淺談迴音消除技術

一、回聲的基本概念
    在我們的日常生活中經常可以聽見回聲，但什麼是回聲？恐怕許多人就不知道了。通常來說，回聲是指被聲波反射返回或重複的聲音或者是信號的反射使得它又返回到說話者，換句話說 : 您聽到了您自己的說話。
    有些回聲是我們需要的，它持續的時間很短並且電平很低，一般讓人感覺比較自然，比如：房間裏短時間的正常反射、電話機一側的聲音、迴響 / 音樂回聲等。那麼有些回聲是我們不需要的，那些延遲時間較長、電平過大的回聲一般是不想要的，這種回聲可能會引起反饋並嚴重影響說話人和聽者。比如：聲回聲、電話回聲或音頻會議中的側音等。在這裏我們主要討論遠程通訊中產生的聲回聲消除問題。

二、爲什麼會產生聲回聲？
    如圖 1 所示，房間 A 中的人說話的聲音 ( 藍色實線 ) 被麥克拾取經傳輸線路送到房間 B ，通過房間 B 的擴聲系統放音，該聲音又被房間 B 中的麥克拾取 ( 藍色虛線 ) 經傳輸線路又傳回房間 A ，也就是說房間 A 中的人從音箱裏又聽到了自己的聲音；這就是我們所說的聲回聲。在多點視頻會議系統中聲回聲會嚴重干擾會議的音頻質量，甚至使會議無法正常舉行。下面我們就討論消除聲回聲的方法。

圖 1 聲回聲產生示意圖

三、如何消除聲回聲？
    消除聲回聲主要有以下幾種方法：  
    1 、接收到遠端音頻信號時關閉本地麥克  
    · 半雙工
    · 可能需要人去操作
    · 話有可能被切掉
    2 、接收到遠端音頻信號時自動抑制麥克音頻
    · 半雙工
    · 話可能被切掉
    · 檢測錯誤可能會引起回聲的爆發
    3 、回聲消除器
    · 全雙工
    · 透明
    上面所述的三種消除回聲方法中前兩種都不是理想的解決方法，只有第三種方法纔是最佳的，那就是在系統中添加專業的回聲消除器，下面我們就介紹一下使用回聲消除器消除回聲的原理。

圖 2 回聲產生消除原理示意圖

四、回聲消除的基本原理
    如圖 2 所示，在房間 B 添加回聲消除器，當回聲消除器接收到房間 A 的音頻信號 ( 藍色實線 ) 時，回聲消除電路中的數字採樣器將該聲音採樣放到過濾模型中保存，然後再送到房間 B 中的擴聲系統放音，房間 B 中的麥克失去 ( 拾取 ) 該聲音後 ( 藍色虛線 ) 後將之回送給回聲消除器中的比較器和採樣信號進行比較，如果一致就過濾到該聲音，達到消除回聲的目的。

    現在市場上有很多種回聲消除設備，它們功能各異，性能差別很大，這裏我們着重介紹美國 ClearOne 公司的分佈式回聲消除技術。

圖 3 單路回聲消除

五、分佈式回聲消除
    美國 ClearOne 公司是一家提供音頻、視頻和 WEB 會議產品的通訊公司，分佈式回聲消除是它獨有的專利技術。 ClearOne 公司的分佈式回聲消除有別於單路回聲消除，它在 XAP 系列產品的每一路麥克輸入都內置了回聲消除 器，可以更有效、更徹底地消除回聲。分佈式回聲消除技術和單路回聲消除技術的比較如下：
    圖 3 顯示了單路回聲消除器是如何消除房間裏的回聲的。圖中可以看出來自遠端的音頻信號被採樣並作爲回聲消除的參考值，當麥克從揚聲器拾取到來自遠端的音頻信號並傳給回聲消除器；回聲消除器將這個音頻信號與參考值進行比較，如果一致就消除它，這樣就達到了消除回聲的目的。
    圖 4 顯示的是 ClearOne 專有的分佈式回聲消除技術，這種技術是在每路麥克輸入放置一個回聲消除器，顯著地改善了回聲消除功能。

圖 4 分佈式回聲消除

    圖中可以看出，來自遠端的音頻信號被採樣作爲分佈式回聲消除器的參考值。當回聲消除器檢測到採樣信號時，回聲就被消除了。
    ClearOne 產品通過使用專有的分佈式回聲消除技術來挑戰回聲所帶來的影響。不像老的系統所有的音源都使用一個單路回聲消除器，分佈式回聲消除在每路麥克都放置一個回聲消除器，在消除回聲上更有效、更精確；而且可以更有效地跟蹤房間環境的變化，保持最高級別的音質。
    分佈式回聲消除的優點：
    · 在多變的聲音環境裏更好地消除回聲
    · 即插即用式回聲消除
    · 快速收斂時間
    · 較好的全雙工
    · 減少了噪音和抑制
    · 增強的增益
    · 對房間和音頻電平的改變有較高適應能力
    分佈式回聲消除技術是在每路麥克輸入放置一個回聲消除器，而不是一個單路回聲消除器覆蓋整個房間。在一個八路麥克輸入的房間，一個分佈式回聲消除系統有八個回聲消除器。每一個回聲消除器只有一個回聲參考值；很明顯，這樣的分佈式回聲消除器比具有八個參考點的單回聲消除器更容易消除回聲。

來源： InfoAV China