Audio Architect in akustischer Echokompensation

  

Was ist akustisches Echo und warum muss es kompensiert werden? 

Akustisches Echo tritt in einem Konferenzsystem auf, wenn die von der Gegenseite abgespielte Sprache durch die Lautsprecher im lokalen Raum von Mikrofonen im nahegelegenen Raum aufgegriffen und zurück zur Gegenseite übertragen wird. Dieses übertragene Signal ist eine verzögerte Version des Originals, wodurch das Echo entsteht.

Das empfangene Signal von der Gegenseite wird nicht direkt vom Lautsprecher zum Mikrofon übertragen, sondern unterliegt den Auswirkungen des Raums. Dies kann unterschiedliche Signalpfade mit Nachhall, Frequenzfilterung und Dämpfung beinhalten. Diese Effekte sind das Ergebnis der Übertragungsfunktion des Raums. Diese Übertragungsfunktion ist auch dynamisch, da sich Objekte im Raum bewegen oder das Mikrofon die Position wechselt.

Um das unerwünschte Signal korrekt zu subtrahieren, muss der AEC-Prozessor (Acoustic Echo Cancellation) die dynamische Raumübertragungsfunktion simulieren. Anschließend kann er diese Übertragungsfunktion auf das empfangene Signal anwenden und das modifizierte Originalsignal korrekt subtrahieren.

Jede Soundweb London AEC-Eingangskarte besteht aus vier AEC-Eingangskanälen.

 

Jeder Kanal bietet die folgenden Funktionen: 

      ●  Unabhängiger Algorithmus 20 Hz - 8 kHz

      ●  Individuelle AEC-Referenzen

      ●  Automatische Pegelregelung

      ●  Rauschunterdrückung

      ●  Adaptive nichtlineare Verarbeitung (Speech Passing)

      ●  Extrem schnelle Konvergenzraten von 49 dB/s

 

BEISPIEL: GRUNDKONFERENZSCHALTUNG MIT LOKALER BESCHALLUNG

Dieses Beispiel zeigt vier Mikrofone, die das Audio via Telefon-Hybrid-Karte zur Gegenseite sowie zu den lokalen Lautsprechern für lokale Beschallung übertragen. Die Signalmischung wird mit dem Gain Sharing Automixer-Verarbeitungsobjekt durchgeführt. Die beste Methode für diese Art von Entwurf beinhaltet ein Mix-Minus-Setup zur Aufrechterhaltung einer korrekten Pegelstruktur und um zu verhindern, dass der Lautsprecher direkt über der sprechenden Person eine raumgefärbte Kopie überträgt, die wieder in das offene Mikrofon eindringt und zusammen mit dem ursprünglichen Sprachsignal zur Gegenseite übertragen wird.

Das hier gezeigte Design zeigt sowohl die Signale von der Gegenseite als auch von der Nahseite zu den lokalen Raumlautsprechern. Dieses Design funktioniert, aber wie zuvor erläutert, wird der AEC-Algorithmus nicht sein volles Potenzial entfalten.

Wenn die Referenz an die gleiche Position wie im vorherigen Beispiel „Ohne lokale Beschallung" verschoben wird, erfüllt sie die Regel, die Referenz so nah wie möglich an der Lautsprecherausgabe zu platzieren, aber dabei wird die Referenz mit einem Mix aus beiden Signalen von Nahseite und Gegenseite gespeist.

Da das Referenzsignal das Signal ist, das aus dem Eingabediaudiopfad entfernt werden soll, hebt der AEC-Algorithmus das Mikrofonsignal an der AEC-Eingangskarte auf. Da der Eingabemikrofonsignalpfad sowohl zur Gegenseite als auch zu den lokalen Lautsprechern geführt wird, könnten Hörer auf der Gegenseite das Mikrofonsignal nicht hören. Nur ein Teil des Mikrofonsignals wird aufgehoben, da der Voice Activity Detection-Zustand dies vorsieht. Die Voice Activity Detection-Verarbeitung bestimmt, ob das Audio Sprache oder Stille/Hintergrundgeräusche ist. Dies würde dazu führen, dass das Mikrofonsignal sowohl lokal als auch auf der Gegenseite verzerrt wird.

Zur Lösung werden ein weiterer Satz von Hochpass-/Tiefpassfilter-Verarbeitungsobjekten und ein parametrischer EQ verwendet, um der Referenz das gleiche Signal wie der Raumlautsprecher bereitzustellen. Dies führt dazu, dass nur das Signal von der Gegenseite als Referenz dient und entfernt wird, während weiterhin ein Mix aus Nahseite- und Gegenseite-Audio zu den Raumlautsprechern übertragen wird.
Es ist wichtig, dass die gleichen Einstellungen in beiden Signalpfaden beibehalten werden. Insbesondere ist darauf zu achten, dass alle nichtlinearen Verarbeitungen wie Kompression oder Limitierung, die auf das Lautsprecherausgangssignal angewendet werden, auch auf das Referenzsignal angewendet werden. Die Funktion zum Kopieren von Parameterwerten sollte verwendet werden, um sicherzustellen, dass die Einstellungen identisch sind.

 

 

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