亞提斯ECS回聲抑制系統(tǒng) ——用于江蘇省電力公司物資調(diào)配中心
來源:數(shù)字音視工程網(wǎng) 編輯:luomeifeng 2015-11-02 16:56:02 加入收藏 咨詢

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(ECS系列產(chǎn)品是瑞士亞提斯-ATEIS專為會議場所設(shè)計(jì)研發(fā)的專業(yè)級數(shù)字音頻處理器,具快速消除遠(yuǎn)程音頻信號回傳所引起的回聲信號(聲學(xué)回聲、線路回聲)及環(huán)境噪聲(風(fēng)扇聲或其它設(shè)備的日常噪聲),確保會議場所擁有清晰的話音質(zhì)量。)
江蘇省電力公司主要從事江蘇省境內(nèi)電網(wǎng)建設(shè)、運(yùn)行與管理,經(jīng)營江蘇電力銷售業(yè)務(wù)。公司下轄13個市、51個縣供電公司及20多個檢修、施工、科研等單位,服務(wù)全省3300余萬電力客戶。公司現(xiàn)有職工約4.1萬人、農(nóng)電工約4.4萬人;管轄35千伏及以上變電站2750余座、輸電線路8.1萬公里。
2012年,江蘇省電力公司認(rèn)真貫徹落實(shí)江蘇省委省政府和國家電網(wǎng)公司決策部署,全力服務(wù)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展大局,切實(shí)履行社會責(zé)任,各方面工作取得新進(jìn)展。江蘇電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行,電力供應(yīng)平穩(wěn)有序,圓滿完成十八大保供電、迎峰度夏、抗臺搶險等任務(wù)。全力助推經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型升級,落實(shí)“穩(wěn)增長、調(diào)結(jié)構(gòu)、惠民生”各項(xiàng)舉措;特高壓入蘇工程取得突破,錦屏~蘇南特高壓直流工程按期投運(yùn)。各級電網(wǎng)協(xié)調(diào)發(fā)展,全年完成電網(wǎng)建設(shè)投資347億元,同比增長12.7%。主動服務(wù)清潔能源發(fā)展,確保光伏發(fā)電、沿海風(fēng)電可靠并網(wǎng)消納。全年全社會用電量完成4581億千瓦時,同比增長7.0%,保持了較高增長速度,好于廣東、浙江、山東等主要經(jīng)濟(jì)大省。公司囊括國家電網(wǎng)公司同業(yè)對標(biāo)“綜合標(biāo)桿”、“業(yè)績標(biāo)桿”和“管理標(biāo)桿”三項(xiàng)第一名;獲得7項(xiàng)“專業(yè)管理標(biāo)桿”。
江蘇省電力公司物資調(diào)配中心總共使用4臺ATEIS的ECS回聲抑制系統(tǒng),2臺ECS用于本地會議室,1臺ECS用于國網(wǎng)遠(yuǎn)程音視頻會議系統(tǒng),另外1臺ECS用于省網(wǎng)遠(yuǎn)程音視頻會議系統(tǒng)。
ATEIS的ECS遠(yuǎn)程回聲消除系統(tǒng)除了具備UAP G2,LAP G2T所有的音頻處理功能外,還具備電話卡、VOIP、AEC回聲消除功能。此項(xiàng)目設(shè)計(jì)采用ECS除了處理會議室話筒、輸入音源整合外,最重要的功能是做回聲消除。下面先講解回聲消除的原理。
在遠(yuǎn)程會議應(yīng)用中,麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器之間的反射信號引起了聲學(xué)回聲是正常的。例如,當(dāng)2個人分別在2個房間溝通時,A房間的聲音通過麥克風(fēng)傳送到B房間的揚(yáng)聲器,B房間的麥克風(fēng)將會收到揚(yáng)聲器以及墻面等反射回來的聲音回傳到A房間輸出,這樣就會引起回聲。聲學(xué)回聲通常出現(xiàn)在麥克風(fēng)和揚(yáng)聲器在同一空間的場合,它會降低通話質(zhì)量。
(圖1)
ATEIS的回聲消除卡AEC的主要作用是模擬回聲路徑中的脈沖響應(yīng),包括空間和時間的延遲反映。根據(jù)這一原理,由遠(yuǎn)端取樣信號,AEC會將遠(yuǎn)端取樣的信號反相180度與近端信號相消除,如果為實(shí)際的回聲信號,則回聲會被消除,不會影響使用者說話的聲音。下面這幅圖片旨在為B消除回聲,B將不能從揚(yáng)聲器聽到自己的回聲。
(圖2)
AEC的作用是消除在遠(yuǎn)程會議應(yīng)用場所中的回聲,音頻質(zhì)量的帶寬最高可達(dá)24kHz。AEC具有改善相互通信的能力,具備雙向檢查功能,它能處理最大延時時間為128毫秒的回聲,并能有效的消除回聲。例如在此項(xiàng)目中,南京電力物資調(diào)配中心安裝ECS回聲抑制系統(tǒng),他可有效的消除對方(國網(wǎng)總部,省網(wǎng)各分公司)自己的回聲。
(圖3)
按照AEC回聲消除的原理,軟件檔案編輯如圖4所示:
(圖4)B房間處理器編輯圖
以下是A房間使用3只麥克風(fēng),B房間使用1只麥克風(fēng)的接線圖,如圖(1-5)所示:
(圖5)A房間處理器編輯圖
ECS機(jī)器的軟件安裝、如何聯(lián)機(jī)、版本檢測、存儲程序這里不詳細(xì)做講解,不熟悉的客戶請參閱ECS產(chǎn)品說明書第6章節(jié),本文章后面也有簡單講解2臺機(jī)器如何配置、存儲程序,重點(diǎn)是講解在現(xiàn)場如何去調(diào)試設(shè)備。
下面講解如何編輯檔案,首先需要在電腦上安裝好ECS機(jī)器的操作軟件,軟件獲取可從光盤安裝,也可到ATEIS論壇的下載中心下載,網(wǎng)址為:down.ateis.com.cn。開啟ECS的操作軟件。
在菜單欄中選擇“File”->“New”新建一個系統(tǒng),在左側(cè)窗口中選擇“Components”,或者菜單欄選擇“View”->“Components”。如圖(6-13)所示:
圖(6)
展開Audio Processors,選擇“ECS”拖動到右側(cè)工作區(qū)域中。彈出如圖(7)所示:
Audio Module A-F表示ECS的音頻輸入輸出版,對應(yīng)機(jī)器背面的音頻卡是輸入還是輸出來選擇即可(黑色代表輸出,藍(lán)色代表輸入,在每塊音頻版的上方有A、B、C等標(biāo)識);或者機(jī)器開機(jī)后觀察前面板的指示燈(A、B、C、D、E、F燈)來對應(yīng)選擇。
例如:前面板指示燈A:燈滅、B、E、F:綠燈、C、D:黃燈,則軟件中對應(yīng)選擇Audio Module A:None; Audio Module B/E/F:input;Audio Module C/D:Output;AEC Module Count:機(jī)器回聲消除卡(AEC)的數(shù)量。
圖(7)
Site Pin:打勾后啟用此功能
Network Pin:打勾后啟動此功能,機(jī)器需要多臺級聯(lián)時請選擇此復(fù)選框,如圖(8)所示:
右圖復(fù)選框沒有勾選,所以在軟件中不顯示此接口。
圖(8)
圖(9)
鼠標(biāo)雙擊ECS機(jī)器圖標(biāo),可進(jìn)入組件編輯窗口,如圖(9)所示:
在左側(cè)視圖中點(diǎn)擊“Components”切換到“DSP Components”音頻組件視圖或者選擇工具欄中的“view”選擇“Components”選項(xiàng)也可打開音頻模塊編輯視窗。點(diǎn)擊需要的音頻模塊,按住鼠標(biāo)左鍵拖放到右側(cè)的編輯窗口中,鼠標(biāo)點(diǎn)擊音頻模塊上的“三角形”,然后再點(diǎn)擊需要連線的下一個音頻模塊的“三角形”如圖(10)所示。
圖(10)
連接好后如圖(11)所示:
圖(11)
按照上述講述的原理,國網(wǎng)會議室最終程序編輯如下:
圖(12)
輸入輸出對照表如下:
Input C1 | 國網(wǎng)地插輸入1 | Output E1 | 本地喇叭 |
Input C2 | 國網(wǎng)地插輸入2 | Output E2 | 本地喇叭 |
Input C3 | 國網(wǎng)地插輸入3 | Output E3 | 輸出給國網(wǎng) |
Input C4 | 國網(wǎng)地插輸入4 | Output E4 | |
Input D1 | 國網(wǎng)地插輸入5 | Output F1 | |
Input D2 | 國網(wǎng)地插輸入6 | Output F2 | |
Input D3 | 本地話筒輸入 | Output F3 | |
Input D4 | 遠(yuǎn)端音頻輸入 | Output F4 | |
圖(13)
Input C1-C6為地插輸入,直接通過AutoMixer混音即可,由于現(xiàn)場地插采用第3方的音頻光端機(jī)傳輸,本體噪音過大,所以在AutoMixer中設(shè)置啟動門限值為-45dB,Open Mic limits設(shè)置為1,限定同一時間音源進(jìn)入數(shù)為1個,避免多個音源同時輸入噪音疊加放大。
圖(14)
Input D4為遠(yuǎn)端音頻輸入,為了避免不說話的時候有噪音輸出,所以加入噪聲門Gate模塊,調(diào)整后的參數(shù)如下:
圖(15)
Input D3為本地話筒輸入,首先本地話筒先進(jìn)入AEC模塊的左邊輸入1通道,然后輸出1通道接入Standard Mixer矩陣,遠(yuǎn)程過來的信號接入AEC模塊正上方的通道1。所以當(dāng)遠(yuǎn)端國網(wǎng)會議室說話時,聲音會通過網(wǎng)絡(luò)設(shè)備傳輸?shù)侥暇╇娏ξ镔Y調(diào)配中心會議室,同時由于本地話筒也是開啟狀態(tài),便會把喇叭輸出的聲音,還有空間反射的聲音通過話筒再次拾音進(jìn)去從而傳輸?shù)竭h(yuǎn)方。這里加入了AEC模塊,AEC會自動把本地拾音的話筒和遠(yuǎn)程進(jìn)入AEC正上方的信號做比對,如果聲音是從對方回傳過來的,則AEC會自動把回音消除。
圖(16)
以下是AEC的設(shè)置界面,當(dāng)AEC Coefficient設(shè)置為Preform時,AEC為啟動狀態(tài)。當(dāng)偵測到回音時,Echo Detect會亮燈指示。并顯示ERLE回聲抑制的衰減值。
圖(17)
本地話筒接入到AEC部分不需要拉反饋抑制器等模塊,因?yàn)槁曇羰莻鬏數(shù)綄Ψ剑镜匾膊籬i造成嘯叫,另外如果增加模塊,會改變原有回聲的頻率曲線,導(dǎo)致AEC偵測回聲不準(zhǔn)確。
接下來Input D3還需把聲音擴(kuò)聲到本地會議室,由于本地會議室嘯叫嚴(yán)重,所以增加GEQ、FEEDBACK、PEQ、Comprosser等模塊,用于調(diào)整本地話筒到本地會議室的聲音。
在圖18的矩陣中,矩陣上方的output3為輸出給遠(yuǎn)端,output1/2/4/5/6/7/8為輸出給本地端喇叭,矩陣左側(cè)input 1為本地地插輸入,地插信號需要同時給本地端和遠(yuǎn)程,所以路由1到8均開啟(綠色);input2為遠(yuǎn)端信號輸入,注意遠(yuǎn)程信號輸入是給本地端,所以不能把信號又路由輸出給遠(yuǎn)程,會造成聲音從線路又回傳過去,所以input2對應(yīng)的output3的按鈕為關(guān)閉狀態(tài);input3為本地話筒經(jīng)過AEC回聲消除后的信號只給到遠(yuǎn)程output3;input4為本地話筒輸出給本地喇叭的信號,所以僅給到本地端,輸出給遠(yuǎn)端的output3按鈕不開啟。
圖(18)
接下來設(shè)定中控碼,例如在AutoMixer模塊中的第1路的level上點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵,在彈出的菜單中選擇“Third Party Control”->勾選“Single”,此時此按鈕就開放給中控控制。其它的按鈕包含Mute靜音,Selector等指定方法都一樣。
圖(19)
接下來在軟件菜單欄中選擇“View”->“3 rd Party control list”開啟軟件下方的操作欄,這里會顯示系統(tǒng)指定的所有中控清單。
圖(20)
如圖21所示,選擇紅色區(qū)域AutoMixer的Input3的Level,然后切換到3rd Party Control Command,如圖22所示:
圖(21)
圖(22)
在圖22中,Increase為增加,Decrease為減少,右側(cè)值為2dB,則Increase對應(yīng)的:02 49 30 30 30 36 32 2E 30 03 9F 0D碼為音量增加的碼,當(dāng)中控設(shè)備發(fā)這個碼的時候,每發(fā)一次AutoMixer的input3的音量在原來基礎(chǔ)上增加2dB,當(dāng)發(fā)Decrease對應(yīng)的:02 44 30 30 30 36 32 2E 30 03 9A 0D碼時則在原來寄出上減少2dB。
注意:
一般情況右側(cè)的值都設(shè)定為正,如果右側(cè)的值設(shè)定為負(fù),則左側(cè)Increase對應(yīng)的碼為音量減少的碼,Decrease對應(yīng)的碼為音量增加的碼。例如原來音量值為0dB,右側(cè)設(shè)定為-2,則發(fā)Increase碼后,音量值為:0+(-2)=-2dB,發(fā)Decrease碼后,音量值為:0-(-2)=2dB
如果通過RS232發(fā)碼控制,機(jī)器默認(rèn)的串口波特率為9600,數(shù)據(jù)位為8,停止位為1;如果通過網(wǎng)絡(luò)UDP發(fā)碼控制,目標(biāo)IP為機(jī)器的IP地址,通信端口默認(rèn)為19761。
如圖23所示,鼠標(biāo)點(diǎn)選紅色區(qū)域,切換到3rd Party Control Command,如圖24所示:
圖(23)
圖(24)
這里顯示2個碼“Write”代表寫入,當(dāng)右側(cè)按鈕為綠色時,Value的值為1,表示靜音狀態(tài),發(fā)碼:“02 57 30 30 30 35 31 03 4D 0D” 表示讓此通道為靜音狀態(tài)。當(dāng)右側(cè)為灰色狀態(tài),即Value的值為0時,軟件自動生成的中控碼為非靜音狀態(tài)碼。
“Read”為讀取,當(dāng)發(fā)此中控碼“02 52 30 30 30 35 03 17 0D”給機(jī)器時,機(jī)器會返回當(dāng)前按鈕是否是靜音狀態(tài)。
關(guān)于更多中控碼的說明,請參閱說明書,這里不做重點(diǎn)介紹。一般在遠(yuǎn)程音視頻會議中,遠(yuǎn)程輸入給我們的聲音一般設(shè)置音量調(diào)整在我們這邊,而我們輸出給遠(yuǎn)端的信號,音量大小的調(diào)整由對方調(diào)整,因?yàn)槁曇羰墙o對方聽,通過對方來調(diào)整比較合適,本地端只要給一個適當(dāng)?shù)囊袅恐递敵鼋o對方即可。
以上是國網(wǎng)會議室的程序編輯步驟說明,省網(wǎng)會議室程序編輯也是大同小異。
省網(wǎng)會議室程序如下:
圖(25)
ECS最多可級聯(lián)32臺,采用環(huán)狀信號傳輸構(gòu)架,并具備自動備份功能,當(dāng)網(wǎng)絡(luò)中有一段線路故障時,系統(tǒng)會自動將有問題的線路進(jìn)行隔離,并由反向來進(jìn)行持續(xù)通訊,避免信號中斷。ECS可廣泛用于分散式的會議系統(tǒng)中,例如:在一棟大樓有很多會議室,客戶需要如下:每個會議室放1臺ECS,然后在總控室放置1臺ECS,所有會議室和總控室的機(jī)器通過網(wǎng)絡(luò)級聯(lián)起來,這樣多個會議室之間即可同步開會。當(dāng)然如果只是某個會議室需要開會,那只需開啟那個會議室的ECS機(jī)器即可,其它級聯(lián)在網(wǎng)絡(luò)中的ECS機(jī)器可以不開啟。ECS多臺級聯(lián)的操作步驟如下:
用網(wǎng)絡(luò)把ECS設(shè)備級聯(lián)起來:第一臺設(shè)備的Net Port B接下一臺設(shè)備的Net Port A,最后一臺設(shè)備的Net Port B接第一臺設(shè)備的Net Port A,如此組成一個環(huán)網(wǎng)(機(jī)器硬件連線也是一樣,通過CAT5屏蔽網(wǎng)線連接起來)。
按照ECS說明書6.4節(jié)的步驟把ECS虛擬設(shè)備拖拉到編輯窗口中,這里假設(shè)是2臺機(jī)器級聯(lián),則需要拖2個ECS虛擬設(shè)備到編輯窗口中,ECS1的NO(ATEIS NET OUTPUT)接ECS2的NI(ATEIS NET INPUT),如圖(26)所示:
圖(26)
3) 點(diǎn)擊“Search”搜索機(jī)器,搜索到后點(diǎn)擊“Connect”連接,
圖(27)
然后點(diǎn)擊“Config IP”配置機(jī)器,當(dāng)顯示“Configure IP success”即表示機(jī)器配置成功。
圖(28)
然后依次點(diǎn)擊“Clear”、“Search”重新搜索機(jī)器,此時會把連接的2臺設(shè)備都搜索出來,鼠標(biāo)點(diǎn)擊第一臺機(jī)器,然后點(diǎn)擊“Connect”聯(lián)機(jī)。
4) 按照上述講的編輯檔案的方法編輯檔案,會議室控制大廳主機(jī)程序(第1臺機(jī)器)編輯如下:
圖(29)
第2臺機(jī)器程序編輯如下:
圖(30)
ECS多臺機(jī)器級聯(lián)采用ATEIS-NET環(huán)網(wǎng)構(gòu)架,可同步傳輸48組獨(dú)立音頻信號,如如30,當(dāng)需要網(wǎng)絡(luò)輸出信號時,只需加入網(wǎng)絡(luò)模塊,項(xiàng)目中加入了NET Output A模塊,把StandardMixer的輸出1通過Net Output A模塊的通道1網(wǎng)絡(luò)輸出。那么第1臺機(jī)器接收,如圖29所示,只需加入Net input A模塊,并且對應(yīng)把Net input A模塊的1連線到機(jī)器1的輸出,通過這樣簡單的操作即可實(shí)現(xiàn)第2臺機(jī)器的聲音通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給第1臺機(jī)器。
2臺機(jī)器程序都編輯完成,在軟件中的Device Management中,在Design下方有“…”,鼠標(biāo)點(diǎn)擊,在彈出的選擇框中,第1臺機(jī)器ECS1選擇“ECS1”檔案,即圖29的程序,第2臺機(jī)器ECS2選擇“ECS2”檔案,即圖30的程序。
注意:老版本軟件“Design”,在新版軟件中對應(yīng)的名稱是“Name”,這里名稱不影響,記得為每臺機(jī)器對應(yīng)選擇程序即可。
圖(31)
5)切換到“Operation”選項(xiàng)卡,點(diǎn)擊“Compile”->“Store”把當(dāng)前檔案存儲到機(jī)器中,存儲過程中會提示“Do you want to turn on the audio after store?”這里選擇“是”存儲成功如圖(32)所示:
圖(32)
本項(xiàng)目還采用ATEIS的Mointor控制軟件實(shí)現(xiàn)可視化圖形界面的控制,操作方便,只要會使用電腦即可操作,軟件并設(shè)置有音量范圍調(diào)整等保護(hù)機(jī)制,即使誤操作也不會造成系統(tǒng)癱瘓,控制界面截圖如下:
圖(33)
圖(34)
圖(35)
附上江蘇省電力公司物資調(diào)配中心項(xiàng)目驗(yàn)收會議室圖片, 省公司物資部、物流中心有關(guān)人員全程陪同檢查,并陪同參觀了物資調(diào)配中心、供應(yīng)商服務(wù)大廳、周崗智能化倉庫,參加了國網(wǎng)公司組織的物資工作座談會。
圖(36)
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