亚提斯ECS回声抑制系统 ——用于江苏省电力公司物资调配中心
来源：数字音视工程网 编辑：luomeifeng 2015-11-02 16:56:02 加入收藏
（ECS系列产品是瑞士亚提斯-ATEIS专为会议场所设计研发的专业级数字音频处理器,具快速消除远程音频信号回传所引起的回声信号(声学回声、线路回声)及环境噪声（风扇声或其它设备的日常噪声），确保会议场所拥有清晰的话音质量。）
江苏省电力公司主要从事江苏省境内电网建设、运行与管理，经营江苏电力销售业务。公司下辖13个市、51个县供电公司及20多个检修、施工、科研等单位，服务全省3300余万电力客户。公司现有职工约4.1万人、农电工约4.4万人;管辖35千伏及以上变电站2750余座、输电线路8.1万公里。
2012年，江苏省电力公司认真贯彻落实江苏省委省政府和国家电网公司决策部署，全力服务经济社会发展大局，切实履行社会责任，各方面工作取得新进展。江苏电网安全可靠运行，电力供应平稳有序，圆满完成十八大保供电、迎峰度夏、抗台抢险等任务。全力助推经济转型升级，落实“稳增长、调结构、惠民生”各项举措;特高压入苏工程取得突破，锦屏～苏南特高压直流工程按期投运。各级电网协调发展，全年完成电网建设投资347亿元，同比增长12.7%。主动服务清洁能源发展，确保光伏发电、沿海风电可靠并网消纳。全年全社会用电量完成4581亿千瓦时，同比增长7.0%，保持了较高增长速度，好于广东、浙江、山东等主要经济大省。公司囊括国家电网公司同业对标“综合标杆”、“业绩标杆”和“管理标杆”三项第一名;获得7项“专业管理标杆”。
江苏省电力公司物资调配中心总共使用4台ATEIS的ECS回声抑制系统，2台ECS用于本地会议室，1台ECS用于国网远程音视频会议系统，另外1台ECS用于省网远程音视频会议系统。
ATEIS的ECS远程回声消除系统除了具备UAP G2,LAP G2T所有的音频处理功能外，还具备电话卡、VOIP、AEC回声消除功能。此项目设计采用ECS除了处理会议室话筒、输入音源整合外，最重要的功能是做回声消除。下面先讲解回声消除的原理。
在远程会议应用中,麦克风和扬声器之间的反射信号引起了声学回声是正常的。例如,当2个人分别在2个房间沟通时,A房间的声音通过麦克风传送到B房间的扬声器,B房间的麦克风将会收到扬声器以及墙面等反射回来的声音回传到A房间输出,这样就会引起回声。声学回声通常出现在麦克风和扬声器在同一空间的场合，它会降低通话质量。
(图1)
ATEIS的回声消除卡AEC的主要作用是模拟回声路径中的脉冲响应，包括空间和时间的延迟反映。根据这一原理，由远端取样信号,AEC会将远端取样的信号反相180度与近端信号相消除，如果为实际的回声信号，则回声会被消除，不会影响使用者说话的声音。下面这幅图片旨在为B消除回声，B将不能从扬声器听到自己的回声。
(图2)
AEC的作用是消除在远程会议应用场所中的回声，音频质量的带宽最高可达24kHz。AEC具有改善相互通信的能力，具备双向检查功能，它能处理最大延时时间为128毫秒的回声，并能有效的消除回声。例如在此项目中，南京电力物资调配中心安装ECS回声抑制系统，他可有效的消除对方(国网总部，省网各分公司)自己的回声。
(图3)
按照AEC回声消除的原理，软件档案编辑如图4所示：
(图4)B房间处理器编辑图
以下是A房间使用3只麦克风，B房间使用1只麦克风的接线图，如图(1-5)所示：
(图5)A房间处理器编辑图
ECS机器的软件安装、如何联机、版本检测、存储程序这里不详细做讲解，不熟悉的客户请参阅ECS产品说明书第6章节，本文章后面也有简单讲解2台机器如何配置、存储程序，重点是讲解在现场如何去调试设备。
下面讲解如何编辑档案，首先需要在电脑上安装好ECS机器的操作软件，软件获取可从光盘安装，也可到ATEIS论坛的下载中心下载,网址为:down.ateis.com.cn。开启ECS的操作软件。
在菜单栏中选择“File”->“New”新建一个系统，在左侧窗口中选择“Components”，或者菜单栏选择“View”->“Components”。如图(6-13)所示：
图(6)
展开Audio Processors,选择“ECS”拖动到右侧工作区域中。弹出如图(7)所示：
Audio Module A-F表示ECS的音频输入输出版，对应机器背面的音频卡是输入还是输出来选择即可(黑色代表输出，蓝色代表输入，在每块音频版的上方有A、B、C等标识);或者机器开机后观察前面板的指示灯(A、B、C、D、E、F灯)来对应选择。
例如：前面板指示灯A:灯灭、B、E、F:绿灯、C、D:黄灯,则软件中对应选择Audio Module A:None; Audio Module B/E/F:input;Audio Module C/D:Output;AEC Module Count:机器回声消除卡(AEC)的数量。
图(7)
Site Pin:打勾后启用此功能
Network Pin:打勾后启动此功能，机器需要多台级联时请选择此复选框，如图(8)所示：
右图复选框没有勾选，所以在软件中不显示此接口。
图(8)
图(9)
鼠标双击ECS机器图标，可进入组件编辑窗口，如图(9)所示：
在左侧视图中点击“Components”切换到“DSP Components”音频组件视图或者选择工具栏中的“view”选择“Components”选项也可打开音频模块编辑视窗。点击需要的音频模块，按住鼠标左键拖放到右侧的编辑窗口中，鼠标点击音频模块上的“三角形”,然后再点击需要连线的下一个音频模块的“三角形”如图(10)所示。
图(10)
连接好后如图(11)所示：
图(11)
按照上述讲述的原理，国网会议室最终程序编辑如下：
图(12)
输入输出对照表如下：
| Input C1 | 国网地插输入1 | Output E1 | 本地喇叭 |
| Input C2 | 国网地插输入2 | Output E2 | 本地喇叭 |
| Input C3 | 国网地插输入3 | Output E3 | 输出给国网 |
| Input C4 | 国网地插输入4 | Output E4 | |
| Input D1 | 国网地插输入5 | Output F1 | |
| Input D2 | 国网地插输入6 | Output F2 | |
| Input D3 | 本地话筒输入 | Output F3 | |
| Input D4 | 远端音频输入 | Output F4 | |
图(13)
Input C1-C6为地插输入，直接通过AutoMixer混音即可，由于现场地插采用第3方的音频光端机传输，本体噪音过大，所以在AutoMixer中设置启动门限值为-45dB，Open Mic limits设置为1，限定同一时间音源进入数为1个，避免多个音源同时输入噪音叠加放大。
图(14)
Input D4为远端音频输入，为了避免不说话的时候有噪音输出，所以加入噪声门Gate模块，调整后的参数如下：
图(15)
Input D3为本地话筒输入，首先本地话筒先进入AEC模块的左边输入1通道，然后输出1通道接入Standard Mixer矩阵，远程过来的信号接入AEC模块正上方的通道1。所以当远端国网会议室说话时，声音会通过网络设备传输到南京电力物资调配中心会议室，同时由于本地话筒也是开启状态，便会把喇叭输出的声音，还有空间反射的声音通过话筒再次拾音进去从而传输到远方。这里加入了AEC模块，AEC会自动把本地拾音的话筒和远程进入AEC正上方的信号做比对，如果声音是从对方回传过来的，则AEC会自动把回音消除。
图(16)
以下是AEC的设置界面，当AEC Coefficient设置为Preform时，AEC为启动状态。当侦测到回音时，Echo Detect会亮灯指示。并显示ERLE回声抑制的衰减值。
图(17)
本地话筒接入到AEC部分不需要拉反馈抑制器等模块，因为声音是传输到对方，本地也不hi造成啸叫，另外如果增加模块，会改变原有回声的频率曲线，导致AEC侦测回声不准确。
接下来Input D3还需把声音扩声到本地会议室，由于本地会议室啸叫严重，所以增加GEQ、FEEDBACK、PEQ、Comprosser等模块，用于调整本地话筒到本地会议室的声音。
在图18的矩阵中，矩阵上方的output3为输出给远端，output1/2/4/5/6/7/8为输出给本地端喇叭，矩阵左侧input 1为本地地插输入，地插信号需要同时给本地端和远程，所以路由1到8均开启(绿色);input2为远端信号输入，注意远程信号输入是给本地端，所以不能把信号又路由输出给远程，会造成声音从线路又回传过去，所以input2对应的output3的按钮为关闭状态;input3为本地话筒经过AEC回声消除后的信号只给到远程output3;input4为本地话筒输出给本地喇叭的信号，所以仅给到本地端，输出给远端的output3按钮不开启。
图(18)
接下来设定中控码，例如在AutoMixer模块中的第1路的level上点击鼠标右键，在弹出的菜单中选择“Third Party Control”->勾选“Single”，此时此按钮就开放给中控控制。其它的按钮包含Mute静音，Selector等指定方法都一样。
图(19)
接下来在软件菜单栏中选择“View”->“3 rd Party control list”开启软件下方的操作栏，这里会显示系统指定的所有中控清单。
图(20)
如图21所示，选择红色区域AutoMixer的Input3的Level,然后切换到3rd Party Control Command，如图22所示：
图(21)
图(22)
在图22中，Increase为增加,Decrease为减少，右侧值为2dB，则Increase对应的:02 49 30 30 30 36 32 2E 30 03 9F 0D码为音量增加的码，当中控设备发这个码的时候，每发一次AutoMixer的input3的音量在原来基础上增加2dB,当发Decrease对应的：02 44 30 30 30 36 32 2E 30 03 9A 0D码时则在原来寄出上减少2dB。
注意：
一般情况右侧的值都设定为正，如果右侧的值设定为负，则左侧Increase对应的码为音量减少的码，Decrease对应的码为音量增加的码。例如原来音量值为0dB,右侧设定为-2，则发Increase码后，音量值为:0+(-2)=-2dB,发Decrease码后，音量值为:0-(-2)=2dB
如果通过RS232发码控制，机器默认的串口波特率为9600，数据位为8，停止位为1;如果通过网络UDP发码控制，目标IP为机器的IP地址，通信端口默认为19761。
如图23所示，鼠标点选红色区域，切换到3rd Party Control Command，如图24所示：
图(23)
图(24)
这里显示2个码“Write”代表写入，当右侧按钮为绿色时，Value的值为1，表示静音状态，发码:“02 57 30 30 30 35 31 03 4D 0D” 表示让此通道为静音状态。当右侧为灰色状态，即Value的值为0时，软件自动生成的中控码为非静音状态码。
“Read”为读取，当发此中控码“02 52 30 30 30 35 03 17 0D”给机器时，机器会返回当前按钮是否是静音状态。
关于更多中控码的说明，请参阅说明书，这里不做重点介绍。一般在远程音视频会议中，远程输入给我们的声音一般设置音量调整在我们这边，而我们输出给远端的信号，音量大小的调整由对方调整，因为声音是给对方听，通过对方来调整比较合适，本地端只要给一个适当的音量值输出给对方即可。
以上是国网会议室的程序编辑步骤说明，省网会议室程序编辑也是大同小异。
省网会议室程序如下：
图(25)
ECS最多可级联32台，采用环状信号传输构架，并具备自动备份功能，当网络中有一段线路故障时，系统会自动将有问题的线路进行隔离，并由反向来进行持续通讯，避免信号中断。ECS可广泛用于分散式的会议系统中，例如：在一栋大楼有很多会议室，客户需要如下：每个会议室放1台ECS，然后在总控室放置1台ECS，所有会议室和总控室的机器通过网络级联起来，这样多个会议室之间即可同步开会。当然如果只是某个会议室需要开会，那只需开启那个会议室的ECS机器即可，其它级联在网络中的ECS机器可以不开启。ECS多台级联的操作步骤如下：
用网络把ECS设备级联起来:第一台设备的Net Port B接下一台设备的Net Port A,最后一台设备的Net Port B接第一台设备的Net Port A，如此组成一个环网(机器硬件连线也是一样，通过CAT5屏蔽网线连接起来)。
按照ECS说明书6.4节的步骤把ECS虚拟设备拖拉到编辑窗口中，这里假设是2台机器级联，则需要拖2个ECS虚拟设备到编辑窗口中，ECS1的NO(ATEIS NET OUTPUT)接ECS2的NI(ATEIS NET INPUT),如图(26)所示：
图(26)
3) 点击“Search”搜索机器，搜索到后点击“Connect”连接，
图(27)
然后点击“Config IP”配置机器，当显示“Configure IP success”即表示机器配置成功。
图(28)
然后依次点击“Clear”、“Search”重新搜索机器，此时会把连接的2台设备都搜索出来，鼠标点击第一台机器，然后点击“Connect”联机。
4) 按照上述讲的编辑档案的方法编辑档案，会议室控制大厅主机程序(第1台机器)编辑如下：
图(29)
第2台机器程序编辑如下：
图(30)
ECS多台机器级联采用ATEIS-NET环网构架，可同步传输48组独立音频信号，如如30，当需要网络输出信号时，只需加入网络模块，项目中加入了NET Output A模块，把StandardMixer的输出1通过Net Output A模块的通道1网络输出。那么第1台机器接收，如图29所示，只需加入Net input A模块，并且对应把Net input A模块的1连线到机器1的输出，通过这样简单的操作即可实现第2台机器的声音通过网络传输给第1台机器。
2台机器程序都编辑完成，在软件中的Device Management中，在Design下方有“…”，鼠标点击，在弹出的选择框中，第1台机器ECS1选择“ECS1”档案，即图29的程序，第2台机器ECS2选择“ECS2”档案，即图30的程序。
注意：老版本软件“Design”，在新版软件中对应的名称是“Name”，这里名称不影响，记得为每台机器对应选择程序即可。
图(31)
5)切换到“Operation”选项卡，点击“Compile”->“Store”把当前档案存储到机器中，存储过程中会提示“Do you want to turn on the audio after store?”这里选择“是”存储成功如图(32)所示：
图(32)
本项目还采用ATEIS的Mointor控制软件实现可视化图形界面的控制，操作方便，只要会使用电脑即可操作，软件并设置有音量范围调整等保护机制，即使误操作也不会造成系统瘫痪，控制界面截图如下：
图(33)
图(34)
图(35)
附上江苏省电力公司物资调配中心项目验收会议室图片， 省公司物资部、物流中心有关人员全程陪同检查，并陪同参观了物资调配中心、供应商服务大厅、周岗智能化仓库，参加了国网公司组织的物资工作座谈会。
图(36)
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