福建录播声学回声环境噪声抑制算法

时间:2024年06月27日 来源:

声学回声具有延迟性。当声音遇到障碍物时,一部分声波会被障碍物吸收,而另一部分则会反射回来。由于声音的传播速度是有限的,所以反射回来的声波会有一定的延迟。这种延迟性使得我们能够感知到声音的反射路径和距离。其次,声学回声具有强度衰减。随着声音在空间中传播的距离增加,声波的能量会逐渐减弱。当声音反射回来时,它的强度会比原始声音要弱。这种强度衰减是由于声波在传播过程中受到空气、障碍物等因素的阻碍和吸收所导致的。在航空航天工程中,声学回声可以帮助优化飞机和航天器的噪音控制。福建录播声学回声环境噪声抑制算法

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    在这里我将整个回声路径分成了A、B、C、D四个部分。我们一起来看一下,ABCD里面哪一个环节有可能是非线性的?答案应该是B。也就是回声路径里面的功率放大器和喇叭,具体的原因稍后会做详细分析。接下来我想再解释一下为什么A、C、D它们不是非线性的。首先这里的A和D比较好判断,他们都属于线性时不变系统。比较难判断的是C,因为在一些比较复杂的场景下,声学回声往往会经过多个不同路径的多次反射之后到达接收端,同时会带有很强的混响,甚至在更极端情况下,喇叭与麦克风之间还会产生相对位移变化,导致回声路径也会随时间快速变化。这么多因素叠加在一起,往往会导致回声消除算法的性能急剧退化,甚至完全失效。有同学可能会问,难道这么复杂的情况,不是非线性的吗?我认为C应该是一个线性时变的声学系统,因为我们区分线性跟非线性的主要依据是叠加原理,前面提到的这些复杂场景,它们依然是满足叠加原理的,所以C是线性系统。这里还要再补充一点,细心的朋友会发现B里面有一个功率放大器,同时在C里面也有一个功率放大器,为什么经B的功率放大器放大之后,可能带来非线性失真,而C的功率放大器不会产生非线性失真呢?二者的主要区别在于B放大之后输出是一个大信号。

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为什么声学器件的小型化容易产生非线性的失真呢?这个需要从喇叭发声的基本原理说起,我们都知道声波的本质是一种物理振动,而喇叭发声的基本原理就是通过电流来驱动喇叭的振膜发生振动之后,这个振膜会带动周围的空气分子相应发生振动,这样就产生了声音。如果我们要发出一个大的声音的话,那么就需要在单位时间内用更多的电流去驱动更多的空气分子发生振动。假设有大小不同的两个喇叭,他们用同样的功率去驱动,对于大喇叭而言,由于它跟空气接触的面积要大一些,所以他在单位时间内能够带动更多的空气分子振动,所以它发出来的声音也会大一些。而小喇叭如果想发出跟大喇叭一样大的声音,就需要加大驱动功率,这样会带来一个问题:我们的功率放大器件会进入到一种饱和失真的状态,由此就会带来非线性的失真。这就是声学器件小型化容易产生非线性失真的一个主要的原因。这里廉价化比较好理解了,就不多说了。原因之二,就是声学结构设计的不合理。典型的一个实例就是声学系统的隔振设计不合理。喇叭发声单元跟麦克接收单元之间,通常是需要做隔振处理的,如果没有隔振处理的话,那么在喇叭发声的过程中,他所产生的振动会通过物理方式传递到麦克接收端。

这将不止产生一次的回声,而是多次规律的回声现象。AEC即AcousticEchoCancellation(声学回声消除)技术简称,该技术的出现旨在消除这种因远程网络会议所带来的回授现象,以遏制次回声产生所需的必要条件来遏制多次回声的出现。为什么要费那么大周折去抑制回声?这个话题应该不言而喻了。会议、语音扩声讲究的即是STI语音清晰度(可懂度),而回声是语言清晰度的比较大。设想踩脚跟式的语音信号传达到耳朵,听者难受,讲者费劲,对于这样的语音会议来说,那必将是一场灾难。我们把声学回声消除这个技术变成一张实体的插件(设备插卡),在系统中,为实现次回声过滤(过滤回声源则过滤多次回声)。这个技术应该插入在系统的哪个环节呢?我们不妨来找找系统中具备近乎相同/相似信号的一级进出环节。们并不难发现一组具备相似信号的输入输出环节。而AEC技术认为,在这里对回声下手是治根的办法!市面上有多种类的回声消除器,也有部分抑制器,其算法和解决办法各有不同,本文就不详细阐释了。须知,通过对具有相似性极高的输入、输出信号的比对,约掉这一具备相似信号的输出。声学回声在游乐园和主题公园中可以增强游客的娱乐体验。

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    喇叭发声单元跟麦克接收单元之间,通常是需要做隔振处理的,如果没有隔振处理的话,那么在喇叭发声的过程中,他所产生的振动会通过物理方式传递到麦克接收端。对麦克接收到的声学信号进行调制,而这种振动本质上是一种随机的、非线性的振动,所以它必然会带来非线性失真。手机声学特性调研我们之前针对市面上主要的手机机型做过一次调研,主要调查声学特性。结果我们很惊讶地发现,市面上超过半数的手机机型,声学特性不够理想,对应这里面的“较差”和“极差”这两档。我们平时用手机开外音玩游戏,或者语音通话时,经常会出现漏回声问题和双讲剪切问题,就与手机声学特性不佳有直接联系。当然这组数据只是针对手机这种电子产品,市面上类似于手机这样的电子产品还有很多,它们应该也有类似的问题。这组数据告诉我们,非线性失真问题在我们生活中的电子产品里是一个普遍存在的问题,我相信对这个问题的研究将会是一个很有价值也很有意义的方向。 回声消除技术,让网络通话更流畅。河北语音交互声学回声跟读

自适应算法准确调整,回声消除更准确。福建录播声学回声环境噪声抑制算法

首先这里的A和D比较好判断,他们都属于线性时不变系统。比较难判断的是C,因为在一些比较复杂的场景下,声学回声往往会经过多个不同路径的多次反射之后到达接收端,同时会带有很强的混响,甚至在更极端情况下,喇叭与麦克风之间还会产生相对位移变化,导致回声路径也会随时间快速变化。这么多因素叠加在一起,往往会导致回声消除算法的性能急剧退化,甚至完全失效。有同学可能会问,难道这么复杂的情况,不是非线性的吗?我认为C应该是一个线性时变的声学系统,因为我们区分线性跟非线性的主要依据是叠加原理,前面提到的这些复杂场景,它们依然是满足叠加原理的,所以C是线性系统。这里还要再补充一点,细心的朋友会发现B里面有一个功率放大器,同时在C里面也有一个功率放大器,为什么经B的功率放大器放大之后,可能带来非线性失真,而C的功率放大器不会产生非线性失真呢?二者的主要区别在于B放大之后输出是一个大信号,用来驱动喇叭。而C放大之后输出依然是小信号,通常不会产生非线性的失真。2.非线性声学回声产生的原因.非线性声学回声产生的原因,我一共列了两条原因。原因之一,声学器件的小型化与廉价化,这里所指的声学器件就是前面B里面提到的功率放大器和喇叭。福建录播声学回声环境噪声抑制算法

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