音頻信號處理設備先后經歷了工作方式由模擬到數字；處理模塊由固化式到開放式；處理功能由單一音頻處理到集成邏輯控制；系統架構由單臺設備集中處理經多臺設備分布處理到多臺設備集中處理的變化；音頻信號處理和邏輯控制模塊的功能越來越強大，處理模塊的新算法越來越先進、音頻處理及應用越來越精準，邏輯控制越來越智能，這些都是數字音頻信號處理的發展方向。

    音頻喜好處理設備包含很多技術應用，本文著重介紹SpeechSense(發言感應技術)和(AmbientSense)環境檢測技術的應用。

一、SpeechSense（發言感應）技術

    人聲有兩個重要特點：摩擦音和爆破音，這兩類聲音環境噪聲是無法創造的，只要是人類的語言，不管哪一個語種都具有這種特點，發言感應技術能夠自動感應音頻信號頻率成分是否為人聲，該技術可應用于AGC（自動增益控制）。

    應用場景描述

    會議室內有多只用于拾取發言者語音的會議話筒，這些會議話筒品牌和型號完全相同，擴聲系統中會議話筒所對應通道的位置也完全相同，但在使用中發言人距離話筒的距離和發言人音量的大小則不盡相同。這就導致會議話筒的電平大小不一，發言擴聲音量有大有小。采用AGC（自動增益控制）電路，可對大信號自動壓縮，小信號自動提升。

    傳統的AGC(自動增益控制)工作原理

    傳統的自動增益控制是通過提前預設一個閾值，當話筒拾取的音頻信號低于閾值時，自動增益控制會自動給與這個音頻信號增益提升，令其接近閾值位置；當話筒拾取的音頻信號高于閾值時，自動增益控制會自動給與這個音頻信號增益衰減，令其接近閾值位置，這基本可以保證話筒輸入信號電平值的恒定。

    發言感應技術的應用

    傳統的自動增益控制電路在實際應用中，會議話筒除了會拾取到人聲，還會拾取到其它的聲音，如翻書、放杯子及鍵盤敲打等聲音，這些聲音大都會小于自動增益控制的閾值，當話筒拾取到這些聲音信號后，自動增益控制電路就會馬上工作，把這些聲音信號放大，再經過功率放大器放大至音箱擴聲，原本細小的聲音就變成了較大的環境噪聲。這種現象在會議室音頻擴聲系統中是不希望出現的。而發言檢測算法的最大作用就是讓自動增益控制能分辨人類發言的聲音和非人類發言的聲音，僅對人類發言聲音進行提升或衰減，小于自動增益控制閥值的環境噪聲則不會被自動增益控制電路進行放大。這樣有了發言感應技術算法自動增益控制電路工作就更加精準及智能。

二、AmbientSense(環境檢測)技術

    環境聲，如空調、投影機風扇及燈光鎮流器的交流聲等，他們沒有摩擦音和爆破音這個屬性，它是不同強度復合頻率的集合。環境檢測技術能夠檢測音頻信號頻率成分是否為環境聲。環境聲檢測算法可應用于ANC（環境噪聲補償）。

    應用場景描述

    公共區域擴聲系統，若背景音樂或尋呼音源的電平值恒定時，往往環境噪聲的聲壓級大小是不確定的，人多的時候環境噪聲的聲壓級就比較大，可能會把背景音樂或尋呼音源掩蓋掉（聲音的掩蔽效應）；人少或空場的時候環境噪聲聲壓級較小，感覺背景音樂或尋呼音源的聲壓級較大。所以需要一個能夠精確判斷環境噪聲大小，并能夠精確調節背景音樂或尋呼音源的音量大小的DSP處理模塊，這個DSP模塊就是ANC（環境噪聲補償）模塊。

    傳統的ANC(環境噪聲補償)工作原理

    在公共區域安裝一支環境噪聲檢測話筒，用于測量環境噪聲大小，得到測量結果后將結果返回到數字音頻處理平臺（DSP）的環境噪聲補償模塊。環境噪聲補償模塊的另外一路輸入，通常是背景音樂或尋呼音源。通過環境噪聲補償模塊的設置，當環境噪聲超過提前設定的閾值時，背景音樂或尋呼音源的電平就會按設定好的比例和時間提升，以保證背景音樂或尋呼音源足夠清晰地被聽到（節目源比環境噪聲≥25dB，可確保人清晰地聽到節目源的聲音）；當環境噪聲小于提前設定的閾值時，背景音樂或尋呼音源的電平就會按設定好的比例和時間衰減，以保證背景音樂或尋呼音源不會讓人感覺音量太大。

    環境檢測技術的應用

    看似傳統的環境噪聲補償電路已經非常完美，可經過傳統的環境噪聲補償模塊補償后的節目源信號增大后經揚聲器擴聲，再由環境聲拾取話筒拾取（在同一個聲場），這樣就會形成一個死循環，節目源信號不斷地增大，無法進行有效地調節。傳統環境噪聲補償的解決方法是讓環境聲拾取話筒遠離揚聲器，這樣帶來的后果就環境噪聲補償模塊處理效果不夠精確。

    而環境檢測算法則是隔斷了環境聲拾取話筒和揚聲器之間的關系，通過自適應濾波的方式，告訴環境聲拾取話筒把經揚聲器擴聲的音頻信號濾除，僅拾取環境噪聲，這樣就能保證環境噪聲補償精確的處理，同時環境聲檢測話筒位置隨意擺放。

三、智能的系統控制功能

    系統控制技術主要體現在兩個方面：內部控制和外部控制。目前音頻行業內大多數音頻處理系統都支持PC、Mac、Apple iPad、iPhone, 或者基于網絡的Crestron，AMX，CREATOR快捷中控產品的控制，這些控制方式音頻處理系統大多為被動接受控制，也屬于數字音頻處理系統內部控制范疇。

    而音頻行業內先進的數字音頻處理系統不僅僅是能夠接受控制這么簡單，例如：集中式處理架構的網絡數字音頻處理系統，處理系統可自動檢測整個系統接口設備是否在線，如某臺接口設備掉線，那么音頻處理系統可以通過電話提示音報告給系統管理員，以便系統管理員第一時間對系統進行處理。同時系統管理員也可在任意位置，通過模擬電話對數字音頻處理系統進行操作控制。再例如：當數字音頻處理系統大于一定的設置時間范圍，系統沒有檢測到任何音頻信號，系統可以通過第三方控制設備（如基于網絡的Crestron，AMX，CREATOR快捷等中控產品）可以將耗電量大的設備關閉。

    智能的系統控制功能多種多樣，使用者可根據自己的實際需要進行開發。

總結

    發言感應技術和環境檢測技術的應用非常廣泛，遠不止在AGC（自動增益控制）和ANC（環境噪聲補償）模塊中。發言感應技術和環境檢測技術這兩種技術可單獨使用也可一起使用，它們還可應用在自動曝光控制、背景噪聲和環境噪聲消除等功能的處理上。

    總之，隨著計算機及網絡技術的飛速發展，音頻信號處理和邏輯控制的功能將越來越強大，處理模塊新算法越來越先進，音頻處理越來越精準，邏輯控制越來越智能，數字音頻的處理會始終向這一方向發展。