CN110012408B - 啸叫检测方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出一种啸叫检测方法，在15dB以下的声场环境中进行以下步骤：首先获取话筒当前所输入音频的特定参数，并对该特定参数进行处理获得对应的判断参数；特定参数为音频对应的增益变化曲线；判断参数为增益变化曲线的一阶导数值d，一阶导数值d反应声场中增益值变化的快慢；其次将所得判断参数与其阈值进行比较，获得比较结果，根据比较结果判断是否产生啸叫。本发明进行啸叫检测的阈值几乎不变，仅轻微受到话筒和音箱之间的相似距离的影响，且可以根据实际需要对阈值进行微调，从而使检测结果更准确。

Description

啸叫检测方法及装置
技术领域
本发明涉及一种啸叫检测方法及装置。
背景技术
啸叫为一种不可控制的回授音；当话筒与音箱同时使用，话筒捕捉到音箱所重放的声音且音箱发出的声音能量足够大时易产生啸叫；
啸叫强烈刺耳，不仅使听众感到不适，还会掩盖原始声音中的有效信息；另一方面，啸叫的产生会对音箱等扩音设备造成损伤。为避免啸叫的产生，需要检测是否产生啸叫。
发明内容
本发明针对现有技术中的缺点，提供了一种啸叫检测方法及一种啸叫检测装置。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种啸叫检测方法，应用在15dB以下的声场环境中，包括以下步骤：
获取话筒当前所输入音频的特定参数，并对该特定参数进行处理获得对应的判断参数，其中，所述特定参数为音频对应的增益变化曲线，所述判断参数为增益变化曲线的一阶导数值；
将所述判断参数分别与其相对应的阈值进行比较，当所述判断参数大于相应的阈值时，判断产生啸叫。
作为本发明啸叫检测方法的改进，所述增益变化曲线的获取的具体步骤为：
获取话筒当前输入的音频对应音频的PCM，并根据所述PCM计算获得音频当前分区段的增益值；
根据所述增益值生成增益变化曲线，从而获取当前的音频的特定参数。
作为本发明啸叫检测方法的进一步改进，所述增益变化曲线的一阶导数值的计算公式为：
d＝(yn-yn-1)/(tn-tn-1)；
其中，d表示一阶导数值，反应声场中增益值变化的快慢；
tn：表示音频采集设备当前采集的时刻；
tn-1：表示音频采集设备前一采集的时刻；
yn：表示tn时刻所对应的增益值；
yn-1：表示tn-1时刻所对应的增益值。
作为本发明啸叫检测方法的进一步改进所述阈值包括初始阈值和浮点阈值，所述初始阈值为预设值，所述浮点阈值为随着声场环境的改变在初始阈值的基础上进行相应调节后获得的浮点值。
作为本发明啸叫检测方法的进一步改进，所述浮点阈值获取的具体方法为：
通过主机向音箱播放一个特定的音波标识数据,并通过所述话筒所接收的音频确认当前传播时间及话筒的灵敏度,令当前传播时间与初始阈值对应的传播时间的比值与浮点阈值与初始阈值的比值相对应，获得相应的浮点阈值。
为解决上述技术问题，本发明还提出以下技术方案：
一种啸叫检测装置，应用在15dB以下的声场环境中，包括信号相连的判断参数模块和判断比较模块；
所述判断参数模块，用于获取话筒当前所输入音频的特定参数，并对所述特定参数进行处理获得对应的判断参数，其中，所述特定参数为音频对应的增益变化曲线，所述判断参数为增益变化曲线的一阶导数值；
所述判断比较模块，用于将所述判断参数分别与其相应的阈值进行比较，当所述判断参数大于相应的阈值时，判断产生啸叫。
作为本发明啸叫检测装置的改进：
所述判断参数模块包括信号相连的参数获取单元和参数处理单元，所述参数处理单元与判断比较模块信号相连；
所述参数获取单元用于获取话筒当前输入的音频对应音频的PCM，并根据所述PCM获得音频当前分区段的增益值，还用于根据所述增益值生成增益变化曲线，从而获取当前的音频的特定参数。
作为本发明啸叫检测装置的进一步改进：
所述参数处理单元用于计算所述增益变化曲线的一阶导数值。
作为本发明啸叫检测装置的进一步改进：
所述判断比较模块包括信号相连的阈值调节单元和判断比较单元，所述判断比较单元与参数处理单元信号相连；
所述阈值调节单元用于随着声场环境的改变将初始阈值调节为相应的浮点阈值。
作为本发明啸叫检测装置的进一步改进：
所述判断比较单元用于将所述一阶导数值与相应的初始阈值/浮点阈值进行比较，当所述一阶导数值大于相应的初始阈值/浮点阈值时，判断产生啸叫。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：
本发明进行啸叫检测的阈值几乎不变，轻微受到话筒和音箱之间的相似距离的影响。
本发明能够随着声场环境的改变对阈值进行微调，提高啸叫检测的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种啸叫检测方法的流程示意图；
图2是本发明实施例1中计算获得的增益变化曲线；
图3是本发明一种啸叫检测装置的模块示意图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1、一种啸叫检测方法，如图1和2所示，在静音环境(15dB及以下)进行以下步骤：
S1、获取话筒当前输入的音频的特定参数，并对该特定参数进行处理获得对应的判断参数，具体步骤如下：
注：本实施例中特定参数为增益变化曲线。
1.1、获取话筒当前输入的音频对应音频的PCM(Pulse Code Modulation，脉码调制录音)，根据该PCM计算获得音频当前分区段的增益值。
注：PCM录音就是将声音等模拟信号变成符号化的脉冲列，再予以记录。PCM信号是由[1]、[0]等符号构成的数字信号。与模拟信号比，它不易受传送系统的杂波及失真的影响。动态范围宽，可得到音质相当好的影响效果。PCM轨迹与视频轨迹不同，故也可用于后期录音。
根据PCM计算增益值的方法为现有技术，故本说明书中无需详细告知。
1.2、根据步骤1.1所得增益值生成增益变化曲线(如图1所示)，从而获取当前的音频的特定参数。
1.3、计算步骤1.2所得增益变化曲线的一阶导数值；
d＝(yn-yn-1)/(tn-tn-1)
其中，d表示一阶导数值，反应声场中增益值变化的快慢；
tn：表示音频采集设备当前采集的时刻；
tn-1：表示音频采集设备前一采集的时刻；
yn：表示tn时刻所对应的增益值；
yn-1：表示tn-1时刻所对应的增益值。
注：在静音环境下(15db及以下)，即没有明显声源的情况下，产生啸叫直观的表现形式即为，声场中增益值快速变化，故本发明通过一阶导数值d作为判断参数来确认是否产生啸叫。
在上述一阶导数值d的计算中，本实施例采用的是离散化后的增益点值，而不是连续值，故获得的一阶导数值d也为离散点。
S2、将步骤1.3所得判断参数分别与相应的阈值进行比较，当判断参数大于相应的阈值时，产生啸叫。
此处阈值是由反复实验得到的经验值,该值受到整个声场环境的影响，为浮动值。
主要影响因素有：话筒的位置及摆放角度、音箱的位置与摆放角度、空气传播声音的速度。
阈值的获取方法如下：
在保持声场环境不变的条件下，通过反复实验得到的实验值作为初始阈值，本实施例中在实验室环境下试验所得到的初始阈值为22.36dB；该初始阈值几乎不变，仅轻微受到话筒和音箱之间的相似距离的影响。
在声场环境发生改变需要再次调试话筒时，阈值调节单元通过主机向音箱播放一个特定的音波标识数据,并通过话筒所接收的音频确认当前传播时间及话筒的灵敏度,令当前传播时间与初始阈值对应的传播时间的比值与浮点阈值与初始阈值的比值相对应，获得相应的浮点阈值；本实施例中在22.36±2dB的范围内对阈值进行微调。
注：在固定声场环境的情况下,啸叫产生的阈值只与话筒的拾音灵敏度,与媒体矩阵的增益倍率相关,而增益变化的一阶导数值d,是反映增益变化的速度。
当变化速度，即判断参数越过阈值时,才会发生啸叫；而在声场环境发生变化时,影响到阈值变化的量为声音在空气中的传播速度；由于在非真空环境下,声音在空气中的传播速度变化并不大,其数据的变化更小,本实施例中对浮点阈值进行微调的值基于声音在空气中的传播速度来进行计算，故阈值的变化在不同声场中的数值基本一致。
在实际使用中，相关领域的技术人员能够按照上述方法轻易获取初始阈值，并根据实际情况对阈值进行微调。
实施例2、一种啸叫检测装置，如图3所示，包括信号相连的判断参数模块1和判断比较模块2；
判断参数模块1，用于获取话筒当前所输入音频的特定参数，并对特定参数进行处理获得对应的判断参数，其中，特定参数为音频对应的增益变化曲线，判断参数为增益变化曲线的一阶导数值；
本实施例中，判断参数模块1包括信号相连的参数获取单元11和参数处理单元12，参数处理单元12与判断比较模块2信号相连；
参数获取单元11用于获取话筒当前输入的音频对应音频的PCM，并根据PCM获得音频当前分区段的增益值，还用于根据增益值生成增益变化曲线，从而获取当前的音频的特定参数。参数处理单元12用于计算增益变化曲线的一阶导数值。
判断比较模块2，用于将判断参数分别与其相应的阈值进行比较，当判断参数大于相应的阈值时，判断产生啸叫。
判断比较模块2包括信号相连的阈值调节单元21和判断比较单元22，判断比较单元22与参数处理单元12信号相连；
阈值调节单元21用于随着声场环境的改变将初始阈值调节为相应的浮点阈值；
判断比较单元22用于将一阶导数值与相应的初始阈值/浮点阈值进行比较，当一阶导数值大于相应的初始阈值/浮点阈值时，判断产生啸叫。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种啸叫检测方法，应用在15dB以下的声场环境中，其特征在于，包括以下步骤：
获取话筒当前所输入音频的特定参数，并对该特定参数进行处理获得对应的判断参数，其中，所述特定参数为音频对应的增益变化曲线，所述判断参数为增益变化曲线的一阶导数值；
将所述判断参数分别与其相对应的阈值进行比较，当所述判断参数大于相应的阈值时，判断产生啸叫，所述阈值为浮点阈值，所述浮点阈值为随着声场环境的改变在初始阈值的基础上进行相应调节后获得的浮动值，其中初始阈值为预设值；
获取所述浮点阈值的方法为：
令音箱播放音波标识数据, 并通过所述话筒所接收的音频确认当前传播时间, 令当前传播时间与初始阈值对应的传播时间的比值和浮点阈值与初始阈值的比值相对应，获得相应的浮点阈值。
2.根据权利要求1所述的啸叫检测方法，其特征在于：所述增益变化曲线的获取的具体步骤为：
获取话筒当前输入的音频对应音频的PCM，并根据所述PCM计算获得音频当前分区段的增益值；
根据所述增益值生成增益变化曲线，从而获取当前的音频的特定参数。
3.根据权利要求2所述的啸叫检测方法，其特征在于：所述增益变化曲线的一阶导数值的计算公式为：
d=(yn-yn-1)/ (tn-tn-1)；
其中，d表示一阶导数值，反应声场中增益值变化的快慢；
tn：表示音频采集设备当前采集的时刻；
tn-1：表示音频采集设备前一采集的时刻；
yn：表示tn时刻所对应的增益值；
yn-1：表示tn-1时刻所对应的增益值。
4.一种啸叫检测装置，应用在15dB以下的声场环境中，其特征在于，包括信号相连的判断参数模块和判断比较模块；
所述判断参数模块，用于获取话筒当前所输入音频的特定参数，并对所述特定参数进行处理获得对应的判断参数，其中，所述特定参数为音频对应的增益变化曲线，所述判断参数为增益变化曲线的一阶导数值；
所述判断比较模块，用于将所述判断参数分别与其相应的阈值进行比较，当所述判断参数大于相应的阈值时，判断产生啸叫，所述阈值为浮点阈值，所述浮点阈值为随着声场环境的改变在初始阈值的基础上进行相应调节后获得的浮动值，其中初始阈值为预设值
所述判断比较模块包括信号相连的阈值调节单元和判断比较单元，所述判断比较单元与所述判断参数模块信号相连；
所述阈值调节单元，用于令音箱播放音波标识数据, 并通过所述话筒所接收的音频确认当前传播时间, 令当前传播时间与初始阈值对应的传播时间的比值和浮点阈值与初始阈值的比值相对应，获得相应的浮点阈值，其中初始阈值为预设值。
5.根据权利要求4所述的啸叫检测装置，其特征在于：
所述判断参数模块包括信号相连的参数获取单元和参数处理单元，所述参数处理单元与判断比较单元信号相连；
所述参数获取单元用于获取话筒当前输入的音频对应音频的PCM，并根据所述PCM获得音频当前分区段的增益值，还用于根据所述增益值生成增益变化曲线，从而获取当前的音频的特定参数。
6.根据权利要求5所述的啸叫检测装置，其特征在于：
所述参数处理单元用于计算所述增益变化曲线的一阶导数值。
7.根据权利要求6所述的啸叫检测装置，其特征在于：
判断比较单元用于将所述一阶导数值与相应的浮点阈值进行比较，当所述一阶导数值大于相应的浮点阈值时，判断产生啸叫。
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