Акустическое эхоподавление и шумоподавление в видеоконференцсвязи.

Акустическое эхоподавление и шумоподавление в условиях современной видеоконференцсвязи

Видеоконференции стали неотъемлемой частью делового общения, образовательных процессов и разнообразных социальных взаимодействий. К сожалению, иногда общее положительное впечатление от пользования удобной видеоконференцсвязью ухудшается из-за проблем с голосовой связью: акустическим эхом и шумами, которые ухудшают восприятие речи и снижают эффективность коммуникации.

Наша статья рассказывает о причинах появления акустического и электрического эха, а также различных шумов, мешающих нормальной работе каналов связи. Читатели познакомятся с эффективными методами акустического эхоподавления и шумоподавления в системах видеоконференцсвязи. 

Что такое акустическое эхо

Акустическое эхо – это звуковой эффект, возникающий при общении участников видеоконференцсвязи по громкой связи из-за обратной связи между микрофоном и динамиком. Голос участника воспроизводится динамиком на противоположном конце линии связи и улавливается микрофоном. Затем голос возвращается к выступающему, и он слышит свою речь с определенной временной задержкой.

Эффект акустического эха циклически повторяется на обоих концах линии и мешает нормальному общению людей, участвующих в конференции. Действие эха значительно ухудшает качество работы голосового канала и затрудняет разборчивость речи. В результате снижается эффективность конференцсвязи.

Что такое электрическое (гибридное) эхо

Электрическое эхо возникает при использовании традиционных телефонных линий для голосового общения участников конференции. Абонентские линии работают по двум проводам, магистральные линии между городскими и междугородными АТС – по четырем проводам. На АТС происходит коммутация двухпроводных и четырехпроводных линий.

В процессе коммутации часть сигналов отражается от блока преобразователя и по тем же проводам возвращается на аппарат абонента. Таким образом появляется эхо, которое можно устранить только при помощи специального эхоподавителя или эхокомпенсатора, которые полностью убирают отраженные сигналы.

Как работает технология акустического эхоподавления

Причины возникновения акустического эха

Основной причиной акустического эха является образование обратной связи между устройством воспроизведения звука (аудиоколонкой) и работающим микрофоном. Большое влияние оказывает близкое расположение этого оборудования относительно друг друга, а также высокая чувствительность микрофона.

Другие причины:

• Отражение звука от стен, потолка и мебели. 

• Неисправность спикерфона, микрофона, динамика или их неправильная настройка. 

• Проблемы с интернет-соединением.

• Несколько спикерфонов в одном помещении, подключенных к общей видеоконференции.

Как работает акустическое эхоподавление

Система акустического эхоподавления (AEC) позволяет устранить эффект акустического эха, мешающего нормальной работе видеоконференцсвязи. Основой системы служит микропроцессор, действующий по заданному алгоритму и выполняющий анализ речи, передаваемой и принимаемой по каналу аудиосвязи.  

По результатам анализа определяются параметры эха, позволяющие отфильтровать его от полезного сигнала. Эхо-сигнал удаляется адаптивным фильтром, а на динамик поступает чистый речевой сигнал от подключенного абонента.   

Технология AEC применяется во всех современных спикерфонах и другом оборудовании громкоговорящей связи, задействованной при проведении видеоконференций. Применение AEC не ухудшает качество голосовой связи и воспроизведение речи. 

Необходимо отметить, что акустическое эхоподавление наиболее эффективно работает в полудуплексном режиме. То есть аудиоканал занят одним выступающим и никто из других участников не может к нему подключиться.

Гораздо сложнее реализовать подавление эха в дуплексном режиме, когда абоненты разговаривают одновременно. Для решения этой задачи используются более совершенные алгоритмы обработки звуковой информации и более мощные процессоры.

Как работает технология шумоподавления

Типы шумов

На качество конференц-связи влияют многие факторы. Одним из наиболее негативных факторов являются шумы, мешающие нормальной работе и раздражающие участников видеоконференции. Вот основные виды этих шумов:

• Непрерывный.

Характеризуется постоянным действием и монотонным гулом, создающим неприятный звуковой фон. Возникает при работе вентиляционного оборудования и кондиционеров. Если открыты окна, то внутрь помещения проникает уличный шум.

• Прерывистый.

Появляется периодически при автоматическом включении оборудования, проезде общественного транспорта и т.п. Обычно раздражает больше, чем непрерывный шум.

• Импульсный.

Отличается неожиданностью проявления и является сильным раздражителем. Причиной могут быть громкие звуки, возникающие при проведении ремонта или рядом идущем строительстве. 

• Низкочастотный.

Присутствует в повседневной жизни городских жителей постоянно. Складывается из шумового действия звуков, проникающих в помещение с улиц города. Частота шумового фона находится на нижнем пределе слышимости слухового аппарата человека. 

Два основных типа шумоподавления

Использование шумоподавления крайне важно для проведения сеансов видеоконференцсвязи любого уровня и масштаба. На практике применяются два варианта шумоподавления:

• Пассивное шумоподавление. 

Не использует дополнительных электронных схем для нейтрализации шумов. Мешающие шумы блокируются при помощи специальных наушников с плотными амбушюрами или вакуумными вкладышами. При их изготовлении применяются особые материалы, такие как, пена с эффектом памяти или силикон, поглощающие все сторонние звуки.

• Активное шумоподавление.

Реализуется в современных гарнитурах при помощи микропроцессорных схем и цифровых адаптивных фильтров, очищающих полосу частот человеческого голоса от любых посторонних шумов. 

Встроенный микрофон улавливает окружающие шумы, а микропроцессор обрабатывает их и формирует звуковую волну в противофазе принимаемому шуму. Противофазный звук ослабляет шумы до минимума.

Почему в офисе шумоподавление имеет такое важное значение

Офисное пространство должно обеспечивать комфортную работу сотрудников и возможность комфортного общения как внутри офиса, так и по видеоконференцсвязи. Для нормальной рабочей обстановки недопустимы любые внешние шумы, мешающие концентрации специалистов на выполняемых задачах и вызывающие стрессовое состояние.

Шумоподавление в офисе реализуется путем доработки его интерьера:

• Шумоизоляция стен и перегородок материалами, поглощающими звуки. 

• Установка акустических декоративных потолков и напольных покрытий.

• Разделение большого помещения формата Open Space акустическими перегородками.

Обеспечение эффективной звукоизоляции для шумоподавления в офисе позволяет значительно улучшить общую рабочую атмосферу, повысить работоспособность и продуктивность сотрудников, увеличить концентрацию людей на решении самых сложных задач.