浅谈数字音频处理的新技术

音频信号处理装置经历了模拟到数字的工作方式； 处理模块从固化到开放式，处理功能从单一音频处理到集成逻辑控制，系统架构集中处理从多台设备的分布式处理到多台设备的集中式处理的变化； 随着音频信号处理和逻辑控制模块功能越来越强，处理模块新算法越来越先进，音频处理和应用越来越准确，逻辑控制越来越智能，这些都是数字音频信号处理的发展方向。

音频处理设备包括许多技术应用，本文重点介绍发言引导技术和环境检测技术的应用。

一、话语感知技术人声有两个重要特征。 擦音和爆破音。 不能创造这两种声音环境噪声。 只要是人类语言，任何语言都有这个特点。 发声感知技术能够自动感知语音信号的频率成分是否为人声，该技术可应用于AGC (自动增益控制)。

应用场景记述在会议室内，有多个仅用于拾取发言者声音的会议麦克风，这些会议麦克风的品牌和型号完全相同，在扩声系统中，与会议麦克风对应的频道的位置也完全相同，但使用中的发言者离麦克风的距离和发言者的音量大小不同

其结果是，会议麦克风的水平不同，发言的扩音量时大时小。

采用AGC (自动增益控制)电路，可以自动压缩大信号，自动提高小信号。

传统的自动增益控制机制传统的自动增益控制通过预先设定阈值，当麦克风拾取到的声音信号低于阈值时，自动增益控制自动提高该声音信号的增益并接近阈值的位置； 如果麦克风拾取的音频信号高于阈值，则自动增益控制自动衰减该音频信号的增益，并接近于阈值位置。 这可以使麦克风的输入信号电平的值基本保持一定。

应用发言引导技术的现有的自动增益控制电路，会议麦克风不仅拾取人的声音，还拾取翻书、放杯子、用键盘敲击等其他声音，这些声音往往低于自动增益控制的阈值，麦克风将这些声音信号转换为声音信号如果将这些声音信号放大，经过功率放大器放大到扬声器并放大后，原本较小的声音就会成为较大的环境噪声。

这种现象不想在会议室的语音扩音系统中发生。

发言检测算法的最大作用是自动增益控制可以区别人类发言的声音和非人类发言的声音，其仅升高或降低人类发言的声音，而低于自动增益控制阈值的环境噪声不受自动增益控制电路放大。

由此，发言引导技术算法的自动增益控制电路的操作更加准确和智能。

二、环境检测技术的环境噪声，如空调、投影仪风扇与光镇流器的交流声等，它们没有摩擦音和爆破音属性，是不同强度的复合频率集合。

环境检测技术可以检测音频信号的频率分量是否是环境声音。

环境噪声检测算法适用于环境噪声补偿( ANC )。

应用场景描述公共区域扩声系统，在背景音乐或寻呼声源的电平值一定的情况下，环境噪声的声压级的大小往往不确定，在人多的情况下环境噪声的声压级变大， 有可能隐藏背景音乐和寻呼声源(人少的时候和空场的时候环境噪声的声压级小，感觉背景音乐和寻呼声源的声压级大。

因此，需要能够准确判断环境噪声大小，准确调整背景音乐和寻呼声源音量大小的DSP处理模块，该DSP模块就是ANC (环境噪声补偿)模块。

传统的环境噪声校正工作原理是在公共区域设置环境噪声检测麦克风，测量环境噪声的大小，得到测量结果，然后将结果返回数字音频处理平台( DSP )的环境噪声校正模块。

环境噪声补偿模块的另一个输入通常是背景音乐或寻呼声源。

通过环境噪声校正模块的设置，当环境噪声超过预设阈值时，背景音乐或寻呼声源的电平会按照设定的比例和时间上升()，以使背景音乐或寻呼声源听起来十分清晰(节目来源为环境噪声) 如果环境噪声小于预设阈值，背景音乐或寻呼声源的级别将按设置的百分比和时间衰减，以防止背景音乐或寻呼声源的音量过大。

环境检测技术的应用似乎使传统的环境噪声补偿电路趋于完美，但当传统的环境噪声补偿模块对补偿后的节目源信号进行放大后，通过扬声器进行放大，再通过环境声拾音麦克风进行拾音时，会出现死区循环，节目源信号持续增大

传统的环境噪声补偿解决方法是将环境声音拾音麦克风远离扬声器，从而导致环境噪声补偿模块的处理效果不理想。

另一方面，环境检测算法切断环境声音拾取器麦克风与扬声器的关系，通过自适应滤波方式将由扬声器放大后的声音信号滤波到环境声音拾取器麦克风中，教其只拾取环境噪声，进行环境噪声补偿的正确处理

三、智能的系统控制功能系统控制技术主要体现在两个方面：内部控制和外部控制。

目前，音响行业的大多数音频处理系统都支持对PC、Mac、苹果ipad、iPhone或基于网络的CREATOR快控产品的控制。 这些控制音频处理系统大多是被动接受控制的，也属于数字音频处理系统内部的控制范畴。

另一方面，音频行业先进的数字音频处理系统不仅仅能受到控制。 例如，在集中式处理架构的网络数字音频处理系统中，处理系统可以自动地检测整个系统接口装置是否在线，或者如果某个接口装置掉线，那么音频处理系统可以通过电话系统

此外，系统管理员还可以在任意位置通过模拟电话操作和控制数字音频处理系统。

例如，当数字音频处理系统超过一定设置时间范围，系统没有检测到音频信号时，系统可以通过第三方控制设备(例如基于网络的CREATOR高速中央控制产品)关闭功耗较大的设备

智能系统控制功能多种多样，使用者可以根据自己的实际需求进行开发。

发言引导技术和环境检测技术的应用非常广泛，不仅是自动增益控制和环境噪声补偿模块。

话语传感技术和环境检测技术两种技术可以单独使用也可以联合使用，可以应用于处理自动曝光控制、背景噪声和环境噪声消除等功能。

总之，随着计算机和网络技术的飞速发展，音频信号处理和逻辑控制的功能越来越强，处理模块的新算法越来越先进，音频处理越来越准确，逻辑控制越来越智能