个传声器用于捕捉输入信号，所述输入信号包括源信号和在环境中传播的声反馈；电声路径，所述电声路径用于压缩并均衡所述输入信号，并接着在放大之后馈送到输出信号；扬声器，所述扬声器用于回放所述输出信号。所述啸叫抑制系统还包括至少一个无限脉冲响应(IIR)滤波器，所述至少一个IIR滤波器用于估计所述声反馈并由此从所述输入信号中消除所述声反馈。
[0007]本专利技术还提供一种用于便携式卡拉OK系统的低复杂性啸叫抑制方法。所述啸叫抑制方法包括以下步骤：经由至少一个传声器捕捉输入信号，所述输入信号包括源信号和声反馈；在电声路径中压缩并均衡所述输入信号并接着在放大之后将输出信号馈送到扬声器；以及利用扬声器回放所述输出信号，并且所述输出信号在环境中传播。所述啸叫抑制方法还包括以下步骤：经由至少一个无限脉冲响应(IIR)滤波器估计声反馈，并由此从所述输入信号中消除所述声反馈。
附图说明
[0008]参考附图阅读非限制性实施方案的以下描述，可更好地理解本专利技术。在图中，相似的附图标记标示对应的部分，在下文中：
[0009]图1示出具有一个传声器和一个扬声器的卡拉OK系统中的示例性啸叫情况。
[0010]图2A到图2B示出根据本专利技术的用于卡拉OK系统中的啸叫抑制的示例性系统图。
[0011]图3示出示例性流程图，所述示例性流程图示出根据本专利技术的啸叫抑制方法。
[0012]图4示出根据本专利技术的便携式一体化卡拉OK系统的示例性硬件系统。
[0013]图5A到图5E示出与本专利技术相关的一些模拟的比较结果，其中图5A示出扬声器信号的声谱；图5B示出其中啸叫声音在大约2kHz和9.3kHz下的扬声器信号的声谱；图5C示出利用频移方法获得的声谱；图5D示出利用NFS方法获得的声谱，并且图5E示出利用本专利技术获得的声谱。
具体实施方式
[0014]下文中公开本专利技术的一个或多个实施方案的详细描述；然而，应理解所公开的实施方案仅例示本专利技术，本专利技术可体现为各种替代形式。各图不一定成比例；一些特征可能被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，本文中所公开的特定结构和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅作为教导本领域技术人员以各种方式采用本专利技术的代表性基础。
[0015]图1示出具有一个传声器和一个扬声器的卡拉OK系统中的示例性啸叫情况。在图1中可看到，系统100包括传声器110和扬声器140，并且传声器110连接到电声路径120并接着在放大130之后连接到扬声器。当对卡拉OK系统进行设置时，传声器110捕捉来自用户唱歌声音的源信号S(z)；并且在电声路径G(z)中处理输入信号X(z)，所述处理包括压缩和均衡；并接着放大达增益因数K。将输出信号Y(z)馈送到扬声器140并在环境150中传播。
[0016]当声音信号被传声器110拾取并且随后放大并馈送到扬声器140时，由扬声器140回放的音频声音可能被传声器110通过直接路径或反射路径采回。扬声器140与传声器110之间的声耦合致使通过环境传递函数F(z)中传播的输出信号Y(z)形成声反馈，并接着也被
拾取到传声器110中，并且因此图1中所示的输入信号X(z)包括源信号S(z)和声反馈Y(z)
·
F(z)。
[0017]因此，在频域中表示所有信号和传递函数，图1中的过程可由以下方程式表达：
[0018]Y(z)＝X(z)
·
G,(z)
·
K
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(I)
[0019]X(z)＝y(z).F(z)+S(z)
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(2)
[0020]关于以上方程式(2)，可以设想，去向卡拉OK系统中的输入信号X(z)还本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于便携式卡拉OK系统的低复杂性啸叫抑制方法，所述低复杂性啸叫抑制方法包括以下步骤：通过至少一个传声器捕捉输入信号，所述输入信号包括源信号和声反馈；在电声路径中压缩并均衡所述输入信号，并接着在放大之后馈送到输出信号；以及通过扬声器回放所述输出信号，所述输出信号在环境中传播；其中所述方法还包括以下步骤：由至少一个无限脉冲响应(IIR)滤波器估计所述声反馈，并由此从所述输入信号中消除所述声反馈。2.如权利要求1所述的方法，其中所述声反馈包括在闭合信号回路中生成的啸叫，所述闭合信号回路通过所述扬声器与所述至少一个传声器之间的声耦合形成。3.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括通过所述至少一个IIR滤波器对环境传递函数进行建模的步骤。4.如权利要求3所述的方法，其中所述至少一个传声器与所述扬声器的相对位置是固定的。5.如权利要求3所述的方法，其中对所述环境传递函数进行建模包括离线测量并估计所述环境传递函数并且逼近所述环境传递函数。6.如权利要求5所述的方法，其中逼近所述环境传递函数能够由多频带IIR滤波器执行。7.如权利要求3所述的方法，所述方法还包括将所述输出信号与所述输入信号去相关。8.如权利要求7所述的方法，其中将所述输出信号与所述输入信号去相关能够通过使输入信号频移来实施。9.如权利要求1所述的方法，所述方法还包括将所述至少一个传声器以不同的方向性布置为传声器阵列以进行波束成形。10.如权利要求9所述的方法，其中所述传声器阵列形成心形方向性图案。11.一种具有低复杂性啸叫抑制功...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑剑文，SF，
申请(专利权)人：哈曼国际工业有限公司，
类型：发明
国别省市：