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杭州艾力特音频技术有限公司

回声问题和回声消除技术及在可视监控对讲、楼宇对讲等领域的应用综述

发布时间:2015-12-31
回声是远程对讲中最常见的声音问题之一。远程对讲的回声问题是许多对讲产品领域遇到的产品技术问题,比如,发生在手机外放音量比较大时或固话开启免提功能后的回声问题,在楼宇可视对讲系统中的回声问题,在音视频监控对讲中的回声问题,等等。
如果你在这些应用中没有注意到回声问题,那有两个可能,1、这些产品的音量和麦克拾音距离设置得比较小,回避了回声问题;2、在终端设备或系统软件中做了回声处理。
杭州艾力特音频技术有限公司是专业的以音频数字算法研究和音频产品研发为主业的高新技术企业,公司尤其在回声消除算法方面及回声消除对讲产品方面具有行业领先、独树一帜的科研实力。
一、 回声的定义及特征
1. 什么是远程对讲中的回声问题
在远程对讲中,当接受端声音信号足够大,不可避免又被接收端的麦克风(或拾音器)拾取,通过通讯线路,再传回发送端,导致在发送端听到自己的延迟后的声音,这种声音就被称为远程对讲中的回声。 如果回声多次在本地与远端环回,就很容易形成啸叫,极大影响通话质量。
2. 回声问题的当前对讲产品性能提升的制约
(1)由于回声问题是音频领域一个世界性的科研难题,由此对对讲产品的性能也产生了很大的制约。突出表现在:
1、放音端的声音信号太小,拾音端的拾取距离太小,使得扬声器的声音信号不会传进拾音器内。
   举例:手机、固定电话的听筒,音量很小,接听者需放在耳边才能听清,讲话者也必须将嘴巴靠近话筒,声音才能拾取。
一旦开启手机的外放声音,或固话开启免提功能,回声问题马上显现出来。
2、可视对讲领域,同样存在这个问题,扬声器音量和拾音距离虽有提高,做了部分回声处理,但回声问题仍然存在,对讲距离限制在3
例如:当一个人在山谷里对着山壁大声说一句话,就会听到自己清晰的回声,并且可能不止听到一遍,好像山那边有人在学你说话。当你在一个又空又大的房子里 说话时也很容易听到自己的回声,但这种回声可能只听到一句话的最后几个字,并不完整,若是连续且较快地讲话,就会发现这种回声干扰会让周围的人听不清楚你 说的话。
(2)回声一般比自己说话的声音小。
对于通过空气传播的回声,由于能量的消耗,回声肯定比声源的声音要小;而对于可视对讲系统,虽然又经过了声电转换,但一般情况下回声较小。除非是人为的误操作,通过其它音频设备进行了信号增益,才会产生比较大的回声。
(3)回声的大小与声源的大小、传播的途径及周围的环境有关。
若说话者的声音较小,则不易产生回声,或者说回声的影响可以被忽略;在一个空旷的屋子里和一个狭窄的屋子里讲话会感觉不一样;而同一个屋子里,没放置任何东西和放了不少桌椅,以及墙壁、地板和桌椅是否有吸音材料,讲话时的感觉也不一样。
二、 如何消除可视对讲中的回声
1. 回声抵消和回声抑制
回声抵消,就是通过对回声路径的分析,估计其特征参数,利用回声路径的特征参数构造模拟的回声信道,模拟回声的产生过程,得到的模拟回声信号与接收信号的反相求和即可消除接收信号中的回声。回声抑制就是指在语音通道中消除回声的能力。
2. 回声抵消和回声抑制的应用
一般对于可视对讲产品,都会采用一些回声抵消机制,或采用高级自适应算法智能化调整参数以确保最佳音响效果。此外,根据回声传播的路径,可以通过调小声音或功放的声音输出来减小回声,保证能听清对方的说话即可。
下面就“门口机收室内机有明显回声”这一问题,对常见的可能产生回声的原因进行分析,并提出相应的解决办法。
(1)全向麦克风距音源过近产生的回声。
全向麦克风是一种音频采集能力很强,但是定向能力比较差的话筒,在使用时,应与发言者保持一定距离,并且保证麦克风距离音箱等扩音设备在2m以上。建议门口机发言尽量使用定向能力较好的鹅颈式话筒。
(2)由于可视对讲的声学设计不规范产生的回声。
可视对讲出于符合声学设计的要求,应从以下几个因素考虑:频率特性控制、回声控制及噪声控制。
频率和回声控制,可通过控制室的调音台,用增设的优质功率放大器,控制高、中、低音;并可通过扬声器环绕放置门口机四周,使与会者有身临其境的感觉。 回声和噪声控制主要是隔音与吸音效果控制,隔音主要是指选用双层窗户隔离外界噪音,一些电器设备的主要部件安装在控制室,以避免电感性电气设备噪音;吸音 指室内应铺地毯、吊天花板,会议室四周墙壁不宜太光滑,最好装有隔音材料并用软布包装,保证室内噪音小于40dB。麦克风与音箱应保持合适距离及方向,降 低会议室的回声以形成良好的开会环境。
四、 关于回声的总结
回声问题是可视对讲系统中最常见而且是无法避免的问题之一。目前的可视对讲系统还没有这样一个技术手段能完全消除回声,我们所能做的就是通过对回声及其产生和消除机制的了解,尽量使回声对会议的影响降低到最小。
由于门口机环境、系统回声抑制的能力、人员操作水平的不同,同一个终端在不同的环境下,对方听到的回声大小可能不同;同一个环境下不同类型的会议终端,对方听到的回声大小也有可能不同。
除去操作原因之外,如果在门口机中听到的回声比较大,其产生的原因还可能是以下几点:
第一,和你通话的门口机的终端回声抵消能力差;
第二,麦克风灵敏度高或开的音量过大;
第三,麦克风指向了音源或离音源过近;
第四,设备安装不符合声学规范。