К.В. Кондратьев1, Д.О. Непомнящий2, А.А. Чаругин3

1–3 ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»,
Институт космических и информационных технологий (г. Красноярск, Россия)
1 kkv@samy.ru, 2 Vebs_mail@mail.ru, 3sashacharugin@mail.ru

Постановка проблемы. Создание, использование и развитие систем звукоусиления, улучшения озвучивания и проектирование систем звуковых локаций имеет большое значение в условиях современного общества и применения новых технологий. Однако при использовании и создании таких систем затруднения вызывают появляющиеся реверберационные помехи, которые возникают как следствие эффекта переотражения акустических волн от внешних объектов. К сожалению, такие помехи плохо поддаются подавлению при помощи аппаратных, схемотехнических решений. Это обуславливает потребность развития новых методов шумоподавления, основой которых являются последние достижения вычислительной микроэлектроники и цифровой обработки сигналов.

Цель. Проработать новый принцип идентификации и подавления акустической обратной связи, а также создать схему эхо-компенсации и построить модель с использованием пакета прикладных программ.

Результаты. Рассмотрена задача борьбы с реверберационными помехами озвучиваемых пространств. Выделена проблема извлечения помехи из акустического тракта для последующего анализа. Показано, что для решения означенных задач наиболее перспективным является использование принципа вычитания помехи из основного сигнала, реализуемого на основе программно-аппаратного фильтра для предварительного вычисления сигнала коррекции. Рассмотрена проблема повышения точности определения переходной характеристики и расчета сигнала помехи. Предложена схема эхо-компенсации, которая позволяет при усреднении результатов зондирующих воздействий определить вектор переходных коэффициентов обратного акустического тракта. Выполнено вычисление переходной характеристики по идентифицирующему сигналу, частота которого лежит вне звукового диапазона. В пакете прикладных программ MatLab – Simulink создана модель системы идентификации и подавления акустической обратной связи для отработки предварительных гипотез.

Практическая значимость. Предложенный способ определения переходной характеристики обратного акустического тракта открывает перспективы к созданию эффективных систем шумоподавления.

Кондратьев К.В., Непомнящий Д.О., Чаругин А.А. Идентификация неизвестной динамической системы как способ определения переходной характеристики обратного акустического тракта // Успехи современной радиоэлектроники. 2024. T. 78. № 4. С. 36–42. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700784-202404-04

1. Кондратьев К.В., Сергеевич В.Н., Непомнящий О.В., Дрыжак В.Б., Матюха Н.В. Метод подавления акустической обратной связи на основе цифрового фильтра предварительного вычисления сигнала коррекции // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2012. № 3. С. 19–22.
2. Самойлов А.Г., Самойлов С.А. Основы акустики и электроакустики: Учеб. пособие. Владимир: Изд-во Владимирского гос. ун-та. 2008. 56 с.
3. Вахитов Ш.Я., Ковалгин Ю.А., Фадеев А.А., Щевьев Ю.П. Акустика: Учеб. пособие. М.: Горячая Линия – Телеком. 2022. 660 с.
4. Вишняков И.Э., Масягин М.М., Одинцов О.А., Слюсарь В.В. Методы и алгоритмы шумоочистки звука в реальном времени // Изв. вузов. Сер.: Электроника. 2021. Т. 26. № 2. С. 184–196.
5. Кондратьев К.В., Непомнящий О.В., Сергеевич В.Н. Метод компенсации реверберационных помех, основанный на предварительном вычислении сигнала коррекции // Вестник Новосибирского государственного университета. Сер.: Информационные технологии. 2015. Т. 13. № 1. С. 91–96.
6. Акустика студий звукового и телевизионного вещания. Системы озвучивания: учебно-методическое пособие / Сост.
   Л.Г. Стаценко, Ю.В. Паскаль. Владивосток: Изд-во ДВГТУ. 2006 – 96 с.
7. Ивлев Д.Н., Орлов И.Я., Сорокина А.В., Фитасов Е.С. Адаптивные алгоритмы компенсации помех: Учеб.-методическое пособие. Нижний Новгород: ННГУ им. Н.И. Лобачевского. 2014. 88 с.
8. Кондратьев К.В., Кропачев Е.В., Сергеевич В.Н., Непомнящий О.В. Адаптивный алгоритм для компенсации реверберационных помех // Вестник Воронежского государственного университета. Сер.: Физика. Математика. 2015. № 4. С. 18–27.
9. ГОСТ Р ИСО 3382-1-2013 «Акустика. Измерение акустических параметров помещений. Часть 1. Зрительные залы». Дата введения 2014-12-01.