声学回声消除器.doc

一个开源的声学回声消除器收藏 前段时间，搞了一阵声学回声消除，非常郁闷，因为没有成功，但可以说学到一点东西吧，至少理论上懂了一点。为什么需要声学回声消除呢？在一般的VOIP软件或视频会议系统中，假设我们只有A和B两个人在通话，首先，A的声音传给B，B然后用喇叭放出来，而这时B的MIC呢则会采集到喇叭放出来的声音，然后传回给A，如果这个传输的过程中时延足够大，A就会听到一个和自己刚才说过的话一样的声音，这就是回声，声学回声消除器的作用就是在B端对B采集到的声音进行处理，把采集到声音包含的A的声音去掉再传给A，这样，A就不会听到自己说过的话了。声学回声消除的原理我就不说了，这在网上有很多文档，网上缺少的是实现，所以，我在这把一个开源的声学回声消除器介绍一下，希望对有些有人用，如果有人知道怎么把这消除器用的基于实时流的VOIP软件中，希望能一起分享一下。这个声学回声消除器是一个著名的音频编解码器speex中的一部分，1.1.9版本后的回声消除器才起作用，以前版本的都不行，我用的也是这个版本，测试表明，用同一个模拟文件，它有效果比INTEL IPP库4.1版中的声学回声消除器的还要好。先说编译。首先，从上下载speex1.1.9的源代码，解压，打开speexwin32libspeex中的libspeex.dsw，这个工作区里有两个工程，一个是libspeex，另一个是libspeex_dynamic。然后，将libspeex中的mdf.c文件添加到工程libspeex中，编译即可。以下是我根据文档封装的一个类，里面有一个测试程序： /file name: speexEC.h#ifndef SPEEX_EC_H#define SPEEX_EC_H#include #include #include speex/speex_echo.h#include speex/speex_preprocess.h class CSpeexECpublic:CSpeexEC();CSpeexEC();void Init(int frame_size=160, int filter_length=1280, int sampling_rate=8000);void DoAEC(short *mic, short *ref, short *out);protected:void Reset();private:bool m_bHasInit;SpeexEchoState*m_pState; SpeexPreprocessState*m_pPreprocessorState;int m_nFrameSize;int m_nFilterLen;int m_nSampleRate;float* m_pfNoise;#endif/fine name:speexEC.cpp#include SpeexEC.hCSpeexEC:CSpeexEC()m_bHasInit= false;m_pState= NULL;m_pPreprocessorState= NULL;m_nFrameSize= 160;m_nFilterLen= 160*8;m_nSampleRate= 8000;m_pfNoise= NULL;CSpeexEC:CSpeexEC()Reset();void CSpeexEC:Init(int frame_size, int filter_length, int sampling_rate)Reset();if (frame_size=0 | filter_length=0 | sampling_rate=0)m_nFrameSize =160;m_nFilterLen = 160*8;m_nSampleRate = 8000;elsem_nFrameSize =frame_size;m_nFilterLen = filter_length;m_nSampleRate = sampling_rate;m_pState = speex_echo_state_init(m_nFrameSize, m_nFilterLen);m_pPreprocessorState = speex_preprocess_state_init(m_nFrameSize, m_nSampleRate);m_pfNoise = new floatm_nFrameSize+1;m_bHasInit = true;void CSpeexEC:Reset()if (m_pState != NULL)speex_echo_state_destroy(m_pState);m_pState = NULL;if (m_pPreprocessorState != NULL)speex_preprocess_state_destroy(m_pPreprocessorState);m_pPreprocessorState = NULL;if (m_pfNoise != NULL)delete m_pfNoise;m_pfNoise = NULL;m_bHasInit = false;void CSpeexEC:DoAEC(short* mic, short* ref, short* out)if (!m_bHasInit)return;speex_echo_cancel(m_pState, mic, ref, out, m_pfNoise); speex_preprocess(m_pPreprocessorState, (_int16 *)out, m_pfNoise);可以看出，这个回声消除器类很简单，只要初始化一下就可以调用了。但是，要注意的是，传给回声消除器的两个声音信号，必须同步得非常的好，就是说，在B端，接收到A说的话以后，要把这些话音数据传给回声消除器做参考，然后再传给声卡，声卡再放出来，这有一段延时，这时，B再采集，然后传给回声消除器，与那个参考数据比较，从采集到的数据中把频域和参考数据相同的部分消除掉。如果传给消除器的两个信号同步得不好，即两个信号找不到频域相同的部分，就没有办法进行消除了。测试程序：#define NN 160void main()FILE* ref_fd, *mic_fd, *out_fd;short refNN, micNN, outNN;ref_fd = fopen (ref.pcm, rb);/打开参考文件，即要消除的声音mic_fd = fopen (mic.pcm, rb);/打开mic采集到的声音文件，包含回声在里面out_fd = fopen (echo.pcm, wb);/消除了回声以后的文件CSpeexEC ec;ec.Init();while (fread(mic, 1, NN*2, mic_fd) fread(ref, 1, NN*2, ref_fd); ec.DoAEC(mic, ref, out); fwrite(out, 1, NN*2, out_fd); fclose(ref_fd); fclose(mic_fd); fclose(out_fd);以上的程序是用文件来模拟回声和MIC，但在实时流中是大不一样的，在一般的VOIP软件中，接收对方的声音并传到声卡中播放是在一个线程中进行的，而采集本地的声音并传送到对方又是在另一个线程中进行的，而声学回声消除器在对采集到的声音进行回声消除的同时