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    liu@kuaiyu.com

    AEC聲學回音消除技術

    一、 應用場景

    雙向通信中揚聲器播放出來的聲音被麥克風拾取后發回遠端,被稱為“回聲”。

    產生回音的原因是什么呢?是由于近端發送出的聲音在遠端進行傳播,再進入遠端麥克風,讓近端發聲人聽到自己的聲音。

    圖1 單講“回聲”產生示意圖

    單方同時說話(單講)

    以同一時間只有一端講話為例,單講“回聲”產生示意圖,如圖1所示。

    圖2 雙講“混音”產生示意圖

    雙方同時說話(雙講)

    圖2中A端說“Hi~”,A麥克風采集到后經過傳輸路徑的延時和非線性變換為“Hi~”從B的揚聲器播放,在B房間內與B端說“你好!”一同被麥克風采集,經過傳輸路徑后從A端的揚聲器被播放,這樣就會讓A端聽到“你好!”與自己的“Hi~”混合聲音,使用感受很差。(這樣的聲學回路還會讓聲音循環往復,當揚聲器增益大,會使得系統發散產生嘯叫。)

    二、 回聲消除

    有2個原始聲音采樣,IGB和MIC

    1、房間B(男)的揚聲器接收到房間A(女)發送過來的聲音,這一信號為回聲消除參考信號IGB采樣;

    2、房間B(男)的話筒拾取到自己的聲音與房間A(女)通過揚聲器傳來的聲音,作為MIC采樣

    3、聲音被送到內置回音消除算法(使用自適應濾波或神經網絡方法)的設備中,從MIC采樣中移除房間A(女)的IGB采樣,僅剩房間B(男)端聲音,通過揚聲器發送回房間A,從而提升聽感效果。

    預期效果:

    單講場景(雙方串行說話):房間B(男)聽不到從房間A(女)的話筒傳來(由房間A揚聲器發出的)自己的回聲。

    雙講場景(雙方同時說話):A、B房間聽到揚聲器播放的聲音均無參雜自己的回音

    效果對比(房間A播放效果)

    WebRTC 算法處理

    初期回音有殘留,遠端音明顯損傷

    Speex 算法處理后效果

    初期回音有殘留,遠端音有輕微損傷

    KYAEC 經過快魚傳統算法處理后效果

    回音殘留少,遠端音有輕微損傷

    KYAIAEC 經過快魚回聲消除算法處理后效果

    殘留少,音質佳,在單講和雙講時都有很好的表現,效果勝于目前的傳統算法Webrtc、Speex

    評價指標:

    1. 當回聲路徑有明顯的非線性時變特征時,回聲消除后的語音質量;

    2. 當存在雙講時,回聲消除后的語音質量評估;

    3. 能否應用在嵌入式設備(對講設備)上,保證實時的處理效果;

    4. 按照表1的標準進行MOS打分。

    單講(僅B端說話) 雙講(A、B端同時說話) AEC 效果
    完全聽不到回聲或尾音 對端聲音清晰透徹,且連續無抑制 S-優秀
    偶爾可以聽到尾音 偶爾抑制,但連續無掉字 A-可用
    偶爾可以聽到回聲,但很快收斂 偶爾抑制,但連續無掉字 B-基本可用
    聽到回聲后無法收斂 有抑制,存在掉字的情況 C-不可用
    從始到終都有回聲 -

    D-不可用
    表1 AEC效果評估標準

    經過對大量錄音的主觀測試打分,得到比對評價如表2所示。

      使用的算法 效果
    傳統AEC WebRTC AEC S
    Speex AEC A
    KYAEC A
    神經網絡 KYAIAEC S+
    表2 AEC測試結果對比
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