自从个人与团队之间开始远程通信以来，电话会议的通信质量一直备受关注。电话会议可能受到多种技术问题的困扰，如糟糕的麦克风拾音效果、不当的麦克风放置位置、噪声控制、连接和带宽等问题。由于这些问题的存在，建立和保持音质出色且易用可靠的电话会议是非常具有挑战性的。更难的是，由于无法确定产品将会被如何使用和安装，产品设计师需要开发出尽可能适用多种类型空间的产品。

　　声学回声现象是电话会议中经常出现的问题，Nureva研发了一种独特的方法，通过其他系统无法实现的方式调整和校准声学回声消除器，从而有效处理声学回声。

　　您是否听到回声，回声，声......

　　声学回声是指讲话者在讲话后能够听到他们的声音在扩声系统中低音量延迟播放的效果，就像在峡谷或非常大的房间里可能听到的回声。假如您在大峡谷中大喊一声："Hello!" 半秒或一秒后您会听到同样的“Hello”。在某些情况下您可能会听到同样的”Hello”两到三次。如果这种现象发生在电话会议期间，可想而知会有多么糟糕，很可能导致听觉混乱、远端声音的清晰度会受到严重影响。电话远端的人不会像您一样听到回声，所以如果对方在回声消失之前就开始说话，您就会同时听到回声和对方的声音。

　　房间就像大峡谷

　　会议系统扬声器发出的声音会在房间内反射并被系统麦克风拾取，如图1a所示。如果这种现象没有得到处理，就会产生声学回声信号。如果没有回声消除电路来消除这种回声信号，远程与会者就会听到他们的声音出现延迟——与您对着大峡谷大喊时的情况类似。

　　图1a：会议系统扬声器发出的声音会在房间内反射并被系统麦克风拾取。

　　图1b：每个扬声器和麦克风的组合都有其独特的声学回声路径延迟，这是由房间的声学特性决定的。

　　每个扬声器和麦克风的组合都有其独特的声学回声路径延迟，这是由房间的声学特性决定的。从每只扬声器发出的声音通过不同的路径(房间反射)进入不同的麦克风，从而每只麦克风都有独特的声学回声路径延迟。所安装的扬声器和麦克风越多，系统产生的声学延迟组合就越多，从而产生更多的必须被消除的声学回声。由于存在如此多的变量和可能性的组合，这个问题不容小觑(如图1b和图1c)。

　　图1c:从每只扬声器发出的声音采取不同的路径(房间反射)到达不同的麦克风，需为每只麦克风创建独特的声学回声路径延迟。

　　一般来说，房间越大，声学延迟就越长。房间声学延迟(也被称为回声路径延迟)，是衡量信号从系统扬声器到房间内反射并被系统麦克风拾取所需的时间毫秒数。小房间的延迟时间较短，大房间的延迟时间较长。此外，一个房间可能听起来死气沉沉(混响较小)，也可能听起来生气勃勃(混响较大)。回声消除器需要能够处理任何情况，这增加了处理器的复杂性和系统内存要求。

　　自适应回声消除

　　处理回声问题的常用方法是自适应回声消除，如图2所示。自适应回声消除众所周知的局限性限制了它的自适应效果，因此可能导致通话质量不佳等问题。通常来说，自适应回声消除将包含远程讲话者声音x(n)的扬声器输出信号与包含远程讲话者在房间内反射的声音h(n) 的麦克风输入信号d(n)进行比较。自适应滤波器测量e(n)并随时间调整回声消除器参数y(n)，目的是在会议系统向远程与会者发出声音回声信号(远程声音)之前降低其电平。

　　可能被忽略的一点是，为了让自适应回声消除器测量和调整其滤波器参数，需要一个有源的远端讲话者信号x(n)和一个仅包含声学回声x(n)的室内麦克风信号d(n)作为输入。这极大限制了自适应回声消除器管理实时房间变化和保证高质量电话会议性能的能力。

　　让我们从另一个方向来了解自适应回声消除器在什么时候可以或不可以动态地调整其滤波器参数。图3描述了系统在通话过程中可能处于的四种状态。当只有远程与会者说话时，就会被定义为 "远程声音 "状态;当只有近端与会者说话时，就会被定义为"室内声音“状态;如果远程与会者和近端与会者碰巧同时说话(经常发生)，那么呼叫状态就会被定义为 "远程和室内声音 "状态，也被称为双重通话;第四种状态被称为 "空闲状态"，即没有人在说话或房间内没有人。

　　事实证明，自适应滤波器(如图2所示)仅限于在 "远程声音 "状态下校准和调整回声消除电路。理想情况下，自适应滤波器应检测非有效状态并暂停校准程序，但这在实际应用中可能很难做到，由此会导致回声消除器参数有误，因为回声消除器是在不应该处于的通话状态下进行校准的，这样会导致回声消除器需要额外的时间进行恢复。所有这些情况都经常发生并可能导致通话质量受到影响。

　　图2：处理回声问题的常见方法是自适应回声消除。

　　复杂的系统安装可能需要技术人员综合考虑房间声学特性后通过手动校准来配置和校准回声消除器系统。手动校准完成后，房间内的任何变化(如人数、家具布置或麦克风/扬声器位置)都可能降低手动校准的有效性，并可能影响回声消除器的性能。因此远端说话者可能又会听到回声，这时就需要进行新的手动校准过程。

　　手动校准过程会产生脉冲响应(持续时间很短的音频脉冲，如拍手或气球爆裂)，该脉冲响应会通过扬声器系统传输并被麦克风系统拾取。声学回声延迟可以被测量，并用于计算系统的回声消除器参数。该过程可能会影响系统其他部分的正常工作且非常耗时，在会议室正在使用时运用该方法是不实际的，因此会议室需要进行脱机校准。

　　图3：系统在通话过程中可能处于的四种状态。

　　Nureva的创新方法

　　Nureva专利的Microphone Mist技术实现了一种回声消除器校准和运行的新方法。由于目前的方法和技术存在短板，因此Nureva决定挑战研发一种新方法，即通过关注情况和环境的不断变化，同时避免自适应回声消除器仅局限于 "远程声音 "状态和/或在复杂系统中需要手动校准的限制，来改善远端讲话者的电话会议体验。我们很荣幸的向您宣布，我们已经完成了这项挑战!

　　利用在许多商业环境中普遍存在的称为声音掩蔽的概念，我们可以在通常不适合校准的情况下校准回声消除器。其创新之处在于使用类似于声音掩蔽的信号来实时测量每个麦克风和扬声器组合的声学环境。这种方法不仅不需要响亮的校准信号(这在会议室正在使用时是很难实现)，回声消除器也不限于只在远程声音状态下进行校准和调整，在空闲状态等所有通话状态下都能随时进行校准和调整。这意味着回声消除器从通话开始到结束期间性能会保持一致。

　　声音遮蔽信号通常是某种形式的粉红噪声，这种信号在商业空间中传输，从而增加环境的背景噪声。由于声音遮蔽信号通常被视为背景环境噪声，因此很容易被忽略。通过这种创新的方式使用声音遮蔽信号，Microphone Mist技术可以实现比典型的回声消除器校准方法更显著的性能优势。

　　图4：常见的自适应回声消除器被Nureva特有的声音遮蔽处理器取代。

　　图4说明了Nureva特有的声音遮蔽处理器取代常见的自适应回声消除器。声音遮蔽处理器产生一个类似于声音遮蔽的SM(n)信号，该信号与发送到扬声器系统的任何远端讲话者的x(n)信号一起传输到扬声器音频输出路径。声音遮蔽信号SM(n)在声学环境中被反射后，由麦克风系统d(n)拾取并重新输入声音遮蔽处理器。

　　这种方法可以完成每个扬声器和麦克风组合的回声路径h(n)的测量。这一点很重要，因为在分布式麦克风和扬声器系统中，每个麦克风都需要独立的回声消除功能。每个麦克风和扬声器组合的声学回声路径是唯一的，不能为了声学回声消除的目的而将其视为麦克风信号的总和。声音遮蔽处理器将校准信号RTF(n)输出到每个麦克风的输出路径，以抵消麦克风通道中存在的回声信号。

　　图5：由于声音遮蔽处理器不需要远端讲话者，因此会议系统能够在其他系统不工作时调整和优化回声消除器参数。

　　图5说明了声音遮蔽处理器是如何运行的。由于声音遮蔽处理器不需要远端讲话者，因此会议系统能够在其他系统不工作时调整和优化回声消除器参数。例如，在空闲状态下(如空旷/安静的房间)，声音遮蔽处理器可以测量声学环境并确定回声路径值，从而校准回声消除器。这样可以确保系统能够快速执行电话会议期间所需的即时操作。

　　随时做好准备

　　当其他系统处于空闲状态时，Microphone Mist技术正在为您的下一次通话做准备。最重要的是，您不再需要手动校准过程。例如，当有人进入房间和/或布置家具和辅助设备时，即使没有人发言，声音遮蔽处理器也可以测量出这种变化并实时调整回声消除器的参数。请记住，自适应回声消除器需要正在说话的远端讲话者来才能进行校准和调整。而声音遮蔽处理器能够实时调整，因此远端与会者(远程声音)能够保持参与并专注于会议室中的对话，无需担心自己或其他远程与会者的回声。

　　这种回声消除方法能够随着系统复杂性的增加而进行扩展，可以减少声学工程师或IT人员进行系统维护校准的费用。

　　Nureva音频会议解决方案的一部分

　　实时回声消除器的校准功能基于Nureva专利的Microphone Mist技术，该技术通过数以千计的虚拟麦克风均匀填充满整个空间，保证出色的拾音和听音效果。用户还可以选择将拾音范围控制在空间内的特定区域，如房间前部。这些功能特点使Nureva成为企业演示和高校讲座等应用场景的理想选择。

　　Microphone Mist技术通过复杂算法同时处理来自所有虚拟麦克风的声音，通过实时自动校准、实时回声消除、基于位置的自动增益控制和声音遮蔽等功能为远程与会者带来高质量的音频体验。Microphone Mist技术技术可以调整声源电平，以便与Microsoft Teams、Skype for Business、Zoom、Cisco Spark、Cisco WebEx、GoToMeeting、Pexip Infinity Connect等其他常见的UC&C应用程序集成使用。