摘要：聲反饋一般也叫回溯，或者是嘯叫，是音響擴聲中人們一直在回避的一個問題，今天每個調(diào)音師都有自己的途徑和方法來解決這個難題，通過這篇文章，將向大家介紹一種通過數(shù)字音頻系統(tǒng)中的DSP運算來解決聲反饋的方法。

　　從事專業(yè)音響的人尤其是現(xiàn)場擴聲專業(yè)的人，對音箱嘯叫真可謂是深惡痛絕，因為由于嘯叫而引來的麻煩舉不勝舉。人們都知道聲音回聲原理，在空曠點的大房間或山谷中能產(chǎn)生回聲，是因為我們發(fā)出的聲音經(jīng)過空氣傳播出去后，遇到了墻壁、高山使聲音返回來再次傳到我們的耳朵里，就聽到有重音或回聲。由于聲音通過空氣的傳輸能量會逐次遞減，所以我們聽到的回聲會一次比一次弱小以致最后消失，不會產(chǎn)生嘯叫。而在室內(nèi)擴音系統(tǒng)中，音箱傳出聲音(直達、返回)被話筒再次拾音，再次送入擴音系統(tǒng)，終于在某個頻率點形成震蕩，特點一是頻率單一，二是越來越強，所以形成聲音越來越強刺耳的嘯叫。然而具體在哪個頻率點會形成嘯叫，與音響話筒的擺位、室內(nèi)形狀及裝潢、音量大小及頻率組成、音響話筒電聲特性、甚至供電、電磁波干擾等等因素，具有一定的不確定因素。

　　傳統(tǒng)電聲處理技術(shù)防止反饋嘯叫主要是：壓限法、均衡法、陷波法、頻移法等。壓限法是用壓限器即一種根據(jù)輸入信號的強弱自動改變輸出信號放大量(增益)的設備，用于抑制嘯叫時可以將壓縮比調(diào)到閡值(此時它為限制器)，將閡值調(diào)到反饋臨界點，這樣，當音量大到即將產(chǎn)生嘯叫時，聲音信號強度超過閥值，強度不會再繼續(xù)增加，因此也就不可能產(chǎn)生嘯叫了。但是采用壓限器抑制嘯叫會帶來聲音動態(tài)損失，故應盡量少用這種方法。均衡法是將擴音系統(tǒng)的音頻頻譜中，將容易產(chǎn)生共振點的頻率增益降低，這種方法也叫做寬帶陷波法，這種方式明顯損失了擴音系統(tǒng)中要求音頻頻譜響應盡可能一致的要求。于是人們想出盡可能減少這種損失的窄帶陷波法，并跟蹤嘯叫，采用自動抑制裝置，用以自動跟蹤反饋點頻率，自動調(diào)整Q值帶寬，自動將聲反饋消除而又最大限度地保護了音質(zhì)，是一種由微電腦控制的多段(通常有9、12、24段)窄帶陷波自動壓限裝置，可以較好地區(qū)別反饋自激信號與音樂信號。在系統(tǒng)出現(xiàn)自激時，迅速作出反應，并在反饋頻點上設定一個很窄的數(shù)字濾波器，其陷波深度也會自動設定，濾波帶寬只有1/3倍頻程，其原理就是通過陷波抵制嘯叫的。而這些措施都難以從根本上消除反饋嘯叫，于是人們又想出頻移法，其原理是能夠?qū)⒃捦猜曇粜盘栴l率全部增加5Hz再送入擴音系統(tǒng)，破壞了產(chǎn)生嘯叫的條件，從而抑制了嘯叫，但是，該設備的使用具有一定的局限性，在語言擴聲時使用起來效果很好，對聲音破壞很小，但是在演唱和樂器中就會有很明顯的聲音變調(diào)感。這是因為語言的頻率范圍是在130至350赫茲之間，僅僅5Hz頻率的變化不會使人們有明顯的音調(diào)變高感覺，但是在聲樂和器樂擴聲時就會有變調(diào)的感覺了。因為聲樂和器樂的下限頻率為20Hz左右，5Hz的音調(diào)變化人耳已經(jīng)能明顯感覺出來了。

　　當音響行業(yè)從analog(模擬)時代進入了DSP(數(shù)字處理)時代，原先的一些老設備漸漸淡出了人們的視線，今天在一些高端會議擴聲系統(tǒng)中比如百威的媒體矩陣系統(tǒng)，在這一類的系統(tǒng)中已經(jīng)很難再找到專門用于抑制聲反饋的一款設備，并不是說使用了高端的專業(yè)設備能夠擺脫回溯問題的產(chǎn)生，只是說今天已經(jīng)能夠通過更好的技術(shù)方式來解決這一問題，而前提則是不破壞音質(zhì)的情況下。這一類的技術(shù)就今天DSP時代的音響行業(yè)而言已經(jīng)是可以輕易完成的了。各家廠商所采用的技術(shù)手段各不相同，百威公司在這方面則采用了一種稱作Mixminus的技術(shù)。

　　Mixminus，從字面上解釋的話我們可以讀成是混合、減去。這一項技術(shù)最早出現(xiàn)在廣播播音室的電話訪談節(jié)目中，利用這一技術(shù)能夠直接將打入電話人的聲音經(jīng)過處理后，再返回給收音機旁這位正在打電話的人聽，以保證節(jié)目的正常播出。模擬器件時期，這樣的功能是有一臺專門的處理器來完成的，調(diào)音臺出來的信號直接引入到Mixminus設備中，并同電話那頭過來的音頻信號進行對比，之后通過特殊的運算方法將電話音頻信號同本地的音頻信號進行反相混合，之后將這一部分信號傳輸給輸出設備，這樣一來經(jīng)過混合信號再返回給收音機旁的人就不會發(fā)生聲反饋問題了。

　　(早期廣播播音室中Mixminus模塊的應用)

　　(Mixminus設備，今天已經(jīng)不多見了)

　　這里提到的只是廣播播音室中Mixminus的一種應用方式，目前多數(shù)的廣播級數(shù)字調(diào)音臺已經(jīng)能夠通過自身強大的DSP計算方式完美的實現(xiàn)Mixminus這一功能。在實現(xiàn)這一功能的數(shù)字音頻處理類設備中百威媒體矩陣NION是非常便捷的一類。

　　在這里我們模擬了一個會議室的結(jié)構(gòu)

　　(圖1)

　　這里所列舉的是比較極端的一種會議室環(huán)境，吸頂揚聲器被直接固定在了話筒的正上方70cm的位置上，這就導致了整個會議室的電平無法增加，語音清晰度得不到滿足，電平可調(diào)節(jié)范圍縮小。一旦電平有略微的增加都會導致整個會議室產(chǎn)生回溯，嚴重影響了正常會議的進行。而Mixminus在這種場合下運用確實恰到好處。前面提到Mixminus它的原理就是利用波形比對，將額外的音頻信號減去，實現(xiàn)信號自動調(diào)整防止回溯的產(chǎn)生。在一些音箱與話筒之間擺位不是很理想的現(xiàn)場，利用Mixminus的這一特性能夠?qū)⒄w的電平信號在沒有添加這一功能的基礎上提到2-3個分貝，這是在不損傷音質(zhì)的情況下，通過房間均衡、反饋聲抑制器等設備來調(diào)節(jié)整體電平所無法實現(xiàn)的。

　　(圖2、Nware軟件編程界面，Nware軟件是nion主機的控制軟件，由于篇幅有限，這里Nware軟件的編程部分的知識就不多做介紹了。)

　　在媒體矩陣Nware軟件的編程界面中我們要實現(xiàn)Mixminus功能總共需要運用到2個模塊，一個是AutoMixer Gain Sharing，另一個則是一個Sparse Mix混音器。而所實現(xiàn)效果是，當“nion#1.mc-1.in.1-mic1”這一路話筒在進行講話時，與它相對應的“sp1-nion#1.cm-1.out.1”這一路輸出會被自動關(guān)閉，或者電平降低到不足以引起回溯的程度。

　　以上功能的實現(xiàn)在軟件部分首先要做的就是拉出模塊，將DSP模塊之間的連接線連上，如圖2所示。非常簡單。不過這一步僅僅只是完成了其中模塊與模塊之間的連接，要實現(xiàn)功能，我們還必須對其中的AutoMixer Gain Sharing進行調(diào)節(jié)，雙擊模塊，對Gain share setup進行細微的調(diào)整，這里有3個參數(shù)模塊需要注意Depth、Rest Gain以及Time const。Depth是一個門限的設置開關(guān)，默認情況下是-30dB，對于這一個檔位一般不做調(diào)整。當然也并非絕對，用戶可以根據(jù)自己的需要，適當增加，以增加可用電平的數(shù)值。Rest Gain是某一通道增益增加的幅度，這個數(shù)值需要我們根據(jù)現(xiàn)場的環(huán)境作出適當?shù)恼{(diào)整，幅度太大容易引起回溯，太小音量提升不上去，失去效果。這里系統(tǒng)給出的默認值是-18dB。最后一項，Time const，看第一個字母就知道這是與時間有關(guān)了，這里是一個采樣時間，系統(tǒng)給出的是10ms，如果是在調(diào)試階段建議將這一時間延長至30-50之間，確保DSP中央處理單元能夠?qū)⒄麄€環(huán)境電平與講話人直接電平區(qū)分開來。AutoMixer Gain Sharing模塊在Nware設備庫中一共能找到3種，而要實現(xiàn)Mixminus功能只需要Gain share setup模塊，因此另兩種模塊在這里就不多做解釋了。整個Mixminus的實現(xiàn)過程基本就完成了。這里還需要注意一點，就是Mixer，在這里我們可以使用Spearse mixer或者是Mixer，前者是Mixminus功能專用的混音器，當然使用普通的Mixer，但是既然在軟件中有這樣的模塊，那么就有它存在的必然因素。首先一點Spearse Mixer相對于普通Mixer而言他的預設位置在模塊剛剛被建立起就已經(jīng)存儲好，可以省去用戶在這部份調(diào)整的時間。其次他的模塊運算方式是專門針對Mixminus功能而設計的，因此他在系統(tǒng)資源占用率上要比使用普通Mixer更加出色。因此這里推薦使用Spearse Mixer來進行功能實現(xiàn)。當然也可以根據(jù)自己的需要進行更改。

　　到這里采用媒體矩陣來完成的Mixminus功能就算完成了，所實現(xiàn)的功能就如之前所說話筒與對應的音箱之間反相操作，提高整體的音量水平。當然這里僅僅只是簡單的介紹，并沒有涉及到深層次的內(nèi)容，這些也僅僅只是媒體矩陣諸多功能中的鳳毛麟角，還有更加強大的功能運用等待著我們進一步的開發(fā)。如果您對媒體矩陣感興趣的話也可以與我們聯(lián)系，期待著與您共同進步。