DSP消噪技术
DSP(數(shù)字信號處理技術(shù)),是利用計(jì)算機(jī)或?qū)S锰幚碓O(shè)備,以數(shù)字形式對信號進(jìn)行處理,以得到符合人們需要的信號形式的新興學(xué)科,其涉及許多學(xué)科而又廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域,以音視頻應(yīng)用領(lǐng)域最為廣泛。
億聯(lián)音頻通話技術(shù)
目前市面上廣為運(yùn)用的DSP實(shí)現(xiàn)方法有很多,在這里主要列舉兩項(xiàng),一是利用通用的可編程DSP實(shí)現(xiàn),即非專用的DSP芯片。與單片機(jī)相比,DSP芯片具有更加適合于數(shù)字信號處理的軟件和硬件資源,可用于復(fù)雜的數(shù)字信號處理算法。二是用專用的DSP芯片實(shí)現(xiàn)。
在一些特殊的場合,要求的信號處理速度極高,用通用DSP芯片很難實(shí)現(xiàn),這種芯片將相應(yīng)的信號處理算法在芯片內(nèi)部用硬件實(shí)現(xiàn),無需進(jìn)行編程。
大部分的音頻回聲消除算法都是基于DSP實(shí)現(xiàn)的,很少基于Windows電腦,這其中主要原因考慮實(shí)時(shí)性與高效問題。
DSP芯片資源有限而回聲消除算法所需資源較大。以視頻會議系統(tǒng)為例,大規(guī)模的會議室可以產(chǎn)生超過512ms的回音,要消除這么長延時(shí)的回音,即使按照8k赫茲采樣率計(jì)算,自適應(yīng)濾波器W(n)的長度都會達(dá)到4096個(gè)點(diǎn),這樣一方面需要非常大的存儲空間來存儲W(n),另一方面,W(n)的更新需要的計(jì)算量也是成倍增長,傳統(tǒng)自適應(yīng)濾波器的效率很難保證。
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目前基于DSP的回聲消除算法已比較成熟,市場上也有一批專門的算法/芯片公司的能夠?qū)ν馓峁┮呀?jīng)優(yōu)化好的基于DSP的軟件回聲消除模塊,如億聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的音視頻系統(tǒng)產(chǎn)品均使用獨(dú)家的智能消噪芯片。
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回聲消除技術(shù)最新的應(yīng)用領(lǐng)域是基于Windows平臺的各種VoIP應(yīng)用,比如軟件視頻會議,VoIP軟件電話等。當(dāng)回聲消除算法應(yīng)用到Windows平臺,相對于傳統(tǒng)的DSP平臺,既帶來優(yōu)勢,也帶來了新的難點(diǎn)。高效性在Windows平臺已經(jīng)不是問題,現(xiàn)在的pc機(jī),擁有豐富的CPU資源和海量的內(nèi)存資源,再復(fù)雜的回聲消除算法都可以運(yùn)行自如。但是,新增加的麻煩比帶來的好處要多。
首先,Windows平臺是一個(gè)非實(shí)時(shí)的平臺,音頻的采集和播放對回聲消除算法而言,也是非實(shí)時(shí)的。Windows平臺下,應(yīng)用程序很難在底層直接控制聲卡的采集播放,獲得的是非實(shí)時(shí)的音頻流,從而帶來了采集和播放音頻流的同步問題。
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實(shí)際情況,在一般的VoIP軟件中,接收對方語音(遠(yuǎn)端語音)并傳到聲卡播放是在一個(gè)線程中進(jìn)行的,而采集本地語音(近端語音)并傳送到對方在另一個(gè)線程中進(jìn)行。聲學(xué)回聲消除(AEC)算法在對近端語音進(jìn)行回聲消除的同時(shí),還需要播放線程中的數(shù)據(jù)作為參考。而要同步這兩個(gè)線程中的數(shù)據(jù)是非常重要的,因?yàn)樯圆煌?#xff0c;聲學(xué)回聲消除算法中的自適應(yīng)濾波器就會發(fā)散,不但消除不了回音,還會破壞原始采集到的聲音,使聲音難以分辨。
從上面分析來看,由于Windows平臺的非實(shí)時(shí)性,基于Windows平臺的回聲消除技術(shù)比DSP平臺要難得多,基于DSP的回聲消除技術(shù):芯片資源較小,實(shí)時(shí)性較高,易于實(shí)現(xiàn)近端語音信號和遠(yuǎn)端參考信號的同步;基于Windows的回聲消除技術(shù):資源相對寬裕,能夠輕松運(yùn)行音頻處理算法,但實(shí)時(shí)性不足,很難實(shí)現(xiàn)近端信號和遠(yuǎn)端參考信號的同步,導(dǎo)致很難實(shí)現(xiàn)回聲消除的功能。
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總結(jié)
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