动态提高回声与噪声消除性能

 

　　移动手持终端、无线网络、免提设备及其它移动通信系统的语音质量是建立消费者偏好的关键因素。回声和噪声是无线通信固有的毛病。我们需要信号处理技术来解决语音质量问题，确保提供能被市场接受的高质量音频输出。传统方法是在近端或传输路径上采用独立的回声和噪声消除模块，这种方法在周边条件不变的情况下表现出色，但如果周围环境发生了变化，如出现开门或较大的噪声，那么音频系统会很难适应变化，且音频性能也会下降。

　　新方法则集回声消除、噪声抑制及其它音响增强技术于一体，能够根据环境变化更快地动态调节系统参数。在大多数情况下，消费者还没发现音质出现问题之前，我们就能完成调节。同样，这种新方法实现了更高的集成度，能解决较大的噪声和回声问题，从而能够实现听起来非常自然的全双工语音通话。

　　回声和噪声消除技术的巨大进步来得非常及时，因为美国许多州都制定了相关法规，全面或部分地禁止驾驶人员在驾车时手握移动电话通话。欧洲大多数国家及全球许多其它国家也都已经有了相关的法规。上述法规的出现，进一步提高了免提技术的需求，并要求能在汽车内部环境中有效消除噪声及回声，这也是免提系统的最大设计挑战所在。设计人员需要简单易用的软硬件，以便能够为免提音频产品提供与传统手持产品一样的音质，这样才能满足用户的需求。

　　无线通信中的回声来源

　　无线系统中的回声有两大来源：电气回声和声学回声。如果设计方案不佳，导致扬声器信号直接耦合到扩音器信号，那么就会出现电气回声。这一问题的最佳解决方案就是做好设计工作。

　　对我们提出更严峻挑战的问题在于声学回声。如果放大后的扬声器信号通过扩音器发生回声，那么就会出现声学回声。消除这种回声相当困难，我们必须考虑到多个因素。放大后的扬声器声音会在不同时间在多个通道上反射。这种间接的回声明显滞后于原始信号，这是因为声音在空气中的传播速度仅为300米/秒，而且由于机械振动加大了复杂性，回声反射也会失真。

　　半双工交换技术

　　

 

　　图1：半双工解决方案

　　解决回声问题的最基本方法就是在检测到远端语音时禁用近端语音通道，这虽然能消除声学回声，但每次只允许一个人说话。举例来说，就传统的对讲机而言，按下通话按钮，就不能听到其它在线人说的话了，因此双向无线电通话规则中要求说话人讲完话时必须明确表示“完毕”。后来又有新技术用语音活动检测器 (VAD) 取代了通话按钮，它能在检测到远端语音时自动开/关近端语音通道。在移动通信初期阶段，我们尚能接受这种有局限性的技术，但随着用户逐渐习惯于全双工有线通话，他们今后不再接受这种限制性的单向通话技术。因为全双工有线通话技术使他们能够随意交流，表达想法，同意或不同意对方的观点，随时停顿，不用担心扩音器突然不能使用。