音頻的采集、處理、回放和管理

2007-06-12 本刊編輯部 INFOAV CHINA

　　當(dāng)今，視頻會(huì)議已經(jīng)成為了主流的通訊型會(huì)議形式。而這種基于網(wǎng)絡(luò)傳輸形式的視頻會(huì)議給人們帶來極大方便的同時(shí)，又存在很多先天的弊病。

　　1.　網(wǎng)絡(luò)的不穩(wěn)定造成了，視頻會(huì)議經(jīng)常中斷。

　　2.　由遠(yuǎn)端的揚(yáng)聲器聲反饋而引起的回聲對(duì)本會(huì)場(chǎng)發(fā)言清晰度的影響。

　　3.　多點(diǎn)回聲引起的整個(gè)會(huì)議網(wǎng)絡(luò)嘯叫聲的影響。

　　4.　會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)的環(huán)境噪聲對(duì)音頻傳輸質(zhì)量的影響。

　　5.　對(duì)音頻設(shè)備的不正當(dāng)操作引起的故障，不能迅速的找到原因排除故障。

　　6.　不能實(shí)現(xiàn)視頻會(huì)議各點(diǎn)音頻系統(tǒng)的統(tǒng)一式集中管理，加大了視頻會(huì)議開始前，音頻系統(tǒng)聯(lián)調(diào)的難度和時(shí)間消耗。

　　7.　還有一些聲學(xué)特性和應(yīng)用習(xí)慣造成的聲音問題，我們應(yīng)該如何解決。如：多MIC混音，多音箱布聲時(shí)的聲音同步問題，聲場(chǎng)的均衡問題。

　　為了解決這些問題的影響，人們嘗試了很多的應(yīng)用方式。最成功有效的就是采用專業(yè)數(shù)學(xué)音頻矩陣處理器來解決這些問題。下面我們以行業(yè)內(nèi)最典型的ClearOne XAP400音頻處理器來講解這些問題的解決方法。

　　首先，我們來看一下ClearOne XAP400的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用形式。下圖是XAP400的基本應(yīng)用系統(tǒng)圖。從外部結(jié)構(gòu)上看提供了：

　　1.　MIC／Speaker的接入能力。

　　2.　視頻終端的接入能力。

　　3.　PSTN電話線路的接入能力。

　　4.　音頻錄制設(shè)備和回放設(shè)備的接入能力。

　　5.　多種控制管理接口及其界面。

　　以上這些從XAP400的外觀上可以看到了功能，結(jié)合XAP400內(nèi)部提供的專業(yè)的音頻處理技術(shù)。生成了很多有效視頻會(huì)議音頻問題的方法。

圖1 XAP400基本應(yīng)用系統(tǒng)圖

　　1.　視頻會(huì)議音頻雙備份
　　采用PSTN電話和視頻會(huì)議通訊互為備份的方式保證視頻會(huì)議中音頻的不間斷傳輸，真正的實(shí)現(xiàn)斷網(wǎng)不斷會(huì)。

　　實(shí)現(xiàn)方法：XAP400同時(shí)接入視頻會(huì)議音頻和電話音頻信號(hào)，經(jīng)過信號(hào)調(diào)整和相應(yīng)的信號(hào)處理，做到兩種信號(hào)時(shí)間、強(qiáng)度、波形的同步。配以信號(hào)傳輸管理規(guī)則，實(shí)現(xiàn)電話會(huì)議和視頻會(huì)議音頻的相互備份。

　　2.　反饋回聲的解決
　　回聲產(chǎn)生原理：當(dāng)會(huì)場(chǎng)A發(fā)言時(shí)，聲音通過視頻網(wǎng)絡(luò)傳送到會(huì)場(chǎng)B，被會(huì)場(chǎng)B的麥克拾取后又通過視頻網(wǎng)絡(luò)將聲音回傳給會(huì)場(chǎng)A，從而會(huì)場(chǎng)A又從音箱里聽到了自己的聲音，這就是我們所說的聲回聲。同樣，會(huì)場(chǎng)B也存在類似的問題。

　　從上圖顯示，回聲的作用點(diǎn)在MIC。因此，根據(jù)這個(gè)特點(diǎn)我們?cè)诿恳宦稭IC的輸入通道增加回聲消除模塊。此模塊把MIC拾取的全部聲音和回聲抑制模型（Sample EC Ref)進(jìn)行比較，從而做到回聲消除。

　　分布式回聲消除的實(shí)際意義：實(shí)際應(yīng)用中在比較大的會(huì)場(chǎng)每一個(gè)MIC所采集到的回聲信號(hào)的大小和時(shí)間相位是不同的，不同電平相位的回聲信號(hào)互相混合疊加后生成的新的信號(hào)和從揚(yáng)聲器輸出的音頻信號(hào)完全不同，這是回聲消除器很難做到對(duì)回聲信號(hào)的比較而準(zhǔn)確的將其消除。解決方法只有采用不同MIC非別去消除回聲的方法，才能完全的解決回聲的問題。

回聲消除原理模型

　　3.　噪聲的消除
　　一般來說任何空間都有一些持續(xù)的，同時(shí)波形、電平比較恒定的噪聲。這些噪聲如果過多過大就會(huì)嚴(yán)重影響語音的清晰度。而噪聲抑制器正是利用了這些噪聲信號(hào)比較恒定的特點(diǎn)設(shè)計(jì)而成的噪聲抑制電路。有效的消除線路噪聲，環(huán)境噪聲。