山西信息化声学回声设计

时间:2021年09月11日 来源:

    就得到了非线性滤波器的比较好解,它具有小二乘估计形式。第三步构建耦合机制。在介绍耦合机制之前,先说一下我对这种耦合机制的期望特性。我希望在声学系统的线性度非常好的情况下,线性滤波器起到主导作用,而非线性滤波器处于休眠的状态,或者关闭的状态;反过来,当声学系统的非线性很强时,希望非线性滤波器起到主导作用,而线性滤波器处于半休眠状态。实际声学系统往往是非线性与线性两种状态的不断交替、叠加,因此我们希望构建一种机制来对这两种状态进行耦合控制。为了设计耦合机制,就必须对线性度和非线性度特征进行度量。因此,我们定义了两个因子,分别是线性度因子和非线性度因子,对应左边的这两个方程。而我们进行耦合控制的基本的思想就是将这两个因子的值代入到NLMS算法和小二乘算法之中,调整二者的学习速度。为了便于大家对双耦合声学回声消除算法有一个定性的认识,我又画了一组曲线,左边一组对应的是线性回声的场景。我们首先来看一下NLMS算法,黄色曲线真实的系统传递函数,红色曲线是NLMS算法的结果。可以看到,在线性场景下,NLMS算法得到的线性滤波器可以有效逼近真实传递函数,进而能够有效抑制线性声学回声。下面再来看一下这个双耦合算法。

     回声消除AEC(AcousticEchoCancellation)一般指的是声学回声消除,其主要用于抑制产品本身发出的声音。山西信息化声学回声设计

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    如果设置nlp_mode=kAecNlpAggressive,α大约会在30左右。如果当前帧为近端帧(即echo_state=false),假设第k个频带hNl(k)=,hNl(k)=hNl(k)^α=,即使滤波后的损失听感上几乎无感知。如图8(a),hNl经过α调制之后,幅值依然很接近。如果当前帧为远端帧(即echo_state=true),假设第k个频带hNl(k)=,hNl(k)=hNl(k)^α=,滤波后远端能量小到基本听不到了。如图8(b),hNl经过α调制之后,基本接近0。经过如上对比,为了保证经过调制之后近端期望信号失真小,远端回声可以被抑制到不可听,WebRTCAEC才在远近端帧状态判断的的模块中设置了如此严格的门限。另外,调整系数α过于严格的情况下会带来双讲的抑制,如图9第1行,近端说话人声音明显丢失,通过调整α后得以恢复,如第2行所示。因此如果在WebRTCAEC现有策略上优化α估计,可以缓解双讲抑制严重的问题。延时调整策略回声消除的效果与远近端数据延时强相关,调整不当会带来算法不可用的风险。在远近端数据进入线性部分之前,一定要保证延时在设计的滤波器阶数范围内,不然延时过大超出了线性滤波器估计的范围或调整过当导致远近端非因果都会造成无法收敛的回声。先科普两个问题:。1)为什么会存在延时?首先近端信号d。

   北京自主可控声学回声设计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。

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    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。

   

    而正是这两级客观存在的物理声学现象,造就了我们所讨论的内容。在远程会议系统的终端(本地),为了实现多人互动、多人拾音等目的,系统声音免不了被放大还原,而在诸如此类的放大系统中,为本地音箱能够听到远端声音,并能把本地拾音信号传送到远端而互通。众所周知,话筒在拾取到放大后的音箱信号后,再次回授、无限循环而产生反馈现象,而系统在均衡声场后,该现象其实是可以得到明显改观的。但话筒的拾音灵敏度是不是可以无限大呢?不是,在足够电平条件下,它始终会因拾取到具有相干性频率相位关系的输入信号而建立起回授。上述啸叫现象并不是本文重点,但它为我们讨论接下来的话题提供了一个前提,那就是(同一个声场环境中)话筒和音箱无论怎么摆都无法做到完全的隔离,更别说空间声场条件有限的小中型会议室了。在一套有扩声、有拾音的远程会议系统中,为了防止信号回授,我们通常会有意识地将远端输入信号不再路由给远端输出。然而无法抗拒的是,本地话筒因拾取到远端传送至本地扩声的信号,仍可将声音重新传送至远端。这也是一种回授,明显的远程回授现象可使得系统发生自激震荡。通过一个简易的远程音频传输示意图。能帮助我们更容易地理解声音信号是怎样的流向。

     右边的非线性声学回声场景。

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    26.声聚焦指凹面对声波形成集中反射、使反射声聚集于某个区域,造成声音在该区域特别响的现象。声聚集造成声能过分集中,使声能汇聚点的声音嘈杂,而其他区域听音条件变差,扩大了声场不均匀度,严重影响听众的听音条件。27.声影区由于障碍物或折射的原因,产生声音辐射不到的区域。在声影区内声压级很低,音量很轻。因此声影区的存在也是声压不均匀的原因。28.声染色由于室内频率响应的变化,使原始声音被赋予外加的音色特点。容积小的听音室,本征频率在低频端分布不够密集连续,因此在低频段易产生“共振”的音染现象。共振现象产生的声染色效应,引起声音信号的失真,产生主观听感上的厌恶情绪,严重影响听音效果。29.声闸(声锁)两道门之间保留较大的间距做成通常所称的“门斗”,并对其内表面做强吸声处理,以提高隔声效果,此“门斗”称为声闸(声锁).30.声桥材料直接固定在龙骨上时,受声一侧板的振动会通过龙骨传到另一侧板,这种象桥一样传递声能的现象被称为声桥。31.浮筑结构(房中房)通常只有外部环境很差或声学环境要求较高的情况下才会考虑浮筑结构,即在原房间中再建一个房间(即内套和外套)。分轻质和重质两种。内套和外套之间设置弹性垫层。

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非线性声学回声消除技术。山西信息化声学回声设计

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