[發明專利]一種基于擴聲系統的聲壓級智能控制方法

有效

• 申請號: 202010111294.0
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111328008B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發明（設計）人: 王恒;曾維堅;東蓮正;李子強;陳科壬;高韋涵;朱鎮熙
• 申請（專利權）人: 廣州市迪士普音響科技有限公司
• 主分類號: H04R27/00
• 分類號: H04R27/00
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 郭浩輝;麥小嬋

本發明公開了一種基于擴聲系統的聲壓級智能控制方法，包括：通過目標區域內測試信號的1/3倍頻程頻帶信號對應的聲壓級，計算得到校正增益值；根據校正增益值對目標區域內的現場聲音信號進行濾波處理得到第一濾波信號，并轉換為聲壓級，得到背景噪聲初始值；持續采集擴聲系統正常工作時目標區域內的正常聲音信號，將正常聲音信號進行濾波處理得到第二濾波信號并轉換為聲壓級，得到聲音信號聲壓級；根據聲音信號聲壓級與背景噪聲初始值的差值大小進行判斷，根據判斷情況，對背景噪聲初始值進行修改，或計算、調整各頻帶增益并對各頻帶進行增益處理得到多個輸出信號，并對多個輸出信號進行相加得到總輸出信號反饋給揚聲器重放。

技術領域

本發明涉及聲音控制技術領域，尤其涉及一種基于擴聲系統的聲壓級智能控制方法。

背景技術

會議室是人們用于傳達信息、討論問題、布置工作的場所，在行政機關、企事業單位有各種會議室。人們在會議室開會時希望聲音清晰，這不僅需要合適的聲壓級，也需要足夠的信噪比。會議室中離發言人較遠的地方聲壓級較低，聽眾聽不清，常用擴聲系統對聲源信號進行放大，以提高聽眾席的聲壓級。由于會議室以語言聲為主，因此聲壓級不用太高，70dB左右即可，同時保證信噪比超過15dB。其實聲壓級過高并不會提升語言清晰度，還會損傷聽眾聽力。然而大部分的會議室管理人員都不是音頻方面的專業人員，對上述聲壓級和信噪比兩個聲音參數不了解，只是根據現場情況大致調節擴聲系統音量。另外對不同的聲壓級，人耳對不同頻率的感知靈敏度是不一樣的。隨著聲壓級降低，人耳對低頻的感知越不靈敏。因此同一個人發言，當擴聲系統的聲壓級不一樣時，聽眾感知到的發言人的音色是不一樣的。若會議室的擴聲系統能根據現場的信噪比智能調整擴聲系統音量，且根據現場聲壓級大小對聲音頻譜進行均衡，則聽眾在開會過程中將獲得較為舒適的聽覺體驗，提升會議效果。

1、現有技術：

現有多種技術實現聲音播放系統的音量自適應控制，核心都是通過計算信噪比來控制系統音量，一般是保證信噪比為15dB,關鍵技術是現場噪聲的獲取。

(1)自適應濾波法:在現場布置一個麥克風，采集包含噪聲和有用信號的混合信號，將播放的有用信號存儲起來作為參考信號，采用自適應濾波(例如LMS、NLMS算法)濾除現場麥克風采集到的混合信號中的有用信號，得到現場的噪聲信號，計算出信噪比，根據設定的信噪比數據設置系統音量。

(2)自適應對消法:采用雙麥克風采集現場信號，在揚聲器附近布置一個麥克風，在場地中央布置一個麥克風。將揚聲器附近的麥克風接收到的信號作為有用信號，將場地中央布置的麥克風接收到的信號作為含噪聲和有用信號的混合信號，然后將這兩路信號采用自適應對消算法計算信噪比，再根據信噪比確定系統音量。

(3)間隙噪聲采集法:通過現場麥克風接收現場信號，采用噪聲檢測算法或噪聲檢測電路判斷出播音間隙。將播音間隙的信號作為噪聲信號，計算噪聲能量或聲壓級。根據噪聲大小來自動調節揚聲器音量的大小。

(4)幅度平方相干函數法獲取信噪比:通過幅度平方相干函數(MagnitudeSquared Coherence,MSC)計算現場聲音信號與廣播源信號頻譜的相干性,以獲得的MSC系數作為MSC信噪比表征值來間接表征現場信噪比,從而自適應調節系統播放聲壓。

現有音量自適應控制技術大多用在廣播系統，且只是簡單的進行整體音量控制(提升或衰減)，常見的是根據信噪比為15dB來設置系統音量。并沒有考慮到人的聽覺系統對聲音信號的靈敏度與頻率和聲壓級有關，并由此可能帶來的音色變化；不同頻帶信噪比對語言清晰度的影響；以及太大的聲壓級對聽覺系統的健康影響。這些缺點具體分析如下：