声学回声消除技术(AEC)在会议扩声系统的应用

ID:152856 · 发表于 2017-4-13 17:39

　　扩声系统的特点是声源和放声用的扬声器处于同一地区，在接收人语音信号的同时向听众播放。因为传声器和扬声器处在同一区域内，所以经过放大并由扬声器辐射的声音会反馈到传声器，因而引起畸变或啸叫。
　　声反馈(acoustical feedback)主要指室内同时使用传声器和扬声器，由扬声器到传声器直接和间接地传输。扩声的一个特例，即声反馈系数为零就是放音系统，系统的传声增益大于0时，系统处于正反馈工作状态，系统失控。因此为保证扩声系统正常工作，扩声系统应该远离自振点，一般至少有6dB的稳定度，即系统的传声增益为一6dB。因此要减少啸叫就需使系统的频率传输特性平直，减少再生混响的干扰。
　　在国家多项扩声系统指标要求内，都要求系统的主频段内的频率传输特性在±4 dB以内，实际包括了电声系统的频率传输特性和房间的频率传输特性;一般使用的传声器的频率传输特性在±3dB以内，因此包括传声器在内的扩声系统的整个主频段频率传输特性一般控制在±4 dB以内，以减少产生啸叫的机会。
　　回声会使房间的频率传输特性变坏，同时也会产生更大的再生混响干扰。由于扬声器的再生信号在传声器上引起声压逐渐降低的现象和室内混响过程类似，所以称为再生混响。因为声反馈系数的频率特性不均匀度很大，所以各频率的再生混响时间的变化也非常大，它不像标准混响那样有利于音质的改进而是干扰了扩声系统的正常工作。
　　扩声系统的声反馈越小，由它引起的频率畸变和再生混响干扰也越小，并且可以稳定地工作。
　　2、回声、电子回声及声学回声
　　回声(echo)是指大小和时差都足够大的，在主观感觉上可以和直达声区别的反射声或因其他原因返回的声波。在室内声学中回声有时可泛指由反射面传来的所有声波，时间延迟较短的反射声不但不妨碍听音而且有助于加强声音。
　　多重回声(multiple echo)是单个声源所发声音经历室内多次反射而形成的一串可分辨的回声。
　　回声是可能导致啸叫的原因之一。它影响房间的频率传输特陛及再生混响的形成。
　　声学回声(acoustic echo)是特指在通信网络中的声学回声。典型的通信网络中发生的回声有两种类型：混合或电子回声(hybrid echo or electrical echo)和声学回声。混合回声(也称为“电气回声”)是在有线网络由一个4线到2线传输转换的阻抗不匹配产生，它是通信网络中主要由网络产生的回声。声学回声是因扬声器(如一个小手机的听筒)和传声器之间的声学隔离不足的结果，特别是当声波通过墙或天花反射回传声器(通常为使用免提装置)
　　3、电话会议系统的声学回声
　　在全球网络化的今天，会议系统已不局限在一个单独的封闭空间，多会议室的互联互通已越来越普遍，其中远程电话会议系统是就是其中一个典型的情况，。近年来，电话/视频会议系统发展迅速，并已在各行各业都得到充分应用，例如远程教学、远程手术等，过去由于技术方面无法完善，时常有小问题会出现，其中声学回声就是电话/视频会议中最常见的声音问题之一。
　　下面对一个电话-远端及一个电话会议室-近端的系统进行分析，如图4所示。

　　遇到的问题如下：
　　(1)声学回声，对系统产生再生混响干扰，使系统容易产生啸叫及声音模糊。如图5所示

　　当一个远程呼叫者在远端说话，起声音通过电话网络传输到系统中，并通过本地会议室内的扬声器传递给听众。远程呼叫者的声音除了被会议室内的听众听到以外，声音还通过房间内的发射面间接地进入到会议室的传声器中。这些直接和间接的远端音频信号和会议室内听众的声音混合在一起，重新传给远端呼叫者，远端呼叫者会因为会议室发射导致听到的声音模糊。
　　(2)电话及交换机的传输延时。一般固网电话为单向50ms延时，移动电话为单向300~600ms，网络电话为单向500~600ms，如图6所示。

　　如此声音经过声学回声回到远端呼叫者，根据哈斯效应，将形成多重回声，加重声学回声的情况，严重影响了语言可懂度。
　　电话及交换机的传输延时是无法消除的，因此需消除声学回声，以使整个扩声系统稳定，减少声反馈，提高语言清晰度和可懂度。

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