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工程項目中的音頻設備如何消除回聲嘯叫

時間:2016-12-08 11:53來源:未知 作者:漢中安防 點擊:
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目前很多需求方對于音頻設備回聲消除的概念并不是很清楚,導致了工程項目在應用設備的時候出現回聲甚至嘯叫的問題,影響項目的整體形象和效果。那么,音頻設備消除回聲噪音究竟是什么原理呢?
  
首先我們來看聲學回聲的概念,是指揚聲器播放出來的聲音被麥克風拾取后發回遠端,使遠端談話者能聽到自己的聲音。通常來說,回聲包括聲學回聲和線路回聲。聲學回聲又分為直接回聲和間接回聲——直接回聲是指揚聲器播放出來的聲音未經任何反射直接進入麥克風,這種回聲延遲最短;間接回聲是指揚聲器播放的聲音經不同的路徑一次或多次反射后進入麥克風所產生的回聲集合。它們與遠端說話者的語音能量、揚聲器與話筒之間的距離、角度、揚聲器的播放音量以及話筒的拾取靈敏度等因素相關;(漢中安防監控
下面通過簡單的圖例說明來解釋回聲產生的主要原因:
  
1、由于空間聲學反射產生的聲學回聲:

 


圖中的男子說話,語音信號(speech1)傳到女士所在的房間,由于空間的反射,形成回音speech1(Echo)重新從麥克風輸入,同時疊加了女士的語音信號(speech2)。此時男子將會聽到女士的聲音疊加了自己的聲音,影響了正常的通話。如果女士所在房間應用回聲抵消模塊,可以抵消掉男子的回聲,讓男子只聽到女士的聲音。
2、由于2-4線轉換引入的線路回聲:

 

  
在ADSLModem和交換機上都存在2-4線轉換的電路,由于電路存在不匹配的問題,會有一部分的信號被反饋回來,形成了回聲。如果在交換機側不加回聲抵消功能,打電話的人就會自己聽到自己的聲音。
  
不管產生的原因如何,對語音通訊終端或者語音中繼交換機需要做的事情都一樣:在發送時,把不需要的回聲從語音流中間去掉。
下面通過拾音器的例子來看看聲音拾取的基本原理以及什么樣的方式對于回聲消除最有效。下圖是一般廠家拾音器的工作接線圖,拾音器連接3根引線,分別是電源、音頻和公共地線。聲音主要是由拾音器通過音頻線傳輸到音頻設備上進行拾取,接著音頻設備直接將聲音傳達到功放喇叭播放,我們就聽到聲音了。但這樣的方式對于聲音的處理是單方向的,雙向通話時往往會引起回聲。如果對話雙方都產生了回聲,那就會導致嘯叫。


 

  
我們選取了目前國內回聲抑制做的比較好的廠家作為例子講解——艾力特音頻的OS-300回聲消除拾音器。通過下圖對比可以看出,OS-300在拾取本地聲音的同時,也對本地喇叭播放的聲音進行了采樣,進而從本地拾取的聲音信號中去除喇叭里播放的聲音信號。這樣傳輸到遠端的聲音將只有本地講話人的聲音,遠端人員也不會聽到自己的回聲。因其內部的非線性回聲消除算法,不僅能有效消除語音對講中的回聲;更能保證較好的雙向通話效果。加上自動噪聲電平平衡功能,能有效的抑制房間環境噪聲和系統噪聲,提高音頻信號的清晰度,所以相對市面上普通廠家來說,OS-300拾音效果及回聲處理效果得到了大大的提升。

目前基于DSP的回聲消除算法已經比較成熟,市場上也有一批專門的算法/芯片公司能夠對外提供已經優化好的基于DSP的軟件回聲消除模塊:如加拿大OctasticSemiconductor、瑞典GIPS、美國AdaptiveDigital、Conatus、Spririt、國內的杭州艾力特音頻、深圳好會通音頻等等。其中國外性能較好的有Octastic、Conatus、和Spririt這三家,而國內比較好的是艾力特音頻的回聲消除模塊,有超強回聲抑制能力,最大可達60dB。
此外,對很多應用拾音器的廠家和工程商來說,拾音降噪也是經常遇到的問題。有來自環境的噪音、其他電器的電磁干擾,或者是拾音器本身存在的質量問題,都會產生一定程度上的噪音。那么拾音器降噪應該如何解決呢?
  
通常需要解決兩方面的問題,一是減少來自電路自身的噪音,二是降低來自環境噪聲的干擾。電路自身的噪聲比較容易解決,環境噪聲問題更為復雜難于解決。低水平的環境噪聲可以通過噪聲的自動監測并進行抑制,這個技術能抑制部分環境噪聲。但在公路等強噪聲環境下,要達到更高要求還必須進一步采用DSP噪聲抑制手段。

 

 

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(責任編輯:漢中安防)

 

 

文章作者:漢中安防監控
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