我们还希望它在一个短时的观测时间窗的尺度里面也是比较好的,即局部比较好,所以在数学期望内部,我们又对误差进行了短时积分。这个优化准则跟传统的线性自适应滤波器是有本质区别的,因为传统的线性自适应滤波器基于小均方误差准则,它只是在统计意义上比较好,没有局部比较好约束。首先来求解这里的Wl,就是线性滤波器。主要求解方法是,假设Wn就是非线性滤波器是比较好解,把这个比较好解代入到前面的优化方程里,就会得到上面简化之后的优化目标函数。在这个地方,我们又做了一些先验假设,假设非线性的滤波器的一阶统计量和二阶统计量都等于0,我们就可以把上面的优化问题进一步简化,就得到我们非常熟悉的方程,就是Wiener-Hopf方程。这个结果告诉我们,线性滤波器的比较好解跟传统的自适应滤波器的比较好解是一致的,都是Wiener-Hopf方程的理论比较好解。所以我们就可以采用一些现有的比较成熟的算法,比如NLMS算法、RLS算法,对它进行迭代求解。这就是Wl的设计。接下来再看看Wn的设计。Wn的设计跟Wl的设计是类似的,也是需要将优化之后的线性滤波器,代入到开始的优化问题里,可以把前面的优化问题简化成下面的方程。接下来进行一系列的变量替换之后。
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。北京识别声学回声交互
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。
江苏语音交互声学回声降噪算法搜索“声学回声消除”的相关文献。
黑色这条线是标准NLMS算法的回声抑制比。我们可以看到,NLMS算法在收敛之后,回声抑制比只能到10个分贝左右,相对比较低。而双耦合算法在收敛之后,可以达到25个分贝以上,也就是说它比NLMS算法多15个分贝,这个优势是很明显的。接下来我们再看第二个示例,针对弱非线性失真的情况,左边是语谱,右边是回声抑制比。我们评估单讲性能的主要指标是回声抑制比和收敛速度。首先看一下NLMS算法,它在收敛之后,大概可以抑制22~25个分贝。这个算法的收敛速度很慢,大概经过100多帧之后才会进入到相对收敛的状态。再来看一下双耦合算法,在稳定之后,可以抑制35~40个分贝,比NLMS算法大概提升15~20个分贝的回声抑制比。同时它还有一个很明显的优势:收敛速度很快,几乎是回声到了之后,他瞬间就进入到收敛状态。接下来这个是针对不同手机机型的回声抑制比的比较。红色是双耦合算法,蓝色是NLMS算法,从这组数据里面,我们可以看到双耦合算法比NLMS算法普遍提升了大概10个分贝以上的回声抑制比,具有比较大的优势。再进入双讲测试场景。我首先介绍一下测试的示例,这组数据是一个视频会议的数据,左边这个是原始的麦克信号语谱,右边这个是回声参考信号语谱。
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。
什么是非线性声学回声。
并与正常品的对比和设定合理的limits,可以快速准确的检查出耳机的异常音不良。耳机底噪底噪也就是本底噪声,一般指在电声系统中,除去有用的信号外的总噪声。底噪有来自于固有的电子、电磁噪音,也有确是功放电路或电源性能问题导致的。理论上底噪是无法去除的,当然只有当底噪大到影响听感的时候才是问题。很多时候可以提高信噪比把底噪给压低,这确实可以降低听音乐时噪声的影响。但是总之人们还是有带耳机不听音乐的时候,典型的如ANC耳机降噪工作的时候,此时显得尤为重要,近期几大品牌都因为ANC底噪问题造成过批量退货。为了准确的检测产品底噪,我们需要知道目前行业内耳机功放工作类型大概有以下两种:1、产品处于蓝牙播放状态时,功放IC有打开,输入端无任何音源,喇叭输出端有底噪信号输出。2、产品处于蓝牙播放状态时,IC会被系统静音,信号输入端需要给一个很小信号触发功放IC打开,喇叭输出端有底噪信号输出。总的来说,底噪时需要多种指标和技术手段来验证和管控。指南测控整个标准声学测试系统通过极高灵敏度的仪器和声学传感器,采用多种评估底噪能量值的方法,以及专门为底噪测试而设计的箱体及治具结构,测试软件逻辑等一体化的设计。
通过这种分析去挖掘非线性声学回声的一些物理特性。江苏语音交互声学回声降噪算法
什么是非线性声学回声,它产生的原理、研究现状以及技术难点等问题。北京识别声学回声交互
非线性声学回声产生的原因非线性声学回声产生的原因,我一共列了两条原因。原因之一,声学器件的小型化与廉价化,这里所指的声学器件就是前面B里面提到的功率放大器和喇叭。为什么声学器件的小型化容易产生非线性的失真呢?这个需要从喇叭发声的基本原理说起,我们都知道声波的本质是一种物理振动,而喇叭发声的基本原理就是通过电流来驱动喇叭的振膜发生振动之后,这个振膜会带动周围的空气分子相应发生振动,这样就产生了声音。如果我们要发出一个大的声音的话,那么就需要在单位时间内用更多的电流去驱动更多的空气分子发生振动。假设有大小不同的两个喇叭,他们用同样的功率去驱动,对于大喇叭而言,由于它跟空气接触的面积要大一些,所以他在单位时间内能够带动更多的空气分子振动,所以它发出来的声音也会大一些。而小喇叭如果想发出跟大喇叭一样大的声音,就需要加大驱动功率,这样会带来一个问题:我们的功率放大器件会进入到一种饱和失真的状态,由此就会带来非线性的失真。这就是声学器件小型化容易产生非线性失真的一个主要的原因。这里廉价化比较好理解了,就不多说了。原因之二。就是声学结构设计的不合理。典型的一个实例就是声学系统的隔振设计不合理。
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