Обратная связь микрофона и динамика — можно ли избавиться?

Question

[iago]

Доброе утро, сообщество!


Проблема с обратной связью. Не сочтите за рекламу, но придётся 2 слова сказать о приложении чтобы объяснить суть вопроса — это 3D-футбольная дуделка, т.е. пользователь дует в микрофон девайса, и динамик играет звук футбольной турбки. Также на фоне играется звук шумного стадиона. Пока готово под айфон, но та же проблема замечена и в андроид-версии, которую очень скоро заливать на Google Play, так что очень-очень прошу помощи!


Если положить телефон на руку таким образом, чтобы ладонь «накрывала» и микрофон, и динамик, появляется положительная обратная связь, и я хоть и инженер по автоматике, не могу понять как от неё избавиться без физической отрицательной обратной связи. Процессор нельзя сильно перегружать, т.к. он должен одновременно показывать камеру, рисовать 3D-модель, читать сигнал микрофона 100 раз в секунду и играть звук.


Может быть кто-нибудь знает какие-нибудь библиотеки на С/С++, которые можно использовать для решения этой проблемы? Нет времени заниматься исследованием в данной области с нуля. Может у кого-то была похожая проблема?

Answer 1

[rPman]

Если я верно понимаю технологии шумоподавления, то с оборудованием, которое предоставлено в любом сотовом, это невозможно (в общем случае), там нужна серия микрофонов (матрица).

Фильтруйте по частоте, но еще лучше не выдавайте напрямую звук с микрофона, а выявляйте по 'шаблонам' и выдавайте чистую запись и т.п.

Comments

[iago]

Спасибо за ответ! Мы думали про фильтр частот, но обычный стандартный (через Фурье), если делать по 5,000 точек (5 килоГерц), забивает очень ощутимую часть процессора, плюс требует 0.5 секунды начального накопления данных. Рендерить 3D и делать всё остальное просто не хватит мощности, особенно на 3Gs или более младших моделях Андроида.

Может подскажете какой-нибудь более простой, менее точный, но и менее ресурсоёмкий алгоритм частотной фильтрации, желательно уже реализованный на С? Это было бы идеально :)

Answer 2

[kamlay]

Сдвиньте сигнал на выходе относительно входа на несколько десятков герц. Не знаю как это сделать математически, насколько сложно. Но приборы на этом принципе работают в концертной практике.

Comments

[iago]

Т.е. сдвинуть сигнал «стадиона» по частоте и не учитывать его при вычислении уровня сигнала «трубки»?

[kamlay]

нет, сдвинуть выходной сигнал динамика относительно сигнала с микрофона.

[kamlay]

Проблема же в том, что система входит в режим автогенерации? Вот и разорвите ПОС по частоте.

[iago]

У нас разные сигналы на микрофоне и динамике, т.е. это не усилитель, как в концертном зале. В теории, нам нужно вычесть то, что мы воспроизводим, из сигнала, который поступает на микрофон. Но как это сделать наименее ресурсозатратным способом без возможности физического вмешательства в железо?

[kamlay]

Если завязывается акустически, то как раз аналоговый тракт телефона выступает как усилитель с микрофоном на входе. Аналогия с концертным залом прямая. Звук стадиона, или еще какой звук из файла служит только катализатором, запускающим процесс автоколебаний. Не хотите сдвигать частоту, попробуйте ввести задержку в сигнал с микрофона на 0,1 секунды или чуть больше. Вычесть, как вы говорите, из сигнала с микрофона то, что вы воспроизводите очень сложно. Потому что на микрофон через воздух и ближние отражения приходит не совсем то, что воспроизводится из динамика — вносятся случайные, непрерывно меняющиеся фазовые и частотные искажения.

Answer 3

[bagyr]

На практике это делается адаптивными фильтрами. LMS прост придельно и на голосе работает вполне.
С цифровыми фильтрами тоже чего-то темните, нагуглите любую реализацию фильтра Чебышева и поиграйтесь, не бывает там таких задержек.

Answer 4

[kostyl]

Инвертируйте то, что воспроизводите и сложите с тем, что пишете, лишнее вычтется…