Wie funktioniert das Produkt?

Willkommen zurück. Um zu verstehen, wie die AEC-Komponenten funktioneren,

schauen wir uns einmal an, was mit einem Audiosignal passiert,

das am Far-End begint und zum Near-End gesendet wird, und was AEC unternimmt,

um Echos zu vermeiden, bevor ein Signal zum Far-End zurückgeschickt wird.

Hier seht Ihr ein Diagramm des Audiosignals auf seinem Weg.

Ihr werdet es von außen nicht sehen,

aber die Echounterdrückung schickt das Signal durch viele Untersysteme,

wie adaptive Filter und einen adaptiven Algorithmus, Double-Talk Detection,

nichtlineare Verarbeitung, Geräuschunterdrückung, und Komfortgeräusch.

Fangen wir mit dem adaptiven Filter an.

Das Ziel von AEC ist es,

jeden Teil der Stimme des Far-End Teilnehmers vom Near-End Mikrofonsignal zu entfernen,

was alle direkten und indirekten Einflüsse des Near-End Lautsprechers beinhaltet.

Um diese Geräusche zu unterdrücken,

muss die AEC-Komponente wissen, wie diese Geräusche klingen könnten.

Wenn wir einen schrillen Ton über die Lautsprecher abspielen, wie ein lauter Klick oder ein Schuss,

könnten wir das Signal, das am Mikrofon ankommt,

aufnehmen und bekommen eine Aufnahme, die so aussieht.

Der erste Peak ist der Direkte Weg des Geräuschs vom Lautsprecher zum Mikrofon,

alle anderen Spitzen repräsentieren die Reflexionen im Raum - je länger das Signal braucht,

um ins Mikrofon zu kommen, desto gedämpfter wird es auf dem Weg.

Dieses Bild kennt man unter dem Namen Raumimpulsantwort oder Room Impulse Response,

und es ist eine Aufzeichnung dessen, was mit einem Ton passiert, der aus dem Lautsprecher kommt.

Die Room Impulse Response wird benutzt, um den Finite Impulse Response - oder FIR - Filter,

hier im adaptiven Filter als Teil des AEC-Systems, zu erstellen.

Wenn ein Signal vom Far End kommt,

geht es sowohl an die Near-End Lautsprecher als auch an den adaptiven Filter.

Der FIR Filter wird auf das ankommende Signal angewendet, um eine Vorhersage zu bekommen,

wie ein Ton klingen wird, wenn er das Mikrofon erreicht.

Das Geräusch wird dann digital vom Signal der Near-End Mikrofons abgezogen - das Ergebnis sollte Stille sein.

Die Magie dahinter ist, dass durch diese Subtraktion keine anderen Geräusche im Mikrofonsignal betroffen sind,

wie die Stimme des Near-End Teilnehmers,

sodass der Teilnehmer Far-End eine kristallklare Unterhaltung ohne seine eigenen Echos hören kann.

Wie auch immer, ein grundlegendes Problem mit disem Modell ist,

dass sich die Raumimpulsantwort ständig ändert.

Immer wenn sich eine Tür öffnet, sich jemand hinsetzt,

oder ein Schmetterling mit seinen Flügeln schlägt, ändert sich die Oberfläche des Near-End-Raums,

der dann die Reflexionen des Lautsprechers ändert, die dann wiederum die Room Impulse Response ändern.

Es ist auch keine gute Idee, ständig Laute Töne abzuspielen, um diese Änderungen aufzuzeichnen.

Stattdessen wird ein adaptiver Algorithmus verwendet, um den Filter ständig upzudaten,

indem das Ergebnis der Subtraktion überwacht und der Filter dementsprechend ständig angepasst wird,

bis das Ergebnis nahezu bei Null, oder Stille, liegt, wenn möglich.

Dieser adaptive Algorithmus läuft ständig und versucht,

den Filter mit der dynamischen Raumimpulsantwort abzugleichen.

Er kann seine Aufgabe aber nur erfüllen,

wenn der Teilnehmer Far End spricht und die Teilnehmer Near End still sind.

Das ist der einzige Zeitraum, in dem das Mikrofonsignal nach der Subtraktion Null ergeben würde.

Wenn der Teilnehmer Far End nicht spricht, gibt es nichts zu messen,

und wenn Near End spricht, gibt es zusätzliche Signale, sodass das Ergebnis nicht Null sein kann.

Das ist eine Aufgabe für dern Double-Talk Detector, oder DTD.

Der DTD überwacht sowohl Far End als auch Near End und bestimmt, ob jemand spricht.

Wenn Far End spricht und Near End nicht, dann erlaubt er dem adaptiven Algorithmus,

den adaptiven Filter an die Room Impulse Response anzupassen.

In jedem anderen Fall verhindert der DTD, dass der adaptive Algorithmus aufgerufen wird.

Sobald alle von diesen Filtern und Algorithmen auf das Signal angewendet wurden,

muss es trotzdem noch diverse Prozesse durchlaufen bevor es zurück zum Far End Teilnehmer geschickt wird.

Zuerst geht es durch einen nichtlinearen Prozessor, kurz NLP.

Weil es schwierig ist, den FIR-Filter komplett an die Room Impulse Response anzupassen,

gibt es immer noch einen kleinen Teil an Echosignal.

Der nichtlineare Prozessor analysiert das Signal durchgehend, um festzustellen,

ob es besonders aus Near-End Signalen oder Far-End Echos besteht.

Er lokalisiert die Stellen, die nur aus Echo bestehen, und dämpft diese ab.

Die verbleibenden Echos sind unter dem Near-End Signal nicht mehr hörbar.

Als nächster Schritt kommt die Geräuschunterdrückung, kurz NR.

Die Geräuschunterdrückung entfernt Umgebungsgeräusche,

indem sie ständig auf die Grundgeräusche im Raum achtet und diese vom Signal abzieht.

Dadurch hört der Far End Teilnehmer Eure Stimme, aber nicht die Klimaanlage,

den Wind oder die Rasenmäher vor dem Fenster, oder auch die landende Alienarmee.

Ihr könnt den Grad der Geräuschunterdrückung in Eurem AEC Control Panel einstellen

und mit diesem Knopf aktivieren oder deaktivieren.

Abschließend kommt der Komfortgeräuschblock, ein spezielles Feature des Q-SYS AEC Systems.

Nachdem das Signal durch den nichtlinearen Filter und die Geräuschreduzierung gegangen ist,

sollte der Far End Teilnehmer den Near End Teilnehmer hören und alle andere ist still.

Zu still. Wenn der Near End Teilnehmer zu sprechen aufhört, wird die Leitung so still,

dass man den Eindruck haben könnte, dass die Verbindung unterbrochen wurde.

Im Prinzip ist das eine Folge davon, dass der AEC so gut arbeitet.

Das klingt jetzt recht komisch ... wenn zwischen den Stimmen absolute Stille herrscht, oder?

Deshalb kann 'Comfort Noise' hinzugefügt werden, ein künstliches Low-Pass Geräuschsignal,

das dafür sorgt, dass es so klingt, als wäre immer noch eine Verbindung vorhanden, wenn keiner spricht.

Ihr könnt die Stärke des Comfort Noise Signals im Control Panel einstellen.

Die einzigen Funktionen, die es jetzt noch gibtm, sind ein Master Bypass um Euer AEC abzuschalten,

und das 'Echo Return Loss Enhancement Meter', das Euch zeigt,

um welchen Wert, in Dezibel, die Far End Echos gedämpft wurden.

Der Absolute Wert dieser Anzeige variiert in Abhängigkeit der Entfernung zwischen Lautsprechern

und Mikrofonen, aber sie sollte Euch eine Ahnung davon geben, wie gut Euer AEC arbeitet.

Das ist also, was in dieser magischen Box vor sich geht -

worum Ihr Euch zum Glück aber keine Gedanken machen müsst.

Alles, was Ihr zu tun habt, ist, sicherzugehen, dass die richtig angeschlossen ist und sie vergessen.

Im Gegensatz zu vielen anderen Produkten am Markt,

ist die Q-SYS Echounterdrückung automatisch als Teil der Deisgner Software dabei -

es braucht keine zusätzliche Hardware und kostet keine zusätzlichen Gebühren.

Sie ist einfach Teil des Q-SYS Pakets.

Im nächsten Teil schauen wir uns die Verbindung mit der Softphone-Komponente an,

um ein Telefonkonferenzsystem zu erstellen, also, macht weiter, wenn Ihr dazu bereit seid.