webrtc回音消除算法介绍

一、什么是回声消除（AEC）

在回答回声消除之前，我们看这幅图片，如下图所示：

当远端Far-end有说话者讲话时，声音会传到近端（Near-end）的扬声器，然后声音通过空间延时和传输延时重新回到了远端。这样就造成了声学回声。近端到远端的流程也有同样声学回声，在此仅仅描述近端的流程.

你可能问：我们手机为什么没有这个现象。因为我们手机安卓系统已经实现了回声消除的算法。

二、回声消除处理

我们本次讲解的芯片平台，主要是比较低端，频率比较低的芯片。比如SMT32 esp8266.比较高端的芯片绝大部分原厂已经实现了回声消除的功能。回声消除算法也是比较消耗CPU的，所以我们对于低端的芯片，需要去选择一个好的回声消除算法尤其重要。

常见的speex webrtc 都自带回声消除的功能

实际效果对比：如果样本非线性不严重，两者的效果都不错；对于非线性speex效果就很差，webrtc的效果好；双讲时，webrtc出来的音质就很差，有吃音现象。

所以本次我们主要讲解WEBRTC的回声消除算法，对于WEBRTC它有三个三种回音消除算法（aec aec3 aecm）。其中aec ,aec3 主要是给手机使用的，我们安卓系统就是用了这个2个。我们低端芯片可能就跑不动了，本次我们主要使用webrtc的aecm。

三、基于webrtc平台Aecm的应用

/* 从喇叭读取音频数据的接口函数
 * 应用程序调用
 */
void audio_capture_snddev_raw_pcm_read(BYTE_T *pcm_data ,UINT_T len)
{
    for(;;){
        /*cap_ring_buff  这个FIFO在 aec_thread线程被填充数据
         * 应用程序从这个cap_ring_buff读取数据 是没有回声的
         */
        if(audio_ring_buff_used_size_get(cap_ring_buff) > len){
            audio_ring_buff_read(cap_ring_buff, pcm_data, len);
            break;
        }
    } 
}

/* 音频播放到喇叭的接口函数
 * 应用程序调用
 */
void audio_play_snddev_raw_pcm_write(BYTE_T *pcm_data ,UINT_T len)
{   
  UINT_T write_len = len;
  UINT_T free_len = 0;
    
  /*存储到play_ring_buff这个FIFO*/
  free_len = audio_ring_buff_free_size_get(play_ring_buff);
  if(free_len >= len){
    audio_ring_buff_write(play_ring_buff,pcm_data,len);
    write_len = len;
  }
   /*硬件喇叭播放声音*/
   audio_speaker_play(pcm_data,write_len);
}

void aec_thread()
{
 #define N_SAMPLE  80   
    BYTE_T pcm_uint_in[N_SAMPLE*2];
    BYTE_T pcm_uint_out[N_SAMPLE*2];
    BYTE_T pcm_uint_e[N_SAMPLE*2];

    void *aecmInst = NULL;
    int status; 

    unsigned int out_len;
    
    AecmConfig config;
    config.cngMode = 1;
    config.echoMode = 4;// 0, 1, 2, 3 (default), 4

  /*初始化aec 设置aec的参数，比如音频采样率8000*/
  if (aecmInst == NULL){
     WebRtcAecm_Create(&aecmInst);
     status = WebRtcAecm_Init(aecmInst, 8000);//8000 or 16000 Sample rate
     if(status != 0){
       AUDIO_DEG("WebRtcAecm_Init error");
      }

      status = WebRtcAecm_set_config(aecmInst, config);
      if (status != 0) {
        AUDIO_DEG("WebRtcAecm_set_config fail");
      }
  }
  

    while (1){
      /*读取麦克风的声音 从硬件MIC*/
      auido_mic(pcm_uint_in,sizeof(pcm_uint_in));
        
      /*从 play_ring_buff 读取数据 。这个play_ring_buff 的数据是在audio_play_snddev_raw_pcm_write函数放入*/
      out_len = aidio_ring_buff_used_size_get(play_ring_buff);
      if(out_len >= sizeof(pcm_uint_out)){
        /*喇叭循环FIFO（play_ring_buff）有数据，则取出来开始回声消除*/
        audio_ring_buff_read(play_ring_buff, pcm_uint_out, sizeof(pcm_uint_out));
        out_len = N_SAMPLE;
        
        /*喇叭循环FIFO（play_ring_buff）作为aec的Farend数据*/
        if(WebRtcAecm_BufferFarend(aecmInst,pcm_uint_out,out_len)){
          AUDIO_DEG("WebRtcAecm_BufferFarend fail");
        } 
        
        /*回声消除处理*/
        if(WebRtcAecm_Process(aecmInst, pcm_uint_in, NULL, pcm_uint_e, out_len, snd_dev_used_aec_config.msInSndCardBuf)){
          AUDIO_DEG("WebRtcAecm_Process fail");
        }
        /*写入capture fifo（cap_ring_buff）*/
        auido_capture_pcm_fifo_write(pcm_uint_e,out_len*2);
      }
    }
}

总体思路：喇叭播放音频数据时，先存储起来，存储在循环FIFO内，作为回声消除的Farend数据，建立一个aec线程，线程的主要工作流程：读取麦克风声音，读取喇叭存储的循环FIFO ，进行回声消除。

我写了个测试demo，项目地址：https://download.csdn.net/download/unique_no1/83074190

    里面包含测试程序和可执行文件，windows平台和linux平台的我都已经编译好了，大家可以测试看下效果，接口调用也比较简单，如果需要商用的话可以跟我联系，或者有技术问题想要沟通、交流的也非常欢迎。

如果需要技术问题沟通、技术交流讨论、业务合作也非常欢迎。

联系方式：

vx：unique_no_1

tel：18108010758