Trong hoạt động của hệ thống âm thanh chuyên nghiệp, phản hồi âm thanh là một vấn đề phổ biến và có tính tàn phá cao. Nó biểu hiện bằng âm thanh hú hoặc rít chói tai, không chỉ ảnh hưởng nặng nề đến trải nghiệm nghe mà còn có thể làm hỏng driver loa đắt tiền. Nguyên nhân sâu xa của hiện tượng này nằm ở việc hình thành một vòng âm thanh khép kín giữa loa (đầu ra) và micro (đầu vào): micro thu âm thanh do loa phát ra, tín hiệu được hệ thống khuếch đại và phát lại từ loa, chỉ được micro thu lại một lần nữa... Chu kỳ này lặp đi lặp lại khiến tín hiệu liên tục được khuếch đại và chồng lên ở các tần số cộng hưởng cụ thể. Cuối cùng, hệ thống chuyển sang trạng thái không ổn định, tạo ra tiếng hú khó chịu.
Để giải quyết hiệu quả vấn đề dai dẳng này, bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số hiện đại thường tích hợp chức năng Loại bỏ/Ngăn chặn phản hồi nâng cao. Mục tiêu cốt lõi của nó là xác định và loại bỏ chính xác năng lượng tín hiệu trong đường phản hồi, đảm bảo sự ổn định của hệ thống và cải thiện độ rõ của giọng nói cũng như độ trung thực của âm nhạc. Nguyên tắc làm việc của nó chủ yếu bao gồm các bước chính sau:
Nguyên tắc cốt lõi của việc loại bỏ phản hồi
- Mô hình hóa đường dẫn phản hồi (Nhận dạng hệ thống):
Bước đầu tiên của bộ khử phản hồi là xác định và mô hình hóa đường dẫn phản hồi âm thanh hoàn chỉnh từ loa đến micrô. Đường dẫn này bao gồm phản hồi của loa, đặc điểm âm thanh của phòng (chẳng hạn như tiếng vang và sóng đứng), đặc điểm của micrô và vị trí tương đối của chúng.
Bộ xử lý kỹ thuật số hiện đại thường sử dụng các thuật toán thích ứng. Bằng cách đưa các tín hiệu kiểm tra cụ thể (như nhiễu hồng hoặc quét hình sin) vào hệ thống hoặc sử dụng chính tín hiệu chương trình thực tế, họ sẽ phân tích mối tương quan giữa đầu vào (micrô) và đầu ra (tín hiệu tham chiếu của loa) trong thời gian thực-, tự động xây dựng mô hình chính xác của đường dẫn phản hồi. Mô hình này về cơ bản là một bộ lọc kỹ thuật số mô phỏng các đặc tính của phản hồi âm thanh thực.
- Tín hiệu tham chiếu và lọc thích ứng:
Dựa trên mô hình đường dẫn phản hồi đã thiết lập, bộ xử lý sẽ tạo Bộ lọc thích ứng bên trong. Nhiệm vụ cốt lõi của bộ lọc này là dự đoán: nó dự đoán tín hiệu nào sẽ được tạo ra ở đầu vào micrô nếu tín hiệu tham chiếu hiện tại (tức là tín hiệu lý tưởng được gửi tới loa, đã được xử lý nhưng *trước khi* phản hồi được thêm vào) đi qua đường phản hồi âm thanh thực tế.
Bộ lọc thích ứng liên tục so sánh dự đoán của nó (tín hiệu phản hồi được dự đoán) với tín hiệu đầu vào micrô thực tế. Sự khác biệt giữa chúng (được gọi là tín hiệu lỗi) thúc đẩy việc điều chỉnh động,-thời gian thực của các tham số của bộ lọc. Mục đích là làm cho tín hiệu phản hồi dự đoán gần đúng với thành phần phản hồi thực tế có trong tín hiệu micrô. Quá trình này đòi hỏi tốc độ tính toán và độ chính xác cực cao.
- Hủy chính xác tín hiệu phản hồi:
Sau khi bộ lọc thích ứng có thể mô phỏng chính xác thành phần phản hồi trong tín hiệu micrô, bộ xử lý sẽ tạo ra tín hiệu hủy có biên độ bằng nhau nhưng ngược pha (lệch pha 180 độ).
Tín hiệu đảo ngược này được xếp chồng lên tín hiệu đầu vào micrô ban đầu theo thời gian thực. Thông qua việc đảo pha và khớp biên độ chính xác, thành phần tín hiệu phản hồi bị hủy hoặc triệt tiêu đáng kể tại nguồn một cách hiệu quả (trước khi tín hiệu đầu vào đi vào chuỗi xử lý của bộ xử lý). Cuối cùng, bộ xử lý chủ yếu xử lý tín hiệu nguồn sạch mong muốn (giọng nói, nhạc cụ, v.v.), giúp giảm đáng kể năng lượng gây ra tiếng hú.
- Theo dõi động và-điều chỉnh theo thời gian thực:
Môi trường âm thanh năng động. Ví dụ: mọi người di chuyển, cửa ra vào hoặc cửa sổ mở/đóng, đồ vật bị di chuyển và thậm chí những thay đổi về nhiệt độ và độ ẩm có thể khiến đường phản hồi từ loa đến micrô thay đổi.
Do đó, bộ loại bỏ phản hồi phải có tính-thực tế cao và có khả năng thích ứng cao. Nó cần liên tục theo dõi tín hiệu lỗi và cập nhật động các thông số của bộ lọc thích ứng cho phù hợp. Điều này đảm bảo mô hình luôn theo kịp những thay đổi trong môi trường âm thanh hiện tại, duy trì khả năng triệt tiêu phản hồi tối ưu. Quá trình “học hỏi” và “điều chỉnh” này không bao giờ dừng lại trong quá trình vận hành hệ thống.
Ứng dụng rộng rãi của công nghệ loại bỏ phản hồi
Nhờ vai trò quan trọng trong việc ổn định hệ thống và cải thiện chất lượng âm thanh, công nghệ loại bỏ phản hồi được sử dụng rộng rãi trong nhiều tình huống yêu cầu tăng cường âm thanh-có mức tăng cao:
- Biểu diễn trực tiếp:Trong các buổi hòa nhạc, nhà hát và sân khấu tạp kỹ, nơi có nhiều micrô, yêu cầu khuếch đại cao và môi trường âm thanh phức tạp, thay đổi, việc loại bỏ phản hồi là rào cản kỹ thuật quan trọng đảm bảo các buổi biểu diễn mượt mà và ngăn chặn những tiếng hú đột ngột gây gián đoạn cho buổi trình diễn nghệ thuật.
- Hội trường & Giảng đường:Trong phòng họp, khán phòng và lớp học, việc truyền tải giọng nói rõ ràng và dễ hiểu là điều tối quan trọng. Loại bỏ phản hồi cho phép hệ thống hoạt động an toàn ở mức tăng cao hơn, cải thiện đáng kể khả năng hiểu giọng nói và Gain Before Phản hồi (GBF), đảm bảo mọi người nghe đều có thể nghe rõ người nói.
- Phát sóng và ghi âm:Trong môi trường sản xuất âm thanh chuyên nghiệp như phòng thu radio, phòng thu TV và phòng thu âm nhạc, mọi tiếng ồn hoặc tiếng hú nhỏ đều không được chấp nhận. Công nghệ loại bỏ phản hồi giúp duy trì chất lượng tín hiệu ghi và phát sóng thuần khiết, tránh nhiễu không mong muốn và nâng cao tiêu chuẩn chuyên nghiệp của tác phẩm.
- Hệ thống PA được cài đặt và di động: Điều này bao gồm các địa điểm lắp đặt cố định như nhà thờ, khán phòng và phòng khiêu vũ của khách sạn cũng như các tình huống như phòng KTV, hệ thống bình luận hướng dẫn viên du lịch và hệ thống phát biểu di động. Trong các ứng dụng này, công nghệ loại bỏ phản hồi giúp đơn giản hóa đáng kể việc thiết lập hệ thống, nâng cao tính dễ sử dụng và trải nghiệm thính giác của-người dùng cuối, đảm bảo âm thanh rõ ràng, ổn định và không bị rè.
Bản tóm tắt
Chức năng loại bỏ phản hồi trong bộ xử lý âm thanh kỹ thuật số, sử dụng các thuật toán phức tạp để mô hình hóa đường phản hồi âm thanh trong-thời gian thực và sử dụng tính năng lọc thích ứng để tạo ra các tín hiệu nghịch đảo nhằm loại bỏ chính xác, là công nghệ cốt lõi để giải quyết các vấn đề về tiếng hú trong hệ thống âm thanh và đảm bảo độ ổn định của hệ thống cũng như độ tinh khiết của âm thanh. Nó đóng một vai trò không thể thiếu trong các buổi biểu diễn trực tiếp, hội nghị, bài giảng, phát sóng, ghi âm và các tình huống tăng cường âm thanh khác nhau. Nó là thành phần "bảo vệ" và "đảm bảo chất lượng" thiết yếu của hệ thống âm thanh chuyên nghiệp hiện đại.
Khuyến nghị sản phẩm
https://www.tendzone.net/audio-processor/web-based-audio-processors/ai-audio-processor.html
https://www.tendzone.net/audio-processor/fixed-audio-processor/dante-dsp.html
