聲學回聲消除技術(AEC)在會議擴聲系統的應用

ID:152856 · 發表于 2017-4-13 17:39

　　擴聲系統的特點是聲源和放聲用的揚聲器處于同一地區，在接收人語音信號的同時向聽眾播放。因為傳聲器和揚聲器處在同一區域內，所以經過放大并由揚聲器輻射的聲音會反饋到傳聲器，因而引起畸變或嘯叫。
　　聲反饋(acoustical feedback)主要指室內同時使用傳聲器和揚聲器，由揚聲器到傳聲器直接和間接地傳輸。擴聲的一個特例，即聲反饋系數為零就是放音系統，系統的傳聲增益大于0時，系統處于正反饋工作狀態，系統失控。因此為保證擴聲系統正常工作，擴聲系統應該遠離自振點，一般至少有6dB的穩定度，即系統的傳聲增益為一6dB。因此要減少嘯叫就需使系統的頻率傳輸特性平直，減少再生混響的干擾。
　　在國家多項擴聲系統指標要求內，都要求系統的主頻段內的頻率傳輸特性在±4 dB以內，實際包括了電聲系統的頻率傳輸特性和房間的頻率傳輸特性;一般使用的傳聲器的頻率傳輸特性在±3dB以內，因此包括傳聲器在內的擴聲系統的整個主頻段頻率傳輸特性一般控制在±4 dB以內，以減少產生嘯叫的機會。
　　回聲會使房間的頻率傳輸特性變壞，同時也會產生更大的再生混響干擾。由于揚聲器的再生信號在傳聲器上引起聲壓逐漸降低的現象和室內混響過程類似，所以稱為再生混響。因為聲反饋系數的頻率特性不均勻度很大，所以各頻率的再生混響時間的變化也非常大，它不像標準混響那樣有利于音質的改進而是干擾了擴聲系統的正常工作。
　　擴聲系統的聲反饋越小，由它引起的頻率畸變和再生混響干擾也越小，并且可以穩定地工作。
　　2、回聲、電子回聲及聲學回聲
　　回聲(echo)是指大小和時差都足夠大的，在主觀感覺上可以和直達聲區別的反射聲或因其他原因返回的聲波。在室內聲學中回聲有時可泛指由反射面傳來的所有聲波，時間延遲較短的反射聲不但不妨礙聽音而且有助于加強聲音。
　　多重回聲(multiple echo)是單個聲源所發聲音經歷室內多次反射而形成的一串可分辨的回聲。
　　回聲是可能導致嘯叫的原因之一。它影響房間的頻率傳輸特陛及再生混響的形成。
　　聲學回聲(acoustic echo)是特指在通信網絡中的聲學回聲。典型的通信網絡中發生的回聲有兩種類型：混合或電子回聲(hybrid echo or electrical echo)和聲學回聲。混合回聲(也稱為“電氣回聲”)是在有線網絡由一個4線到2線傳輸轉換的阻抗不匹配產生，它是通信網絡中主要由網絡產生的回聲。聲學回聲是因揚聲器(如一個小手機的聽筒)和傳聲器之間的聲學隔離不足的結果，特別是當聲波通過墻或天花反射回傳聲器(通常為使用免提裝置)
　　3、電話會議系統的聲學回聲
　　在全球網絡化的今天，會議系統已不局限在一個單獨的封閉空間，多會議室的互聯互通已越來越普遍，其中遠程電話會議系統是就是其中一個典型的情況，。近年來，電話/視頻會議系統發展迅速，并已在各行各業都得到充分應用，例如遠程教學、遠程手術等，過去由于技術方面無法完善，時常有小問題會出現，其中聲學回聲就是電話/視頻會議中最常見的聲音問題之一。
　　下面對一個電話-遠端及一個電話會議室-近端的系統進行分析，如圖4所示。

　　遇到的問題如下：
　　(1)聲學回聲，對系統產生再生混響干擾，使系統容易產生嘯叫及聲音模糊。如圖5所示

　　當一個遠程呼叫者在遠端說話，起聲音通過電話網絡傳輸到系統中，并通過本地會議室內的揚聲器傳遞給聽眾。遠程呼叫者的聲音除了被會議室內的聽眾聽到以外，聲音還通過房間內的發射面間接地進入到會議室的傳聲器中。這些直接和間接的遠端音頻信號和會議室內聽眾的聲音混合在一起，重新傳給遠端呼叫者，遠端呼叫者會因為會議室發射導致聽到的聲音模糊。
　　(2)電話及交換機的傳輸延時。一般固網電話為單向50ms延時，移動電話為單向300~600ms，網絡電話為單向500~600ms，如圖6所示。

　　如此聲音經過聲學回聲回到遠端呼叫者，根據哈斯效應，將形成多重回聲，加重聲學回聲的情況，嚴重影響了語言可懂度。
　　電話及交換機的傳輸延時是無法消除的，因此需消除聲學回聲，以使整個擴聲系統穩定，減少聲反饋，提高語言清晰度和可懂度。

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