如何解决音频会议回声消除

如何解决音频会议回声消除

声学回声消除(AEC)是通过声音链路使房间内各个位置声音产生相关性的一种技术。只要是一个有多个房间同时参与的、无障碍的、全双工会议，并且会议话筒会拾取到音箱中的声音时，就需要用到AEC。

一、声学回声产生的原因

在一个典型的会议形式中(图1)，从房间B中通过电话线或者其他音频网络传输到房间A的声音，又通过音频网络传了回去。在房间B里的人就会听到了一个经过音频网络和房间A之后有了延时的自己的声音。如果人们在交谈时听到了自己的回声，那么就很容易被分散注意力，而且也很难有一个非常自然的交谈。对于有效的沟通来说，消除回声是非常重要的。

消除声学回声有许多种方法。有一种方法是在话筒和音箱之间加入选择开关，使它们不能同时启用(图2)。这样就打破了声音产生回声的信号通路。但它也破坏了交流，使会话的进行一点都不自然，因为听者必须等到另一端的发言人讲完。在这一系统中的声音是半双工的。这种方法通常用于对讲机系统和双通道广播，但是由于交流的自然性受到限制，所以最

好不要在音频会议系统中使用。

另一种方法是在物理上把音箱和话筒隔离开来。一个简单的例子就是电话的听筒。因为听筒中的小喇叭离人耳非常近，所以就可以把声音的电平做的很小，这样既能够听清楚又不会被话筒拾取到。因为在听筒的喇叭与话筒之间没有联结，所以在远端也就不会有回声。当然，为每个人配发听筒也就无法兼顾会议的自然交流和正常活动。

AEC已经成为会议系统中提供全双工音频的标准方法。AEC是通过消除或者移除本地话筒中拾取到的远端的音频信号来阻止远端的声音返回去的一种处理方法。这种音频的移除都是通过数字信号处理来完成的。

二、回声消除的工作原理

尽管回声消除是非常复杂的技术，但我们可以从简单的描述中来了解一下这种处理方法：

1、房间A的音频会议系统接收到房间B中的声音

2、声音被采样，这一采样被称为回声消除参考

3、随后声音被送到房间A的音箱和声学回声消除器中

4、房间B的声音和房间A的声音一起被房间A的话筒拾取

5、声音被送到声学回声消除器中，与原始的采样进行比较，移除房间B的声音

只有房间A的声音才会被送到房间B中，这样就得到了无回声的声音。还可以从另一方面来看回声消除处理。我们知道本地的声音是音箱/房间/话筒(LRM)组合作用的结果。这种作用的特点取决于LRM的脉冲响应特性曲线。我们可以把LRM看作为一个滤波器，它改变了远端的声音(图3)。改变以后的声音被本地的话筒拾取，又被传送回远端。回声消除器模拟了本地房间的脉冲响应特性曲线。它监听本地的声音，并建立一个房间的声学模型。随后用这个声学模型，或者说滤波器来像LRM组合改变接收到的声音那样改变远端传来的声音。把在回声消除器的自适应滤波器中改变后的声音信号进行反相之后与本地话筒中拾取的音频信号相加，就可以把回声消除掉。

回声消除器模拟LRM组合后的滤波越精确，消除回声的效果就越好。时刻监视并调整消除处理中的误差，可以纠正回声消除器的滤波模型。回声消除器的能力是用回波损耗增益(ERLE)来衡量的。

ERLE是一个以分贝(dB)为单位度量回声消除器和非线性处理(或是NLP，一种高级的抑制残余回声的陷波系统)的性能。这度量了回声消除器(或是NLP)在所传输的信号中造成多大的增益以从话筒信号中移除回声。这个度量必然是负值。

回波损耗(ERL)是以分贝为单位度量从音箱系统到话筒之间的直接回声和反射回声经过声衰减和声吸收后的损耗。这一度量受到音箱输出电平和话筒输入灵敏度的影响。在这里，回声分贝数减小时，回声消除的能力就增强。ERL不光受到PA系统的功放增益总量影响，还受到房间声学环境、话筒和音箱的摆位以及相互的距离、还有房间的环境噪声的影响。越高的电平意味着越小的ERL，也就意味着更加依赖AEC以争取消除声学回声。话筒的高增益也会对ERL产生影响。<