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音频的采集、处理、回放和管理

2007-06-12 本刊编辑部 INFOAV CHINA


  当今,视频会议已经成为了主流的通讯型会议形式。而这种基于网络传输形式的视频会议给人们带来极大方便的同时,又存在很多先天的弊病。

  1. 网络的不稳定造成了,视频会议经常中断。

  2. 由远端的扬声器声反馈而引起的回声对本会场发言清晰度的影响。

  3. 多点回声引起的整个会议网络啸叫声的影响。

  4. 会议现场的环境噪声对音频传输质量的影响。

  5. 对音频设备的不正当操作引起的故障,不能迅速的找到原因排除故障。

  6. 不能实现视频会议各点音频系统的统一式集中管理,加大了视频会议开始前,音频系统联调的难度和时间消耗。

  7. 还有一些声学特性和应用习惯造成的声音问题,我们应该如何解决。如:多MIC混音,多音箱布声时的声音同步问题,声场的均衡问题。

  为了解决这些问题的影响,人们尝试了很多的应用方式。最成功有效的就是采用专业数学音频矩阵处理器来解决这些问题。下面我们以行业内最典型的ClearOne XAP400音频处理器来讲解这些问题的解决方法。

  首先,我们来看一下ClearOne XAP400的结构和应用形式。下图是XAP400的基本应用系统图。从外部结构上看提供了:

  1. MIC/Speaker的接入能力。

  2. 视频终端的接入能力。

  3. PSTN电话线路的接入能力。

  4. 音频录制设备和回放设备的接入能力。

  5. 多种控制管理接口及其界面。

  以上这些从XAP400的外观上可以看到了功能,结合XAP400内部提供的专业的音频处理技术。生成了很多有效视频会议音频问题的方法。

 音频的采集、处理、回放和管理

 图1  XAP400基本应用系统图

  1. 视频会议音频双备份
  采用PSTN电话和视频会议通讯互为备份的方式保证视频会议中音频的不间断传输,真正的实现断网不断会。

  实现方法:XAP400同时接入视频会议音频和电话音频信号,经过信号调整和相应的信号处理,做到两种信号时间、强度、波形的同步。配以信号传输管理规则,实现电话会议和视频会议音频的相互备份。

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  2. 反馈回声的解决
  回声产生原理:当会场A发言时,声音通过视频网络传送到会场B,被会场B的麦克拾取后又通过视频网络将声音回传给会场A,从而会场A又从音箱里听到了自己的声音,这就是我们所说的声回声。同样,会场B也存在类似的问题。

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  从上图显示,回声的作用点在MIC。因此,根据这个特点我们在每一路MIC的输入通道增加回声消除模块。此模块把MIC拾取的全部声音和回声抑制模型(Sample EC Ref)进行比较,从而做到回声消除。

  分布式回声消除的实际意义:实际应用中在比较大的会场每一个MIC所采集到的回声信号的大小和时间相位是不同的,不同电平相位的回声信号互相混合叠加后生成的新的信号和从扬声器输出的音频信号完全不同,这是回声消除器很难做到对回声信号的比较而准确的将其消除。解决方法只有采用不同MIC非别去消除回声的方法,才能完全的解决回声的问题。

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 回声消除原理模型

  3. 噪声的消除
  一般来说任何空间都有一些持续的,同时波形、电平比较恒定的噪声。这些噪声如果过多过大就会严重影响语音的清晰度。而噪声抑制器正是利用了这些噪声信号比较恒定的特点设计而成的噪声抑制电路。有效的消除线路噪声,环境噪声。

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  4. 预制位恢复
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