8.4.2. Терминальные устройства подавления эхо-сигналов

Речевые терминалы, например громкоговорящие телефонные аппараты (ГГТ) и звукозаписывающая и звуковоспроизводящая аппаратура, включают использование усилителей для возбуждения громкоговорителей. Акустическая изоляция микрофона и громкоговорителя является сложной и может привести к неустойчивости. Для уменьшения влияния акустической связи можно использовать устройства подавления эхо-сигналов; были предложены варианты применения устройств подавления эхо-сигнала как для звукозаписывающей и звуковоспроизводящей аппаратуры [49, 151], так и для ГГТ [292]. Для обоих этих применений требования к устройствам подавления эхо-сигнала отличаются от требований к сетевым устройствам подавления, частично из-за их положения в общей системе соединений, а частично из-за различия их функций. Далее, в качестве иллюстрирующего примера, описано применение в ГГТ терминального речевого устройства  подавления эхо-сигналов. 

Громкоговорящий телефонный аппарат. Применение адаптивных фильтров в ГГТ показано на рис. 8.27. Сочетание акустической связи между громкоговорителем и микрофоном и утечки в схемах развязки создает обратную связь, приводящую к неустойчивости. Используя адаптивные фильтры для моделирования акустической связи и утечек в схемах развязки, можно существенно уменьшить величину обратной связи до уровня, достаточного для поддержания устойчивости телефонной связи; это достигается путем комбинирования устройств подавления с каким-либо миниатюрным переключателем с управлением голосом.

Голосовой тракт можно рассматривать в виде среды с многократным отражением и с длительностью импульсной характеристики в несколько сотен миллисекунд. Утечка в схемах развязки, как и в случае устройств передачи данных, имеет две составляющие: непосредственная утечка через схему развязки и поступающие из сети эхо-сигналы, имеющие характеристики, выведенные в разд. 8.2 (но с более положительным затуханием). Однако цель применения устройств подавления эхо-сигналов заключается в обеспечении устойчивости, так что можно пренебречь эхо-сигналами сети с большими временными задержками и акустическими отражениями небольшой величины. Было обнаружено, что хорошие результаты дает экспериментальная разработка [149] с использованием адаптивных фильтров с ограниченным временным интервалом. Метод адаптации типа «передний план/фон» [246] был применен для решения проблем одновременного разговора. В этом методе, который считается более надежным, чем детектирование одновременных разговоров, используются две модели трактов эхо-сигнала: переднего плана и фоновая. Модель переднего плана до сих пор является лучшей оценкой тракта эхо-сигнала и применяется для расчета точных копий эхо-сигнала с целью его подавления. Фоновая модель последовательно корректируется стохастическим градиентным алгоритмом МНК до тех пор, пока, на основании сравнения сигналов ошибки моделей переднего плана и фона, она остается лучшей моделью, а иногда заменяет модель переднего плана.

Рис. 8.27. Громкоговорящий телефонный аппарат (ГГТ) с использованием адаптивных фильтров. (Из работы [292].)