[发明专利]一种用于调节扬声器音量的多通道扩声系统及方法

说明书

本发明属于公共广播扩声技术领域，具体涉及一种用于调节扬声器音量的多通道扩声系统，所述多通道扩声系统包括多个扩声子系统，每个扩声子系统对应一个通道，每个扩声子系统利用采集到的声信号和所有通道中的声源信号进行回声消除，获得误差信号；根据获得的误差信号，获取当前环境的噪声声压级，再结合映射函数，计算该扩声子系统中的扬声器音量值，获得对应的当前时刻的扬声器音量增益值；将从扩声子系统中拾取的待播放的声信号与获得的当前时刻的扬声器音量增益值相乘，获得处理后的声源信号，并经扩声子系统中的扬声器播放扩声。

技术领域

本发明属于公共广播扩声技术领域，具体涉及一种用于调节扬声器音量的多通道扩声系统及方法，具体涉及一种基于环境噪声自适应调节扬声器音量的多通道扩声系统及方法。

背景技术

目前，公共广播扩声系统在人们的日常生活中应用十分广泛，如机场、火车站、地铁站、学校等场所。在这些应用场合中，人员活动频繁，环境噪声声压级不断发生变化。现有的公共广播扩声系统的音量往往是固定的，或是依靠工作人员手动调节。这样的扩声系统不能很好的满足实际需求。在环境比较安静时，扩声系统只需让听众能够清晰地听到广播而不需要过大的音量，此时如果音量过大容易造成声污染甚至损伤人们的听力。在环境比较嘈杂时，扩声系统应适当调高扬声器音量才能让听众听到广播内容。因此，一种自适应的扬声器增益控制系统是十分必要的。

扬声器增益自适应控制系统的关键在于实时地检测环境噪声的声压级，进而根据噪声声压级的大小调整扬声器的输出音量。该问题的难度在于传声器采集到的信号不仅包括环境噪声，还包括本地扬声器输出的回声信号。因而不能直接采用传声器采集到的信号来估计噪声声压级。传统的环境噪声检测方法主要是基于语音端点检测(VAD:VoiceActivity Detection)的方法和基于环境噪声包络检测的方法。在公共广播扩声系统中，噪声的种类和形式多种多样，如空调声、人走路声以及人说话声等，其中人说话声往往占主要成分。另外，公共广播扩声系统的声源信号可能是语音信号，也可能是音乐信号。而基于VAD检测的算法存在难以准确估计噪声功率谱以及将音乐信号误判为噪声等问题，因此基于VAD的方法和基于环境噪声包络检测的方法在实际中往往效果不佳。最近，也有文献提出通过估计现场信噪比调整扩声系统的增益。但是，该方法不能实时计算出实际环境的噪声声压级，因此不能建立噪声声压级和扬声器输出信号之间的准确映射关系。

另外，实际生活中的公共广播扩声系统，如机场、火车站候车室等，均为多通道扩声系统。如果采用传统的独立式控制系统，可能导致相邻的两个扬声器之间相互将彼此的输出信号当作各自的噪声来估计，从而使得相邻系统的扬声器输出音量相互竞争。

发明内容

本发明的目的在于，为解决现有的扩声系统存在的上述缺陷，本发明提出了一种用于调节扬声器音量的多通道扩声系统及方法，

为了实现上述目的，本发明提供了一种用于调节扬声器音量的多通道扩声系统，所述多通道扩声系统包括多个扩声子系统，每个扩声子系统对应一个通道，每个扩声子系统利用采集到的声信号和所有通道中的声源信号进行回声消除，获得误差信号；根据获得的误差信号，获取当前环境的噪声声压级，再结合映射函数，计算该扩声子系统中的扬声器音量值，获得对应的当前时刻的扬声器音量增益值；将从扩声子系统中拾取的待播放的声信号与获得的当前时刻的扬声器音量增益值相乘，获得处理后的声源信号，并经扩声子系统中的扬声器播放扩声。

作为上述技术方案的改进之一，所述扩声子系统包括依次顺序连接的传声器、多通道回声消除模块、噪声声压级获取模块、音量增益获取模块、扬声器；

所述传声器，用于实时采集声信号；

所述多通道回声消除模块，用于利用实时采集的声信号和所有通道中的声源信号进行回声消除，获得误差信号；

所述噪声声压级获取模块，用于根据获得的误差信号，获取当前环境的噪声声压级；