安徽语音识别声学回声分析

时间:2022年09月18日 来源:

    黑色这条线是标准NLMS算法的回声抑制比。我们可以看到,NLMS算法在收敛之后,回声抑制比只能到10个分贝左右,相对比较低。而双耦合算法在收敛之后,可以达到25个分贝以上,也就是说它比NLMS算法多15个分贝,这个优势是很明显的。接下来我们再看第二个示例,针对弱非线性失真的情况,左边是语谱,右边是回声抑制比。我们评估单讲性能的主要指标是回声抑制比和收敛速度。首先看一下NLMS算法,它在收敛之后,大概可以抑制22~25个分贝。这个算法的收敛速度很慢,大概经过100多帧之后才会进入到相对收敛的状态。再来看一下双耦合算法,在稳定之后,可以抑制35~40个分贝,比NLMS算法大概提升15~20个分贝的回声抑制比。同时它还有一个很明显的优势:收敛速度很快,几乎是回声到了之后,他瞬间就进入到收敛状态。接下来这个是针对不同手机机型的回声抑制比的比较。红色是双耦合算法,蓝色是NLMS算法,从这组数据里面,我们可以看到双耦合算法比NLMS算法普遍提升了大概10个分贝以上的回声抑制比,具有比较大的优势。再进入双讲测试场景。我首先介绍一下测试的示例,这组数据是一个视频会议的数据,左边这个是原始的麦克信号语谱,右边这个是回声参考信号语谱。

     声学回声的原理是什么?安徽语音识别声学回声分析

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    他的是线性回声传递函数。基于这样的数学假设,我们收到的信号y就可以表示成发射的信号x分别跟这样两个传递函数进行卷积之后的结果。接下来我们对这个模型进行了适当的简化,简化主要是基于数学分解,我们假设非线性的传递函数,可以分解成线性跟非线性这样两个系统函数的组合形式,就会得到中间的方程。接下来对中间的方程进行变量替换,就得到这个表达式,这个表达式它的物理意义很清晰,我们从可以看到,整个回声路径是可以表示成线性回声路径跟非线性回声路径二者之和的形式,这是它的物理意义。2.双耦合自适应滤波器,基于这样一个数学模型,接下来我们就构建了一种新的滤波器结构,称之为双耦合自适应滤波器。这个滤波器跟传统线性的自适应滤波器相比,主要有两个方面的不同,个不同是传统的线性滤波器只有一个学习单元,而我们的这个滤波器有两个学习单元,分别是这里的线性回声路径滤波器,我们用Wl来表示。还有非线性的回声路径滤波器,我们用Wn来表示。第二个不同就是,我们在这两个滤波器之间还加入了一个耦合因子,这个耦合因子目的就是为了协同二者更好的工作,让二者能够发挥出比较大的效能,甚至能够起到1+1>2的效果。

  安徽录播声学回声私人定做非线性声学回声消除技术在整个声学回声消除领域是一个相对比较冷的研究方向。

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    非线性声学回声消除的技术难点我从6个不同的维度比较了线性的和非线性这两种回声消除问题。首先个维度,系统传递函数。在线性系统里面,我们认为系统传递函数是一个缓慢时变的系统,我们可以通过自适应滤波的方式去逼近这个传递函数,来有效抑制回声。而在非线性系统里面,系统传递函数通常是快变、突变的,我们如果用线性的方法去逼近的话,会出现滤波器的更新速度,跟不上系统传递函数变化的速度,就会导致声学回声消除不理想。第二个维度是优化模型,在线性里面我们是有一套非常完备的线性优化模型,从目标函数的构建到系统优化问题的求解,整个脉络是很清晰的。而在非线性的系统里面,目前是缺少一种有效的模型来对它进行支撑的。接下来的四个维度对应4个问题,它们是线性回声消除领域普遍存在的4个难点问题。这些问题在非线性领域也同样存在。比如强混响问题,我们如果在一个小型会议室里开视频会议。那么声音会经过多次墙壁反射,带来很强的混响,混响的拖尾时间会很长。如果想抑制这样的强混响回声,就需要把线性滤波器的长度加长。这样会带来一个新的问题:按照Widrow的自适应滤波理论,滤波器的长度越长,其收敛速度越慢,同时权噪声越大。

    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。

    介绍非线性声学回声消除的公开文献也少之又少。

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    男人说话的声频为~150Hz,女人说话声频为~230Hz,发动机声频为~250Hz,绝大部分机器的噪音也是以低频为主的中低频噪音),9.声音频率(声频)声波在单位时间内的振动次数称为频率(frequency),单位赫(Hz)。人耳能够听到的声音的整个范围是20~20000Hz,一般把声音频率分为低频(500Hz以下)、中频(500-1000Hz)和高频(1000Hz以上)三个频带。听觉好的成年人能听到的声音频率常在30~16000Hz之间,老年人则常在50~10000Hz之间。10.混响声源停止发音后,产生的声音延续现象。11.混响时间当声场达到稳定的状态后,突然关掉声源使其停止发声,声能逐渐减小到原来声能(稳定时具有的声能)的百万分之一所经历的时间,通常用声压级60dB所需要的时间,一般用T60表示(有时也用T),单位为秒(S);(简而言之:声能密度衰减60dB所需要的时间)。12.混响时间计算公式塞宾公式T60=αS。其中A为总吸声量,α为吸声系数,S为样件面积,V为混响室体积。13.比较好混响时间对大量音质效果评价认为较好的各种用途的厅堂实测的500HZ和1000HZ满场(指实际使用状态)的混响时间进行统计分析,从而得到的混响时间称为比较好混响时间。14.直达声与混响声声源发出的直接到达的声音是直达声。

     非线性声学回声消除技术。安徽机器人唤醒声学回声打断交互算法

认识了非线性声学回声、产生的原因、研究现状以及技术难点。安徽语音识别声学回声分析

    而在模拟音频大举转向数字音频、网络音频的,网络信号的延迟也为音频领域赋予了新的现象,尤其应用在远程会议这样的音频传输系统当中,它能将一次次回授剥离成一次次听似回声的现象,这就是网络音频回声。通常由A地发出的声源A在几乎不经过延迟处理的本地系统中,通过A地音箱扩声;而其经过网络终端编码送向远端时,除了考虑A地的上传时间X,还得考虑B地的下载时间Y。在这样一个架构在Internet网络传输环境中的声音,其到达B地扩声音箱出来的信号则是A+X+Y。经B地本地话筒拾取后的该信号,再由B地的上传网速(时间)Z、A地的下载时间W传送回A地扩声音箱,其表现出的信号则会出现一次A信号,及一次赋予了(X+Y+Z+W)时间的A信号。假设A地—B地传输时间总和为200ms,B地—A地传输时间总和为200ms,则信号的一去一回,体现在A扩声音箱中至少会存在A和A+400ms的信号,若反馈信号电平足够强,则再被话筒拾取,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(声音回声消除)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。

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