Comment fonctionne l'AEC?

Rebonjour. Pour comprendre comment agit le composant AEC, jetons un œil à ce qui arrive à un signal audio qui part du côté distant et est envoyé au côté base, et ce que fait l'AEC pour empêcher ses échos de revenir au côté distant.

Voici un schéma du voyage aller-retour de ce signal audio.

Cela ne se voit pas de l'extérieur, mais l'annulateur d'écho acoustique fait passer le signal audio par un grand nombre de sous-systèmes, comme le filtre adaptatif et l'algorithme adaptatif, la détection de double parole, le traitement non linéaire, la réduction du bruit, et le bruit de confort.

Commençons par le filtre adaptatif.

L'objectif de l'AEC est d'éliminer toute trace de la voix de l'interlocuteur distant dans ce que capte le microphone côté base – ce qui comprend tous les chemins directs et indirects du côté base entre l'enceinte et le microphone.

Pour supprimer ce bruit, le composant AEC doit pouvoir deviner à quoi il ressemble.

Si nous produisons par l'enceinte une impulsion sonore brutale comme un clic puissant ou un coup de feu, nous pouvons obtenir un enregistrement du signal arrivant au microphone qui ressemble à ceci.

Ce premier pic est le chemin direct suivi par le bruit de l'enceinte au microphone, et tous les suivants représentent les diverses réflexions dans la salle –

et plus il lui faut de temps pour atteindre le microphone, plus il s'atténue au cours de son déplacement.

Cette image est appelée réponse impulsionnelle de la salle, et c'est une carte prédictive de ce qui arrive à tout ce qui sort de l'enceinte.

Cette réponse impulsionnelle de la salle sert à créer un filtre à réponse impulsionnelle finie – ou RIF – ici, dans la partie filtre adaptatif du système AEC.

Lorsqu'un signal vient du côté distant, il est envoyé à la fois à l'enceinte côté base et au filtre adaptatif.

Le filtre RIF est appliqué au signal entrant pour créer la prédiction de ce à quoi devrait ressembler ce même signal une fois reçu par le microphone.

Puis ce bruit est soustrait numériquement du signal de microphone côté base – le résultat doit être un silence.

La partie magique, c'est que cette soustraction n'affectera aucun son supplémentaire du signal du microphone, comme la voix d'un intervenant côté base, permettant au côté distant d'avoir une conversation limpide sans entendre ses propres échos.

Maintenant je vous entends bien, alors comment allez-vous ?

Il y a cependant un problème fondamental avec ce modèle, le fait que la réponse impulsionnelle de la salle change constamment.

Chaque fois qu'une porte s'ouvre, que quelqu'un s'assoit, ou qu'un papillon bat des ailes, cela modifie les surfaces du côté base, et par conséquent les réflexions de l'enceinte, et donc la réponse impulsionnelle de la salle.

Or on ne peut pas constamment diffuser des sons forts et puissants pour s'adapter à ces changements.

À la place, l'algorithme adaptatif sert à mettre à jour le filtre en permanence, en surveillant le résultat de l'opération de soustraction et en ajustant le filtre pour que le résultat soit aussi proche que possible de zéro, c'est-à-dire du silence.

Cet algorithme adaptatif fonctionne toujours, essayant de préserver la convergence du filtre vers la réponse impulsionnelle dynamique de la salle.

Cependant, il ne peut faire son travail que lorsque le côté distant parle et que le côté base est silencieux.

C'est le seul moment où le signal du microphone sera égal à zéro après la soustraction.

Si le côté distant est silencieux alors il n'y a rien à mesurer, et si le côté base parle, il y a du son supplémentaire dans le microphone donc le résultat de la soustraction ne sera pas zéro.

C'est un travail pour le détecteur de double parole, ou DTD.

Le DTD écoute les microphones côté distant et côté base, et détermine si quelqu'un parle.

Si le côté distant parle et pas le côté base, alors il permet à l'algorithme adaptatif d'agir pour faire converger le filtre adaptatif vers la réponse impulsionnelle de la salle.

Dans tout autre cas, le DTD empêche l'algorithme adaptatif d'agir.

Une fois que tous ces filtres et algorithmes ont été appliqués au signal, ce dernier doit encore suivre plusieurs processus avant son renvoi au côté distant.

Tout d'abord, il subit un traitement non linéaire, ou NLP.

En raison de la difficulté d'obtention d'une convergence complète du filtre RIF vers la réponse impulsionnelle de la salle, il y a forcément à ce stade un écho résiduel dans le signal du microphone.

Le processeur non linéaire analyse en permanence le signal audio, afin de déterminer s'il est principalement composé de la parole côté base, ou d'échos résiduels du côté distant.

Il repère les zones constituées uniquement d'échos et les atténue.

Les échos restants seront rendus inaudibles par la parole captée côté base.

Sur le circuit de traitement, on trouve ensuite la réduction du bruit, ou NR.

Celle-ci tente de supprimer le bruit ambiant de la pièce en détectant le bruit constant dans le signal et en le soustrayant.

Cela aide l'interlocuteur côté distant à entendre votre voix, et pas le ronflement de votre climatisation, le vent, ou par la fenêtre les tondeuses à gazon ou une invasion d'extra-terrestres.

Vous pouvez régler l'ampleur de la réduction du bruit dans le tableau de bord de votre AEC, et vous pouvez aussi l'activer ou la désactiver avec ce bouton.

Enfin, le bloc bruit de confort est une fonction spéciale du système AEC Q-Sys.

Après le traitement non linéaire et la réduction de bruit, le côté distant doit entendre clairement l'intervenant côté base, tout le reste étant silencieux.

Trop silencieux.

Si l'intervenant côté base cesse de parler, la ligne peut devenir silencieuse et donner l'impression d'avoir été coupée.

C'est tout simplement le résultat du trop bon travail de l'AEC.

En fait, cela semble très étrange… Quand il y a un silence complet… Entre les paroles, non ?

On peut donc ajouter un bruit de confort, un signal de bruit artificiel à filtrage passe-bas confirmant que la communication reste établie même si personne ne parle.

Vous pouvez aussi régler le niveau du bruit de confort dans le tableau de bord.

Les seuls autres caractéristiques du tableau de bord sont un bypass général pour désactiver votre AEC, et l'indicateur Echo Return Loss Enhancement qui vous montre l'ampleur, en décibels, de l'atténuation des échos du côté distant dans le signal de retour.

Le niveau nominal de cet indicateur variera en fonction de la distance entre vos enceintes et vos microphones, mais cela devrait quand même vous donner une bonne idée de l'efficacité de votre AEC.

Voilà donc ce qui se passe dans cette boîte magique – et dont heureusement vous n'aurez jamais à vous soucier.

Vous devez juste veiller à sa connexion correcte puis l'oublier.

Contrairement à bon nombre de produits du marché, le logiciel Designer intègre automatiquement l'annulation d'écho Q-Sys – il n'y a pas de matériel supplémentaire à installer ni aucun frais supplémentaire.

Il fait simplement partie intégrante de Q-Sys.

Dans la section suivante, nous verrons comment le configurer avec le composant Softphone pour créer un système de téléconférence, alors n'hésitez pas à enchaîner dès que vous êtes prêt.