自動混音技術并不是一項新技術,從上個世紀70年代開始涌現各種類型的自動混音器,以及其中的各種專利到現在轉變為DSP設備內的一個功能。自動混音器的形態也正逐漸從一***立的設備到虛擬的編程算法。雖然現在各家的軟件算法,并不會公布,但我們可以通過了解自動混音器內的核心技術和原理來更好的理解和使用DSP內的自動混音功能。
一個幾十平米的會議室往往需要塞下十幾只甚至更多的話筒。音響工程師調試時都會遇到一個現象:一只一只話筒調試到不嘯叫,但是開啟兩只或更多話筒時就莫名其妙的嘯叫起來。這也是音響人經常提的一個定律:打開話筒數量增加一倍,系統增益增加3dB,即NOMG(Number of Open Microphone Gain)=10lg(NOM)。
自動混音技術
自動根據電平開啟或關閉話筒,能夠自動平衡因開啟話筒數量成倍而增加的系統增益.其實與第一種方式很相似,只不過此時人變成了設備.那此時由于能減少對余量的需求,且話筒采用的是鵝頸話筒的形式,最終出來的聲音會比會議系統好很多.但實際上單臺的自動混音器其實與會議系統類似,最終也是混音一路到處理設備進行處理。這樣的處理形式其實與會議系統一樣存在問題。所以我們一般會推薦給客戶使用的是帶自動混音器功能的DSP設備每只話筒都可以得到相應精準的調試,這樣音質最優化,同時某些具備自動混音器直接輸出功能,可輕松做到MIX-MINUS,而這一點也是普通自動混音器或會議系統幾乎無法實現的。且由于可以結合DSP自身豐富的功能,實現諸多會議系統的功能 如 主席優先,請求發言,攝像跟蹤等等。
自動混音器需具2個基本要素:1.何時及如何開啟和關閉話筒;2.如何平衡NOM增益。從技術上可以分為兩類:Gating和Gainsharing自動混音器。
Gating自動混音器顧名思義會有一個門限來控制話筒的開關,聲音超過門限則打開話筒,聲音低于門限則關閉話筒。那如何來獲得最佳的門限(Threshold)?
固定閾值:最簡單也是最常見的就是采用一個語音觸發開關或噪聲門,設定一個固定的值,超過這個值則話筒開啟,低于則關閉。通常這個值是可以調整的,但無法根據環境噪音自行調整,所以得到的效果往往不盡意。
在很多情況下如果設置的太小,則環境噪音、鼓掌和某些音樂等聲音很容易就可以開啟話筒。設置的太高則又很容易出現吃字或聲音卡殼等現象。當使用噪聲門等裝置還有另外一個問題就是當全體鼓掌的情況出現時,所有話筒都被打開,系統及其容易產生嘯叫。由于固定閾值實現簡單,成本低,很多自動混音器和軟件化的自動混音器仍舊采用類似的方法來做決策,其最終的效果往往很差。
自適應閾值:由于固定閾值很難得到較好的效果,各家廠商相繼推出了自己的自適應閾值電路或算法,可根據環境噪音實時得到新的閾值,最終效果的好壞也各有差異。
那么站在工程師的角度,我們需要了解并知道Gating自動混音器有哪些參數可以控制才能很好地去實現它!
Last On:Last On 可確保即使沒有檢測到語音,最后發言的那個麥克風將繼續保持打開。該功能可確保發言人在斷句間隙防止因電平低于閾值時而無法打開話筒,從而避免接著發言時字頭丟失的問題。Mute:自動混音器整體輸出靜音。Gain:自動混音器整體輸出電平增益。Hold:Hold功能可在發言人停止發言后調整通道保持打開的時間長短。該功能確保發言人在發言時字詞句之間的短暫停頓不會導致通道關閉。Off Gain:斷開通道的電平。例如話筒一先打開在講話中,話筒二打開后講話,此時話筒二將獲得增益,但增益是話筒二講話電平加上Off Gain所設置的值。過高的設置值會使沒有打開的話筒接收到房間噪音和混響聲。過低的設置值會讓話筒二無法輸出足夠的電平。Sensitivity:靈敏度控制,當超過通道的適應噪聲閾值以上多少就得必須導通該通道。如果增加了該設置的值后,則通道在很安靜的噪音下都會輕易導通。根據我的經驗,嘈雜的房間比起安靜的房間需要一個更低的設置值。因為在安靜的房間中,甚至很低電平的聲音都會比本底噪聲聲音高出很多。NOM Atten:NOM衰減推子能影響當更多話筒打開的時候,所有通道被衰減的量值大小。該參數體現了在導通兩只麥克風時候的衰減,以及每增加一倍數量的打開麥克風后會增加的額外衰減。例如,設置為3dB時,則打開兩只話筒則會衰減3dB,打開四只時則會衰減6dB,打開8只時則會衰減9dB。同理,話筒打開數量翻一倍,輸出衰減值會增加3dB。NOM Limit:設置了打開麥克風的最大數量。不在Auto模式或者已被靜音的通道不包含在內。
在了解了每個參數含義之后,實現起來也就簡單了很多。 那么唯一的難點還是在自動閾值的獲取。
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原文標題:Gating自動混音器(一)
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