气象会商系统的音频设计与保障技巧

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摘 要：视频会议中，与会者之间的交流主要是通过音频对话或者讨论实现的，音频质量的设计与保障显得尤其重要。文章从分析气象会商音频常见问题与影响因素入手，就如何把好音频质量设计、抓好会商音频保障等方面进行重点阐述，提供了一些很好的设计技巧和应急保障解决方法。

关键词：气象；高清；音频

中图分类号：TP311.52 文献标识码：A

引言

近2a来，全国及各省气象高清会商系统陆续投入运行，更新升级后的高清会商系统视频质量达到了1080p30标准，音频系统方面，也普遍支持G.722、G.728、Siren7、Siren14等多种协议，并采用数字音频矩处理器，达到ITU 20kHz以上的高清效果，大大提高了天气预报会商质量。由于气象会商系统具有使用频率高、每天发言单位多及会商交流多等特点，所以会商声音的质量越来越受人关注，而且，音频相比视频，受影响的因素更多，更复杂，还与临时设置、调控及人为因素有关，所以，天气预报会商系统的音频设计与保障显得非常重要。

1 会商系统中音频质量常见问题

声音还原是技术和艺术的有机结合，其质量的好坏要从主观和客观2方面来衡量。一般来说，客观反映声音效果的主要因素有声压级、清晰度、声场均匀度、传声增益等。

1.1 噪音大

噪音亦称底噪。一般指电声系统中除有用信号以外的总噪声：包括音响设备噪声和放音环境噪声2部分。过强的本底噪声，不仅会使人烦躁，还淹没声音中较弱的细节部分，使声音的信噪比和动态范围减小，再现声音质量受到破坏。

1.2 有回响

回音是由声波延时产生的，若麦克风既拾取声源信号又拾取经扩音还原的信号，或者与声源距离不同的2只麦克风拾取同一声源的信号，或者一只麦克风拾取经扩音还原后的另一只麦克风的信号，都将产生相应的路程差而造成延时。

1.3 产生啸叫

“啸叫”是扬声器与麦克风之间发生正反馈引起的。产生反馈的主要原因是话筒的传声增益过大，话筒和音箱的距离太近，又或是声场中某些频率的声音反射状态过于活跃，造成声音的正循环性放大。“啸叫”产生主要有4个原因：过载、距离、角度和频率。一般“啸叫”的出现都是在失真的时候，主要是输入信号的过载引起。话筒啸叫的危害很大，一般会表现出音感狭窄、混响拖尾、刚响失真、声压过大等问题，严重影响会商和会议的气氛，严重时可能导致烧坏功率放大器和发声设备。

1.4 声音太小不稳

主要表现是发言声音过小、过大或忽大忽小的状况。声压级：反映听众听到发言人声音的音量大小。主要原因是发言人距离话筒的距离太远、太近或者时远时近。

1.5 有串音

串音一般有线路串音和会议串音2种。线路串音是指在一根电缆中不同线对之间由于耦合产生的不需要的信号。会议串音主要是指当2个会议同时召开时，由于声音输入输出设置不正确，2个会议的声音互相混音叠加而成。

2 音频方案设计

2.1 音频环境设计

一个良好的建声环境可提高音频系统的音质。会议室是一类功能要求极强的场所，其装修设计应该满足会议室对会议的气氛和功能的要求。会场环境控制和降低本地噪声；保持良好的吸音环境；保持良好的隔音环境；设置较好的混响时间。

2.2 音频线及音频设备的选择

音频线主要有音箱线和音频线2种。好的音频线能减少衰减和音频干扰，减小不必要的底噪。音箱线信号线（喇叭线），属于无屏蔽，专用于功放与音箱见连接，极为优秀的导电性。信号线（音频线）属于二芯线，带屏蔽，传输音频信号。音响设备主要分音源设备、调控设备、周边处理设备和终端处理设备。音源部分有话筒、CD、音频接口等信号源；调控部分主要有模拟调音台、数字调音台、媒体矩阵等设备对声音调整和控制。周边处理设备主要对声音进行各种处理。包括动态处理设备和频率处理设备声场处理设备，主要有压缩器、限幅器、均衡器、混响器等；终端设备如功率放大器、音箱等，主要用来重放还原声音。

2.3 会商音频系统的方案设计

图1是福建省气象高清会商系统的音频设计流程图，整个会商系统的音频设计方案主要采用视频终端、模拟调音台和C8音频矩阵控制器3方面进行综合处理。

图1 福建气象高清会商系统的音频设计流程图

合理设置模拟调音台。模拟调音台采取多个话筒接入，对系统输入的声音不采取直接输出到音响，防止各个声道互相干扰，产生回声和啸叫等，必须先输入到音频矩阵控制器进行处理；再进行输出；使用C8音频矩阵控制器对音频进行综合处理；音频信号通过反馈抑制，一般可将50～15000Hz中的任何反馈频率送入移相器，进行移相处理后，再将音频信号送入正机的输入端；选择具有音频自适应的会议终端。会议终端具有音频自适应功能，支持强大的音频自适应功能，根据终端的音频能力，MCU可以自动匹配最优音频协议让终端入会，充分保证高清终端、标清终端自动入会，保证最优秀的音频效果。

3 音频方案的保障技巧

3.1 适当减小会商环境噪音

可采取以下方法：增加电源滤波器，利用谐振电路滤除谐波，“净化”输出电源；信号的输入、输出线与电源线分开走线，且不能平行布线，避免毗邻和交叉干扰，互相感应；降低调音设备增益；减少环境噪声。

3.2 有效消除回音现象

主要采取以下方法避免：启用终端回声抵消设置；选用指向性强的麦克风；根据回声传播的路径，可以通过调小调音台或功放的声音输出来减小回声，防止声音过大。

3.3 严格进行啸叫抑制处理

除了设计时对C8矩阵控制器啸叫抑制处理降低扩声增益外，适当调整扬声器布局、改变麦克风方向以及2者之间的距离，避免形成正反馈。提示各单位发言首席，养成说话开话筒、发言完毕及时关话筒的良好习惯，防止互相干扰，产生正反馈。

3.4 严格规范防止声音忽大忽小

统一和相对固定模拟调音台、终端设备的音量级别，保持启动设备时音量大小合适；抓好会前调试关，如POLYCOM终端统一采用级别三音量，很好的保持了省内各地市音量的大小大概一致；根据发言人声音的大小调整好话筒输入音量。

3.5 设置合理防止互相串音

在临时设置音频线路时，尽量减少交叉，防止线路互相干扰；在同时召开多个会议时，根据会商会议的各种模式选择好预先设计好的音频矩阵输入输出模式，防止音频串音。但在个别会议比较特殊时，必须临时设置音频输入输出，必须先预先进行多方测试。

3.6 抓好音频故障应急

根据会商系统故障应急方案，当会商系统出现各种故障或音响设备出现故障时，应判断设备的故障点，采取相应的应急方法进行应急：当音响出现故障时，应采用应急音响应急；当终端出现故障时应采取备用终端进行应急；当C8音频矩阵出现故障时，应及时把音频从模拟调音台直接输入到相应终端；当调音台出现故障时，应把话筒直接接到终端，或直接终端话筒直接发言；正确设置好音频控制软件，防止设置错误；随时准备在C8音频矩阵Web控制界面上调整各终端的音频输入输出，防止产生各种杂音和干扰。

参考文献

[1] 李珏，邹蓓，余红卫，等.M数字音频平台在气象视频会商系统中的运用[J].贵州气象，2011（04）.

[2] 武深秋.音频系统噪声解决方法[J].家庭电子，2005（24）.

[3] 张常亮，马渝勇，刘一谦，等.基于MCU级联的省-市-县三级高清视频会议系统设计与实现[J].电视技术，2012（09）.