楷模科技音訊設備解決方案

視訊會議音訊設備需求與期待

買錯比買貴更浪費! 在後疫情時代,視訊會議已經成為各組織活動不可或缺的一環,視訊會議溝通中,音訊部分效果又是最基本且最重要的一環,人們之間需要能清楚接收及傳遞言語的內容,才能進行實質的溝通交流,因此在設計和建置視訊會議音訊設備時,您需要考慮以下需求和期待:

  1. 音質清晰度:音訊設備應該提供穩定且高品質的音質,喇叭分布平均,以確保每一位與會者能夠清晰地聽到講話者的聲音,不會發生前方嫌太吵、後方聽不到的狀況
  2. 噪音及回音消除:選擇安靜的環境或使用具有降噪功能的麥克風,以減少背景噪音的影響或是視訊回音問題,現場音響設計也需考慮最低回音干擾。
  3. 收音效果:根據場地、人數與使用需求,選擇合適的麥克風,鵝頸麥克風、手持麥克風、領夾式麥克風、平面麥克風、會議麥克風等,或使用多波束麥克風可以自動追蹤講話者,提高收音效果。
  4. 易於使用:音訊設備應該簡單易用,並且支援快速連接個人電腦設備和簡易操作。
  5. 可擴展性:考慮未來的擴展需求,例如增加更多麥克風或喇叭。
  6. 網路連接:大型會議空間應考慮支援網路連接的設備,例如 Dante Audio,降低延遲,避免音訊干擾問題,簡化佈線,易於擴展及維護,以實現高效的音訊傳輸。

註: 關於視訊會議鏡頭挑選指南,請參考如何挑選視訊攝影機

視訊會議音質清晰度問題

進行視訊會議,最基本且重要的要素就是讓每位與會者都能夠清楚地聽到對方發言的內容,音量過大、過小、忽大忽小聲或是不同位置音量差距太大,且人類說話的基本頻率通常在 80 到 10000 Hz 之間,這個頻率區間的其他雜音或是這個頻率區間以外的環境噪音以及回音殘響過大等,都會影響現場收聽音質清晰度問題,導致無法正確了解對方說話內容。

常見的會議室音質清晰度問題可能包括:

  1. 噪音干擾:背景噪音(如空調、電風扇、交通聲等)可能干擾到語音信號,降低清晰度。
  2. 回音和迴響:會議室內部可能存在不良的聲學設計,導致聲音在空間中反射,產生回音和迴響,影響清晰度。
  3. 麥克風位置不當:若麥克風位置不佳,可能導致某些與會者聲音過軟或過弱,影響清晰度。
  4. 網路品質問題:視訊會議中,網路延遲、丟包等問題可能導致聲音中斷、變形或失真,影響清晰度。
  5. 設備品質問題:使用低價的麥克風、揚聲器或其他音訊設備可能影響音質清晰度。
  6. 麥克風故障:麥克風本身出現故障,如靈敏度下降、斷線等,會導致聲音清晰度下降。
  7. 環境因素:會議室內可能存在不良的環境因素,如擁擠、回音較大的空間等,這些因素都可能影響聲音清晰度。
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視訊會議環境噪音(Noise)問題

在設計和建置會議室時,處理噪音是規劃階段要仔細研究的問題,以下是一些常見的會議室噪音:

  1. 空調噪音:空調系統運行時可能會產生噪音,特別是舊式或不正常工作的空調單元。
  2. 風扇和機械設備噪音:會議室內的其他機械設備,如風扇、印表機、電腦等,也可能產生噪音。
  3. 街道或交通噪音:位於繁忙地區的會議室可能會受到街道上車輛或行人的噪音干擾。
  4. 鄰近會議室或辦公室的噪音:鄰近的會議室或辦公室可能正在進行活動,產生對您會議造成干擾的聲音。
  5. 建築結構和材料導致的反射回音:某些會議室可能因為建築結構或材料的問題而產生回音,使得聲音反射並產生干擾。
  6. 通風系統噪音:會議室內的通風系統或通風口可能會產生噪音,影響會議的品質。
  7. 隔音不足:如果會議室的隔音效果不佳,可能會受到來自其他區域的聲音干擾。
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視訊會議回音(Echo)問題

會議室回音問題是指當聲音在空間中反射並再次傳回麥克風時產生的聲音失真。這可能會導致與會者聽到自己的聲音或其他人的聲音回響,從而降低會議的聽覺品質和效果。常見的會議室回音問題包括:

  1. 空間設計問題:會議室的空間設計可能不利於聲音的吸收或分散,導致聲音在空間中反射,產生回音。
  2. 牆壁和天花板材料:使用反射性較高的牆壁和天花板材料,如硬木、瓷磚或玻璃,可能增加回音的發生。
  3. 空間大小:較大的空間通常更容易產生回音,因為聲音有更多的表面可以反射。
  4. 過多的硬表面:過多的硬表面,如玻璃、金屬或混凝土地板,也會增加回音的問題。
  5. 不足的吸音材料:缺乏適當的吸音材料,如吸音板、軟質牆壁覆蓋材料或地毯,也可能導致回音問題。
  6. 麥克風位置不當:若麥克風過於靠近或設置在容易引起回音的位置,也可能加劇回音問題。
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視訊會議收音問題

視訊會議中,使用合適的麥克風是另一大挑戰,最佳狀況是使用個人專用麥克風,手持麥克風、桌上鵝頸麥克風或是個人領夾麥克風,發言者近距離使用麥克風進行發言,除了收音效果好以外,亦可避免收到周圍無效的噪音。然而現實環境往往不是如此單純,用戶希望釋放雙手,個人麥克風數量不足,現場無法建置固定型麥克風等,使得會議室內需要使用其他型態麥克風進行收音。

其中,使用多人會議麥克風是目前較多人採取的解決方案,會議專用麥克風喇叭,平面麥克風、吸頂式麥克風等,此類麥克風可以讓一群人共用同一顆麥克風,並解放雙手,不需將麥克風拿在手上。然而因發言者距離麥克風拉長,且麥克風收音範圍變大,常見的會議室收音問題可能包括:

  1. 回音(Echo):當聲音在空間中反射並再次傳回麥克風時產生的聲音失真。
  2. 噪音(Noise):來自空調、電風扇、交通聲等背景噪音可能干擾到會議的聲音品質。
  3. 干擾(Interference):來自無線電或其他電子設備的干擾可能導致收音不清晰。
  4. 低音(Low Frequency Noise):來自空調或其他設備的低頻噪音可能導致聲音品質下降。
  5. 各種聲音不一致性(Inconsistent Sound Levels):有些與會者可能聽起來太小聲或太大聲,或者某些區域的聲音較其他區域明顯。
  6. 音量過低(Weak Audio):有些與會者可能因距離麥克風過遠或麥克風故障而聽不清楚。
  7. 回聲消除(Echo Cancellation):有些會議室系統可能無法有效地消除回音,導致聲音品質下降。

將音訊設備連接至視訊會議系統(電腦)問題

一個人要進行視訊會議非常簡單,你只需要電腦或手機平板,使用內建的麥克風喇叭即可進行近距離的視訊會議。會議室雖是同樣的原理,但是您需要將會議室音訊設備音訊轉換成數位訊號(例如USB)連接至視訊專用電腦或是個人電腦),才能讓與會人員參與視訊會議。

將音訊設備連接至雲端視訊會議系統可能會遇到一些常見問題,這些問題可能影響音訊品質和會議體驗。以下是一些常見的問題:

  1. 連接問題:麥克風、揚聲器或其他音訊設備無法正確連接至雲端視訊會議系統。
  2. 音訊延遲:音訊延遲會導致與會者之間的對話不同步,影響會議的流暢度和效率。
  3. 設備兼容性問題:某些音訊設備可能與特定的雲端視訊會議系統不兼容,導致無法正確工作。

(參考: 視訊會議室使用USB延長線注意事項)

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專業視訊會議音訊處理 (AEC, ANS, AGC)

根據以上視訊會議環境特有的問題,專業視訊會議音訊設備提供了對應的解決方案,來處理各種回音、噪音、或是多人說話收音不平均等問題。我們一般稱為3A音訊處理,包括回音消除(AEC)、噪音抑制(ANS)和自動增益控制(AGC)。

回音抵銷 AEC,它致力於消除音訊中的回音,避免對話者聽到他們自己的聲音,這能提高通話的清晰度和舒適度。其工作原理如下:

  1. 回音檢測:AEC首先檢測從喇叭播放的音訊中的回音。這可能是由於麥克風捕捉到來自扬聲器的聲音,導致聲音從麥克風進入系統再次播放,形成回音。
  2. 回音建模:一旦檢測到回音,系統會試圖建立回音的模型。這包括回音的傳播延遲和頻率響應等參數。這些參數有助於系統理解回音是如何形成的,從而能夠更好地對其進行處理。
  3. 回音抵消:使用建立的回音模型,AEC會生成一個相反的聲音信號,稱為「回音抵消信號」。這個信號會與來自麥克風的音訊進行混合,以抵消喇叭播放的聲音在麥克風中的回音效應。這樣可以防止回音再次進入通話系統。
  4. 自適應調整:AEC通常是自適應的,意味著它會持續監測和調整回音模型。這是因為通話環境可能會變化,比如喇叭或麥克風的位置可能會移動,導致回音特性的變化。因此,AEC會根據實時反饋對其模型進行調整,以確保有效地消除回音。

噪音消除 ANS,其目標在於減少來自環境或通訊設備的背景噪音,使對話更加清晰,其工作原理如下:

  1. 噪音檢測:噪音抑制首先會對從麥克風捕捉到的音訊進行分析,以檢測其中的噪音。這些噪音可能來自環境,例如空調聲、電風扇聲等,也可能來自通訊設備本身,例如麥克風自身的電子噪音等。
  2. 噪音建模:一旦檢測到噪音,系統會試圖建立這些噪音的模型。這包括噪音的頻率特徵、能量分佈等。通過了解噪音的特性,系統可以更好地識別和區分噪音和語音信號。
  3. 噪音抑制處理:使用建立的噪音模型,噪音抑制系統會針對檢測到的噪音進行抑制處理。這可以通過不同的方法來實現,包括頻譜掩蓋、自適應濾波等。這些方法旨在將噪音的影響降低到最小,從而提高語音信號的清晰度和可聽性。
  4. 語音增強:噪音抑制系統通常也會針對語音信號進行增強處理,以進一步提高其清晰度。這可能包括調整音量、強調語音特徵等。

音量增益處理 AGC,它負責調節音量,使所有對話者的聲音水平保持一致,無論他們所在位置的聲音強度如何變化,從而確保每個人都能被清晰聽見。其工作原理如下:

  1. 訊號檢測:AGC首先會監測來自麥克風的音訊訊號強度。這可以通過檢測麥克風輸入的振幅來實現,以判斷語音信號的強度。
  2. 訊號分析:一旦檢測到音訊訊號,系統會對其進行分析,以確定訊號的強度水平。這可以是短時間內的平均值或訊號的瞬時強度。
  3. 增益調節:基於分析結果,AGC會自動調整麥克風的增益水平。如果訊號過弱,AGC會增加增益,使得訊號的強度達到一個合適的水平;如果訊號過強,AGC會減少增益,以避免訊號過載或失真。
  4. 動態調整:AGC通常是動態的,意味著它會根據實時的訊號變化進行調整。這可以保證即使在通話過程中,訊號的強度變化也能被有效地處理,從而確保通話的音量穩定性。

3A音訊處理技術在視訊會議中扮演著重要角色,能夠提升通話的品質和體驗,使得溝通更加順暢和高效。

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常見視訊會議音訊設備解決方案

市場上提供的視訊會議音訊解決方案眾多,這些方案包括各種硬體和軟體產品,旨在提供高品質的音訊體驗。以下是一些常見的視訊會議音訊解決方案:

1. 小型會議室三合一視訊會議設備:這些設備通常是為小型空間而設計的,三合一設計將 USB 麥克風、耳麥和揚聲器集合在同一設備,能夠提供清晰的音訊,並兼容各種視訊會議軟體,三合一設計讓用戶安裝與使用上非常方便,僅一條USB線即可處理攝影機影像及音訊,例如,CAVE SP-1100視訊會議攝影機, Logitech MeetUp等。然而此類商品僅適合小型空間使用,在大型空間時,可能會發生影像因距離遠放大後畫質不好,或是距離遠收音及放音效果不好。

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2. 二合一會議喇叭麥克風:這些是專門設計用於視訊會議的會議麥克風,內建會議情境專用音訊處理(DSP),消除回音(AEC)、消除噪音(ANC)、自動音量調整(AGC),進而提供更好的視訊會議時良好的聽覺體驗。(例如,例如: Jabra、Polycom等。)

3.會議麥克風與喇叭系統:這些是專門設計用於視訊會議的會議麥克風,例如吸頂式會議麥克風、平面會議麥克風、陣列式會議麥克風,能夠捕捉和播放清晰的音訊,並且內建會議情境專用音訊處理(DSP),消除回音(AEC)、消除噪音(ANC)、自動音量調整(AGC),進而提供更好的視訊會議時良好的聽覺體驗。(例如,例如: Yamaha RM-CG 吸頂式陣列麥克風、Polycom RealPresence Trio 等。)

會議型麥克風跟一般麥克風有幾項主要差異,首先是會議型麥克風一般是設計給多人使用,因此收音範圍多為360度收音且收音距離較長,一個麥克風可以支援多人使用。第二是會議型麥克風通常內建(或搭配會議主機)會議音訊處理,消除回音AEC、噪音ANC等。

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4.一般型麥克風: 手持麥克風、耳掛麥克風、個人領夾麥克風或是桌上鵝頸麥克風亦可以使用在視訊會議,發言者需靠近麥克風進行發言,除了收音效果好以外,亦可避免收到周圍無效的聲音,而產生回音或是噪音等問題。(例如: Mipro 麥克風系統)

但是一般型麥克風需進一步與視訊會議系統(或電腦)整合,且須處理上述會議音訊問題(回音、噪音),因此需要額外的會議音訊處理(DSP)。

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5. 智能語音處理器(DSP):一些解決方案採用智能語音處理技術,如語音增強、回音消除和噪音抑制等,以提高音訊品質和清晰度。(例如:Bose EX-12AECEX-440CEX-1280C)

6. 視訊會議系統:這些是一套集成的硬體和軟體解決方案,包括攝影機、桌上型鵝頸麥克風、揚聲器和會議控制器,能夠提供高質量的音訊體驗。例如,Zoom Rooms、Microsoft Teams Rooms 等系統。

會議室音訊系統比較

如何規劃視訊會議音訊設備

挑選會議室音訊系統時,需要考慮多個因素,以確保系統符合您的需求並提供高品質的音訊體驗。以下是一些挑選會議室音訊系統的建議步驟:

1. 了解需求:首先評估您的會議室需求,包括會議室大小、預算、參與人數、頻繁程度、使用場景等。

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3. 評估會議室特性:考慮會議室的特性,包括大小、形狀、天花板高度、牆壁材料等,以確定適合的音訊設備類型和配置。使用固定安裝型還是活動型,安裝於桌面上、天花板或使用手持。

2. 確定功能:根據您的需求,確定您需要的功能,例如多方通話、屏幕共享、回音消除、降噪等。考慮是否需要整合其他設備,如視訊攝影機、顯示器等。

4. 選擇合適的麥克風:根據會議室大小、需求和特性,選擇適合的麥克風類型,如二合一喇叭麥克風、陣列麥克風或平面麥克風等。

5. 考慮揚聲器配置:根據會議室大小和形狀,選擇適合的揚聲器配置,包括單一揚聲器、揚聲器陣列或分布式揚聲器系統。(參考: 專業聲學建模,使用基於計算機的聲學空間3D 模型,這些模型能夠準確描述音響系統所處的空間,運用先進的聲學算法,可以預測音響系統的性能。這包括音響系統的聲音分佈、聲壓、反射路徑等。)

6. 考慮音訊處理技術:選擇具有良好音訊處理技術的音訊設備,例如回音消除、降噪、自動增益控制等,以提供清晰的音訊體驗。

7. 考慮系統整合性:確保所選擇的音訊系統能夠與現有的會議室設備和視訊會議系統兼容,並且易於整合和管理。

(參考: 視訊會議室使用USB延長線注意事項)

8. 尋求專業建議:如果您不確定如何選擇合適的會議室音訊系統,建議尋求專業的音訊設備供應商或系統集成商的建議和幫助。

9. 進行試用和測試:在做出最終決定之前,建議進行會議室音訊系統的試用和測試,以確保系統符合您的需求並提供所需的音訊品質。

10. 考慮未來擴展性:考慮會議室未來的擴展性和升級可能性,選擇具有彈性和可擴展性的音訊系統,以應對未來的需求變化。 總的來說,挑選會議室音訊系統需要全面考慮多個因素,包括需求、會議室特性、功能、整合性、品質和擴展性等,以確保系統能夠提供高品質的音訊體驗並滿足您的需求

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