如何解決音頻會議回聲消除

聲學回聲消除(AEC)是通過聲音鏈路使房間內各個位置聲音產生相關性的一種技術。只要是一個有多個房間同時參與的、無障礙的、全雙工會議，並且會議話筒會拾取到音箱中的聲音時，就需要用到AEC。

一、 聲學回聲產生的原因

在一個典型的會議形式中(圖1)，從房間B中通過電話線或者其他音頻網絡傳輸到房間A的聲音，又通過音頻網絡傳了回去。在房間B裏的人就會聽到了一個經過音頻網絡和房間A之後有了延時的自己的聲音。如果人們在交談時聽到了自己的回聲，那麼就很容易被分散注意力，而且也很難有一個非常自然的交談。對於有效的溝通來説，消除回聲是非常重要的。

消除聲學回聲有許多種方法。有一種方法是在話筒和音箱之間加入選擇開關，使它們不能同時啟用(圖2)。這樣就打破了聲音產生回聲的信號通路。但它也破壞了交流，使會話的進行一點都不自然，因為聽者必須等到另一端的發言人講完。在這一系統中的聲音是半雙工的。這種方法通常用於對講機系統和雙通道廣播，但是由於交流的自然性受到限制，所以最

好不要在音頻會議系統中使用。

另一種方法是在物理上把音箱和話筒隔離開來。一個簡單的例子就是電話的聽筒。因為聽筒中的小喇叭離人耳非常近，所以就可以把聲音的電平做的很小，這樣既能夠聽清楚又不會被話筒拾取到。因為在聽筒的喇叭與話筒之間沒有聯結，所以在遠端也就不會有回聲。當然，為每個人配發聽筒也就無法兼顧會議的自然交流和正常活動。

AEC已經成為會議系統中提供全雙工音頻的標準方法。AEC是通過消除或者移除本地話筒中拾取到的遠端的音頻信號來阻止遠端的聲音返回去的一種處理方法。這種音頻的移除都是通過數字信號處理來完成的。

二、回聲消除的工作原理

儘管回聲消除是非常複雜的技術，但我們可以從簡單的描述中來了解一下這種處理方法：

1、房間A的音頻會議系統接收到房間B中的聲音

2、聲音被採樣，這一採樣被稱為回聲消除參考

3、隨後聲音被送到房間A的音箱和聲學回聲消除器中

4、房間B的聲音和房間A的聲音一起被房間A的話筒拾取

5、聲音被送到聲學回聲消除器中，與原始的採樣進行比較，移除房間B的聲音

只有房間A的聲音才會被送到房間B中，這樣就得到了無回聲的聲音。還可以從另一方面來看回聲消除處理。我們知道本地的聲音是音箱/房間/話筒(LRM)組合作用的結果。這種作用的特點取決於LRM的脈衝響應特性曲線。我們可以把LRM看作為一個濾波器，它改變了遠端的聲音(圖3)。改變以後的聲音被本地的話筒拾取，又被傳送回遠端。回聲消除器模擬了本地房間的脈衝響應特性曲線。它監聽本地的聲音，並建立一個房間的聲學模型。隨後用這個聲學模型，或者説濾波器來像LRM組合改變接收到的聲音那樣改變遠端傳來的聲音。把在回聲消除器的自適應濾波器中改變後的聲音信號進行反相之後與本地話筒中拾取的音頻信號相加，就可以把回聲消除掉。

回聲消除器模擬LRM組合後的濾波越精確，消除回聲的效果就越好。時刻監視並調整消除處理中的誤差，可以糾正回聲消除器的濾波模型。回聲消除器的能力是用回波損耗增益(ERLE)來衡量的'。

ERLE是一個以分貝(dB)為單位度量回聲消除器和非線性處理(或是NLP，一種高級的抑制殘餘回聲的陷波系統)的性能。這度量了回聲消除器(或是NLP)在所傳輸的信號中造成多大的增益以從話筒信號中移除回聲。這個度量必然是負值。

回波損耗(ERL)是以分貝為單位度量從音箱系統到話筒之間的直接回聲和反射回聲經過聲衰減和聲吸收後的損耗。這一度量受到音箱輸出電平和話筒輸入靈敏度的影響。在這裏，回聲分貝數減小時，回聲消除的能力就增強。ERL不光受到PA系統的功放增益總量影響，還受到房間聲學環境、話筒和音箱的擺位以及相互的距離、還有房間的環境噪聲的影響。越高的電平意味着越小的ERL，也就意味着更加依賴AEC以爭取消除聲學回聲。話筒的高增益也會對ERL產生影響。<