安徽识别声学回声降噪算法

时间:2023年01月15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。

    AEC声学回声,电话的扬声器的声音(包括反射声),被麦克风拾取传送给远端,使远端说话人又听到自己的声音。安徽识别声学回声降噪算法

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    n)后,被麦克风采集到的信号,此时经过房间混响以及麦克风采集的信号y(n)已经不能等同于信号x(n)了,我们记线性叠加的部分为y'(n),非线性叠加的部分为y''(n),y(n)=y'(n)+y''(n);s(n):麦克风采集的近端说话人的语音信号,即我们真正想提取并发送到远端的信号;v(n):环境噪音,这部分信号会在ANS中被削弱;d(n):近端信号,即麦克风采集之后,3A之前的原始信号,可以表示为:d(n)=s(n)+y(n)+v(n);s'(n):3A之后的音频信号,即准备经过编码发送到对端的信号。WebRTC音频引擎能够拿到的已知信号只有近端信号d(n)和远端参考信号x(n)。如果信号经过A端音频引擎得到s'(n)信号中依然残留信号y(n),那么B端就能听到自己回声或残留的尾音(回声抑制不彻底留下的残留)。AEC效果评估在实际情况中可以粗略分为如下几种情况(专业人员可根据应用场景、设备以及单双讲进一步细分):回声消除的本质在解析WebRTCAEC架构之前,我们需要了解回声消除的本质是什么。音视频通话过程中,声音是传达信息的主要途径,因此从复杂的录音信号中,通过信号处理的手段使得我们要传递的信息:高保真、低延时、清晰可懂是一直以来追求的目标。在我看来,回声消除。

     安徽识别声学回声降噪算法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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    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。

    

    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。

    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。

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    第三个部分是通过实验来检验这个算法的性能;再做一些简单的总结。非线性声学回声1什么是非线性声学回声?,什么是非线性的声学回声?的是声学回声的路径,左边对应的是发射端,右边对应的是接收端。我们发出的信号首先要经过D/A变换,从数字域变换到模拟域,然后再经过功率放大器,放大之后驱动喇叭,这样就会发出声音。发出来的声音经过空气信道传播之后,到了接收端被麦克风采集到,然后再次经过功率放大器,再通过A/D变换,从模拟域又变回到数字域。那么这里的y[k]就是我们收到的回声信号。,我们接收到的回声y[k]到底是线性回声还是非线性回声呢?或者说我们应该怎么去判断它?我觉得要解决这个问题,就是要认识清楚这里面的每一个环节,看看它们到底是线性系统还是非线性系统,如果所有的环节都是线性的话,那么很自然y[k]就是一个线性的回声,否则只要有一个环节是非线性的,那么这个回声就是非线性回声。在这里我将整个回声路径分成了A、B、C、D四个部分。我们一起来看一下,ABCD里面哪一个环节有可能是非线性的?答案应该是B。也就是回声路径里面的功率放大器和喇叭,具体的原因稍后会做详细分析。接下来我想再解释一下为什么A、C、D它们不是非线性的。

    非线性声学回声消除的技术难点。北京录播声学回声私人定做

在构建滤波器模型的过程中结合了非线性声学回声的一些特性。安徽识别声学回声降噪算法

    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。

     安徽识别声学回声降噪算法

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