一种啸叫处理装置及实时扩声系统的制作方法

本申请涉及实时扩声的，具体涉及一种啸叫处理装置及实时扩声系统。

背景技术：

1、在宣讲会、运动会、演唱会和讲座等活动中，需要用到实时扩声系统，该实时扩声系统用于将主持人的声音放大后实时传递给观众。参照图1，实时扩声系统一般由拾音器、音频放大器和喇叭组成。其中拾音器用于将主持人发出的声音信号转换成电信号，输入到音频放大器中，音频放大器用于将电信号进行放大，输入到喇叭中，喇叭用于将电信号转换成声音信号，最终播放出来。其中，声音信号经过模数转换后得到的电信号被称为音频信号。

2、在实际使用时，由喇叭播出的声音信号又可能被拾音器拾取后重新进入到音频放大器中，这样就会导致同一个声音信号在拾音器到喇叭的环路里往复循环，在满足声音信号自激振荡条件的情况下，就会形成声音信号的自激振荡。这种声音信号的自激振荡称之为声反馈自激，所产生的异常的声音通常称之为啸叫。

3、根据反馈理论，出现啸叫需要满足两个条件，分别是：(一)声音信号同相位叠加；(二)声音信号环路增益大于1，这两个条件缺一不可。

4、啸叫为单频的声音信号，单频的声音信号指的是单个频段的声音信号，基于此特点，一种抑制啸叫的方案是找到引发啸叫的声音信号的频点，然后将该频点的增益降低下来，通过规避了上述的自激振荡条件中的条件(一)，破坏了啸叫产生的条件，从而解决实时扩声系统中出现啸叫的问题。

5、对于如何查找啸叫的频点，目前的做法是对音频信号进行快速傅里叶变换，然后从变换后得到的频域上找出单频信号，单频信号是指引发啸叫的单频的声音信号转化成的音频信号，将单频信号对应的频点信息传输给陷波抑制器，陷波抑制器将该频点的增益降低，从而实现抑制啸叫的目的。

6、然而，申请人发现在对音频信号进行傅里叶快速变换过程中，会出现以下两个问题：

7、一、获取的频率分辨率低；快速傅里叶变换之后的音频信号的频率分辨率较低，而从频率分辨率较低的音频信号中查找单频信号时，准确度较低，使最终啸叫抑制效果差；二、可通过提高快速傅里变换的点数来提高获取的频率分辨率，但是会牺牲进行快速傅里叶变换的中央处理器(central processing unit，简称cpu)的利用率，使得cpu需要耗费更多的时间进行快速傅里叶变换运算，导致cpu的资源不够用。

技术实现思路

1、为了找出频点信息，同时避免快速傅里叶变换带来的问题，解决实时扩声系统中出现啸叫的问题，本申请公开一种啸叫处理装置及实时扩声系统。

2、本申请第一方面公开一种啸叫处理装置，包括：

3、整形器，用于在接收待处理的音频信号之后，对所述待处理的音频信号进行整形处理，获取整形信号，所述整形信号包含的电脉冲具有规则的形状；

4、与所述整形器串联的锁相环，所述锁相环用于在接收所述整形信号后，对所述整形信号进行锁相处理，获取锁相处理后的信号；

5、与锁相环串联的锁定检测电路和与所述锁定检测电路串联的陷波抑制器，所述锁定检测电路用于接收所述锁相处理后的信号后，根据所述锁相处理后的信号，向所述陷波抑制器发出相应的触发信号；

6、如果所述锁相处理后的信号包括单频信号，向陷波抑制器发出的触发信号为用于触发所述陷波抑制器进行啸叫去噪处理的第一触发信号，所述陷波抑制器在接收所述待处理的音频信号和所述第一触发信号后，对所述待处理的音频信号进行啸叫去噪处理，获取去噪信号，所述去噪信号通过所述实时扩声系统的喇叭播放。

7、可选地，如果所述锁相处理后的信号不包括单频信号，向陷波抑制器发出的触发信号为用于触发所述陷波抑制器停止运行的第二触发信号；

8、所述陷波抑制器接收所述待处理的音频信号和所述第二触发信号后，所述陷波抑制器停止运行，所述待处理的音频信号通过所述实时扩声系统的喇叭播放。

9、可选地，所述陷波抑制器包括输入端和控制端；

10、所述陷波抑制器的输入端用于接收所述待处理的音频信号，所述陷波抑制器的控制端用于接收所述触发信号。

11、可选地，所述锁相环包括：

12、与所述整形器相串联的鉴频鉴相器、与所述鉴频鉴相器串联的环路滤波器、与所述环路滤波器串联的数字控制振荡器以及分别与所述鉴频鉴相器和所述数字控制振荡器串联的分频器；

13、所述鉴频鉴相器用于接收所述整形器传输的整形信号和所述分频器传输的分频信号，输出含有所述整形信号与所述分频信号的频率差、相位差的差值信号；

14、所述环路滤波器用于接收差值信号后，进行平滑处理，获取所述锁相处理后的信号；

15、所述数字控制振荡器用于接收所述锁相处理后的信号后，输出调制信号，所述调制信号受所述锁相处理后的信号中频率控制；

16、所述分频器用于接收所述调制信号后，对所述调制信号进行分频处理，获取分频信号，所述分频信号和所述整形信号同时输入鉴频鉴相器，进行循环；

17、所述环路滤波器与所述锁定检测电路连接，用于向所述锁定检测电路传输所述锁相处理后的信号。

18、可选地，所述整形信号为方波信号。

19、本申请第二方面公开一种实时扩声系统，所述实时扩声系统包括本申请第一方面公开的任意一种所述的啸叫处理装置。

20、可选地，所述实时扩声系统还包括拾音器，所述拾音器用于将声音信号进行模数转换，获取待处理的音频信号。所述拾音器与所述啸叫处理装置中的整形器相连接。

21、可选地，所述实时扩声系统还包括音频放大器，所述音频放大器设置在所述拾音器与所述整形器之间，分别与所述拾音器和所述整形器串联，所述音频放大器用于在接收所述拾音器传输的待处理的音频信号之后，将所述待处理的音频信号进行放大处理，并将放大处理后的音频信号传输至所述啸叫处理装置。

22、本申请的有益效果：

23、在本申请中，声音信号先通过拾音器进行模数转换得到音频信号，随后音频信号同时输入整形器和陷波抑制器，整形器对音频信号进行整形处理，得到整形信号，所述整形信号作为基准信号，整形信号比整形前的信号更整齐规范，更容易比较与其他信号的差异；锁相环接收整形信号后进行锁相处理，得到锁相处理后的信号，锁定检测电路根据锁相处理后的信号，向陷波抑制器发出相应的触发信号，陷波抑制器根据接收的触发信号对输入的音频信号进行处理，经过陷波抑制器的音频信号通过喇叭进行播放，从而解决了实时扩声系统中出现啸叫的问题。

24、进一步的，本申请提供的啸叫处理装置在进行啸叫处理的过程中，无需对音频信号进行傅里叶快速变换，因此不会出现由于快速傅里叶变换之后的音频信号的频率分辨率较低，导致啸叫抑制效果差的问题，以及不会出现由于需要提高快速傅里变换的点数来提高获取的频率分辨率，导致需要牺牲cpu的利用率的问题。

技术特征：

1.一种啸叫处理装置，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的啸叫处理装置，其特征在于，

3.根据权利要求1或2所述的啸叫处理装置，其特征在于，

4.根据权利要求1所述的啸叫处理装置，其特征在于，所述锁相环包括：

5.根据权利要求1所述的啸叫处理装置，其特征在于，所述整形信号为方波信号。

6.一种实时扩声系统，其特征在于，所述实时扩声系统包括权利要求1至5任一项所述的啸叫处理装置。

7.根据权利要求6所述的实时扩声系统，其特征在于，所述实时扩声系统还包括拾音器，所述拾音器用于将声音信号进行模数转换，获取待处理的音频信号；

8.根据权利要求7所述的实时扩声系统，其特征在于，所述实时扩声系统还包括音频放大器，所述音频放大器设置在所述拾音器与所述整形器之间，分别与所述拾音器和所述整形器串联，所述音频放大器用于在接收所述拾音器传输的待处理的音频信号之后，将所述待处理的音频信号进行放大处理，并将放大处理后的音频信号传输至所述啸叫处理装置。

技术总结
本申请公开了一种啸叫处理装置及实时扩声系统，啸叫处理装置包括整形器，整形器用于对待处理的音频信号进行整形处理，获取整形信号；与整形器串联的锁相环，锁相环用于对整形信号进行锁相处理，获取锁相处理后的信号；与锁相环串联的锁定检测电路，锁定检测电路根据锁相处理后的信号发送触发信号；与锁定检测电路串联的陷波抑制器，陷波抑制器用于接收触发信号后，对音频信号进行啸叫去噪处理，获取去噪信号，所述去噪信号通过喇叭播放。本申请通过设置锁相环，由锁相环中相位差变化情况来判断音频信号中是否含有产生啸叫的单频信号，借助锁定检测电路和陷波抑制器对单频信号进行啸叫去噪处理，从而解决实时扩声系统中出现啸叫的问题。

技术研发人员：王微,张仁,顾延珂,陈殿玉,岂飞涛
受保护的技术使用者：北京允芯微电子有限公司
技术研发日：20230227
技术公布日：2024/1/14