一种用于音箱的反馈抑制的方法和装置与流程

本发明涉及音箱设备领域，特别是涉及一种用于音箱的反馈抑制的方法和装置。

背景技术：

在现有的各种类型的扩音设备的使用过程中，如果进行将话筒音量升高的操作时，音箱设备发出的声音传递到话筒后再次通过音箱发出，引起啸叫现象。啸叫现象的发生不仅影响了音质、限制了话筒声音的音量扩展、使话筒拾取的声音不能良好再现。而且深度的啸叫现象还会导致扩音设备被烧毁，从而造成损失。由上述可知，啸叫现象是因为话筒拾取的声音信号从音箱设备发出后再次被拾取，由于声音信号在空气中传播速度较快(340m/s)，两次声音信号重叠从而产生了啸叫现象。因此，避免啸叫现象的主要方式就是避免两次声音信号的重叠。

现有技术中，主要通过移频或移相的方式对啸叫现象进行抑制，通过改变声音信号的频率从而破坏啸叫现象形成的条件。但是这种方式对啸叫现象的抑制能力较差，无法有效的去除啸叫现象。

技术实现要素：

本发明主要解决的技术问题是提供一种用于音箱的反馈抑制的方法和装置，能够有效抑制音箱设备啸叫现象的产生，且不影响音箱设备输出的音质。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于音箱的反馈抑制方法，该方法的步骤包括：接收采集的声音信号，并对声音信号进行分频处理，以将声音信号分为高频声音信号和低频声音信号；对高频声音信号进行频移处理，同时对低频声音信号进行相移处理，得到高频声音输出信号和低频声音输出信号；接收高频声音输出信号和低频声音输出信号并重新合成，并将合成的新的声音信号输出。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种用于音箱的反馈抑制装置，包括：分频模块，用于接收采集的声音信号，并对声音信号进行分频处理，以将声音信号分为高频声音信号和低频声音信号；处理模块，用于对高频声音信号进行频移处理，同时对低频声音信号进行相移处理，得到高频声音输出信号和低频声音输出信号；合成模块，用于接收高频声音输出信号和低频声音输出信号并重新合成，并将合成的新的声音信号输出。

区别于现有技术，本发明的用于音箱的反馈抑制方法通过接收采集的声音信号，并对声音信号进行分频处理，以将声音信号分为高频声音信号和低频声音信号；对高频声音信号进行频移处理，同时对低频声音信号进行相移处理，得到高频声音输出信号和低频声音输出信号；接收高频声音输出信号和低频声音输出信号并重新合成，并将合成的新的声音信号输出。通过本发明，能够有效抑制音箱设备啸叫现象的产生，且不影响音箱设备输出的音质。

附图说明

图1是本发明提供的一种用于音箱的反馈抑制方法的流程示意图；

图2是本发明提供的一种用于音箱的反馈抑制装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步更详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。

下面将结合附图及实施例对本发明的技术方案进行更详细的说明。

需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例以及实施例中的各个特征可以相互结合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

现在的很多公共场所都在使用扩音音箱设备。当在公共场所使用扩音设备时，其拾音器(话筒)往往容易产生啸叫现象。产生啸叫现象的原因是公共场所中话筒采集的声音信号通过音箱发出后，其回声再次被话筒采集放大。如果回声信号和初始声音信号的相位相同，两个声音信号叠加加强，系统产生了啸叫现象。由于声音信号传播速度较快，音箱发出的声音又会被话筒采集，周而复始，使音箱发出的声音信号被不断加强，形成了啸叫现象。这种现象破坏了扩音音箱系统的稳定，使音箱持续发出刺耳的声音，但是有效的声音信号无法通过音箱设备发出，使音箱设备无法正常工作。

通过对声音信号进行频移或相移的方式均可达到避免啸叫现象发生的效果。频移就是移动频率，通过改变音箱的话筒采集的声音信号的频率来避免声音信号的叠加加强。但是对于频率较低的声音信号，采用频移的方式时，对声音信号的影响较大，易引起声音信号的失真。相移即为移动相位，通过改变音箱的话筒采集的声音信号的相位来避免声音信号的叠加加强。但对于高频的声音信号，采用相移的方式时也容易引起声音信号的失真。

参阅图1，图1是本发明提供的一种用于音箱的反馈抑制方法的流程示意图。

音箱在执行扩音操作时，通常连接一声源设备，该声源设备通常为者讲话的拾话器(话筒)。声源设备的声音信号传输到音箱后，经过音箱对声音信号的优化处理输出，从而产生优美的音乐或清晰高昂的声音。但是在音箱扩音过程中，会出现啸叫现象。尤其是在会议室、教室或ktv等需要使用音箱扩音设备的场景下，极易出现啸叫现象。本发明中的用于音箱的反馈抑制方法即可消除上述啸叫现象。该方法的具体步骤包括:

s110：接收采集的声音信号，并对声音信号进行分频处理，以将声音信号分为高频声音信号和低频声音信号。

声音信号从拾话器(话筒)传入音箱后，对声音信号进行分频处理。具体的，分频处理的操作可采用音箱内置的分频器，或针对本步骤设置的分频器。音箱内置的分频器是音箱内部电路中的一种电路装置，主要用以将输入的音乐信号分离成高音、中音、低音等不同部分，然后分别送入相应的高、中、低音喇叭单元中重放。在本发明中，为防止对音箱播放功能的影响，设置专门用于对声音信号进行分频操作的分频器。该分频器连接于音箱内部电路，通过音箱的电源进行供电。该分频器接收传输进入音箱的声音信号，对声音信号进行分频处理。具体处理方式是：设定一分频阈值，将大于分频阈值的声音信号和小于等于分频阈值的声音信号分别输出，并标记为高频声音信号和低频声音信号。人耳可闻的声音信号的频率范围为20hz-20khz，在本实施方式中，分频阈值可取值为1khz，此时低频声音信号的频率范围为20hz-1khz，高频声音信号的频率范围为1khz-20khz。分频操作完成后，进入步骤s120。

s120：对高频声音信号进行频移处理，同时对低频声音信号进行相移处理，得到高频声音输出信号和低频声音输出信号。

分频完成后，将高频声音信号和低频声音信号分别输出，以执行不同的操作。其中，对高频声音信号进行频移处理。若未进行频移处理时，由于声音传播的速度快，声音信号从音箱输出和再次被拾话器采集的时间间隔很短，可以以毫秒论处。即经过几毫秒的时间间隔，两个频率、相位均相同的声音信号相继发出，二者叠加干扰形成啸叫现象。在本发明中，分频完成得到的高频声音信号经过频移处理后，经过音箱设备放大输出，第二次被拾音器采集。高频声音信号经过频移处理，频移处理后通过音箱输出，再次被拾话器采集，经过分频及频移操作后，本来频率相同的以毫秒时间间隔发出的声音信号的频率因频移操作而不再相同(在原始声音信号频率基础上增加或减少了3-8hz)，不具备产生啸叫现象的因素，则避免了啸叫现象的产生。对低频声音信号进行相移操作。低频声音信号经过相移操作后通过音箱放大后输出，再次被拾话器采集后继续执行相移操作，此时的声音信号具有不同的相位，不同相位的声音信号叠加时，不会相互干扰，同样因不具备产生啸叫现象的因素而避免了啸叫现象的产生。在本实施方式中，对低频声音信号进行相移操作时，移动的相位可为0-180°，经过发明人的大量试验研究，相位移动优选为30-40°。

在本发明中，因为高频声音信号具有较高的频率，其范围为1khz-20khz。进行频移操作后频率变化为3-8hz，相对于原频率变化率为千分之几，变化量很小，对于高频声音信号的影响较小，不会引起声音信号的失真。而对于低频声音信号，其频率范围为20hz-1khz，进行频移操作后对低频声音信号的影响很大，甚至可导致声音信号的失真。因此对于低频声音信号执行相移操作。

完成频移和相移的操作后，输出高频声音输出信号和低频声音输出信号，进入步骤s130。

s130：接收高频声音输出信号和低频声音输出信号并重新合成，并将合成的新的声音信号输出。

将高频声音输出信号和低频声音输出信号重新合成并经过音箱的优化处理输出，最终得到的声音信号不会产生啸叫现象，提高了欣赏者的体验度，同时也对设备进行保护，避免损坏。

进一步，在对声音信号进行分频操作之前，执行将声音信号从模拟信号转换为数字信号的操作。拾话器采集的声音信号为模拟信号，而本发明的方法中，无论对声音信号的分频操作还是对分频后的频移及相移操作，都是针对数字信号进行的，因此首先需要将模拟信号转换为数字信号。具体的，可设置模数转换器，接收到输入的声音信号的模拟信号，经过模数转换后，输出数字信号。

同时，在将声音信号的模拟信号转换为数字信号后，判断是否有啸叫现象。若判断结果为是，则执行分频操作。具体的，通过判断数字信号中是否包含设定频率值或相位值的信号，以判断是否有啸叫。

进一步，在将高频声音输出信号和低频声音输出信号进行合成后，合成的声音信号属于数字信号。而音箱放大后输出的是模拟信号，因此在将高频声音输出信号和低频声音输出信号进行合成后对合成的声音信号执行数模转换操作，将数字信号转换为模拟信号后通过音箱设备输出。

区别于现有技术，本发明的用于音箱的反馈抑制方法通过接收采集的声音信号，并对声音信号进行分频处理，以将声音信号分为高频声音信号和低频声音信号；对高频声音信号进行频移处理，同时对低频声音信号进行相移处理，得到高频声音输出信号和低频声音输出信号；接收高频声音输出信号和低频声音输出信号并重新合成，并将合成的新的声音信号输出。通过本发明，能够有效抑制音箱设备啸叫现象的产生，且不影响音箱设备输出的音质。

参阅图2，图2是本发明提供的一种用于音箱的反馈抑制装置的结构示意图。该装置100包括：分频模块210、处理模块220和合成模块230。装置100设置于音箱201内部，且通过音箱201的电源进行供电。

其中，分频模块210用于接收采集的声音信号，并对声音信号进行分频处理，以将声音信号分为高频声音信号和低频声音信号。声音信号从音箱201的拾话器(话筒)(未标示)传入音箱后，对声音信号进行分频处理。具体的，分频处理的操作可采用音箱201内置的分频器，或本发明设置的用于分频处理的分频器(图未示)。音箱201内置的分频器是音箱内部电路中的一种电路装置，主要用以将输入的音乐信号分离成高音、中音、低音等不同部分，然后分别送入相应的高、中、低音喇叭单元中重放。在本发明中，为防止对音箱201播放功能的影响，设置专门用于对声音信号进行分频操作的分频器。该分频器连接于音箱内部电路，通过音箱的电源进行供电。该分频器接收传输进入音箱201的声音信号，对声音信号进行分频处理。具体处理方式是：设定一分频阈值，将大于分频阈值的声音信号和小于等于分频阈值的声音信号分别输出，并标记为高频声音信号和低频声音信号。人耳可闻的声音信号的频率范围为20hz-20khz，在本实施方式中，分频阈值可取值为1khz，此时低频声音信号的频率范围为20hz-1khz，高频声音信号的频率范围为1khz-20khz。

处理模块220用于对高频声音信号进行频移处理，同时对低频声音信号进行相移处理，得到高频声音输出信号和低频声音输出信号。处理模块220包括频移单元221和相移单元222。

分频完成后，将高频声音信号和低频声音信号分别输出，以执行不同的操作。其中，频移单元221对高频声音信号进行频移处理。若未进行频移处理时，由于声音传播的速度快，声音信号从音箱输出和再次被拾话器采集的时间间隔很短，可以以毫秒论处。即经过几毫秒的时间间隔，两个频率、相位均相同的声音信号相继发出，二者叠加干扰形成啸叫现象。在本发明中，分频完成得到的高频声音信号经过频移处理后，经过音箱设备放大输出，第二次被拾音器采集。高频声音信号经过频移处理，频移处理后通过音箱输出，再次被拾话器采集，经过分频及频移操作后，本来频率相同的以毫秒时间间隔发出的声音信号的频率因频移操作而不再相同(在原始声音信号频率基础上增加或减少了3-8hz)，不具备产生啸叫现象的因素，则避免了啸叫现象的产生。相移单元222对低频声音信号进行相移操作。低频声音信号经过相移操作后通过音箱放大后输出，再次被拾话器采集后继续执行相移操作，此时的声音信号具有不同的相位，不同相位的声音信号叠加时，不会相互干扰，同样因不具备产生啸叫现象的因素而避免了啸叫现象的产生。

在本发明中，因为高频声音信号具有较高的频率，其范围为1khz-20khz。进行频移操作后频率变化为3-8hz，相对于原频率变化率为千分之几，变化量很小，对于高频声音信号的影响较小，不会引起声音信号的失真。而对于低频声音信号，其频率范围为20hz-1khz，进行频移操作后对低频声音信号的影响很大，甚至可导致声音信号的失真。因此对于低频声音信号执行相移操作。对低频声音信号进行相移操作时，移动的相位可为0-180°，经过发明人的大量试验研究，相位移动优选为30-40°。

合成模块230用于接收高频声音输出信号和低频声音输出信号并重新合成，并将合成的新的声音信号输出。

将高频声音输出信号和低频声音输出信号重新合成并经过音箱的优化处理输出，最终得到的声音信号不会产生啸叫现象，提高了欣赏者的体验度，同时也对设备进行保护，避免损坏。

进一步，还包括模数转换模块240，连接分频模块210及拾话器，用于在对声音信号进行分频操作之前，执行将声音信号从模拟信号转换为数字信号的操作。拾话器采集的声音信号为模拟信号，而本发明中，无论分频模块210对声音信号的分频操作还是处理模块220对分频后的频移及相移操作，都是针对数字信号进行的，因此首先需要将模拟信号转换为数字信号。具体的，可设置模数转换器，接收到输入的声音信号的模拟信号，经过模数转换后，输出数字信号。

同时还包括判断模块250，连接模数转换模块240及分频模块210，用于在模数转换模块240将声音信号的模拟信号转换为数字信号后，判断是否有啸叫现象。若判断结果为是，则执行分频操作。具体的，通过判断数字信号中是否包含设定频率值或相位值的信号，以判断是否有啸叫。

进一步，还包括数模转换模块260，连接合成模块230及音箱201，用于将合成模块230合成的声音信号从数字信号转换为模拟信号。在高频声音输出信号和低频声音输出信号进行合成后，合成的声音信号属于数字信号。而音箱放大后输出的是模拟信号，因此在将高频声音输出信号和低频声音输出信号进行合成后对合成的声音信号执行数模转换操作，将数字信号转换为模拟信号后通过音箱设备输出。

区别于现有技术，本发明的用于音箱的反馈抑制装置通过分频模块接收采集的声音信号，并对声音信号进行分频处理，以将声音信号分为高频声音信号和低频声音信号；通过处理模块对高频声音信号进行频移处理，同时对低频声音信号进行相移处理，得到高频声音输出信号和低频声音输出信号；通过合成模块接收高频声音输出信号和低频声音输出信号并重新合成，并将合成的新的声音信号输出。通过本发明，能够有效抑制音箱设备啸叫现象的产生，且不影响音箱设备输出的音质。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。