VoIP回声消除器设计及算法研究
VoIP 回声消除器设计及算法研究
李 挥,林茫茫,胡海军,田 欢
(北京大学深圳研究生院,广东深圳518055)
摘 要: 本文提出了一种与线性预测编解码器相结合的新声学回声消除器,由去相关可变步长的NLMS 自适应
算法和基于回声路径失配方差的双端通话检测算法所组成.Matlab 仿真结果表明,与Gordy 所提出的回声消除算法相比,本文提出的算法在双端通话和回声路径改变时判别更准确,收敛速度更快;在收敛状态时,ERLE 值平均提高了15dB ,失调误差平均降低了10dB ,具备更好的回声消除性能.
关键词: 声学回声消除;双端通话检测;去相关;线性预测中图分类号: TN911.72 文献标识码: A 文章编号: 0372-2112(2007)09-1774-05
A VoIP Echo C an celler Design and Algorithm Study
LI Hui ,LI N Mang -mang ,HU Hai -jin ,TIAN Huan
(Shenzhen Gr aduate Sc hool ,Peki ng Unive rs ity ,Shenzhen ,Guangdong 518055,C hina )
Abstract : This paper presents a new acou stic echo canceller combined with the linear predictive speech coders ,which in -cludes an adaptive FIR (Finite Impulse Response )filter employing the variable step -size de -co rrelation NLMS (No rmalized Least Mean Square )algorithm and a double -talk detector based on the variance of echo -path mismatch .The simulation results conducted by Matlab demonstrate that the proposed algorithms have better echo cancellation perfo rmances compared with the echo cancellation algo rithms propo sed by Gordy .It detects more correctly in both double -talk and echo -path change ,converges faster and achieves an average 15dB hig her ERLE and 10dB lower misalignment du ring co nvergence .
Key words : acou stic echo cancellation (AEC );double -talk detection (DTD );de -correlation ;linear predictive
1 引言
VoI P (Voic e over Internet Pr otocol )是指利用因特网实
现语音和各种数据业务集成传输的一种新兴网络技术.与传统电话相比,VoI P 电话具有通话成本低廉、占用带宽小、能提供各种多媒体服务等优点,是当今计算机网络和通信领域研究的热点.由于其基于分组交换技术,I P (Internet Pr otocol )网络存在的数据丢包、延迟和抖动造成其服务质量(Quality of Ser vice ,QoS )得不到保证.在VoI P 电话中,由于听筒扬声器播放出来的声音被话筒拾取后发回远端,加上网络和数据处理等各种延迟的影响,使得远端通话者能听到自己的回声,严重影响了通话的质量.因此,控制和消除回声是VoIP 电话的技术关键.
在VoIP 电话中,一般采用声学回声消除器来抵消通话过程中产生的回声,以提高语音质量.一个基本的回声消除器包含两部分:自适应滤波器和双端通话检测器.自适应滤波器通过自适应地模拟回声路径来消除回
声,其性能决定着回声消除的效果.在实际应用中,自适应滤波器采用最多的是NL MS 算法及对其改进的各种
算法,原因是NL MS 算法简洁,复杂度低[1].但是,NL MS 算法具有一个致命的弱点,就是当输入信号是象语音等相关性很强的信号时,算法的收敛速度会显著降低,从而影响回声消除的质量.因此,各种去相关的方法也相应提出[2～7],有效地提高了NL MS 算法的收敛速度.Gor dy [1]
提出了一种与线性预测语音编解码器相结合的去相关方法,显著降低了传统去相关方法需要不断地计算和更新去相关滤波器系数所带来的额外计算量.但是,与NLMS 算法一样,它基于输入信号的瞬时能量来计算步长,必然会带来稳态失调误差的随机波动,从而会影响算法的性能[7～10].
双端通话检测器通过判断近端语音的存在来控制自适应滤波器的系数更新,以避免自适应滤波器在Double -talk 情况时变得发散.现有的Double -talk 检测算法可分为三类:基于能量的检测、基于相关性的检测和基于回声路径的检测.基于能量的检测算法简单,复杂
收稿日期:2006-06-18;修回日期:2007-06-28
基金项目:国家自然科学基金(No .60572042);国家高技术研究发展863计划(No .2007AA01Z218)
第9期2007年9月电 子 学 报ACTA ELECTRO NICA SINICA Vol .35 No .9
Sep . 2007
度低,但在低信噪比的情况下误判率高;基于相关性的检测判断较为准确,但其计算复杂度太高;基于回声路
径的检测复杂度稍低,但其在回声路径改变时容易误判.其中回声路径冲激响应方差(Variance I mpulse Re -sponse ,VIRE )[11]
检测算法具有较低的计算复杂度,并且通过遗忘因子的调节避免了对于回声路径改变时的敏感性.但由于其检测过程基于滤波器系数的波动,在自适应滤波器未收敛时,极容易发生误判.并且其检测阈值过小,实际中不易选取.
为了更好地解决上述问题,本文提出了一种归一化去相关的步长控制方法以及一种基于回声路径失配方差的双端通话检测方法,显著地提高了去相关NLMS 算法的收敛速度并减小了稳态失调误差,有效地提高了检测性能,从而设计了一个与VoIP 中广泛应用的线性预测语音编解码器相结合的声学回声消除器.
2 声学回声消除器
2.1 声学回声消除器结构
图1为本文设计的新声学回声消除器结构.解码器
接受来自网络端的比特流,解码成远端参考信号x (n ).x (n )通过回声路径H 产生实际回声y (n ),与近端语音v (n )相叠加后成为近端期望信号d (n ).自适应滤波器不断地调整系数w (n ),以产生估计回声路径 H (n ).将估计回声 y (n )从近端信号d (n )中减去,得到误差信号e (n ),并发送至远端.同时,从解码的过程中可以直接提取短时激励信号u (n )和用于对误差信号进行去相关的线性预测系数a i (n ).短时激励信号u (n )作为x (n )的去相关信号,e f (n )作为e (n )的去相关信号,分别输入到自适应滤波器的NL MS 控制和步长控制模块以及双端通话检测器中.步长控制模块自适应地控制步长因子,NL MS 控制器控制自适应滤波器的滤波过程.双端通话检测器通过判断Double -talk 情况的存在,控制自适应滤波器系数和步长的更新
.
2.2 自适应滤波算法及原理
线性预测编码(Linear Predictive Coding ,L PC )是最基本的参数编码方式,并由此衍生出各种混合编码模型,是目前绝大部分中低速率编码器的基础.VoIP 中为了
以较低的比特率传输可接受质量的语音,一般采用基于L PC 原理的语音编码器来满足此需求[1,12].
传统的去相关NL MS 算法通常采用FIR 滤波器对输入信号进行去相关预处理以减弱其相关性,但这种方法在每个采样点都需要不断地计算和更新去相关滤波器系数,去相关系数的计算和去相关预处理给自适应算法带来了巨大的计算量,因而降低了算法性能.
根据语音的线性预测原理,LPC 编码实际上是通过对语音之间的短时相关性和长时相关性进行去相关处理后,得到一组LPC 系数的过程.因此,通过提取LPC 编码器解码过程中所产生的LPC 系数,可以用来对输入信号进行去相关处理,从而避免了传统去相关方法所带来的庞大计算量.
Gor dy 据此提出了与LPC 编解码器相结合的去相关NL MS (FxNLMS )算法,算法可简要描述如下[1]:
H (n +1)= H (n )+μ
β+U T
(n )U (n )
e f (n )U (n )(1)其中,
U (n )=[u (n ),u (n -1),…,u (n -N +1)]T (2)
e f (n )=e (n )-∑M
i =1
a i (n )
e (n -i )(3)
在式(1)中,μ为控制失调的初始步长,β为避免
U T (n )U (n )过小导致步长值太大而设置的参数.式(3)为对e (n )进行去相关预处理,M 为LPC 合成滤波器阶数,也即去相关滤波器阶数.在CELP (Code Excited Linear Predic tion )编码器中,一般为10.
与传统的NL MS 算法相比,FxNL MS 算法的收敛速度有明显的提高,但其对步长因子μ的调节仍不太理想.与NLMS 算法一样,它基于输入信号的瞬时能量来计算步长,以误差信号的瞬时值代替最陡梯度法中的期望值,必然会带来稳态失调误差的随机波动,影响自适应滤波器的稳定性[5,13].
因此,通过自适应地控制步长,可以增加NL MS 算法的稳定性.然而最优步长的选取和输入信号向量的特征值密切相关,尤其是在时变的系统当中很难做到.
为了更好地解决这个问题,可采用梯度下降法[9,10,13]来控制步长,其原理是:步长的改变和均方误差的梯度成反比例,即:μ(n )=μ(n -1)-ρ2 e 2(n ) μ(n -1)
=μ(n -1)+ρ·e (n )e (n -1)X (n -1)X T (n )(4)其中,ρ为控制梯度的较小的正常数.令Υ(n )=e (n )
X (n ),可得
μ(n )=μ(n -1)+ρΥ(n -1)ΥT
(n )(5)
当步长过大时,算法变得不稳定;当步长过小时,其收敛速度变慢.为了使步长在一定范围内取值,可对
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第 9 期李 挥:VoIP 回声消除器设计及算法研究
其设一上、下限值.为避免近端语音存在时,e(n)变大而导致步长变化过快,此时应停止步长更新.
然而,可变步长算法的性能仍然受输入信号自相
关性的影响,为了获得更快的收敛速度和更低的失调误差,可对(4)式中的输入信号X(n)及e(n)进行去相关及归一化处理,可得:
J(n)=U(n)/ β+U T(n)U(n)」(6)上式为对U(n)进行归一化处理,令G(n)=e
f
(n)·J(n),代入式(5)可得
μ(n)=μ(n-1)+ρG(n-1)G T(n)(7)当μ(n)>μmax时,μ(n)=μmax;当μ(n)<μmin时,μ(n) =μmi n.μma x和μmi n为μ的上下限值.
以G(n)及式(7)代入式(1),可得新的可变步长、去相关的NL MS算法(FxVsNL MS):
H(n+1)= H(n)+μ(n)G(n)(8) 2.3 双端通话检测算法及原理
回声路径失配即为实际回声路径冲激响应与估计回声路径冲激响应之间的差别,回声路径失配方差的检测基于与VIRE算法相似的检测原理.VIRE算法简单,具有非常低的计算量.但VIRE的检测过程基于自适应滤波器系数的波动,在滤波器未收敛时,极容易发生误检,从而使得自适应滤波器更加难以收敛,导致检测错误的恶性循环;并且其检测阈值太小,通常在10-5以下,在实际中难以选取[11].
仿真表明,在自适应滤波器未收敛时,失配系数的波动比滤波器系数的波动更能可靠地反映近端语音的存在对回声消除器性能的影响.通常使用失配系数最大值的方差来判断近端语音的存在.如果方差超过阈值,便认为发生了Double-talk.令回声路径的失配Δh(n)=H- H(n).检测过程如下:
γ(n)=max[Δh(n)](9)γ(n)=η·γ(n-1)+(1-η)·γ(n)(10)ξ(n)=σ2γ(n)=η·σ2γ(n-1)+(1-η)·[γ(n)-γ(n)]2
(11)其中,遗忘因子η∈[0.9,1).式(9)求Δh系数的最大值;式(10)为求γ(n)的平均值,式(11)为求γ(n)的方差.
误差信号可以表示为:
e(n)=Δh T(n)X(n)+v(n)(12)求X(n)和e(n)之间的互相关系数向量
r x e=E[X(n)e(n)]=E X(n)X T(n)Δh+X(n)v(n)」=R X XΔh(13)
其中,R
XX
=E[X(n)X T(n)]为X(n)的自相关矩阵, v(n)与X(n)不相关.
由上式可得,
Δh(n)=R-1X X r xe(14)
当近端语音v(n)不存在时,ξ(n)
自相关矩阵R
X X
及其求逆过程的计算量太大,实际应用中是不允许的.当X(n)为白化(去相关)的信号时,有R XX=σ2x I,I为单位阵[12],σ2x为X(n)的方差.因此,通过对X(n)和e(n)自适应地去相关,可以显著降
低R-11
X X
的计算量.由上节可知,x f(n)=u(n),e f(n)由式(3)求得.
所以,
Δh=R-1X X r xe=r x
f
e
f
/σ2x
f
(15)
由式(13)可知,当v(n)=0时,r
x
f
e
f
中的系数变化较
小,γ(n)的变化较为平缓.当v(n)≠0时,r
x
f
e
f
中的系数将剧烈振荡,使得γ(n)迅速上升.因此,可通过计算在无双端通话时,σ2γ的期望值来获得一个近似的阈值T,即:T=Eσ2γ(n)μ(n)<μmax」,这里假设当μ(n)<μmax时,近端语音不存在.
对于互相关向量r
x
f
e
f
,方差σ2x
f
通常可用遗忘因子λ来估计,λ∈(0.9,1).如下:
r x
f
e
f
(n)=λ·r x
f
e
f
(n-1)+(1-λ)·X f(n)e f(n)(16)σ2x
f
(n)=λ·σ2x
f
(n-1)+(1-λ)·x2f(n)(17) 2.4 算法复杂度分析
新的回声消除算法利用与LPC声码器相结合的优点,通过从解码过程中提取LPC系数和短时激励信号,显著地降低了自适应算法和双端通话检测算法的计算量.
自适应算法部分:与Gordy所提出的FxNL MS算法相比[1],本文提出的FxVsNL MS算法增加了自适应的步长控制模块;即在每个采样点,对步长因子的更新增加了3N次乘法.
双端通话检测部分:与文[12]中Gordy所提出的FxNCR(去相关的归一化互相关)算法相比,当采用遗忘因子计算时,本文提出的FxEP M(去相关的回声路径失配)算法在每个采样点减少了N次乘法.在算法的硬件实现上,FxEPM避免了FxNCR中的求平方根运算,而且所需的内存空间也大为降低.与文[11]中提出的VIRE 算法相比,FxEPM算法增加了互相关向量的计算过程,即在每个采样点,计算量增加了N次乘法.
若将FxNLMS算法与FxNCR算法结合起来,组合成一个完整的回声消除器(Fx NL MS-Fx NCR),则本文提出
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的回声消除器(FxVsNL MS -FxEPM )在结构上减少了一个去相关滤波器,在运算量上还减少了在每个采样点都
需要对期望信号d (n )去相关及求其方差的过程.
3 仿真结果及分析
3.1 仿真方法
在仿真的过程中,我们结合IT U -T G .729标准[15]来实现该算法,并且修改了G .729参考代码以提取短时激励信号u (n )和LPC 合成滤波器系数a i (n ).回声路径的冲激响应长度为N =800;步长初值μ=0.025;阈值T =0.28.各因子ρ=0.01,α=0.01,η=0.999.衡量算法性能的参数如下[11]:
(1)回声返回损耗增益值ERLE (Echo Return Loss Enhancement ),反映的是原回声信号与剩余回声残差的比值,也即回声抵消量.ERLE 值越高,表明回声消除性能越好.
erlen (n )=10lg {E y 2(n ) /E r 2(n ) }
(18)
(2)失调(Misalignment ),也称为系统距离(System
Distance ),反映的是回声消除器中自适应FIR 滤波器的冲激响应 H (n )对真实回声路径H 的逼近程度.失调值DIST 越低,表明自适应滤波器收敛性能越好.dist (n )=10lg {‖ H (n )-H ‖2
/‖H ‖2
}(19)
3.2 仿真结果
仿真所用的语音样本为Matlab7.1中所带的采样率f s =8000,单声道16位的标准语音样本(时长32s ),背景噪声为-60dB 的高斯白噪声,如图3所示.图2为仿真过程中所用的回声路径冲激响应H 1,H 2.算法性能的仿真对比如下:本文所提出的Fx VsNLMS -FxEP M 算法,Gordy 提出的FxNLMS -FxNCR 算法,以及普通NL MS -Geigel 算法[11]
.VIRE 算法因其检测阈值过小,在实际中
难以实施[11]
,故本文没有采用
.
图3为在Double -talk 和回声路径改变情况下,各Double -talk 算法检测的对比图.其中,`1'表示有Double -talk 发生,`0'表示无.在第16秒时,回声路径由H 1变
为H 2.从图中可以看出,本文所提出的Double -talk 算法
FxEP M 检测准确,且对回声路径改变不敏感;而FxNCR 和Geigel 算法均有较严重的误报和漏报情况发生.
图4(a )为无Double -talk 发生时,针对回声路径H 1
仿真所得到的ERLE 值与失调值对比图.从图中可以看出,本文所提出的FxVsNL MS 算法在ERLE 值与失调值方面远优于普通NL MS 算法以及FxNL MS 算法.
图4(b )为与图3相对应的ERLE 值与失调值对比图,仿真中考虑了Double -talk 检测的响应时间问题[12].从图中可以看出,本文所提出的回声消除算法FxVsNL MS -FxEPM 远优于以上两种算法,而Fx NL MS -FxNCR 算法则由于在Double -talk 时的漏检,而趋于发散,性能差于普通NLMS -Geigel 算法.
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第 9 期李 挥:VoIP 回声消除器设计及算法研究
4 结论
声学回声消除在VoIP语音通信中起着非常重要的作用.针对VoIP网络的语音编解码器普遍基于线性预测原理的特点,本文提出了一种与声码器相结合的新声学回声消除器,并将其应用在笔者所设计的Linux下的VoIP软件终端里.在一个开放的语音环境下,对其进行了双端通话试验,获得了理想的通话效果.该回声消除器适用于采用线性预测编码技术的VoIP语音通信和移动通信终端,具有较广的应用前景.
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作者简介:
李 挥 男,1964年2月出生于广东省潮
州市,现为北京大学深圳研究生院信息工程学院
副教授,硕士生导师.主要研究方向:通信系统及
芯片设计、宽带交换.在国内外发表学术论文30
余篇.E-mail:huilihuge@https://www.wendangku.net/doc/4d1865848.html,
林茫茫 男,1982年4月出生于湖南省岳阳
市,硕士研究生.研究方向:VoIP技术及应用.
E-mail:vastlin@163.co m
胡海军 男,1979年4月出生于湖北省浠水县,硕士研究生.研究方向:信号处理与芯片设计.
田 欢 男,1981年6月出生于湖南省益阳市,硕士研究生.研究方向:嵌入式软件开发与VoIP应用.
1778 电 子 学 报2007年
解密回声消除技术汇总
因为工作的关系，笔者从2004年开始接触回声消除(Echo Cancellation)技术，而后一直在某大型通讯企业从事与回声消除技术相关的工作，对回声消除这个看似神秘、高端和难以理解的技术领域可谓知之甚详。 要了解回声消除技术的来龙去脉，不得不提及作为现代通讯技术的理论基础——数字信号处理理论。首先，数字信号处理理论里面有一门重要的分支，叫做自适应信号处理。而在经典的教材里面，回声消除问题从来都是作为一个经典的自适应信号处理案例来讨论的。既然回声消除在教科书上都作为一种经典的具体的应用，也就是说在理论角度是没有什么神秘和新鲜的，那么回声消除的难度在哪里？为什么提供回声消除技术（不管是芯片还是算法）的公司都是来自国外？回声消除技术的神秘性在哪里？ 二、回声消除原理 从通讯回音产生的原因看，可以分为声学回音（Acoustic Echo）和线路回音（Line Echo），相应的回声消除技术就叫声学回声消除（Acoustic Echo Cancellation，AEC）和线路回声消除（Line Echo Cancellation, LEC）。声学回音是由于在免提或者会议应用中，扬声器的声音多次反馈到麦克风引起的（比较好理解）；线路回音是由于物理电子线路的二四线匹配耦合引起的（比较难理解）。 回音的产生主要有两种原因： 1．由于空间声学反射产生的声学回音（见下图）： 图中的男子说话，语音信号（speech1）传到女士所在的房间，由于空间的反射，形成回音speech1(Echo)重新从麦克风输入，同时叠加了女士的语音信号（speech2）。此时男
子将会听到女士的声音叠加了自己的声音，影响了正常的通话质量。此时在女士所在房间应用回音抵消模块，可以抵消掉男子的回音，让男子只听到女士的声音。 2．由于2-4线转换引入的线路回音（见下图）： 在ADSL Modem和交换机上都存在2-4线转换的电路，由于电路存在不匹配的问题，会有一部分的信号被反馈回来，形成了回音。如果在交换机侧不加回音抵消功能，打电话的人就会自己听到自己的声音。 不管产生的原因如何，对语音通讯终端或者语音中继交换机需要做的事情都一样：在发送时，把不需要的回音从语音流中间去掉。 试想一下，对一个至少混合了两个声音的语音流，要把它们分开，然后去掉其中一个，难度何其之大。就像一瓶蓝墨水和一瓶红墨水倒在一起，然后需要把红墨水提取出来，这恐怕不可能了。所以回声消除被认为是神秘和难以理解的技术也就不奇怪了。诚然，如果仅仅单独拿来一段混合了回音的语音信号，要去掉回音也是不可能的（就算是最先进的盲信号分离技术也做不到）。但是，实际上，除了这个混合信号，我们是可以得到产生回音的原始信号的，虽然不同于回音信号。 我们看下面的AEC声学回声消除框图(本图片转载)。
计算机网络系统设计方案
第九章计算机网络系统 本方案将涉及以下范围： 系统需求概述 网络设计原则 网络系统设计 网络设备选型 网络的安全性 9.1 系统需求概述 随着网络技术，信息通信领域的长足发展，网络经济，知识经济再不是IT 等高科技行业的专利，企业正利用其行业特点，汲取网络技术精华，努力创造着制造业的又一个春天。未来是美好的，但现实不可回避。大多数企业对电子商务的一般认识是电子商务能帮助企业进行网上购物、网上交易，仅是一种新兴的企业运作模式，比较适用于商业型企业、贸易公司、批发配送公司，孰不知电子商务已对传统的制造业形成了巨大冲击。 在这种形式下，面对企业规模的扩大，新厂区的启用，为了加强生产经营管理，提高企业生产水平和管理水平，使之成为领导市场的现代化企业，并为浙江生迪光电有限公司的长远发展提供更好的条件提出了网络系统建设方案。 对于景兴公司网络系统建设这样一个复杂的系统工程，在硬件、软件、网络等方面都提出了非常高的要求。作为系统运行的支撑平台，更是重中之重。计
算机网络系统、网络整体安全系统以及整个系统集成建设是否成功，变得尤其重要。 根据对企业的弱电设计以及与企业有关部门的深入沟通，结合我公司以往对企业系统实施的经验积累，我们认为，本次关于景兴限公司计算机网络核心系统的总体需求可以概括为： 1、实现企业的信息化管理，提高经济管理水平和服务质量，实现企业的经济效益与社会效益的同步增长。在此基础上发展企业的决策支持辅助信息系统，因此我们计算机网络核心系统也将紧紧围绕着这些应用展开。 2、建设机房与相应的网络系统。 3、建立比较完备的安全防护体系，实现信息系统的安全保障。 4、系统必须保持一定的先进性、可扩展性、高可用性、高稳定性、易维护性。 9.2 网络设计原则 （1）先进性与成熟性相结合 近年来信息技术飞速发展，用户在构建信息系统时有了很大的选择余地，但也使用户在构建系统时绞尽脑汁地在技术的先进性与成熟性之间寻求平衡。先进而不成熟的技术不敢用，而太成熟的技术又意味着过时和淘汰。本方案充分考虑了先进性与成熟性相结合。 （2）合理、灵活的体系结构 “结构先行”是构建任何系统的先例，信息系统也不例不断变化的情况下，调整适应,从长远角度来看，也可以提供很好的投资保护。
楼宇对讲回音消除解决办法
楼宇对讲回音消除解决方法 近年，随着大数据时代的来临，很多楼宇对讲系统也相应的进入改造行列。传统的双线四线制对讲慢慢地进入衰老淘汰期，新兴的以太网传输网络一遍火热。但是在改造的过程中工程师们也将面临着一个新的挑战——回音消除！ “回音”是通讯产品及配件在实际使用的过程中，时常遇到的问题。客观地说，无论模拟式通讯、还是数字式通讯，在使用过程中，都一定存在回音的现象。因此，回音消除器产品成为了通讯业至今不息的论题。 在设计一款“回音消除”产品、或者模块化电路的时候，设计人员首先要了解“回音”产生的机理，而后从实际的条件入手，选择适合的产品方案。以下所讨论的，仅限于视频会议行业常规的使用条件下的产品。 回音的产生，最早是人们在一个空旷的峡谷中喊话，会多次听到自己的声音，这种现象是“声学回音”，指声源产生后，声波在某个物体的表面得到发射，形成“二次声源”，如果声波得到多次的反射，就会形成在峡谷中喊话的效果了。中国北京天坛回音壁就是人为地采用了这种回音原理，建造出的历史景点。 在电话出现后，人们又发现，在通话过程中，会在一定的短暂延时之后，听到自己说的话。这种回音现象，我们称之为“网络回音”，特别是采用两线式的电话系统，在两条铜线上要承载双向的语音信号，在电波延时后，就会出现“二次信号”了。 通讯中的回音，如果造成“多谐波”，就会发生“自激啸叫”，影响通讯效果。但是在电话通讯中，一定水平的“网络回音”（侧音）是有利于通话双方的沟通感觉。 目前楼宇对讲中所讨论的回音，同时包含了电路的信号延时产生的侧音和会场环境造成的声学回音两种因素，以下主要是由于声学回音Acoustic Echo造成，在下图中，解释了产生的原因： 在通讯中，室内机用户和本端用户形成了通讯的环路（Loop），一个双向的通信线路组成了一个封闭的环路。 图中所示：室内机用户的语音信号经过话筒的采集后，以数据信号的方式通过通信线路传递到室外机设备，通过扬声器播放出来；播放出来的声音和室外机用户讲话的声音同时进入话筒，
企业网络工程设计方案
企业网络工程设计方案第一章网络系统设计概述 1.1项目背景 为了适应业务的发展和国际化的需要，积极参与国家信息化进程，提高管理水平，展现全新的形象，某厂准备建立一个现代化的机构内部网，实现信息的共享、协作和通讯，并和属下个部门互连，并在此基础上开发建设现代化的企业应用系统，实现智能型、信息化、快节奏、高效率的管理模式。 在本方案中，我们借鉴了大型高端网络系统集成的经验，充分利用当今最成熟、最先进的网络技术，对该信息网络系统的建设与实施提出方案。 1.2需求分析 为实现上述目标，可以把整个系统建设分成两个部分，即：网络平台建设和Internet/Intranet平台建设。 （1）网络平台是建立在结构化布线基础上的最基本的平台。可靠的网络平台是Internet/Intranet系统及应用系统正常运行的基础。网络平台的设计应包括局域网的设计、广域网的设计。 （2）Internet/Intranet平台包括Intranet、Internet和Extranet。三者的关系如图： Extranet Intranet Internet Internet/Intranet系统具有客户端单一界面、易于使用的特点。在中中国港湾建设总公司的平台建设中，Extranet部分对应于与各合作伙伴信息交流的相关部分。 网络系统主要是以光纤作为传输媒介、以IP 和Intranet技术为技术主体、以核心交换机为交换中心、下属部门信息网络系统为分节点的多层结构、提供与各种职能相关的、功能齐全、技术先进、资源统一的网上应用系统，进一步
可扩展成为多功能网络平台。 总体目标是建立该企业的办公业务信息网络交换平台，集成下属各部门信息网络系统，功能齐全、技术先进、集成化的网络系统。 （一）设计网络需求如下： (1) 信息的共享； (2) 公司管理； (3) 办公自动化； (4) 高速Internet 冲浪。 （二）企业办公网主干和信息点需求及分布 拟建的企业网络主要涉及到四幢建筑物：行政楼（含附近的门卫）、 生产车间（含附近的厂区办）、运输楼（含附近的工段办）。这四幢建筑物之间拟通过光缆连接。网络中心和机房设在行政楼内。信息点需求为：行政楼：801个（含门卫1个） 生产车间：364个（含厂区办4个） 运输楼：20个（全为工段办） 主干网接入全球互联信息网外接（Internet），各子网再接入主干通信网。主干网接入Internet的方式可是有线综合宽带网，速率可在100Mbps左右。主干为千兆光纤线路，其它线路为超五类双绞线。 （三）投资预算 要求投资在20万元以内，包括局域网设计（可利用原有宽带设备），交换机设备，综合布线等。 1.3编制依据 《计算机信息系统保密管理暂行规定》（国家保密局1988 年 2 月26 日印发） （国家保密局1999 年12 月29 《计算机信息国际联网保密管理暂行规定》 日印发） 《中国公众多媒体通信网技术体制》 《中国公众多媒体通信网工程实施技术要求》 IEEE 工业标准：802.1d，802.1p，802.1q，802.1x，802.3，802.3u，802.3z 支持路由协议：IP 的RIP v1/2，OSPF，BGP-4；IPX 的RIP 多址广播协议：IGMP，DVMRP，PIM-DM，PIM-SM 网络管理协议：SNMP，RMON，RMON2
基于自适应滤波的声学回声消除算法研究
太原理工大学硕士研究生学位论文 目录 题目...........................................................................................................................................I 摘要...........................................................................................................................................I ABSTRACT..............................................................................................................................III 目录.........................................................................................................................................VII 第一章绪论. (1) 1.1研究背景和意义 (1) 1.2研究现状 (2) 1.3本文的组织结构 (5) 第二章回声消除的基本知识与常用算法 (7) 2.1回声的分类 (7) 2.1.1电路回声 (7) 2.1.2声学回声 (8) 2.2AEC的基本原理 (9) 2.3自适应滤波器的基本原理 (10) 2.4回声消除常用算法 (10) 2.4.1LMS算法 (11) 2.4.2NLMS算法 (12) 2.4.3NSAF算法 (12) 2.5本章小结 (15) 第三章用于回声消除的变步长SC-MPNLMS频域分块算法 (17) 3.1算法结构 (18) 3.2SC-MPNLMS算法 (18) 3.3变步长SC-MPNLMS频域分块算法 (18) 3.3.1算法原理 (19) 3.3.2回声路径的产生 (23) 3.3.3算法复杂度分析 (24) 3.4仿真实验与结果分析 (24) VII
数据中心网络系统设计方案范本
数据中心网络系统 设计方案
数据中心高可用网络系统设计 数据中心作为承载企业业务的重要IT基础设施，承担着稳定运行和业务创新的重任。伴随着数据的集中，企业数据中心的建设及运维给信息部门带来了巨大的压力，“数据集中就意味着风险集中、响应集中、复杂度集中……”，数据中心出现故障的情况几乎不可避免。因此，数据中心解决方案需要着重关注如何尽量减小数据中心出现故障后对企业关键业务造成的影响。为了实现这一目标，首先应该要了解企业数据中心出现故障的类型以及该类型故障产生的影响。影响数据中心的故障主要分为如下几类： 硬件故障 软件故障 链路故障 电源/环境故障 资源利用问题 网络设计问题 本文针对网络的高可用设计做详细的阐述。 高可用数据中心网络设计思路
数据中心的故障类型众多，但故障所导致的结果却大同小异。即数据中心中的设备、链路或server发生故障，无法对外提供正常服务。缓解这些问题最简单的方式就是冗余设计，能够经过对设备、链路、Server提供备份，从而将故障对用户业务的影响降低到最小。 可是，一味的增加冗余设计是否就能够达到缓解故障影响的目的？有人可能会将网络可用性与冗余性等同起来。事实上，冗余性只是整个可用性架构中的一个方面。一味的强调冗余性有可能会降低可用性，减小冗余所带来的优点，因为冗余性在带来好处的同时也会带来一些如下缺点： 网络复杂度增加 网络支撑负担加重 配置和管理难度增加 因此，数据中心的高可用设计是一个综合的概念。在选用高可靠设备组件、提高网络的冗余性的同时，还需要加强网络构架及协议部署的优化，从而实现真正的高可用。设计一个高可用的数据中心网络，可参考类似OSI七层模型，在各个层面保证高可用，最终实现数据中心基础网络系统的高可用，如图1所示。
回声消除技术介绍
回声消除技术介绍 “在PBX或局用交换机侧，有少量电能未被充分转换而且沿原路返回，形成回声。如果打电话者离PBX或交换机不远，回声返回很快，人耳听不出来，这种情况下无关紧要。但是当回声返回时间超过10ms时，人耳就可听到明显的回声了。为了防止回声，一般需要回声消除技术，在处理器中有特殊的软件代码监听回声信号，并将它从听话人的语音信号中消除。对于IP电话设备，回声消除技术是十分重要的，因为一般IP网络的时延很容易就达到40～50ms。” 一、因特网语音通信中回声的特点 与传统电话相比，因特网上进行语音的实时传输，有其致命的弱点，那就是语音质量较差，影响因特网语音质量的因素是多方面的，最关键的因素之一是回声的影响。因此，要提高因特网的语音质量，就必须在因特网的语音传输过程中进行消回声的处理，也就是说，IP电话网关作为因特网的语音接入设备，几须具有回声的消除功能。由于因特网的语音传输是采用分组交换技术实现的一种全新的电信业务，传送的语音信号要经过编码、压缩、打包等一系列处理，这不仅造成回声路径的延迟较大，而且延迟抖动也较大。因此，在因特网的语音传输过程中，回声问题显得尤其突出，并具有如下特点。 1、回声源复杂 在传统电话系统中，存在着一种所谓的"电路回击"。该回声产生的主要原回是在系统中存在2-4线的转换。完成2-4转换的混合器因阻抗匹配，造成"泄漏"，从而导致了"电路回声"。从因特网IP电话网关的连接方式可以看出，IP电话网关一端连接PSTN，另一端连接因特网。 尽管电路回声产生于PSTN中，但同样会传至于IP电话网关，是因特网语音传输中的回声源之一，因特网语音传输中的第二种回声源是所谓的"声学回声"。声学回声是指扬声器播放出来的声音被麦克风拾取后发回远端，这就使得远端谈话者能听到自己的声音。声学回声又分为直接回声和间接回声。直接回声是指扬声器播放出来的声音未经任何反射直接进入麦克风。这种回声延迟最短，它与远端说话者的语音能量，扬声器与话筒之间的距离、角度、扬声器的播放音量以及话筒的拾取灵敏度等因素相关。间接回声是指扬声器播放的声音经不同的路径一次或多次反射后进入麦克风所产生的回声集合。因为周围物体的变动，例如人的走动等，都会改变回声的返回路径，因为这种回声的特点是多路径、时变的。另外，背景噪声也是产生回声的因素之一。 2、回声路径的延迟大 在因特网中的语音传输中，延迟来源有三种：压缩延迟、分组传输延迟和处理延迟。语音压缩延迟是产生回声的主要延迟，例如在G.723.1标准中，压缩一帧
网络的系统方案设计
网络系统设计方案
目录 一、综述........................................................................................... .. (2) 前言....................................................................................... (2) 布线系统的目标 (2) 系统设计原则及依据 (2) 二、项目要求和分析........................................................................................... .. (3) 项目概况 (3) 系统配置 (3) 楼层信息点分布 (3) 三、设计方案........................................................................................... (3) 方案设计概述 (3) 系统示意图 (4) 五大子系统 (4) 布线设计说明 (6) PDS管线说明 (7) 施工组织计划 (9) 五、系统的调测及验收 (10) 调试阶段 (10) 验收阶段 (10) 六、系统的维护与售后服务 (10) 维护 (10) 售后服务 (10) 七、材料清单及其报价 (10) 材料数量......................................................................................... .. (13) 报价清
VoIP声学回声消除算法研究.
VoIP声学回声消除算法研究 0 引言 近年来，VoIP(Voice over IP)技术及其业务的迅速发展，对传统的电信业务造成了巨大的冲击，与传统电话相比，IP电话以其网络带宽利用率高，通话成本低，可灵活地提供丰富的增值功能而备受市场青睐。然而，由于VoIP 的语音在与其他数据一起在网络中传输时要经过压缩、编码、打包等一系列处理，造成回声路径的延迟较大，延迟抖动也较大，严重影响了话音质量，阻碍了VoIP市场的拓展。因此，在VoIP终端上增加回声消除算法已成为必然。 1 声学回声消除技术的原理 1．1 声学回声产生原理 根据回声的产生原因，回声可以分为声学回声和电学回声两类。电学回声是由于电路阻抗不匹配造成的，通常影响比较小。随着消除回声技术的发展，当前回声消除研究的重点已由“电学回声”的消除转向了“声学回声”的消除。声学回声指设备的一部分声音信号回馈到同一设备的受话器，分为直接回声和间接回声。直接回声指扬声器的声音未经任何反射直接进入麦克风，这种回声延迟最短。间接回声是指扬声器播放的声音经不同的路径一次或多次反射后进入麦克风所产生的回声集合，其主要特点是回声路径冲激响应变化范围大，变化快，冲激响应持续时间长，一般在50~300 ms。这使得自适应建模滤波器的阶数很高，因而成为语音通信系统回声的主要难题。 1．2 声学回声消除的原理 自适应回声抵消的基本思想是估计回声路径的特征参数，产生一个模拟的回音路径，得出模拟回声信号，从接收信号中减去该信号，实现回声抵消。图1给出了单向传输的声学消回声器AEC的原理图。 图1中，y(n)代表来自远端的信号；r(n)是经过回声通道而产生的不期望的回声；x(n)是近端的语音信号；D口的近端信号叠加有不期望的回声。对消回声器来说，接收到的远端信号作为参考信号，消回声器根据由自适应滤波器产生回声估计值，将r1(n)从近端带有回声的语音信号减去，就得到近端传送出去的信号μ(n)=x(n)+r(n)-r1(n)。在理想情况下，经过消回声处理后，残留的回声误差e(n)=r(n)-r1(n)将为0，从而实现回音消除。 2 自适应回声消除算法理论 回声消除理论的难点是估计回声与近端输入信号之间的同步问题以及如何对双端讲话进行处理的问题，若这两个问题处理不好，就会造成滤波器的发散，不但不能消除回声，反而会引入更烦人的噪声。 2．1 双端话音处理与MDF算法结合 在NLMS算法中，假设输入近端背景噪声与远端信号均为白噪声，那么两信号间为时间无关的，因此可以求得最优步长因子： 式中：r(n)为残留回声的方差的估计值；e(n)为误差信号的方差的估计值。 但是用LMS／NLMS算法来进行语音信号的声学回声消除时，两信号时间
计算机网络系统设计方案
目录 第一章：前言 (1) 第二章：网络系统设计 (2) 2.1总体目标 (2) 2.2需求分析 (2) 2.3系统设计原则 (3) 2.4关键技术问题及解决 (4) 2.4.1网络可靠性方案 (4) 2.4.2如何提高网络传输性能 (5) 2.4.3VLAN划分 (5) 2.4.5VLAN之间的高速路由 (5) 2.4.6VLAN之间的安全及网络优先级控制 (6) 2.5网络结构设计 (7) 2.5.1网络骨干层设计 (8) 2.5.2用户接入层设计 (11) 2.5.3布线系统与网络系统的连接 (13) 第四章：安装、测试及验收 (14) 4.1系统安装与调试 (14) 4.2系统测试原理与方法 (14) 4.3硬、软件设备测试与验收 (15) 4.4系统集成测试与验收 (15)
第一章：前言 北京博达国际公共服务大楼共有地上裙楼4层，双主塔21层，地下2层，总建筑面积80090.62平方米。随着人们生活水平的提高和技术的迅速发展，网络使人们的思想观念从单一的封闭型工作、休息环境向集休息、娱乐、办公等于一体的开放式、智能型多功能工作、休息空间转变。通过公共信息查询系统，电子公告系统及时了解国内外大事以及建筑群的各种服务信息；通过高速的建筑群网络可以方便的进行购物、网上会议、网上聊天等活动，还可以直接进入INTERNET 网，以高于拨号上网的速度在万维网中畅游；使用户在建筑群内享受到高档成熟技术环境所带来的各种优质服务。 如要实现上述服务，就需建立一套现代化、高科技的信息网络系统，依靠综合数字交换设备，建立语音系统、数据通信系统、图象通信系统、有线电视系统等，使建筑物具有先进的通信能力。 我公司很高兴有机会参加北京博达国际公共服务大楼网络系统工程的研究讨论,在依据您们向我们提出的具体需求,现向您们递上我们的方案建议书。华埠特克公司非常重视参加北京博达国际公共服务大楼网络系统项目,并真诚地与北京博达国际公共服务大楼全面合作,提供我公司一流的技术与服务,使北京博达国际公共服务大楼网络系统的水平达到当今国际一流水准。
如何解决音频会议回声消除
如何解决音频会议回声消除 声学回声消除(AEC)是通过声音链路使房间内各个位置声音产生相关性的一种技术。只要是一个有多个房间同时参与的、无障碍的、全双工会议，并且会议话筒会拾取到音箱中的声音时，就需要用到AEC。 一、声学回声产生的原因 在一个典型的会议形式中(图1)，从房间B中通过电话线或者其他音频网络传输到房间A的声音，又通过音频网络传了回去。在房间B里的人就会听到了一个经过音频网络和房间A之后有了延时的自己的声音。如果人们在交谈时听到了自己的回声，那么就很容易被分散注意力，而且也很难有一个非常自然的交谈。对于有效的沟通来说，消除回声是非常重要的。 消除声学回声有许多种方法。有一种方法是在话筒和音箱之间加入选择开关，使它们不能同时启用(图2)。这样就打破了声音产生回声的信号通路。但它也破坏了交流，使会话的进行一点都不自然，因为听者必须等到另一端的发言人讲完。在这一系统中的声音是半双工的。这种方法通常用于对讲机系统和双通道广播，但是由于交流的自然性受到限制，所以最
好不要在音频会议系统中使用。 另一种方法是在物理上把音箱和话筒隔离开来。一个简单的例子就是电话的听筒。因为听筒中的小喇叭离人耳非常近，所以就可以把声音的电平做的很小，这样既能够听清楚又不会被话筒拾取到。因为在听筒的喇叭与话筒之间没有联结，所以在远端也就不会有回声。当然，为每个人配发听筒也就无法兼顾会议的自然交流和正常活动。 AEC已经成为会议系统中提供全双工音频的标准方法。AEC是通过消除或者移除本地话筒中拾取到的远端的音频信号来阻止远端的声音返回去的一种处理方法。这种音频的移除都是通过数字信号处理来完成的。 二、回声消除的工作原理 尽管回声消除是非常复杂的技术，但我们可以从简单的描述中来了解一下这种处理方法： 1、房间A的音频会议系统接收到房间B中的声音
网络系统设计方案
1.系统需求 项目的弱电系统总体设计要求是“理念先进、技术一流、经济实用和今后良好的扩展性”，满足用户的特殊要求，达到国家建设部智能化建筑的甲级标准并通过验收。项目中的计算机网络系统将为建筑内信息系统提供稳定、可靠、安全的信息流通环境。网络系统是xxxxx工程中的重要系统，它将作为多种应用系统的系统沟通平台，包括管理系统，业务系统等，因此网络系统应定位于提供高性能，高可靠的系统设计。 2.设计原则 ●可靠性 xxxxx工程的信息应用系统具有较高的可靠性要求，这决定了作为信息传输平台的网络系统也具有高度的可靠性。 ●高性能 网络中可能存在复杂多元的应用系统，如多媒体应用，办公自动化，专业应用等，对网络的负载能力要较高要求。 ●可扩展性和可升级性 目前xxxxx工程处于一期建设中，将来还将建设二级工程，网络系统将逐步扩大，同时随着应用系统的逐步完善，网络系统也将进行相应的扩展和升级，因此网络应具有良好的可升级扩展性。
●易管理、易维护 xxxxx工程中网络系统分布于多个建筑物中，同时网络系统中承载的应用系统重要性较高，因此网络系统需具有良好的可管理性，降低维护成本，放患于未然，保障业务系统的正常运行。 ●安全性 根据xxxxx工程业主的特殊定位，网络要求有极高的安全性要求。 3.总体设计 3.1主干技术选型 选择合理的网络主干技术对一个大型网络来说十分重要，它关系到网络的服务品质和可持续发展的特性。网络主干包括主干网设备之间及其与汇聚点核心设备之间的连接。 对于xxxxx工程，我们选择采用千兆以太网GE技术、相对于其他宽带主干技术，它和以太网，快速以太网有更好的兼容性，在园区网规模或中小型城域网中具有最高的性能价格比。 3.2局域网结构 采取何种网络结构和建筑分布，应用需求均有较大的关系。通常在大型网络的设计中，网络结构分为三层，即核心、分布和接入层。核心层提供网络的核心路由交换功能，分布层负责将接入层设备汇聚进入核心层，接入层提供提供终端用户的接入网络。每个层次的
计算机网络系统设计方案(华为)
第三章计算机网络系统设计方案 1.网络设计依据 标准与协议 IEEE802系列： IEEE802.1 IEEE802.1p IEEE802.2 IEEE802.3 IEEE802.3u IEEE802.3z IEEE802.1Q 网络协议： TCP/IP IPX/SPX 网管协议： SNMP agentV1(RFC1155-1157)/SNMP agentV2 RMON/ATMRMON Telnet TFTP，LEC，RFC1577Client SNMP MIBII(RFC1213) Bridge MIB(RFC1493) 802.1DSpanning-TreeMIB Ethernet MIB(RFC1398) 2.网络设计原则 多媒体技术的普及给Internet和Intranet提出了更高的发展要求。海军工程大学校园网络应建成一个以宽带技术为基础、提供多层次服务、支持多媒体应用的信息服务网络。 数据网建设是海军工程大学数字化校园工程项目重要组成部分，为学生、教师获取各种信息资源提供通信基础，为各种上层应用提供网络平台，在校园的信息化中发挥这重
要作用。 在网络的整体规划中，使用代表未来发展方向的技术，采取合理的建设步骤，最终建设一个高效、实用的校园网络，为学校的信息化建设打下坚实的基础。海军工程大学校园网络工程将是一个满足数字、语音、图形图像等多媒体信息，以及综合业务信息传输和处理需要的综合数字网，并能符合多种网络协议，体系结构符合国际标准或事实上的国际工业标准(如TCP/IP)，同时能兼容已有的网络环境。 根据海军工程大学校园网络建设目标和设计要求，和我们多年的系统集成经验，其校园网络总体设计遵循以下若干原则: （１）先进性: 从系统体系结构和网络系统基础结构方面均采用当前国内外先进的技术，同时，在设备选型方面考虑到技术的成熟性，采用主流机型，主流系统。 校园网络传输的信息量大，要求计算机网络具备高带宽的传输主干。随着将来用户的增加，网络也将面临多样化需求。 我们将在网络构架，硬件设备，协议选择，安全控制和网络管理等方面充分体现海军工程大学校园网络的先进性。 （２）可靠性： 我们从网络骨干线路的冗余备份、网络设备的冗余备份和电源冗余备份等方面来保证海军工程大学校园网络的可靠性。另外，还从以下几个方面来保障： 无差错运行：在网络设计中采用防干扰、防浪涌技术，在网络系统的配置中，严格遵循设备技术要求。 不间断运行：对关键的部件和设备均采用冗余备份设计，同时采用UPS电源系统，确保系统安全可靠的连续运行。 （３）开放性和扩充性 在设备选型上，选择业界著名厂商的产品，以提供更为完善全面的技术支持和售后服务。选择符合国际标准及业界流行成熟的工业标准的设备，以便对技术的未来发展提供保证。 系统结构配置，采用具有最佳升级途径的配置，一是结构合理，二是升级代价最小，保证系统具有良好的可升级性。 随着业务的发展，海军工程大学校园网络面临的任务将会愈来愈繁重，信息资源范
回声消除
回声消除 1.回声消除原理 从通讯回音产生的原因看，可以分为声学回音（Acoustic Echo）和线路回音（Line Echo），相应的回声消除技术就叫声学回声消除（Acoustic Echo Cancellation，AEC）和线路回声消除（Line Echo Cancellation, LEC）。声学回音是由于在免提或者会议应用中，扬声器的声音多次反馈到麦克风引起的（比较好理解）；线路回音是由于物理电子线路的二四线匹配耦合引起的（比较难理解）。 回音的产生主要有两种原因： 1．由于空间声学反射产生的声学回音（见下图）： 图中的男子说话，语音信号（speech1）传到女士所在的房间，由于空间的反射，形成回音speech1(Echo)重新从麦克风输入，同时叠加了女士的语音信号（speech2）。此时男子将会听到女士的声音叠加了自己的声音，影响了正常的通话质量。此时在女士所在房间应用回音抵消模块，可以抵消掉男子的回音，让男子只听到女士的声音。 2．由于2-4线转换引入的线路回音（见下图）：
在ADSL Modem和交换机上都存在2-4线转换的电路，由于电路存在不匹配的问题，会有一部分的信号被反馈回来，形成了回音。如果在交换机侧不加回音抵消功能，打电话的人就会自己听到自己的声音。 不管产生的原因如何，对语音通讯终端或者语音中继交换机需要做的事情都一样：在发送时，把不需要的回音从语音流中间去掉。 试想一下，对一个至少混合了两个声音的语音流，要把它们分开，然后去掉其中一个，难度何其之大。就像一瓶蓝墨水和一瓶红墨水倒在一起，然后需要把红墨水提取出来，这恐怕不可能了。所以回声消除被认为是神秘和难以理解的技术也就不奇怪了。诚然，如果仅仅单独拿来一段混合了回音的语音信号，要去掉回音也是不可能的（就算是最先进的盲信号分离技术也做不到）。但是，实际上，除了这个混合信号，我们是可以得到产生回音的原始信号的，虽然不同于回音信号。 我们看下面的AEC声学回声消除框图(本图片转载)。 其中，我们可以得到两个信号：一个是蓝色和红色混合的信号1，也就是实际需要发送的speech和实际不需要的echo混合而成的语音流；另一个就是虚线的信号2，也就是原始的引起回音的语音。那大家会说，哦，原来回声消除这么简单，直接从混合信号1里面把把这个虚线的2减掉不就行了？请注意，拿到的这个虚线信号2和回音echo是有差异的，直接相减会使语音面目全非。我们把混合信号1叫做近端信号ne，虚线信号2叫做远端参考信号fe，如果没有fe这个信号，回声消除就是不可能完成的任务，就像“巧妇难为无米之炊”。 虽然参考信号fe和echo不完全一样，存在差异，但是二者是高度相关的，这也是echo 称之为回音的原因。至少，回音的语义和参考信号是一样的，也还听得懂，但是如果你说一
网络安全设计方案
网络安全设计方案 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
某市政府网络系统现状分析 《某市电子政务工程总体规划方案》主要建设内容为：一个专网(政务通信专网)，一个平台(电子政务基础平台)，一个中心(安全监控和备份中心)，七大数据库(经济信息数据库、法人单位基础信息数据库、自然资源和空间地理信息数据库、人口基础信息库、社会信用数据库、海洋经济信息数据库、政务动态信息数据库)，十二大系统(政府办公业务资源系统、经济管理信息系统、政务决策服务信息系统、社会信用信息系统、城市通卡信息系统、多媒体增值服务信息系统、综合地理信息系统、海洋经济信息系统、金农信息系统、金水信息系统、金盾信息系统、社会保障信息系统)。主要包括： 政务通信专网 电子政务基础平台 安全监控和备份中心 政府办公业务资源系统 政务决策服务信息系统 综合地理信息系统 多媒体增值服务信息系统 某市政府中心网络安全方案设计 安全系统建设目标 本技术方案旨在为某市政府网络提供全面的网络系统安全解决方案，包括安全管理制度策略的制定、安全策略的实施体系结构的设计、安全产品的选择和部署实施，以及长期的合作和技术支持服务。系统建设目标是在不影响当前业务的前提下，实现对网络的全面安全管理。 1)将安全策略、硬件及软件等方法结合起来，构成一个统一的防御系统，有效阻止非法用户进入网络，减少网络的安全风险； 2)通过部署不同类型的安全产品，实现对不同层次、不同类别网络安全问题的防护； 3)使网络管理者能够很快重新组织被破坏了的文件或应用。使系统重新恢复到破坏前的状态。最大限度地减少损失。 具体来说，本安全方案能够实现全面网络访问控制，并能够对重要控制点进行细粒度的访问控制；
声学回声消除算法研究
收稿日期:2004-01-06 作者简介:费璐璐(1978— ),女,北京人,在读硕士.文章编号:1672-2477(2004)01-0024-04 声学回声消除算法研究 费璐璐,王华斌 (华东师范大学电子系,上海 200062) 摘要:在回声消除中,自适应滤波是核心,而滤波器系数的更新又是自适应滤波的核心.在声学回声消除领域, 滤波器系数的更新最常使用的算法是LMS 算法,目前针对LMS 算法有两种改进算法,即NLMS 和NBLMS 算法.基于TI 公司的DSP 芯片的硬件资源特点来比较NLMS (Normalized LMS )和NBLMS (Normalized Block Update LMS )算法,为消除声学回声提供选择依据. 关 键 词:声学回声消除;NLMS 算法;NBLMS 算法;TMS320VC5402;DSK 中图分类号:TP301 文献标识码:A 在远程会议系统、车载电话和语音IP 技术中(Voice Over IP ),往往出现语音质量较差的情况.其因素是多方面的,但最关键的因素之一是回声的影响,因此回声消除对提高话音传输质量至关重要.随着回声消除技术的发展,当前回声消除研究的重点,已由“电路回声”的消除转向了“声学回声”的消除.TMS320VC5402是TI 公司生产的从属于TMS320C54x 系列的一个工作灵活、高速、具有较高性价比、低功耗的16位定点通用DSP 芯片,目前它在语音处理方面得到广泛应用.本文基于TMS320VC5402的硬件特点,对NLMS 算法和NBLMS 算法进行比较研究,从而为声学回声消除提供选择依据. 1 声学回声的产生机理及其消除原理 1.1 声学回声产生机理 源自接收器(耳机)的声波,通过位于声音路径上的固体物体反射进入手机的麦克风(话筒)中,或扬声器电话中,这就形成了声学回声.如图1所示 . 图1 声学回声产生机理图2 声学回声消除的功能原理 1.2 声学回声消除原理 1.2.1 声学回声消除功能原理 声学回声消除的功能原理如图2所示,远端的信号s (n )通个一个自适应滤波器之后生成信号e ～(n ),同时经扬声器在近端放出,再经麦克风拾取后产生我们不需要的回声信号e (n ).在只有远端说话的情况下,e ～(n )和e (n )经过一个减法器之后,成为剩余回声信号r (n ),而自适应滤波器就是利用剩余第19卷第1期 2004年3月安 徽 工 程 科 技 学 院 学 报 Journal of Anhui University of Technology and Science Vol.19.No.1Mar.,2004
回声消除技术
连载八：回声消除技术 一、因特网语音通信中回声的特点 与传统电话相比，因特网上进行语音的实时传输，有其致命的弱点，那就是语音质量较差，影响因特网语音质量的因素是多方面的，最关键的因素之一是回声的影响。因此，要提高因特网的语音质量，就必须在因特网的语音传输过程中进行消回声的处理，也就是说，IP电话网关作为因特网的语音接入设备，必须具有回声的消除功能。由于因特网的语音传输是采用分组交换技术实现的一种全新的电信业务，传送的语音信号要经过编码、压缩、打包等一系列处理，这不仅造成回声路径的延迟较大，而且延迟抖动也较大。因此，在因特网的语音传输过程中，回声问题显得尤其突出，并具有如下特点。 1、回声源复杂 在传统电话系统中，存在着一种所谓的"电路回击"。该回声产生的主要原因是在系统中存在2-4线的转换。完成2-4转换的混合器因阻抗匹配，造成"泄漏"，从而导致了"电路回声"。从因特网IP电话网关的连接方式可以看出，IP电话网关一端连接PSTN，另一端连接因特网。 尽管电路回声产生于PSTN中，但同样会传至于IP电话网关，是因特网语音传输中的回声源之一，因特网语音传输中的第二种回声源是所谓的"声学回声"。声学回声是指扬声器播放出来的声音被麦克风拾取后发回远端，这就使得远端谈话者能听到自己的声音。声学回声又分为直接回声和间接回声。直接回声是指扬声器播放出来的声音未经任何反射直接进入麦克风。这种回声延迟最短，它与远端说话者的语音能量，扬声器与话筒之间的距离、角度、扬声器的播放音量以及话筒的拾取灵敏度等因素相关。间接回声是指扬声器播放的声音经不同的路径一次或多次反射后进入麦克风所产生的回声集合。因为周围物体的变动，例如人的走动等，都会改变回声的返回路径，因为这种回声的特点是多路径、时变的。另外，背景噪声也是产生回声的因素之一。 2、回声路径的延迟大 在因特网中的语音传输中，延迟来源有三种：压缩延迟、分组传输延迟和处理延迟。语音压缩延迟是产生回声的主要延迟，例如在G.723.1标准中，压缩一帧（30ms）的最大延迟是37.5ms。分组传输延迟也是一个很重要的来源，测试表明，端到端的最大传输延迟可达250ms以上。处理延迟是指语音包的封装时延及其缓冲时延等。 3、回声路径的延迟抖动大 在因特网的语音传输过程中，由于回声路径、语音压缩时延、分组传输路由等存在诸多不确定因素，而且波动范围较大，一般在20~50ms之间。 二、声学回声消除器的结构和相关算法 随着消回声技术的发展，当前回声消除研究的重点，已由"电路回声"的消除，转向了"声学回声"。 1、声学回声的消除法 (1) 周围环境的处理 分析声学回声的产生的机理，可以知道：声学回声最简单的控制方法是改善扬声器的周围环境，尽量减少扬声器播放声音的反射。例如，可以在周围的墙壁上附加一层吸音材料，或增加一层衬垫以增加散射，理想的周围环境是其回响时间或RT-60（声音衰减60dB所需要的时间）在300ms~600ms之间。因为这样的
网络监控系统设计方案
智 能 化 设 计 方 案 壹、网络监控系统需求方案一、项目背景
随着社会发展以及管理水平的逐步提高，人们对管理自动化以及自身安全的关注程度也在逐步加强。本着“以人为本、科学发展”的原则，中心在提高工作人员的素质以及服务意识的同时，通过拥有一套技术先进、高度智能化的视频监控管理系统，实现物防、人防、技术防范三者之间的协调统一，实现中心现代社会管理。 二、系统实现的功能要求： 设计原则： 1、监控效果好、无死角 2、录像保存时间达到 -----天 3、统一前台监控软件，具备网络监控功能 4、集中管理/统一控制平台：可集中管理摄像机视频数据，可在监控中心完成如：远程设置、远程控制、远程信息及状态查询等多种管理设置工作。 5、远程监看：通过网络授权，实现远程监看 整个工程的安全性和可靠性；应用产品的可靠性和兼容性；系统具有未来的可扩展性；集中控制、布局合理；施工方便、价格合理、外形美观；架构合理、低成本、低维护量，具体要求如下： ?实时对各楼层进行高清晰视频监控 ?实时对各个楼梯出入口进行高清晰视频监控 ?可录制各点的视频录像以备安防查用
?调节镜头焦距可以清晰的观测到大厅窗口和工作间的工作具体细 节 ?系统监控中心通过电脑实现高度智能化控制管理，包括前端网络 智能球的云台镜头控制、多画面同屏分割显示、画面分组自动轮 巡切换、图片抓拍、电子地图等功能，提供实时、定时、报警触 发、随时启停等多种录像模式以及对录像资料的智能化快速回放 查询； ?系统监控中心要求实时显示所有图像，并且可以任意调用、放大 指定的图像、自动将报警对应的图像切换；视频图像达到四级以 上质量等级； ?系统网内的主控管理电脑和经授权的电脑可以任意调用视频图像 的录像资料； ?远程集中监控：各前段设备的远程视频情况全部集中到监控中 心，动态检测录像会自动集中到中心监控。也可以实现传统视频 监控系统的功能（防盗监控、管理监控）；远程WEB配置管理、 使用方便；监控中心以外的远程监控点可以通过IE 的和安装客户 端软件的方式进行监控。 三、总体设计 （一）前端图像采集部分 1、室内采用半球形摄像机。具体分布：系统共有---台摄像机，分别设计在大楼内的各类进出口及大厅等场所安装监控探头进行现场实时监视