[发明专利]公共广播声压自适应控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种公共广播声压自适应控制方法。

背景技术

随着经济社会的发展，许多公共场所都安装了公共广播或语音指引系统。比如：学校、车站、公园、商场等场所的公共广播系统可用于播放背景音乐、应急安全指引、业务宣传等。公共广播虽然给人们的工作生活带来方便，但也存在一个不可忽视的问题，即系统播放的声音音量是固定的，这会带来两个方面的问题：首先，音量过小系统播放的声音会被噪声所掩蔽；其次，音量过大则会产生噪声污染。因此，人们希望公共广播系统应能够依据扩声现场的信噪比来自适应地调节广播扩声声压级：当现场信噪比较高时，应降低广播信号声压级；反之则升高。这样既保证了公共场所广播服务的需求，又维护了公共场所舒适的声环境。

目前国内外对此问题的研究主要集中在对扩声现场的环境噪声的识别上，归纳起来有以下几种技术：

(1)间隙检测噪声

这种方法的思路是在播音停顿音隙时刻采集噪声信号，经过A/D转换后计算噪声的平均功率，然后据此调节功放的音量。此方法只需应用一般的模拟技术和通用数字技术，实现简单，但效果并不理想。这是因为当进行背景广播时，实际可以利用的间隙并不很多，不能够提取足够的数据。

(2)包络检测、频谱鉴别

从扩声现场拾取的音频信噪比信号中分辨噪声信号，沿噪声曲线保持适当的扩声声压。但因为实际应用中所应对的并不是典型的白噪声或粉红噪声，而是(至少包括)人群噪声，其包络不会同广播信号有重大差异；其频谱则 会同广播信号互相交错。

(3)自适应回波消除方法

利用声学回波消除(AEC：Acoustic Echo Cancellation)模型和方法，将送给功放的信号作为参考信号，对现场采集到的信号进行自适应的回波消除处理，从而得到噪声信号，这种方法会受到现场混响和反射声的影响。

由于公共场合的主要噪声来源为人群噪声，而噪声信号(及现场混响)和广播信号物理特性差异不大，很难准确分离出噪声信号，这也是以上基于环境噪声识别的方法均不大理想的根本原因。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种公共广播声压自适应控制方法，使声压级调整后的现场混合信号明显比原现场混合信号清晰，能够清楚地听到广播的内容，为实现上述目的本发明的具体方案如下：

一种公共广播声压自适应控制方法，通过MSC函数计算现场声音信号与广播源信号频谱的相干性，以获得的MSC系数作为MSC信噪比表征值来间接表征现场信噪比，从而自适应调节公共广播声压。

优选的，所述的公共广播声压自适应控制方法包括以下步骤：

1)、在播音室进行广播，直接在电路中拾取广播源信号；广播源信号经过公共广播系统中的扬声器播放；

2)、广播源信号经过公共广播系统中的扬声器播放，在扩声现场通过设置传声器来拾取现场扩声混合信号，即广播源信号与声场脉冲卷积，然后与噪声信号相加后的信号；

3)、对现场扩声混合信号和广播源信号进行幅度平方相干算法分析，提取MSC信噪比表征值间接表示现场信噪比信息，并据此调整源信号的增益；

4)、将调整后的声压增益gain与声场卷积信号相乘，重复步骤2)。

优选的，采用Welch谱估计法来计算MSC值。

优选的，以一定频段内MSC系数的平均值作为MSC信噪比表征值。

优选的，所述公共广播声压调节方法包括以下步骤：

1)、当收集到前一段时间的一帧信号后，先计算这一帧信号的MSC信噪比表征值E，进而对E的大小进行判断；

2)、当E低于最小阀值，则认为此时扩声现场背景噪声太大，已经将公共广播信号掩蔽了，这时调节公共广播没有任何意义，故声压增益gain不变；

当E低于合理区间，则认为此时现场声音信号与广播源信号频谱的相干性一般，需要适当调高声压级，升高声压增益gain；

当E位于合理区间，则认为此时现场声音信号与广播源信号频谱的相干性较高，说明此时扩声现场背景噪声的成分比较低，不需要调节声压级，声压增益gain不变；

当E高于合理区间，说明此刻扩声现场背景噪声成分很低，过高的广播声压有可能影响到现场声环境，造成广播噪声，所以应该降低声压增益gain；

3)声压增益gain与广播声压量程对比，若声压增益gain高于广播声压量程，则控制声压增益gain为最大广播声压，若声压增益gain低于广播声压量程，则控制声压增益gain为最小广播声压，否则声压增益gain不变；