陕西无限声学回声是什么

时间:2022年05月06日 来源:

    深入浅出WebRTCAEC(声学回声消除),前言:近年来,音视频会议产品提升着工作协同的效率,在线教育产品突破着传统教育形式的种种限制,娱乐互动直播产品丰富着生活社交的多样性,背后都离不开音视频通信技术的优化与创新,其中音频信息内容传递的流畅性、完整性、可懂度直接决定着用户之间的沟通质量。自2011年WebRTC开源以来,无论是其技术架构,还是其中丰富的算法模块都是值得我们细细品味,音频方面熟知的3A算法(AGC:Automaticgaincontrol;ANS:Adaptivenoisesuppression;AEC:Acousticechocancellation)就是其中闪闪发光的明珠。本文章将结合实例解析WebRTCAEC的基本框架和基本原理,一起探索回声消除的基本原理,技术难点以及优化方向。回声的形成WebRTC架构中上下行音频信号处理流程,音频3A主要集中在上行的发送端对发送信号依次进行回声消除、降噪以及音量均衡(这里只讨论AEC的处理流程,如果是AECM的处理流程ANS会前置),AGC会作为压限器作用在接收端对即将播放的音频信号进行限幅。那么回声是怎么形成的呢?如图2所示,A、B两人在通信的过程中,我们有如下定义:x(n):远端参考信号,即A端订阅的B端音频流,通常作为参考信号;y(n):回声信号,即扬声器播放信号x。

    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。陕西无限声学回声是什么

    只需要近端采集信号即可,傲娇的回声消除需要同时输入近端信号与远端参考信号。有同学会问已知了远端参考信号,为什么不能用噪声抑制方法处理呢,直接从频域减掉远端信号的频谱不就可以了吗?行为近端信号s(n),已经混合了近端人声和扬声器播放出来的远端信号,黄色框中已经标出对齐之后的远端信号,其语音表达的内容一致,但是频谱和幅度(明显经过扬声器放大之后声音能量很高)均不一致,意思就是:参考的远端信号与扬声器播放出来的远端信号已经是“貌合神离”了,与降噪的方法相结合也是不错的思路,但是直接套用降噪的方法显然会造成回声残留与双讲部分严重的抑制。接下来,我们来看看WebRTC科学家是怎么做的吧。信号处理流程WebRTCAEC算法包含了延时调整策略,线性回声估计,非线性回声抑制3个部分。回声消除本质上更像是音源分离,我们期望从混合的近端信号中消除不需要的远端信号,保留近端人声发送到远端,但是WebRTC工程师们更倾向于将两个人交流的过程理解为一问一答的交替说话,存在远近端同时连续说话的情况并不多(即保单讲轻双讲)。因此只需要区分远近端说话区域就可以通过一些手段消除绝大多数远端回声。

     陕西无限声学回声是什么声学回声的原理是什么?

    非线性声学回声消除技术,非线性的声学回声消除问题,在实际声学系统里面非常普遍也非常棘手,到目前为止还没有特别有效的办法来解决。目前介绍非线性声学回声消除的公开文献也少之又少。如何处理非线性声学回声消除的,效果又如何?将从非线性声学回声消除产生的原因、研究现状、技术难点出发,详细介绍双耦合的声学回声消除算法以及实验检验结果。我要讲的内容是《非线性声学回声消除技术》,之所以选择这样的方向,主要是基于两个方面的原因:非线性的声学回声消除问题是一个困扰了行业很多年的技术难题,这个问题在实际的声学系统里非常普遍,同时又很棘手,到目前为止,还没有特别有效的办法。我猜测大家应该会对这个课题感兴趣。还有另外一个原因,我之前做过一些技术的调研,在现有公开的文献资料里,介绍非线性声学回声消除方面的资料非常少,我想借这样一个机会,介绍一些我们团队在这个领域的进展,希望能够对大家后续的研究有一些帮助,同时也想跟各位**做一下技术交流。我介绍的内容包括四个部分,个部分什么是非线性声学回声,它产生的原理、研究现状以及技术难点等问题;第二个部分重点介绍双耦合声学回声消除算法。

   

    噪声抑制和声源分离同属于语音增强的范畴,如果把噪声理解为广义的噪声三者之间的关系,噪声抑制需要准确估计出噪声信号,其中平稳噪声可以通过语音检测判别有话端与无话端的状态来动态更新噪声信号,进而参与降噪,常用的手段是基于谱减法(即在原始信号的基础上减去估计出来的噪声所占的成分)的一系列改进方法,其效果依赖于对噪声信号估计的准确性。对于非平稳噪声,目前用的较多的就是基于递归神经网络的深度学习方法,很多Windows设备上都内置了基于多麦克风阵列的降噪的算法。效果上,为了保证音质,噪声抑制允许噪声残留,只要比原始信号信噪比高,噪且听觉上失真无感知即可。单声道的声源分离技术起源于传说中的鸡尾酒会效应,是指人的一种听力选择能力,在这种情况下,注意力集中在某一个人的谈话之中而忽略背景中其他的对话或噪音。该效应揭示了人类听觉系统中令人惊奇的能力,即我们可以在噪声中谈话。科学家们一直在致力于用技术手段从单声道录音中分离出各种成分,一直以来的难点,随着机器学习技术的应用,使得该技术慢慢变成了可能,但是较高的计算复杂度等原因,距离RTC这种低延时系统中的商用还是有一些距离。噪声抑制与声源分离都是单源输入。

     非线性的声学回声消除问题是一个困扰了行业很多年的技术难题。

    3.双耦合滤波器设计当滤波器的结构确定下来之后,我们要去设计滤波器系数了。设计过程我把它总结成了三步,第一步就是构建优化准则,第二步是求解滤波器的权系数——Wl和Wn,一步就是构建耦合机制。第一步就是构建优化准则。我觉得构建优化准则,应该是整个滤波器设计里面重要的一步,因为它决定了滤波器性能的上限。什么样的优化准则是一个好的优化准则呢?我觉得好的优化准则需要跟问题的物理特性有效匹配起来,所以在构建优化准则之前,我们先对非线性声学回声的特性进行分析,希望通过这种分析去挖掘非线性声学回声的一些物理特性。我们的分析是基于上面的函数,我们称它为短时相关度,它所表示的是两个信号,在一个短时的观测时间窗“T”这样一个尺度范围内的波形的相似程度,需要注意的是这个函数它是统计意义上的,因为我们对它进行了数学期望运算。同时在分子的一项我们还加了一个相位校正因子,目的是为了将这两路信号的初始相位对齐。基于前面构建的短时相关度函数,我们对大量声学回声数据进行分析,并挑选了几组比较典型的数据:绿色的曲线对应的是一组线性度非常好的回声数据。我们从这个数据上可以看到,在整个时间T的变化范围内,它的短时相关度都非常高。

     AEC声学回声,电话的扬声器的声音。重庆电子类声学回声设计

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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。 陕西无限声学回声是什么

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