广东电子类声学回声介绍

时间:2023年02月02日 来源:

    首先是优化准则。NLMS算法是基于小均方误差准则,而双耦合算法是基于小平均短时累计误差准则,所以他们的优化准则是不一样的。第二个就是理论的比较好解,NLMS算法具有Wiener-Hopf方程解,而双耦合算法的线性滤波器也具有Wiener-Hopf方程解,非线性滤波器具有小二乘解。第三个维度就是运算量,NLMS运算量是O(M),M是滤波器的阶数,而双耦合算法运算量后面会多一个O(N2),因为他有两个滤波器,N是非线性滤波器的阶数,这里的平方是因为小二乘需要对矩阵进行求逆运算,所以它的运算量比线性的NLMS运算量要大很多。第三个就是控制机制,NLMS算法只有一个滤波器,它的控制主要是通过调整步长来实现的,控制起来要相对简单。而双耦合算法需要对两套滤波器进行耦合控制,控制的复杂度要高很多。实验结果分析,这里我主要是分了两个实验场景比较双耦合算法和NLMS算法的性能,个是单讲测试场景,第二个就是双讲测试场景。首先看一下单讲测试场景,个示例是针对强非线性失真的情况,左边分别原信号的语谱,NLMS算法进行回声消除之后的语谱、双耦合算法的语谱。颜色越深,能量越大。右边这个的是回声抑制比,值越大越好,红色的曲线是双耦合算法的回声抑制比。

    什么是非线性声学回声。广东电子类声学回声介绍

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    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。

    四川自主可控声学回声通过这种分析去挖掘非线性声学回声的一些物理特性。

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  为什么要费那么大周折去抑制回声?这个话题应该不言而喻了。会议、语音扩声讲究的即是STI语音清晰度(可懂度),而回声是语言清晰度的比较大。设想踩脚跟式的语音信号传达到耳朵,听者难受,讲者费劲,对于这样的语音会议来说,那必将是一场灾难。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(过滤回声源则过滤多次回声)。这个技术应该插入在系统的哪个环节呢?我们不妨来找找系统中具备近乎相同/相似信号的一级进出环节。我们并不难发现一组具备相似信号的输入输出环节。而AEC技术认为,在这里对回声下手是治根的办法!市面上有多种类的回声消除器,也有部分抑制器,其算法和解决办法各有不同,本文就不详细阐释了。须知,通过对具有相似性极高的输入、输出信号的比对,约掉这一具备相似信号的输出,即切断了回授的根源,A地将不再听到回声现象。

    为什么声学器件的小型化容易产生非线性的失真呢?这个需要从喇叭发声的基本原理说起,我们都知道声波的本质是一种物理振动,而喇叭发声的基本原理就是通过电流来驱动喇叭的振膜发生振动之后,这个振膜会带动周围的空气分子相应发生振动,这样就产生了声音。如果我们要发出一个大的声音的话,那么就需要在单位时间内用更多的电流去驱动更多的空气分子发生振动。假设有大小不同的两个喇叭,他们用同样的功率去驱动,对于大喇叭而言,由于它跟空气接触的面积要大一些,所以他在单位时间内能够带动更多的空气分子振动,所以它发出来的声音也会大一些。而小喇叭如果想发出跟大喇叭一样大的声音,就需要加大驱动功率,这样会带来一个问题:我们的功率放大器件会进入到一种饱和失真的状态,由此就会带来非线性的失真。这就是声学器件小型化容易产生非线性失真的一个主要的原因。这里廉价化比较好理解了,就不多说了。原因之二,就是声学结构设计的不合理。典型的一个实例就是声学系统的隔振设计不合理。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。

     搜索“声学回声消除”的相关文献,一共找到了3402篇。

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    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。

    声学回声消除,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。浙江无限声学回声是什么

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。广东电子类声学回声介绍

    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。

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