原创 回声消除技术和应用(转载)

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回声产生的原因有两种：

一.电路回声：在电话系统中，由于客户端到公共数据传输端有2－4线的转换，由于阻抗不匹配，不可避免的引起电气泄漏，从而产生电路回声。从因特网IP电话网关的连接方式可以看出，IP电话网关一端连接PSTN，另一端连接因特网。尽管线路回声产生于PSTN中，但同样会传至于IP电话网关，是因特网语音传输中的回声源之一。

 二.声学回声：因特网语音传输中的第二种回声源是声学回声。声学回声是指扬声器播放出来的声音，通过位于声音路径上的固体物体反射，被麦克风拾取，这就使得远端谈话者能听到自己的声音。

消除回声的方法

      电路回声一般是线性平稳的，解决起来相对比较容易，技术也比较成熟，通常在PSTN端增加EC（回声消除器）模块，即可防止当移动用户与固定用户通话时，移动用户听到电路回声。而声学回声是多路径、时变的，周围物体的变动，例如人的走动等，都会改变回声的返回路径。另外，背景噪声也是产生回声的因素之一。是非平稳非线性的，比较难以消除。下面主要讨论声学回声的消除方法，这同样适用于线路回声。 

回声消除随着技术发展，经历三个阶段：  

1.     周围环境的处理

分析声学回声的产生的机理，可以知道：声学回声最简单的控制方法是改善扬声器的周围环境，尽量减少扬声器播放声音的反射。例如，可以在周围的墙壁上附加一层吸音材料，或增加一层衬垫以增加散射，理想的周围环境是其回响时间或RT-60（声音衰减60dB所需要的时间）在300ms~600ms之间。因为这样的环境一方面可以控制反射，又可以不会使讲话者感到不适。改善环境可以有效地抑制间接声学回声，减少回声的途径，但对直接声学回声却无能为力。 

2.       回声抑制器

回声抑制器是使用较早的一种回声控制方法。回声抑制器是一种非线性的回声消除。它通过简单的比较器将接收到准备由扬声器播放的声音与当前话筒拾取的声音的电平进行比较。如果前者高于某个阈值，那么就允许传至扬声器，而且话筒被关闭，以阻止它拾取扬声器播放的声音而引起远端回声。如果话筒拾取的声音电平高于某全阈值，扬声器被禁止，以达到消除回声的目的。 由于回声抑制是一种非线性的回声控制方法，会引起扬声器播放的不连续。影响回声消除的效果，随着高性能的回声消除器的出现，回声抑制器已很少人使用了。

3.    回声消除器

声学回声消除的另一方法是使用声学回声消除器（AEC：Acoustic Echo Chancellor）,AEC是对扬声器信号与由它产生的多路径回声的相关性为基础，建立远端信号的语音模型，利用它对回声进行估计，并不断地修改滤波器的系数，使得估计值更加逼近真实的回声。然后，将回声估计值从话筒的输入信号中减去，从而达到消除回声的目的，AEC还将话筒的输入与扬声器过去的值相比较，从而消除延长延迟的多次反射的声学回声。根椐存储器存放的过去的扬声器的输出值的多少，AEC可以消除各种延迟的回声。