降低Skype的視訊或通話之背景雜音問題

Skype的 AGC(自動增益控制) 跟ANS(背景噪音抑制) 是問題所在

近期由於中國政府封鎖Zoom的會議方案,我們有請中國分廠先改用skype替用。

但我們在使用專業視訊會議喇叭麥克風與Skype通訊時發現額外的問題。
『SKYPE通訊時,如果使用可串接式喇叭麥克風時,背景噪音等倍放大!

使用單顆主體喇叭時,背景噪音還在可忍受範圍內。但還是會聽到明顯被增益放大的背景噪音。

但一旦接上串接式喇叭麥克風時,SKYPE通訊地點的背景噪音就會放大,而且幾乎等倍的放大。更嚴重者則是雙方都使用VC520+串接式喇叭麥克風時,兩邊都可以聽到對方非常大聲的背景噪音。

不管是空調的風聲,外面壓縮機的運作聲音,或隔壁的印表機馬達聲,甚至日光燈的電感聲音(低頻,人耳聽不到.),而且常常誤解非人聲的聲音,結果一直把麥克風的增益加大,於是SKYPE都將這些背景噪音同等放大! 造成整個會議都是聽到被放大的背景噪音。 也就是 AGC(自動增益控制) 跟ANS(背景噪音抑制) 真的很爛!

SKYPE超爛的AGC造成對方只要不講話,我們這方就會聽到對方的環境噪音,而且音量一直在增益放大。

又加上skype本身的『自動調整麥克風設定』幾乎都是將麥克風音量一直往高功率方向調整,所以背景噪音非常吵。

奇怪的是,在Zoom並沒有這個問題,Zoom的 AGC(自動增益控制) 跟ANS(背景噪音抑制) 是非常優秀的! 幾乎是我測試過中最佳的! 但如果在網路品質不佳的狀況下,其 AEC(自動回音消除) 就會不好! 但ZOOM很不錯的,其藉由 AWS架設於日本的主機,來解決有些路由透過日本到美國AWS會嚴重延遲的問題。
但非常可惜的是,Zoom現在被中國完全封鎖中,無法在中國使用。

所以推測Skype視訊會議時的環境噪音是Skype自己的內部麥克風音量調整設定問題引起的,又加上Skype沒有辨識跟消除環境噪音的能力。

所以如果Skype的視訊環境是廣闊場地,或者是有很多環境噪音的場地,或者你使用的是專業視訊的串接或多顆喇叭麥克風。而且SKype的 AGC(自動增益控制) 跟ANS(背景噪音抑制)都非常差!


Skype設定中的音量控制真的是個笑話!

如果你進入Skype 的設定中,你取消了【自動調整麥克設定】,並且調整了麥克風跟喇叭的音量。但是只要你一離開【設定】,然後再開啟設定,然後就會看到麥克風跟喇叭的音量依然是原本的設定。

例外,如果你進入系統的控制台,強制將所有音量降低。但是呢…Skype只要有偵測到有聲音,其就會增加一點音量、又聽到聲音,又增加增益一點音量,直到音量增益到極限的10。


所以要如何設定Skype的麥克風跟喇叭音量呢?

一. 進入Skype 的設定中,取消了【自動調整麥克設定】 。

skype設定要取消自動調整麥克風設定,否則只要一出聲,Skype會一直調大音量(軟體增益放大),並且只會放大背景噪音。

二. 跟對方先開啟Skype視訊或通話。將滑鼠指標放在麥克風的圖示上。(不需要點取)

如果想要skype麥克風跟喇叭音量,請在開啟視訊或電話通訊時,將滑鼠指標放在麥克風的圖示上。(不需要點取)

三. 於是skype真正有效的麥克風跟喇叭音量設定面板出現了! 這邊才是可以有效的控制Skype本身的音量增益或降低。

於是skype真正有效的麥克風跟喇叭音量設定面板出現了! 這邊才是可以有效的控制Skype本身的音量增益或降低。

四. 跟視訊對方互相測試,看要把Skype的麥克風音量先降到5,然後喇叭音量降到7。看其背景噪音的音量是否有降低,然而人聲則要求發言者要靠近喇叭麥克風,所以大幅降低Skype 喇叭跟麥克風 音量,其實對人聲影像不大。

我跟我中國同事,試了好多次,如果是串接兩顆喇叭麥克風的視訊會議系統,麥克風音量要調整至4,如果遇到演講者的音量較小則麥克風音量調整為5~7,喇叭音量則調整到5。
這樣就可以有效降低skype環境噪音,降到為可以接受的視訊聲音環境品質。

然後如果設定好之後,下次會議時, Skype 喇叭音量跟麥克風 音量 也會依照此設定而開啟視訊或通話會議。這樣就可以解決Skype背景噪音過重的問題。
(但是對我而言,整體的視訊會議效果還是遠輸於Zoom的通話品質跟視訊會議品質控制項目。)

跟我中國同事,試了好多次,如果是串接兩顆喇叭麥克風的視訊會議系統,麥克風音量要調整至4,喇叭音量則調整到5。

如果你再去系統的音量混音程式,就可以發現SKype本身是額外再增益的! 也就是除了系統本身的音效裝置音量控制,Skype自己本身也一個 音量控制 ,然後SKype的音量控制幾乎都是額外增益,造成音量再放大。

可是很多專業型的視訊喇叭麥克風都是經過適當調整的 AGC(自動增益控制) 跟ANS(背景噪音抑制) 、AEC(自動回音消除),在原本的音量是可以正常運作的!

可是經過SKype毫無控制的音量增益(增益過大大大大大!),則會造成使用專業視訊會議設備的視訊會議或通話會議之聲音品質 (都只聽到背景噪音),反而比爛設備的更不佳!

除了系統本身的軟體增益,skype音量增益品質不佳,且增益過大, Skype的音量控制要關閉,且音量調整要降一半。
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Zoom視訊會議品質突然過差的發生原因跟解決方法

前言

Zoom的視訊方式是我公司已經實行三年有餘的視訊軟體系統,你只要有一台電腦安裝Zoom並且有喇叭麥克風、視訊鏡頭等設備,就可以進行視訊或多點談話。而且即使在免費版本也是可以一對一無限制時間會議,群組會議則是有40分鐘的限制(但可以立即重新連線即可)。

我們是有購買兩個Pro的帳號,並且都固定了會議ID,與中國、柬埔寨、日本、韓國開視訊會議。

明明三年內絕大部分都開得順順的,聲音品質也不錯。但不知道為何有時就是會出現聲音延遲、影像畫質低落,而且非常嚴重,甚至對方已經講完話了,我們卻完全沒有聽到聲音; 也就是連聲音的封包都已經是掉包了,這樣就視訊會議就開不下去,用專線電話開會還比較清晰咧。

檢查Zoom視訊所佔的網路流量紀錄也才最大上下1~2Mb,以公司都是用雙向30M FTTB級網路來說,不應該有問題才是。即使是中國東莞封鎖封包嚴重,我們也是透過昂貴的企業VPN來讓中國東莞透過台北上網,讓東莞工廠通信完全不掉封包。但Zoom視訊會議品質低落問題也不是每次都發生的,而且常常發生之際,只需主持人關閉會議再重新開啟新會議,絕大部分就可以解決問題。(小部份則是有人動到喇叭麥克風的線或按鈕)

但為何重開可以解決?為何當時會發生通信不良?

我卻當時一直一味的認為我們用的視訊會議麥克風設備的消除回音不佳跟網路不佳。而且當時所選用的Konftel 55W的擴充麥克風,其有指向性的問題,如果講話者在麥克風後方講話,聲音就會不清楚; 並且Konftel 55W有無法將音頻過低的人聲聲音做擴大的問題,我們公司有一位品保聲音超低頻,每次開會用Konftel 55W講話,對方就無法聽清楚他的聲音。

於是我們就開始了視訊喇拉麥克風的設備改良計畫,將原本的Konftel 55W+羅技 C920,雙方設備都升級到了AVer的VC520。升級了設備,視訊跟消迴音效果也的確提升了許多,那位品保仁兄的聲音也總算可以聽到了。 網路也從FTTB 6M,升到20M,甚至現在的30M。讓中國透過台灣上網的VPN專線也從2M提升到4M。

所以我網路跟設備都升級了! 而且遠超過Zoom的基本所需,防火牆也全開!  做好了完全的準備。

但是

我今年竟然還是遇到語音嚴重延遲到會議開不下去的情形! 對方講話,竟然要等約3秒才聽到,甚至根本聽不到。當場被董事長洗臉……..

追查過程

由於當天會議莫名其妙的品質超差,看專線流量都在正常的雙向1M以下,也看不出是台北的頻寬不足所造成的(當時全公司總頻寬用不到6Mb)。

所以當下我去反查Zoom視訊會議時所用的IP 為何?

從Ascenlink反查出會議當時唯一的聯外IP是192.204.12.70(而且在Zoom的官方網站也說明是其公司IP),並在會議尾端時就開始進行ping的測試。

Zoom視訊電腦的聯外IP
紅色部分就是當天所連線到的Zoom IP,每次開啟會議,都會變動。

結果台北用ping 192.204.12.70測試很不穩定,一般來回時間值就已經在170ms的糟糕點,有時還有到400~1100,甚至掉包,由於來回時間已經遠超過Audio的容許上限150ms很多,常常有300ms,也難怪聲音會斷斷續續的,甚至視訊暫停。每次只要跳到300ms以上時,聲音就開始嚴重延遲,400ms則是沒有聲音。

ping 192.204.12.70
ping 192.204.12.70的測試,結果有掉包,而且來回時間遠超過Audio的容許時間150ms

從中國 ping 192.204.12.70則是200ms以上,甚至掉包。所以視訊會議品質會這麼差,就是因為當時連線的Zoom IP 192.204.12.70的網路品質非常不穩定! 而且後面測試就發現是整個網段不穩定。另外TTL值如果是

於是我一一測試Zoom.us所提供的IP,去做ping的測試,測試結果如下

8.5.128.0/23 (差, 約200ms, TTL=46)
52.202.62.192/26 (無法連線)
64.211.144.0/24  (無法連線 或 超差, 約300~450ms)
69.174.57.0/24 (無法連線 或 超差, 約200~350ms)
115.114.131.0/26 (無法連線)
162.12.232.0/22 (無法連線)
162.255.36.0/22 (差, 200ms TTL 45)
192.204.12.0/22 (非常差, 170~1200+ 掉封包 或140ms TTL 49)
202.177.207.128/27 (無法連線)
202.177.213.96/27 (無法連線)
204.141.28.0/22 (好, 150ms)
209.9.211.0/24  (超好, 20~30ms)
209.9.215.0/24  (超好, 20~30ms)
213.19.144.0/24 (超差, 300ms)
213.19.153.0/24 (超差, 300ms)
221.122.88.128/25 (無法連線)
221.122.89.128/25 (無法連線)

然後下面是測試出來Zoom有使用的IP
54.241.178.0/24  (無法連線)
54.230.142.0/24  (170ms TTL=243)
204.141.29.0/24  (不穩定 200ms)
204.141.31.59 —-(超不穩定, 約200~500ms,TTL 50,超會掉封包)
184.169.249.215 160ms TTL=235
34.231.33.201

ping 69.174.57.20的測試
ping 69.174.57.20的測試 平均200ms 最大350ms

ping 209.9.211.60的測試
ping 209.9.211.60的測試 平均23ms 最大64ms

2018-01-18_155042
ping 213.19.144.60的測試 平均283ms 最大293ms

請記得,即使是cisco的視訊設備,其Audio的最大容許來回時間值也才150ms. 只要超過200ms你就會開會開不下去了。結果當天Zoom一堆網段都是超過300ms的,當然開會品質超差。

也就是說,如果我們Zoom連線所連的主機IP是上面所列的紅色連線品質非常差的主機,那我們的視訊品質就會非常差!

但我發現單單靠ping這個工具來測試是很不穩定的! 於是就使用Pingplotter Pro來分析

zoomnyt59mmr.zoom.us IP 204.141.31.59  這個主機讓我在公司月會上被董事長痛罵,可以看出掉連線20點,封包率極高! Zoom軟體其根本就不該連線!

zoomnyt59mmr.zoom.us
zoomnyt59mmr.zoom.us IP 204.141.31.59

這樣也可以確認Zoom視訊是必須連回美國的Zoom主機,然後才能在公開網路上讓大家開視訊會議,這跟有些企業用的是點對點的視訊會議設備是有差異,其只需要內部IP或VPN就可以開會,不過都是獨立主機,所以每一台的價格都很高。

原本只想讓視訊電腦只能連209.9.211.0/24  (超好 20~30ms) 209.9.215.0/24  (超好 20~30ms) 這類的IP、網域跟服務,結果設定好了去測試,發現全部無法連線視訊成功,更不要說連一般上網都關了。要嘛就是我設定錯誤,不然就是Zoom連線還有其他隱藏的通信服務跟連接網域。

於是就將紅色部分的連線不良IP全做成一個清單(不包含無法連線的),全部在防火牆上阻止Zoom視訊電腦連線連到上面紅色的IP。由阻止了Zoom電腦與該連線不良的IP連線,所以應該可以避免又連線到Zoom ping time過長,語音不順的憾事再發生。

Zoom.us 連線不良IP
當天的Zoom.us 連線不良IP

fortigate防火牆的設定
fortigate防火牆的設定: 阻止Zoom視訊電腦與Zoom.us連線不良的IP通信。

結果做好了封鎖連線不良的Zoom IP管制,一經測試又發現Zoom原來有隱藏的IP,單單下午做的幾個測試,就發現還有54.241.178.0/24 跟54.230.142.0/24,跟204.141.29.0/24,幸好這些IP連線品質都是好的150ms。

ping 204.1741.29.69
ping 204.1741.29.69 平均155ms 最大176ms

而且有些IP還是掛在Amazon底下,可能是Zoom發現其連線有問題,緊急跟Amazon租用主機來應付吧?

雖然Zoom有租用cloudfront.net的CDN服務,但看來即使用遠傳的FTTB連線也是不夠穩定。

另外就是才隔天而已,我重新再測試192.204.12.70 ,其又正常了。所以是被攻擊嗎?

隔天的192.204.12.70 ping測試
隔天的192.204.12.70 ping測試,這時又變成可用的平均148ms

 


結果跟處理方式

結果? 還沒有結果,我只能確認Zoom視訊電腦是無法連線到我所封鎖的IP,而且我會在重大開會前,先Ping一下Zoom主持電腦的連線Zoom會議室主機IP,只要有ping值過高或不穩定的,就列入封鎖。

所以我的處理方式就是:

一. 主持會議的電腦先連線到Zoom會議室,再藉由防火牆或監控軟體得知Zoom會議室伺服器的IP,再利用ping或PingPlotter等工具測試該IP,如果超過 190ms或上上下下波動很大,或嚴重有超過300ms者,立即停止連線,並藉由防火牆封鎖該IP連線到該Zoom電腦,直到主持會議電腦室連線到連品質好的ZOOM伺服器。
也就是:
過濾掉ping值過高或不穩定的Zoom 伺服器IP,並在防火牆設定,避免Zoom視訊電腦可跟該連線不良ip連線。

二. 如果開會還是遇到連線不順的IP,那我就會通知各與會人員:『因為連線不順,我們要重新連線,現在此會議室會先關閉後重啟,請大家等一下再重新連線進來』。 這樣會議主持人的Zoom電腦會重新偵測網路,其會挑選其他連線品質較佳的網路做連線,這樣有絕大機會會換到更好的連線IP。