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音頻的采集、處理、回放和管理

中國投影網投影資訊　2010-7-29 10:35:38　編輯：沉默者　[ 大中小 ]

　　當今，視頻會議已經成為了主流的通訊型會議形式。而這種基于網絡傳輸形式的視頻會議給人們帶來極大方便的同時，又存在很多先天的弊病。

　　1.　網絡的不穩定造成了，視頻會議經常中斷。

　　2.　由遠端的揚聲器聲反饋而引起的回聲對本會場發言清晰度的影響。

　　3.　多點回聲引起的整個會議網絡嘯叫聲的影響。

　　4.　會議現場的環境噪聲對音頻傳輸質量的影響。

　　5.　對音頻設備的不正當操作引起的故障，不能迅速的找到原因排除故障。

　　6.　不能實現視頻會議各點音頻系統的統一式集中管理，加大了視頻會議開始前，音頻系統聯調的難度和時間消耗。

　　7.　還有一些聲學特性和應用習慣造成的聲音問題，我們應該如何解決。如：多MIC混音，多音箱布聲時的聲音同步問題，聲場的均衡問題。

　　為了解決這些問題的影響，人們嘗試了很多的應用方式。最成功有效的就是采用專業數學音頻矩陣處理器來解決這些問題。下面我們以行業內最典型的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的結構和應用形式。下圖是XAP400的基本應用系統圖。從外部結構上看提供了：

　　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.　音頻錄制設備和回放設備的接入能力。

　　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，結合XAP400內部提供的專業的音頻處理技術。生成了很多有效視頻會議音頻問題的方法。

音頻的采集、處理、回放和管理
圖1 XAP400基本應用系統圖

　　1.　視頻會議音頻雙備份
　　采用PSTN電話和視頻會議通訊互為備份的方式保證視頻會議中音頻的不間斷傳輸，真正的實現斷網不斷會。

　　實現方法：XAP400同時接入視頻會議音頻和電話音頻信號，經過信號調整和相應的信號處理，做到兩種信號時間、強度、波形的同步。配以信號傳輸管理規則，實現電話會議和視頻會議音頻的相互備份。

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　　2.　反饋回聲的解決
　　回聲產生原理：當會場A發言時，聲音通過視頻網絡傳送到會場B，被會場B的麥克拾取后又通過視頻網絡將聲音回傳給會場A，從而會場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，會場B也存在類似的問題。

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　　從上圖顯示，回聲的作用點在MIC。因此，根據這個特點我們在每一路MIC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)進行比較，從而做到回聲消除。

　　分布式回聲消除的實際意義：實際應用中在比較大的會場每一個MIC所采集到的回聲信號的大小和時間相位是不同的，不同電平相位的回聲信號互相混合疊加后生成的新的信號和從揚聲器輸出的音頻信號完全不同，這是回聲消除器很難做到對回聲信號的比較而準確的將其消除。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。

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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的，同時波形、電平比較恒定的噪聲。這些噪聲如果過多過大就會嚴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比較恒定的特點設計而成的噪聲抑制電路。有效的消除線路噪聲，環境噪聲。

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　　4.　預制位恢復
　　系統本身通過儲存多個配置列表，這些列表每一個都包含有完整而不同的配置信息。如果我們保存一個系統最佳狀態配置列表。在操作中一旦調試出現問題，我們可以通過快速啟動這個配置列表做到快速的把系統恢復到最佳狀態。實際上我們的預制位執行相當的簡單。它可以是用面板按健啟動預制、軟件啟動預制、中控系統啟動預制。

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　　5.　遠程管理和集中管理

　　通過支持TCP／IP協議的網絡控制接口。視頻會議管理員可以通過網絡遠程控制管理各會場的音頻設備。網絡控制接口所開放的控制代碼還可以開放專門的集團會議音頻系統控制界面實現集中式管理。

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　　6.　會議室基本聲學問題的解決
　　(1) 第一MIC優先

　　我們開會時常出現一個問題，就是當某人對一個MIC發言的同時，相近MIC也在拾取這個人的發言。這些信號混合后嚴重的影響了信號的明晰度，語音比較含糊。ClearOne產品提出了第一麥克優先功能來解決這個問題。第一麥克優先功能保證一個發言者的語音只激活一路麥克。第一麥克優先允許在同一時間激活多路麥克，它只是避免同一音源激活多路麥克。

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　　(2)自動混音
　　簡單的說就是MIC自動開啟和關閉功能，當一個人面前的MIC長時間不使用的情況下，系統將自動關閉這支MIC。當發言人再次對這支MIC講話的時候，它將自動開啟，此功能有效避免了在沒有人發言的時候系統會吸入噪聲。

　　(3 )分布式擴聲帶來的音箱信號延時問題和聲像定位
　　擴聲的3大基本標準：足夠的響度(音量)、語音清晰度、布聲均勻度。

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　　首先，大會場要想滿足響度條件、布聲均勻度的條件，采用單組音箱進行擴聲是根本不可能的。因為在會場遠離音箱的位置會有很大的擴聲盲區存在。為了彌補這些擴聲盲區實現均勻布聲，我們通常采用的是多音箱的分布擴聲方式。而這些音箱同一時間發聲時，由于每一只音箱到人耳的距離不同。造成了處在會場聲音傳輸末端位置的聽眾總能聽到持續多個同樣的聲音到達他們的耳朵。

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