自適應聲反饋抑制技術及其應用

　　聲(sheng)反(fan)饋(kui)是現場擴聲(sheng)中最令人(ren)頭疼的問(wen)題。聲(sheng)反(fan)饋(kui)會造成(cheng)再生混響，嚴重(zhong)影響語音清晰(xi)度，限(xian)制(zhi)系統傳聲(sheng)增益的提高，并使聲(sheng)音產(chan)生失真(zhen)。當聲(sheng)反(fan)饋(kui)嚴重(zhong)時，會產(chan)生自(zi)激嘯叫，使整個系統無法正常(chang)工作(zuo)，甚至(zhi)使揚聲(sheng)器(qi)(特別是其高音單元)受損。因此，目前擴聲(sheng)系統常(chang)常(chang)使用“反(fan)饋(kui)抑(yi)制(zhi)器(qi)”來抑(yi)制(zhi)聲(sheng)反(fan)饋(kui)。

　　1 傳統的聲(sheng)反饋抑(yi)制方法

　　1.1利用參量均衡器構成的帶阻濾波器

　　傳統的(de)聲(sheng)(sheng)反饋(kui)抑(yi)制方(fang)法主要是利用(yong)參量均衡器(qi)(qi)構(gou)成的(de)帶阻濾(lv)波器(qi)(qi)即陷波器(qi)(qi)來完(wan)成的(de)。這種反饋(kui)抑(yi)制器(qi)(qi)有多個(通常為(wei)12～24個)陷波器(qi)(qi)，其中一部分(fen)陷波器(qi)(qi)設(she)置成固(gu)定濾(lv)波器(qi)(qi)，在(zai)系(xi)統調試時(shi)，當檢測(ce)到(dao)某個頻(pin)率(lv)(lv)的(de)聲(sheng)(sheng)反饋(kui)信號時(shi)，就會在(zai)該頻(pin)率(lv)(lv)激活(huo)(huo)一個相應的(de)濾(lv)波器(qi)(qi)，使(shi)該頻(pin)率(lv)(lv)的(de)增益降低(di)，于是該頻(pin)點(dian)的(de)聲(sheng)(sheng)反饋(kui)被抑(yi)制，這樣就可(ke)以對該聲(sheng)(sheng)場的(de)一些(xie)主要聲(sheng)(sheng)反饋(kui)頻(pin)點(dian)進行衰(shuai)減。另一部分(fen)陷波器(qi)(qi)設(she)置成活(huo)(huo)動濾(lv)波器(qi)(qi)，以便對使(shi)用(yong)中的(de)系(xi)統可(ke)能產生的(de)聲(sheng)(sheng)反饋(kui)隨時(shi)進行抑(yi)制。

　　然(ran)而，這種方式存在著一定的(de)局限性。最明(ming)顯的(de)問題就(jiu)是，有時不能識別某些反饋聲信號，原因是這種方式本(ben)質上仍是均衡器。頻率(lv)(lv)均衡是由濾(lv)波器構成的(de)，對不同頻率(lv)(lv)的(de)不同均衡度必然(ran)造成它(ta)們之間的(de)相位誤差。

　　對(dui)于雙聲道或多(duo)聲道系統，不(bu)同聲道的(de)不(bu)同均衡(heng)度又會(hui)造成聲道之間的(de)相位(wei)誤差，這樣(yang)便會(hui)在(zai)一定程度上(shang)影響(xiang)音質和聲像(xiang)位(wei)置，從而(er)(er)產(chan)生(sheng)不(bu)理想的(de)結果。同時，擴聲現(xian)場的(de)聲學(xue)環(huan)境也常常隨著(zhu)各(ge)種外在(zai)條件而(er)(er)變(bian)化(hua)，特別是(shi)聽眾的(de)數量和不(bu)同季節衣著(zhu)的(de)改變(bian)都(dou)會(hui)明顯影響(xiang)聲反饋頻點的(de)頻率，雖(sui)有(you)(you)活(huo)動(dong)濾波器來應付，但常常并不(bu)能及時、準(zhun)確地啟動(dong)而(er)(er)進行(xing)抑制。因此，這種方法往(wang)往(wang)對(dui)建筑聲學(xue)、電(dian)聲設(she)備和系統操作(zuo)都(dou)有(you)(you)較高的(de)要求，但在(zai)特定聲學(xue)環(huan)境中如果調試得當，還是(shi)能有(you)(you)良好的(de)抑制效(xiao)果。生(sheng)產(chan)這類產(chan)品最著(zhu)名的(de)公(gong)司有(you)(you)Sabine、、等。

　　1.2移頻方式

　　另一(yi)種(zhong)聲反(fan)(fan)饋(kui)(kui)抑(yi)(yi)(yi)(yi)制(zhi)方法是(shi)移(yi)頻(pin)方式。這類(lei)聲反(fan)(fan)饋(kui)(kui)抑(yi)(yi)(yi)(yi)制(zhi)器(qi)是(shi)將輸(shu)入聲頻(pin)信(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)的頻(pin)率持續改變3 Hz～6 Hz，則輸(shu)出信(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)的頻(pin)率(也就(jiu)(jiu)是(shi)揚聲器(qi)播放(fang)的信(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)頻(pin)率)與輸(shu)入信(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)不(bu)同(tong)，于是(shi)破壞(huai)了(le)反(fan)(fan)饋(kui)(kui)條(tiao)件，使(shi)聲反(fan)(fan)饋(kui)(kui)被抑(yi)(yi)(yi)(yi)制(zhi)。這樣的頻(pin)率改變對(dui)語音頻(pin)率范(fan)圍而言(yan)問題不(bu)大，聽(ting)眾不(bu)能(neng)輕(qing)易察(cha)覺到，但對(dui)較低頻(pin)率的聲頻(pin)信(xin)號(hao)(hao)(hao)(hao)其頻(pin)率的改變就(jiu)(jiu)難(nan)以接受。同(tong)時(shi)，移(yi)頻(pin)方式在臨界反(fan)(fan)饋(kui)(kui)時(shi)會(hui)產(chan)生(sheng)明顯的調頻(pin)現象，使(shi)聲音產(chan)生(sheng)震顫，因此(ci)，只(zhi)(zhi)能(neng)用在對(dui)音質要求不(bu)高的一(yi)些場合。據悉，目前有一(yi)種(zhong)移(yi)頻(pin)反(fan)(fan)饋(kui)(kui)抑(yi)(yi)(yi)(yi)制(zhi)方式不(bu)是(shi)將全頻(pin)帶移(yi)頻(pin)，而是(shi)只(zhi)(zhi)將反(fan)(fan)饋(kui)(kui)點的頻(pin)率移(yi)頻(pin)來(lai)抑(yi)(yi)(yi)(yi)制(zhi)反(fan)(fan)饋(kui)(kui)，效(xiao)果如何，筆者尚(shang)未使(shi)用過(guo)。

　　2 自(zi)適應聲反饋抑(yi)制

　　自適應(ying)聲(sheng)反饋抑制(zhi)(zhi)是采用自適應(ying)控制(zhi)(zhi)技術(shu)的(de)一種聲(sheng)反饋抑制(zhi)(zhi)方式。近年來，在現代的(de)理論基礎(chu)上提出(chu)了先進的(de)自適應(ying)聲(sheng)反饋抵消技術(shu)，有效地突破傳(chuan)(chuan)統的(de)聲(sheng)反饋抑制(zhi)(zhi)的(de)局限，具有操作(zuo)簡單(dan)、聲(sheng)音失(shi)真小(xiao)、傳(chuan)(chuan)聲(sheng)增(zeng)益提高明顯等優點。

　　2.1自適應控制

　　在日(ri)常生活中，所(suo)謂自(zi)適應是指生物(wu)能(neng)改變自(zi)己的習性以(yi)適應新(xin)的環(huan)境的一(yi)種(zhong)特征。因此，自(zi)適應控(kong)(kong)制應當是能(neng)修正自(zi)己的特性以(yi)適應對象(xiang)動態特性變化的控(kong)(kong)制方式。

　　自適應(ying)控制的(de)研究(jiu)對象(xiang)是(shi)(shi)具有一(yi)定(ding)(ding)(ding)程度(du)不確定(ding)(ding)(ding)性的(de)系(xi)(xi)統(tong)，這里所(suo)謂的(de)“不確定(ding)(ding)(ding)性”是(shi)(shi)指(zhi)描述被控對象(xiang)及其環境的(de)數學模型(xing)不是(shi)(shi)完(wan)全確定(ding)(ding)(ding)的(de)，其中包含(han)一(yi)些未知因素(su)和隨機因素(su)。任何一(yi)個(ge)實(shi)際(ji)系(xi)(xi)統(tong)都(dou)具有不同(tong)程度(du)的(de)不確定(ding)(ding)(ding)性，這些不確定(ding)(ding)(ding)性有時(shi)表現(xian)在系(xi)(xi)統(tong)內部(bu)，有時(shi)表現(xian)在系(xi)(xi)統(tong)的(de)外部(bu)。

　　從系統(tong)內部(bu)來講，描述被控對象的(de)(de)數學模(mo)型的(de)(de)結構和(he)參(can)數設計者事先(xian)并不(bu)一(yi)定能準確(que)(que)知道;作(zuo)為外部(bu)環境對系統(tong)的(de)(de)影響，可(ke)以等效地用許多擾(rao)動(dong)來表示，這些(xie)擾(rao)動(dong)通常是不(bu)可(ke)預測的(de)(de);此外，還有一(yi)些(xie)測量時產(chan)生的(de)(de)不(bu)確(que)(que)定因素進(jin)入(ru)系統(tong)。面對這些(xie)客觀存在(zai)的(de)(de)各(ge)式(shi)各(ge)樣的(de)(de)不(bu)確(que)(que)定性，如何設計適(shi)當的(de)(de)控制作(zuo)用，使得某一(yi)指定的(de)(de)性能指標達到并保(bao)持最優(you)或者近似最優(you)，這就是自適(shi)應控制所(suo)要研究解(jie)決的(de)(de)問(wen)題。

　　自(zi)適(shi)(shi)應(ying)(ying)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和常(chang)(chang)(chang)規的(de)(de)(de)反(fan)饋(kui)(kui)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)和最(zui)優控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)一(yi)(yi)樣，也是一(yi)(yi)種(zhong)基(ji)于(yu)(yu)數(shu)學模型(xing)的(de)(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)方法，所不(bu)(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)只是自(zi)適(shi)(shi)應(ying)(ying)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)所依據(ju)的(de)(de)(de)關于(yu)(yu)模型(xing)和擾動的(de)(de)(de)先(xian)驗知識(shi)比較(jiao)少，需要在(zai)(zai)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)過(guo)(guo)(guo)程中去不(bu)(bu)(bu)斷(duan)提取有(you)(you)關模型(xing)的(de)(de)(de)信息(xi)，使模型(xing)逐(zhu)步完善。具(ju)(ju)體地(di)說，可以依據(ju)對(dui)象(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)輸(shu)入(ru)輸(shu)出(chu)數(shu)據(ju)，不(bu)(bu)(bu)斷(duan)地(di)辨識(shi)模型(xing)參數(shu)，這個過(guo)(guo)(guo)程稱為系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)在(zai)(zai)線(xian)辯識(shi)。隨著過(guo)(guo)(guo)程的(de)(de)(de)不(bu)(bu)(bu)斷(duan)進(jin)行(xing)，通過(guo)(guo)(guo)在(zai)(zai)線(xian)辯識(shi)，模型(xing)會(hui)變(bian)(bian)得越(yue)來越(yue)準確，越(yue)來越(yue)接近于(yu)(yu)實(shi)際。既然模型(xing)在(zai)(zai)不(bu)(bu)(bu)斷(duan)地(di)改(gai)(gai)進(jin)，顯然，基(ji)于(yu)(yu)這種(zhong)模型(xing)綜(zong)合出(chu)來的(de)(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)作(zuo)用(yong)也將隨之不(bu)(bu)(bu)斷(duan)地(di)改(gai)(gai)進(jin)。在(zai)(zai)這個意義下，控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)具(ju)(ju)有(you)(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)適(shi)(shi)應(ying)(ying)能(neng)力(li)(li)。比如，當系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)在(zai)(zai)設計階段，由于(yu)(yu)對(dui)象(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)特(te)(te)性(xing)的(de)(de)(de)初始(shi)信息(xi)比較(jiao)缺(que)乏，系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)在(zai)(zai)剛開始(shi)投入(ru)運(yun)(yun)行(xing)時性(xing)能(neng)也許(xu)不(bu)(bu)(bu)理想(xiang)(xiang)，但是只要經過(guo)(guo)(guo)一(yi)(yi)段時間的(de)(de)(de)運(yun)(yun)行(xing)，通過(guo)(guo)(guo)在(zai)(zai)線(xian)辯識(shi)和控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)以后，控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)逐(zhu)漸(jian)適(shi)(shi)應(ying)(ying)，最(zui)終將自(zi)身調(diao)整到(dao)一(yi)(yi)個滿(man)意的(de)(de)(de)工作(zuo)狀(zhuang)態。再比如，某些(xie)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)對(dui)象(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)，其特(te)(te)性(xing)可能(neng)在(zai)(zai)運(yun)(yun)行(xing)過(guo)(guo)(guo)程中要發生(sheng)較(jiao)大(da)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)，但通過(guo)(guo)(guo)在(zai)(zai)線(xian)辯識(shi)和改(gai)(gai)變(bian)(bian)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)器參數(shu)，系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)也能(neng)逐(zhu)漸(jian)適(shi)(shi)應(ying)(ying)(節選自(zi)2009年北京理工大(da)學出(chu)版(ban)社出(chu)版(ban)的(de)(de)(de)《自(zi)適(shi)(shi)應(ying)(ying)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)》一(yi)(yi)書)。常(chang)(chang)(chang)規的(de)(de)(de)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)對(dui)于(yu)(yu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)內部(bu)(bu)特(te)(te)性(xing)的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)和外部(bu)(bu)擾動的(de)(de)(de)影響都具(ju)(ju)有(you)(you)一(yi)(yi)定的(de)(de)(de)抑(yi)(yi)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)能(neng)力(li)(li)，但是由于(yu)(yu)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)器參數(shu)是固定的(de)(de)(de)，所以，當系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)內部(bu)(bu)特(te)(te)性(xing)變(bian)(bian)化(hua)或者外部(bu)(bu)擾動的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)幅(fu)度很大(da)時，系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)常(chang)(chang)(chang)常(chang)(chang)(chang)會(hui)大(da)幅(fu)度下降(jiang)，甚至(zhi)不(bu)(bu)(bu)穩定。自(zi)適(shi)(shi)應(ying)(ying)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是“以變(bian)(bian)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)變(bian)(bian)”，所以對(dui)那些(xie)對(dui)象(xiang)(xiang)(xiang)(xiang)特(te)(te)性(xing)或擾動特(te)(te)性(xing)變(bian)(bian)化(hua)范圍大(da)、同(tong)時又要求經常(chang)(chang)(chang)保持高性(xing)能(neng)指標(biao)的(de)(de)(de)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)是十分(fen)適(shi)(shi)用(yong)的(de)(de)(de)，而現場(chang)擴聲系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)正是符(fu)合這種(zhong)要求的(de)(de)(de)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)。由此可見，自(zi)適(shi)(shi)應(ying)(ying)控(kong)(kong)(kong)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)技術用(yong)于(yu)(yu)現場(chang)擴聲系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)聲反(fan)饋(kui)(kui)抑(yi)(yi)制(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)(zhi)是比較(jiao)理想(xiang)(xiang)的(de)(de)(de)。

　　2.2自適應聲反饋抑制系統及其工作原理

　　自適應聲反饋抑制以數(shu)字(zi)信號處(chu)理(DSP)為基礎，綜合數(shu)字(zi)信號分析、信號檢(jian)測、數(shu)字(zi)濾(lv)(lv)波、自適應濾(lv)(lv)波、非線(xian)性處(chu)理及(ji)子帶技術等來(lai)實(shi)現全頻段反饋抑制。

　　自(zi)適(shi)(shi)(shi)(shi)應聲(sheng)(sheng)反(fan)(fan)饋(kui)抑制(zhi)系(xi)統是一個具有兩個輸(shu)入(ru)端的(de)(de)自(zi)適(shi)(shi)(shi)(shi)應濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)，它(ta)將本(ben)(ben)地(di)傳聲(sheng)(sheng)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)輸(shu)出信號作為一個基準(zhun)信號，而將本(ben)(ben)地(di)揚聲(sheng)(sheng)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)輸(shu)出信號作為一個參考信號。自(zi)適(shi)(shi)(shi)(shi)應濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)不同于具有固定參數的(de)(de)一般濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)，它(ta)是由濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)和調(diao)整濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)結構的(de)(de)自(zi)適(shi)(shi)(shi)(shi)應算(suan)法組成，它(ta)能(neng)夠(gou)實時(shi)拾取變(bian)化信號，通過(guo)自(zi)適(shi)(shi)(shi)(shi)應算(suan)法自(zi)動調(diao)整濾(lv)波(bo)(bo)器(qi)(qi)(qi)參數，以(yi)達到最(zui)優(you)的(de)(de)濾(lv)波(bo)(bo)效果(guo)。經過(guo)自(zi)適(shi)(shi)(shi)(shi)應干擾(rao)抵消(xiao)處(chu)理后，能(neng)夠(gou)將本(ben)(ben)地(di)傳聲(sheng)(sheng)器(qi)(qi)(qi)輸(shu)出經室內(nei)聲(sheng)(sheng)場饋(kui)至傳聲(sheng)(sheng)器(qi)(qi)(qi)的(de)(de)電聲(sheng)(sheng)反(fan)(fan)饋(kui)有效地(di)抑制(zhi)，也(ye)就實現了自(zi)適(shi)(shi)(shi)(shi)應聲(sheng)(sheng)反(fan)(fan)饋(kui)抑制(zhi)。自(zi)適(shi)(shi)(shi)(shi)應聲(sheng)(sheng)反(fan)(fan)饋(kui)抑制(zhi)系(xi)統的(de)(de)基本(ben)(ben)工作原理如圖(tu)1。

圖1 自(zi)適(shi)應聲反饋抑制系(xi)統的基本工作原理

　　本地傳聲(sheng)(sheng)器(qi)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)Sm經(jing)子帶(dai)(dai)(分(fen)離(li))濾(lv)(lv)波器(qi)的(de)(de)(de)濾(lv)(lv)波得(de)到傳聲(sheng)(sheng)器(qi)輸(shu)入(ru)信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)子帶(dai)(dai)成(cheng)分(fen)m1??mn，送到子帶(dai)(dai)自適(shi)應濾(lv)(lv)波器(qi);作為參(can)考信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)本地揚(yang)(yang)聲(sheng)(sheng)器(qi)的(de)(de)(de)輸(shu)出信(xin)號(hao) Ss經(jing)子帶(dai)(dai)(分(fen)離(li))濾(lv)(lv)波器(qi)的(de)(de)(de)濾(lv)(lv)波得(de)到揚(yang)(yang)聲(sheng)(sheng)器(qi)的(de)(de)(de)輸(shu)出信(xin)號(hao)的(de)(de)(de)子帶(dai)(dai)成(cheng)分(fen)s1

　　??sn也(ye)就是子帶參考信號，也(ye)送到子帶自(zi)(zi)適應濾波(bo)器。這兩種信號在自(zi)(zi)適應濾波(bo)器中(zhong)進行子帶反饋抵消，得到殘余信號m'1??m'n。

　　在理想條件下，估算(suan)反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)信(xin)(xin)號(hao)應(ying)該和(he)實際傳聲(sheng)器輸(shu)入的(de)反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)信(xin)(xin)號(hao)一致(zhi)，這樣(yang)在反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)抵消處(chu)理之(zhi)后(hou)，殘(can)(can)余(yu)反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)應(ying)當為零。而實際情況(kuang)并非(fei)如此，由于環境(jing)噪聲(sheng)的(de)影(ying)響(xiang)，即使(shi)估算(suan)反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)信(xin)(xin)號(hao)與實際傳聲(sheng)器輸(shu)入的(de)反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)信(xin)(xin)號(hao)一致(zhi)，反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)抵消處(chu)理之(zhi)后(hou)的(de)殘(can)(can)余(yu)反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)并不為零，至少環境(jing)噪聲(sheng)仍然存(cun)在，用(yong)此殘(can)(can)余(yu)反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)修正得到的(de)反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)濾波(bo)器將偏離(li)實際的(de)反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)激勵響(xiang)應(ying)，加之(zhi)本地發言(yan)對反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)濾波(bo)器參數(shu)修正的(de)影(ying)響(xiang)，殘(can)(can)余(yu)反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)總是存(cun)在，因此，需要用(yong)非(fei)線性處(chu)理來(lai)進(jin)一步降低(di)反(fan)(fan)(fan)饋(kui)(kui)(kui)(kui)。

　　經非線性(xing)處理(li)器(qi)(qi)處理(li)后(hou)的(de)子(zi)帶(dai)信(xin)號(hao)m"1??m"n送到子(zi)帶(dai)合成濾(lv)(lv)(lv)波器(qi)(qi)，子(zi)帶(dai)信(xin)號(hao)被合成還(huan)原(yuan)(yuan)為(wei)全頻段聲(sheng)音信(xin)號(hao)S'm，此還(huan)原(yuan)(yuan)后(hou)的(de)信(xin)號(hao)送至擴聲(sheng)系統擴聲(sheng)。子(zi)帶(dai)合成濾(lv)(lv)(lv)波器(qi)(qi)的(de)特性(xing)和激(ji)勵響應由子(zi)帶(dai)(分離(li))濾(lv)(lv)(lv)波器(qi)(qi)的(de)特性(xing)和激(ji)勵響應決定。原(yuan)(yuan)則上(shang)信(xin)號(hao)經過此兩(liang)組濾(lv)(lv)(lv)波器(qi)(qi)后(hou)，應還(huan)原(yuan)(yuan)為(wei)原(yuan)(yuan)始的(de)信(xin)號(hao)。但在實際應用中，由于完美(mei)還(huan)原(yuan)(yuan)濾(lv)(lv)(lv)波器(qi)(qi)設計(ji)的(de)限制和反饋消除處理(li)以及非線性(xing)處理(li)的(de)影響，還(huan)原(yuan)(yuan)得到的(de)信(xin)號(hao)與(yu)原(yuan)(yuan)始信(xin)號(hao)之間常有一(yi)些(xie)誤差，但在設計(ji)濾(lv)(lv)(lv)波器(qi)(qi)組時(shi)可(ke)將其對信(xin)號(hao)的(de)影響控制在一(yi)定程度(du)以下(xia)。

　　反(fan)(fan)饋抑制器串接(jie)在擴聲回(hui)路(lu)中(zhong)，并沒(mei)有(you)直接(jie)從揚聲器端取得參考(kao)信(xin)號(hao)(hao)。那么這參考(kao)信(xin)號(hao)(hao)從哪(na)里來呢?實際上這參考(kao)信(xin)號(hao)(hao)是來自傳(chuan)聲器接(jie)收(shou)到的揚聲器聲反(fan)(fan)饋信(xin)號(hao)(hao)，由(you)系統自動識別出聲反(fan)(fan)饋信(xin)號(hao)(hao)作為參考(kao)信(xin)號(hao)(hao)。

　　2.3自適應反饋抑制的應用

　　從自適應(ying)反饋抑制的(de)工作原理可(ke)知，這種方式(shi)最(zui)大(da)的(de)特點是自動適應(ying)現場(chang)聲(sheng)學(xue)環(huan)境，完全(quan)不需要調試，簡單可(ke)靠，可(ke)提高傳聲(sheng)增益6 dB～12 dB。今后長期(qi)使用中不論(lun)現場(chang)聲(sheng)學(xue)環(huan)境產生什(shen)么(me)變化，也能自動適應(ying)新的(de)聲(sheng)學(xue)環(huan)境進行聲(sheng)反饋抑制。

　　自(zi)(zi)適應濾波技術除了用于聲反饋抑制(AFC)，也用于回聲消除(AEC)、環境噪聲消除(ANC)和(he)自(zi)(zi)動聲場(chang)均衡(AEQ)等(deng)。

　　3 自(zi)適應反饋抑制的研究現狀

　　目前(qian)國(guo)內外研究自(zi)(zi)適應濾波技術的(de)公(gong)司不(bu)少，但(dan)真正形成產(chan)品(pin)的(de)并不(bu)多。國(guo)外主要有Ploycom、ClearOne和Biamp等，但(dan)產(chan)品(pin)基本上是(shi)綜合(he)型(xing)的(de)數字聲頻處(chu)理器(qi)，自(zi)(zi)適應反饋抑制往往只是(shi)其中的(de)一個功能。

　　國(guo)內自(zi)主(zhu)(zhu)研究自(zi)適(shi)(shi)應濾(lv)(lv)波(bo)技術的主(zhu)(zhu)要(yao)有上海(hai)朗谷電子(zi)科技有限(xian)公(gong)司(si)(Longoo，以(yi)下簡(jian)稱“郎谷”)、成(cheng)都(dou)海(hai)普迪(di)科技有限(xian)公(gong)司(si)(Hpdtech，以(yi)下簡(jian)稱“海(hai)普迪(di)”)和廣(guang)州市廣(guang)鑫電子(zi)科技有限(xian)公(gong)司(si)等。據悉(xi)，三基音響(xiang)企業(ye)集團和綿陽科創(chuang)園區(qu)昊天電子(zi)科技有限(xian)公(gong)司(si)也(ye)開始涉足該技術。自(zi)適(shi)(shi)應反饋抑制的工作(zuo)原理中，最(zui)重要(yao)的一個步驟就是要(yao)做到高速準(zhun)確(que)地(di)持續(xu)跟蹤(zong)采集參(can)考信(xin)號，數字(zi)(zi)信(xin)號處(chu)理的核心(xin)算法(fa)是如(ru)何最(zui)大限(xian)度地(di)準(zhun)確(que)計算出反向抵(di)消或者濾(lv)(lv)波(bo)信(xin)號，這對從事數字(zi)(zi)信(xin)號處(chu)理應用(yong)研究的人并不難，但用(yong)什么樣的算法(fa)能(neng)得(de)到最(zui)好的效果卻有很大差別，因(yin)此，各家公(gong)司(si)的核心(xin)機密就是DSP算法(fa)。

　　國內(nei)(nei)出現了不少專門(men)的(de)(de)自適應反(fan)饋抑制器產(chan)品，除(chu)了掌握核心技術(shu)的(de)(de)公(gong)司(si)有(you)(you)自身(shen)的(de)(de)產(chan)品外，還有(you)(you)一些制造商由上述公(gong)司(si)貼牌(pai)或者利用他們(men)的(de)(de)功能模塊推出了自己的(de)(de)自適應反(fan)饋抑制器產(chan)品。下面介紹國內(nei)(nei)幾(ji)家公(gong)司(si)的(de)(de)這類產(chan)品。

　　3.1HD系列反饋抑制器

　　“ 郎谷” 曾生產過專門的(de)反饋抑制器產品(pin)HD1014，除了(le)反饋抑制功能(neng)(neng)外，還有自(zi)動(dong)噪聲(sheng)抑制和自(zi)動(dong)增(zeng)益控制功能(neng)(neng)。其基本應用(yong)是雙通道平(ping)衡(heng)0 dB電平(ping)輸入、輸出(chu)，也可以設(she)置成傳聲(sheng)器電平(ping)(帶幻象電源)和智(zhi)能(neng)(neng)混音(yin)。

　　HD1014已停產(chan)，目前定型產(chan)品主要有HD1033、HD1040和(he)(he)HD1057。前兩種都是4進4出，但(dan)HD1033有回聲(sheng)(sheng)(sheng)抑制功能(neng)(neng)，以適(shi)(shi)應視頻會議的需要。這幾種產(chan)品輸(shu)(shu)入(ru)可(ke)為傳(chuan)聲(sheng)(sheng)(sheng)器(qi)(qi)電(dian)平(ping)(帶幻象電(dian)源)或(huo)線路(lu)電(dian)平(ping)，并帶有智能(neng)(neng)混音，還(huan)有自動聲(sheng)(sheng)(sheng)場均衡功能(neng)(neng)，而HD1057是在HD1040基礎上另外加了(le)12路(lu)智能(neng)(neng)混音，以適(shi)(shi)應更(geng)多傳(chuan)聲(sheng)(sheng)(sheng)器(qi)(qi)輸(shu)(shu)入(ru)的需要，其(qi)面板上還(huan)設置了(le)傳(chuan)聲(sheng)(sheng)(sheng)器(qi)(qi)、線路(lu)和(he)(he)錄音電(dian)平(ping)調節旋(xuan)鈕，如圖2。上述產(chan)品接(jie)(jie)上傳(chuan)聲(sheng)(sheng)(sheng)器(qi)(qi)、功率放大器(qi)(qi)和(he)(he)揚聲(sheng)(sheng)(sheng)器(qi)(qi)就可(ke)組(zu)成性能(neng)(neng)很好的小(xiao)型會議擴聲(sheng)(sheng)(sheng)系統或(huo)某些特需場合(如法庭(ting))的擴聲(sheng)(sheng)(sheng)系統。產(chan)品的各輸(shu)(shu)入(ru)、輸(shu)(shu)出通道的功能(neng)(neng)和(he)(he)參數可(ke)用USB接(jie)(jie)口連接(jie)(jie)計算機通過隨機軟件進行設定。“郎谷”也可(ke)按(an)客戶要求定制各種帶自適(shi)(shi)應處(chu)理(li)功能(neng)(neng)的模塊和(he)(he)產(chan)品。

圖2 HD系列(lie)反饋抑制器

　　3.2CP-530智能混音音頻處理器

　　“海普迪”沒有平衡輸入、輸出的專門反饋抑制器產品，原有一種3路傳聲器輸入(2路平衡帶幻象電源、1路不平衡)和1路不平衡雙通道線路輸入、3路輸出(其中1路平衡、1路雙通道不平衡)的CP-520已停產，目前有帶10路智能混音輸入的CP-530，其串口可以輸出智能混音選通的傳聲器信息以便控制攝像機等，也(ye)可連接電(dian)腦通過(guo)隨機軟件進行各輸(shu)入、輸(shu)出通道的(de)功能和參(can)數設定。此外還有多款帶自(zi)適應(ying)處理的(de)教(jiao)學用(yong)聲(sheng)頻主(zhu)機。“海普迪(di)”也(ye)供應(ying)自(zi)適應(ying)處理模塊。

　　3.3AFC-6自適應反饋抑制模塊

　　目前(qian)廣州市廣鑫電子科(ke)技(ji)有限公司主要供應自適(shi)應反饋抑制(zhi)模塊(kuai)，如AFC-6等。

　　3.4其他

　　還有(you)(you)(you)一些由(you)上面公(gong)(gong)司貼牌或(huo)者(zhe)利(li)用(yong)(yong)他們的功能(neng)(neng)模塊推出自(zi)適(shi)應(ying)反(fan)(fan)饋抑制產(chan)品的公(gong)(gong)司。例如深(shen)圳市東(dong)(dong)微智能(neng)(neng)科(ke)技有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)司(以下簡稱“東(dong)(dong)微”)曾有(you)(you)(you)自(zi)適(shi)應(ying)反(fan)(fan)饋抑制器(qi)AFC6-4產(chan)品，雙通(tong)道平衡0 dB電(dian)平輸入、輸出，帶有(you)(you)(you)自(zi)動噪聲抑制功能(neng)(neng)，在(zai)后面板(ban)可(ke)用(yong)(yong)撥碼(ma)開關(guan)進行必要的設(she)定(ding)。還有(you)(you)(you)廣(guang)東(dong)(dong)省美鐳電(dian)子廠的A-7230、廣(guang)州艾(ai)索電(dian)子產(chan)品有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)司的AEC-2020和佛山東(dong)(dong)瑪克電(dian)子科(ke)技有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)司的M2000AII等也(ye)是自(zi)適(shi)應(ying)方(fang)式的反(fan)(fan)饋抑制器(qi)產(chan)品，此外(wai)恩平恒(heng)利(li)電(dian)子有(you)(you)(you)限公(gong)(gong)司(邁科(ke)森MAXSON)還有(you)(you)(you)帶自(zi)適(shi)應(ying)反(fan)(fan)饋抑制功能(neng)(neng)的智能(neng)(neng)混音器(qi)。

　　4 應用感受

　　筆者(zhe)曾用過“朗谷”和“東微”的(de)(de)產(chan)品(pin)，效果(guo)都不(bu)錯。“朗谷”的(de)(de)產(chan)品(pin)功(gong)能比較完善，且在(zai)臨(lin)界反饋時金屬聲拖(tuo)尾比“東微”的(de)(de)產(chan)品(pin)小，可能是其(qi)數字信號處理(li)算法對參考信號的(de)(de)跟(gen)蹤(zong)相對比較快速準確(que);而(er)“東微”產(chan)品(pin)不(bu)需要連(lian)接計算機設置，較為方便。筆者(zhe)也用過其(qi)他(ta)品(pin)牌(未在(zai)上(shang)面列出)的(de)(de)這類(lei)產(chan)品(pin)，發現效果(guo)不(bu)佳，可見同樣類(lei)型的(de)(de)產(chan)品(pin)也良莠不(bu)齊(qi)。

　　雖然自適(shi)應反饋(kui)抑(yi)制器(qi)具有良(liang)好的(de)(de)全頻帶頻率(lv)特性(xing)，但使用(yong)上還是應該和一(yi)般(ban)反饋(kui)抑(yi)制器(qi)一(yi)樣，最好僅(jin)接在(zai)(zai)傳(chuan)聲器(qi)回路。例如，可以串接在(zai)(zai)智(zhi)(zhi)能(neng)混音器(qi)或(huo)“手(shou)拉手(shou)”會議系統主(zhu)機和調音臺之間，或(huo)者接在(zai)(zai)調音臺傳(chuan)聲器(qi)編組輸出(chu)。如果使用(yong)帶智(zhi)(zhi)能(neng)混音的(de)(de)多輸入自適(shi)應反饋(kui)抑(yi)制器(qi)，就(jiu)應該通(tong)過(guo)隨機軟件的(de)(de)設置使反饋(kui)抑(yi)制和智(zhi)(zhi)能(neng)混音功能(neng)僅(jin)用(yong)于傳(chuan)聲器(qi)通(tong)道(dao)。

　　最后提(ti)請注意：現(xian)在有一些稱作(zuo)“自(zi)動反(fan)饋抑(yi)制器(qi)(qi)”的產品，它(ta)和自(zi)適(shi)應反(fan)饋抑(yi)制完全是(shi)兩回事。其中有的是(shi)經(jing)典(dian)的陷波(bo)式(shi)(shi)反(fan)饋抑(yi)制器(qi)(qi)，只是(shi)采(cai)用了自(zi)動調(diao)試方式(shi)(shi)，就是(shi)按一下按鈕就自(zi)動緩(huan)慢地提(ti)高增益使(shi)系(xi)統產生(sheng)反(fan)饋并逐(zhu)一抑(yi)制。這種方法雖然(ran)避免(mian)了對陷波(bo)器(qi)(qi)進行逐(zhu)個人(ren)工調(diao)試，但(dan)往往不(bu)如傳(chuan)統的人(ren)工調(diao)試那么理想。而有的根本就是(shi)移頻式(shi)(shi)，商(shang)(shang)家竟然(ran)也稱之為“自(zi)適(shi)應”。有的制造商(shang)(shang)同時擁有陷波(bo)、移頻和自(zi)適(shi)應濾波(bo)多種方式(shi)(shi)的反(fan)饋抑(yi)制器(qi)(qi)產品，更容易混淆(xiao)。因此，選擇產品時一定要分清楚，是(shi)不(bu)是(shi)真(zhen)正采(cai)用自(zi)適(shi)應濾波(bo)方式(shi)(shi)的反(fan)饋抑(yi)制器(qi)(qi)。