Обнаружение и устранение эха

Эхо и отражение сигнала при прохождении по звукопрододу (среде) от различных поверхностей приводит к значительной ошибке при регистрации сигнала. Особенно это имеет большое значение при выделении источника, находящегося в объекте, а измерение его осуществляется не его поверхности, т.е. вне зоны прямого доступа. Особенно это важно для устранения эхо-сигнала, возникающего при прохождении акустического сигнала через ограниченное пространство (канал, имеющий стенки). Отражение сигнала от стенок вносит существенную погрешность в определение мощности источника, т.к. в спектре мощности зарегистрированного сигнала все отраженные сигналы суммируются. Поэтому использование кепстров позволяет разделить эхо-сигнал и  после модификации его от основного сигнала по оси квефренции. После модификации осуществить обратное логарифмирование и получить фактический спектр исходного сигнала. В качестве примера на 4.38 д приведена схема исследования прохождения звукового сигнала с отражением от поверхности. Показанный на рис. 4.38 a  спектр мощности является результатом анализа широкополосного акустического сигнала, воспринятого микрофоном в нормальном помещении с отражающей звук пластиной на расстоянии 43 см сзади микрофона. Пики показанного на рис. 4.38 б кепстра мощности, соответствующие кратным равного 2,64 мс времени задержки и обусловленные отражениями звуковых волн, были устранены путем модификации. Модификация предполагает устранение в кепстре мощности определенного из спектра мощности суммарного сигнала пика, расположенного на оси квефренции 2,64 мс с последующим переводом мощности этого пика в мощность основного сигнала.  Претерпевший упомянутую модификацию кепстр мощности показан на рис. 4.38 в, а соответствующий этому модифицированному кепстру, спектр мощности представлен на рис. 4.38 г. Этот спектр хорошо соответствует спектру мощности, показанному на рис. 4.38 д, полученному в результате анализа сигнала от микрофона в отсутствии упомянутой выше отражающей звук пластины. Таким образом, удаляя из кепстра мощности все гармоники, за основной гармоникой по оси квефренции и перестраивая эту мощность на мощность основной гармоники можно получить сигнал, соответствующий фактическому сигналу, создаваемому непосредственно источником.  

Рис. 4.38 Иллюстрация основанного на модифицировании кепстра мощности метода устранения эха

Данный метод нашел широкое применение в радиотехнике, особенно в телефонии, телевидение и радиовещании для устранения шумов, возникающих при передачи звукового сигнала от одного корреспондента до другого.