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Sony企业会议室音频会议系统回声处理方案
ClearOne XAP800产品应用实例
北京康泰恒通科技发展
一、 企业介绍
1．1 康泰世通企业
康泰世通科技发展创建于1998年，自成立以来就致力于音、视频会议系统设备销售和服务。经过引进国外优异产品加速了中国通讯系统发展进程。
企业拥有丰富会议室产品系列,强大销售能力不停得到中国外用户肯定和厂商信赖。伴随市场业务不停扩展，康泰世通科技发展为了愈加好服务用户， 前后在北京、上海、广州、成全部和香港等地成立了销售及服务中心。企业在全力发展市场同时，还全国各地建立了庞大销售渠道,用户遍布政府机关、企机关、政法体系、教育和医疗等领域。企业在不停完善本身同时，还重视于中国外著名厂商如 FCI、Polycom、Sony、ClearOne和Athera等企业建立了长久亲密合作关系。
在，企业开始致力于音、视频系统项目标开发，同全球著名音频会议产品――ClearOne (原名GENTNER) 携手合作，全力打造可靠、灵活和广泛处理方案为用户提供自然、高效、性价比高通信环境。

1．2 ClearOne企业
ClearOne企业是美国一家专门为各级组织提供音频、视频和网络会议产品通讯企业。
是唯一一家将精密工程会议设备和完整会议服务结合企业。ClearOne企业可靠、灵活和高性能产品为用户创建自然通讯环境，经过愈加有效通讯来节省时间和金钱。
它前身叫做“Gentner Communication”，是高端音频会议产品领先者；为了适应企业发展和成长需要，现在它又有了一个全新名字——ClearOne Communication，在这里你能够找到任何你需要简单易用、可靠灵活会议通讯产品。
ClearOne企业拥有整套音频和视频会议产品、会议服务，摄像头系列和相关附件等产品，使您不仅能够找到最适合您处理方案，而且还提供让您满意多种服务和支持。
ClearOne领先于市场回音消除和噪音抑制功效能够为您打造自然、清楚和高质量通讯环境，满足多种会议需要。从桌面型产品到安装型产品，从小型会议室到复杂大型会议室应用，ClearOne全部拥有适宜产品和技术来实现您要求。换句话说，您能够在任何地方看到ClearOne产品应用！

二、系统设计及实施方案
2．1 设计背景
众所周知Sony企业在电子技术各个领域全部有占用一定席位，而且部分方面还保持这领先地位，如在视频通信领域，其产品也占有市场相当大分额。然而，伴随视频会议发展，系统中回声问题也一样困扰着像Sony企业这么专业集团企业。莫非回声就这么难处理吗？处理回声就那么关键吗？
现在，我们在这里简单介绍一下回声产生，危害和消除。
视频会议和电话会议中讲话人总能从扬声器中听到自己回声，具表现象就仿佛一个人对远山高喊，很快后能听到自己回声一样。这种回声严重影响了会议通信质量，让听众听到讲话人声音含糊不清，清楚度显著下降。这种情况下远程会议极难在进行下去了。而这种回声在系统是怎么产生呢？
回声产生原因：

视频系统音频通路示意图
示意图为视频系统音频通路，当会场A讲话时，声音经过视频网络传送到会场B，被会场B麦克拾取后又经过视频网络将声音回传给会场A，从而会场A又从音箱里听到了自己声音，这就是我们所说声回声。一样，会场B也存在类似问题。要根本处理这个问题必需在会场添加专业回声消除设备。一样，要消除会场B回声，在会场A也要实施一样方案。

消除声回声关键有以下多个方法：
1、 接收到远端音频信号时关闭当地麦克
• 半双工
• 可能需要人去操作
• 话有可能被切掉
2、 接收到远端音频信号时自动抑制麦克音频
• 半双工
• 话可能被切掉
• 检测错误可能会引发回声爆发
3、 回声消除器
• 全双工
• 透明
上面所述三种消除回声方法中前两种全部不是理想处理方法，只有第三种方法才是最好，那就是在系统中添加专业回声消除器，下面我们就介绍一下使用回声消除器消除回声原理。
回声消除原理示意图：

如上图所表示，在房间B添加回声消除器，当回声消除器接收到房间A音频信号（蓝色实线）时，回声消除电路中数字采样器将该声音采样放到过滤模型中保留，然后再送到房间B中扩声系统放音，房间B中麦克失去该声音后（蓝色虚线）后将之回送给回声消除器中比较器和采样信号进行比较，假如一致就过滤到该声音，达成消除回声目标。
现在市场上有很多个回声消除设备，它们功效各异，性能差异很大，这里我们着重介绍美国ClearOne企业分布式回声消除技术。

分布式回声消除
美国ClearOne企业是一家提供音频、视频和WEB会议产品通讯企业，分布式回声消除是它独有专利技术。ClearOne企业分布式回声消除有别于单路回声消除，它在XAP系列产品每一路麦克输入全部内置了回声消除器，能够更有效、更根当地消除回声。分布式回声消除技术和单路回声消除技术比较以下：

图3、单路回声消除

图3显示了单路回声消除器是怎样消除房间里回声。图中能够看出来自远端音频信号被采样并作为回声消除参考值，当麦克从扬声器拾取到来自远端音频信号并传给回声消除器；回声消除器将这个音频信号和参考值进行比较，假如一致就消除它，这么就达成了消除回声目标。

图4、分布式回声消除

图4显示是ClearOne专有分布式回声消除技术，这种技术是在每路麦克输入放置一个回声消除器，显著地改善了回声消除功效。
图中能够看出，来自远端音频信号被采样作为分布式回声消除器参考值。当回声消除器检测到采样信号时，回声就被消除了。
ClearOne产品经过使用专有分布式回声消除技术来挑战回声所带来影响。不像老系统全部音源全部使用一个单路回声消除器，分布式回声消除在每路麦克全部放置一个回声消除器，在消除回声上更有效、更正确；而且能够更有效地跟踪房间环境改变，保持最高等级音质。

分布式回声消除优点：
Å 在多变声音环境里愈加好地消除回声
Å 即插即用式回声消除
Å 快速收敛时间
Å 很好全双工
Å 降低了噪音和抑制
Å 增强增益
Å 对房间和音频电平改变有较高适应能力

分布式回声消除技术是在每路麦克输入放置一个回声消除器，而不是一个单路回声消除器覆盖整个房间。在一个八路麦克输入房间，一个分布式回声消除系统有八个回声消除器。每一个回声消除器只有一个回声参考值；很显著，这么分布式回声消除器比含有八个参考点单回声消除器更轻易消除回声。

分布式回声消除技术：
AUDIO A
AUDIO A
AUDIO A + B
AUDIO (A + B)-A = B
AUDIO A
AUDIO A

利用分布式回声消除能够愈加正确消除每一路麦克风拾取回声。并能够确保在不损失音质情况下完全消除回声和噪音问题。比单独回声消除器效能更胜一筹。

2．2 设计目标
总而言之,我们设计目标为了视频会议会场能够收听到清楚音质.能够是两点之间痛苦正确交流.
首先,处理当地扩声缺点
降低系统噪声
首先,人声所能发出声音是165Hz~6K.所以,我们每一个麦克风通道设置一只频率范围在165~6K带通滤波器,就能有效从麦克风输入这个路径,有效遏制次低频和高频噪声产生.

其次,对于避免声压电平比较恒定噪声信号进入系统,我们引入了环境电平自适应系统.它原理是在高于系统测定比较恒定环境电平一定数值信号,系统认为是有效.才许可经过系统放大,而低于这个数值信号将被抑制掉,不再被系统拾取放大.从而达成抑制环境噪声目标.
选通率

环境电平
麦克音频

同时,每一个麦克风通道全部设置有自动麦克混音功效,当麦克输入信号电平高于门控电平时,麦克风自动开启,当麦克风输入信号低于门控电平时,麦克风延迟一定时间后,自动关闭.有效预防了低电平信号进入系统.
音频
停止
衰减电平
麦克开
麦克关闭

保持
时间
衰减率
F
A
S
T
M
E
D
.
S
L
O
W

再次,利用信号低电平切换功效,有效消除了系统中热噪声和由线路产生微弱噪声.

避免信号失真
调整压限器设置来调整输入信号动态范围,有效抑制音频信号输出时产生消顶失真.

经过,15段均衡调整,来填补房间频响特征曲线和系统特征曲线改变误差.降低声音还原失真度,提升语言清楚度.同时,还能够经过有效均衡调整来抑制啸叫点.

其次,我们来处理远程回声问题
经过分布式回声抑制功效,有效抑制回声产生.

经过,PA电平自适应功效有效麦克输入信号和扬声器输出信号百分比.从而抑制回声信号产生电平强度.

工程概况
a) 会议室面积约60平方米，在Sony企业25层Conference Room
b) 会场会议桌是扇形摆放，共采取7只鹅颈式会议麦克
c) 前后场分别有4只音箱吊装墙面上空，用做扩声输出。
d) 会议室讲话需要做当地扩声。
e) 当地会议音频需要在当地视频会议终端设备和远端视频会议终端之间实现传送。
二、 会议室现存问题
f) 会议系统抑制噪声能力较弱。现场环境噪声会被扩声系统放大。如投影机，空调等。
g) 会场MIC因摆放位置不一样，需要不一样频响赔偿。所需要抑制啸叫点频率也不尽相同。
h) 和远程会议通信时候，远方参会者总能听到自己回声，严重影响了当地和远方交流。
三、 处理方案解析
i) 技术分析
i. 回声消除设置
1. 分别对7只MIC输入通道，依据实际情况设置不一样深度回声消除功效。这么更能有效完成消除远端回声。
2. 依据不一样MIC摆放位置，设置PA自适应功效，有效平衡会场声压，使会场大家所感受语音清楚度不变。
3. 全部MIC均抑制由音箱传出DVD，CD等信号源。预防，这些信号在经过MIC进行2次放大。
ii. 噪声控制方面。
功效强大噪声门，有效抑制了外界环境中噪声。从而提升了语音清楚度。
iii. 房间声场均衡和啸叫点处理方面。
内置15段参量均衡器，经过有效调整，处理掉因为声场不均衡而产生啸叫点。
2） 推荐设备
ClearOne Xap800

关键功效
● 每路麦克/线路输入上噪音抑制提供高达15dB噪音衰减调整
● 每路麦克输入全部放置一个回声消除器以实现分布式回声消除功效
● 提供四个虚拟回声消除参考值，使用多个信号作为回声消除参考点来消除回声而无须损失逻辑输出
● 增强型扩展总线，含有12路双向音频线路
● 互连性——八个XAP产品互连提供64路麦克输入
● 标识全部输入、输出、宏和存放在系统内预置
● 八路麦克输入每一路全部配有四个输入滤波器，可编程为参量均衡、全通、低通和高通
● 八个独立音频处理模块，每个全部包含15段滤波器、延迟器和压缩器，提供正确音频配置
● 四个内部和四个全局麦克混音器，每个全部带参数调整
● 前面板可控制增益和静音
● 在不影响其它预置操作情况下能够在会议进行中动态地实施32个预置选择
● 宏脚本语言经过使用方便点击来简化宏创建
● RAMP串行命令
● 矩阵清除键可轻易地清除矩阵设置
● 为每路输入、输出和处理器提供可调整最小和最大增益电平来控制增益范围
● 连接XAP TH2能够取得举行电话会议能力

由XAP 800组建会议系统含有以下特点：
独有分布式回声消除功效
每路麦克输入全部放置了回声消除器，有效地消除回声，取得自然会议环境。

2、噪音消除技术
每路麦克输入全部放置了噪音消除器，过滤周围背景噪音，创建清楚通讯环境。

3、功效改变多、调控方便
通常传统模拟音响设备组合模式是固定，不易依据应用改变来改动，就是能够改动，时间也太长，并需要专业技术人员帮助，因为调控设备多，操作时间长，反应速度慢，成本高，调控繁琐。而XAP 800高度集成了众多传统音频处理设备，只需要经过G-Ware软件进行配置、管理，操作简便（所动只有鼠标和键盘）。

4、精度高、信噪比高
因为使用数字总线和计算机控制，所以调控精度要远远高于一般模拟音响设备，调控参量正确度较高，能让多种数据均处于最好位置，使系统达成最好还音效果。而且使用DSP技术处理信号只有A/D 、D/A转换，不存在通常设备互连问题，所以极少有机会引入噪声，不仅连接变得方便，而且信噪比高。

5、连接方便、一致性好、设备间传输故障率低
系统中多种设备经过DSP技术处理、软件跳线互连，节省了大量外部连线，不仅降低了系统成本，而且大大提升了系统稳定性。同时DSP设备全部是数字，大家在同一水平档次上，一致性好，互补性好。

6、体积小、重量轻、占地少
设备体积小、重量轻、所需空间较小，便于操作和散热通风，也便于维护保养。

7、科技含量高、损坏率低、受人为原因干扰较小
系统经过G-Ware软件配置及管理，不经过人工直接管理，所以人为损坏率降到了最低。比模拟设备能更长、更有效地保持最好工作状态。

8、网络化控制
XAP系统能够经过局域网或广域网实现对系统控制和管理。

9、含有良好地超前技术、升级更新轻易、扩展方便
设备调控靠软件实现，能够经过固件升级方法提升功效，在较长时间内保持技术优异性，以后很多新增功效全部能够经过软件升级来改善、完善。
3） 具体方案
i. Sony北京企业25层Conference Room添加一台Xap800音频会议处理器，替换原有调音台，压限器，均衡器，激励器，这些设备。
原因：1.XAP800中包含以上设备全部功效,我们不需要在添加这些设备。
2.避免音响系统建设中串接设备数量，有利于降低整个系统失真度。
ii. 带有回声消除和噪声抑制功效信号输入通道，Input 1－7连接当地鹅颈式话筒，每一个通道做单独回声消除和噪声已抑制处理，而且依据现场情况建立不一样频响均衡赔偿。
iii. 由Output 2，3直接连接功率放大器，经过音像输出实现当地扩声。
iv. 当地全部MIC信号经过Output 1 送入Sony视频会议终端Line In。
v. 取音频输入Input 8连接由视频会议终端Line out送来信号。
vi. 桌面音频输入接口和DVD音频输出均连接到AV矩阵，音频信号编组混合后，汇入中控系统音频控制模块统一控制，以达成和系统其它功效同时处理。
vii. 系统连接图以下：

系统连接

最终，每当Sony企业用这个会议室和远方进行视频会议时候，远端各地全部会感觉在和这个会议室通信时候，音质很请新，而且以前回声对她们困扰消除了，而且也听不到什么噪声。全部认为是通信线路有了什么改变，并不知道XAP800在这里做了多大努力。在这里我们要说明是当地还是能够听到部分回声，这并不是XAP800这个产品不管用，而是我们所说消除回声是消除远端回声，也就是说没有安装XAP800会议室和安装有XAP800会议室，对于回声消除受益方是没有安装XAP800会议室。这么您是不是对XAP800
产品有些爱好了。那就请你关住CLearOne给您带来高清楚会议音质享受。