Эхоподавление и шумоподавление в видеоконференцсвязи.

Вероятно, каждый сталкивался во время конференцсвязи с двумя проблемами:

Во время разговора внезапно все ваши слова по линии связи возвращаются вам же обратно. В такой ситуации просто трудно сконцентрироваться и даже связно закончить предложение, чтобы не быть прерванным самим собой. Данная проблема известна как акустическое эхо.
Наверное, все слышали о наушниках с шумоподавлением, которые волшебным образом отгораживают вас от внешнего мира и защищают от посторонних шумов. Та же технология шумоподавления применима и к конференц-залам, где фоновый шумы, к примеру, от систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха способны испортить слушателям на дальнем конце всю встречу.

Ниже мы расскажем о причинах возникновения подобных проблем, а также мерах по их устранению.

Как работает технология акустического эхоподавления?

Что такое акустическое эхо?

В нашем случае акустическое эхо имеет то же происхождение, что и эхо от криков в пещере или разговоров в большой пустой комнате. В пещере или пустой комнате реальные звуковые волны отражаются от физических препятствий. А как возникает эхо во время голосовой связи, если аудиосигнал полностью цифровой?

Эхо возникает, когда передаваемый голос воспроизводится и захватывается микрофоном на дальнем конце соединения, а затем возвращается обратно говорящему.

Акустическое эхоподавление и шумоподавление в условиях современной видеоконференцсвязи: изображение 1

В зависимости от интервала возникающее эхо может вызывать от небольшого раздражения до серьезного нарушения связи. Обычно, если задержка составляет не более 25 миллисекунд, большинство людей просто ничего не заметят.

Если же реверберация достигает 55 миллисекунд, звучание может быть таким, будто два человека одновременно говорят одно и то же. Такое эхо заметно, но обычно не оказывает существенного влияния на возможность собеседников эффективно общаться.

Как только задержка превышает 55 миллисекунд, эхо начинает прерывать говорящих, делая общение между ними практически невозможным. Разговор в таких условиях вести чрезвычайно трудно, и чаще всего обе стороны преждевременно его прекращают.

Причины возникновения акустического эха

Основной причиной акустического эха являются громкоговорители. Проблему усугубляют слишком чувствительные микрофоны, чрезмерно высокая громкость динамика и приемники, расположенные слишком близко к одному из громкоговорителей.

Акустическое эхоподавление и шумоподавление в условиях современной видеоконференцсвязи: изображение 2

Как работает акустическое эхоподавление

Разумеется, эхо можно уменьшить с помощью звукопоглощающих материалов, например, ковров или акустических панелей. Однако более современным способом являются инвестиции в оборудование, которое сделает всю работу за вас.

Технология акустического эхоподавления (AEC) является функцией современных телефонов для конференцсвязи. Эта технология, насколько возможно быстро, распознает и устраняет эхо, не влияя на качество звука. Данная концепция на словах может показаться простой, но фактический процесс достаточно сложен, так как необходимо учитывать несколько факторов. Например, процесс подавления должен продолжаться даже в ситуациях, когда оба собеседника говорят одновременно, или когда имеется много фоновых шумов.

В основе технологии лежит использование процессора цифровой обработки сигналов (DSP), который тщательно анализирует поступающий голос и в то же время оценивает исходящий аудиопоток. Если процессор обнаруживает копию одного голоса в обоих потоках, то удаляет дублирующее звучание перед его отправкой обратно на динамик исходного устройства. При этом процессор устраняет только эхо, не удаляя другие голоса или шумы так, чтобы это стало заметно на слух, то есть, не жертвуя общим качеством звучания.

Другим, хотя и более простым решением является метод, известный как полудуплекс или акустическое подавление. По существу, полудуплексная система работает как рация, когда пользователю необходимо нажать на кнопку, когда он хочет что-то сказать. Пока кнопка нажата, отключены все аудиоканалы, кроме одного, на котором кнопка удерживается в нажатом состоянии. Это позволяет пользователю говорить непрерывно столько, сколько ему нужно, и, благодаря отключению всех входящих каналов, устраняет возможность возникновения любой обратной связи или акустического эха.

Простота технологии подавления звука также является её самым большим недостатком, поскольку не позволяет нескольким участникам говорить одновременно. А это часто способно нарушить естественный ход обсуждения. Для обычных выступлений такая технология, возможно, и подойдет, но совместной работе уж точно не поспособствует.

Как работает технология шумоподавления

Типы шумов

Существует четыре основных типа шумов, для нейтрализации которых требуются различные технологии цифрового шумоподавления:

1. Непрерывный шум. Это постоянный шум, обычно создаваемый никогда не выключающимся оборудованием, например, вентиляционным или отопительным. Он может наполнить конференцсвязь раздражающим гулом, который сложно будет игнорировать.

2. Прерывистый шум. Этот тип шумов возникает и пропадает, но при этом зачастую отвлекает даже больше, чем непрерывные шумы. Например, это может быть поезд метро или периодически включающееся оборудование.

3. Импульсный шум. В отличие от прерывистого шума, такие шумы обычно намного громче и неожиданнее. Например, если рядом ведется ремонт или строительство, можно внезапно услышать громкий звук перфоратора или отбойного молотка. К импульсивному шуму трудно подготовиться, особенно в обстановке конференц-зала.

Акустическое эхоподавление и шумоподавление в условиях современной видеоконференцсвязи: изображение 4

4. Низкочастотный шум. Этот тип шумов относится к низкочастотным фоновым звукам, которым в современной жизни мы подвержены постоянно. Низкочастотный шум могут создавать едущие по шоссе автомобили, вырабатывающие энергию электростанции и находящиеся вдалеке толпы людей.

Почему в офисе шумоподавление имеет такое важное значение

Для создания эффективного пространства для встреч потребуется вложиться в технологию шумоподавления для офисных помещений. Внешний мир способен проникнуть в ваш офис всеми своими шумами четырех типов, даже если вы спрячетесь за толстыми стеклами многоэтажного здания. Накапливаясь, сочетание этих нежелательных источников звука может создавать такой шумовой фон, который не позволит людям сосредоточить всё свое внимание на важной конференции или совещании.

Как работает технология шумоподавления

Итак, что такое технология шумоподавления и как она работает в конференц-зале?

В аппаратное обеспечение лучших микрофонных систем и предназначенных для конференцсвязи телефонов встроена технология DSP (процессор цифровой обработки сигналов). Этот процессор обрабатывает источник звука и очищает сигнал перед отправкой по назначению. Например, многие подобные устройства имеют функцию обнаружения голоса человека, которая идентифицирует и изолирует частотный спектр человеческого голоса от любых фоновых шумов, улавливаемых микрофоном.

Существует два основных типа шумоподавления:

Пассивное шумоподавление. Это относится к любым физическим мерам, которые очищают звуковой сигнал и предотвращают шум. Например, некоторые наушники плотно вставляются в уши, блокируя внешние звуки, как затычка для ушей. Лучшее оборудование разрабатывается с учетом пассивного шумоподавления, поэтому требует минимального использования технологии DSP.
Активное шумоподавление. К активному шумоподавлению, в частности, можно отнести использование фильтров или другого электронного оборудования.

Встраиваемые в современное оборудование для конференцсвязи функции DSP не только упрощают процесс установки, но и позволяют ему работать в любой среде. Данные технологии позволяют наслаждаться наилучшим качеством звука независимо от акустики помещения и окружающих условий.