音频降噪回声消除技术研究和应用

刘 豪

（广州海格通信集团股份有限公司，广东 广州 510663）

0 引 言

终端通信系统的音频质量直接影响用户的体验，好的产品设计可以优化处理音频噪声和回声，本文主要研究硬件回声消除和软件音频降噪两方面的技术[1]。良好的硬件设计可使得音频软件算法处理效果事半功倍，达到高质量语音通话效果。反之，若是硬件设计存在缺陷，那么软件后期处理会非常棘手。本文的目标是在硬件和软件算法处理的基础上提供舒适的半双工和全双工语音通话，实现良好的音频性能。

1 硬件回声消除技术

为了保证良好的语音通话质量，整机产品需要满足以下性能要求。

1.1 采集的最大回声信号至少低于近端信号

上、下行链路的耦合性对终端整体的回声性能影响非常大。对比回声和近端语音信号，为了能够达到最佳回声处理的效果，最大回声信号至少比近端语音信号低6 dB[2,3]。回声信号和近端语音对比如图1所示，其中近端语音在-15 dB左右，回声信号在-21 dB左右，相差大概6 dB，该耦合性能是合格的，且差值越大效果更佳。音频耦合性能评价如表1所示。

图1 回声信号和近端语音对比图

表1 近端语音和回声信号差值评价表

1.2 保证设备音频链路的线性性能

音频信号的回声，其谐波能量最大值要比基频小25 dB[4]。大部分回声消除技术均假设回声链路是线性系统，保证回声链路的线性可使得回声消除处理干净。音频线性性能差主要有以下几个因素。一是器件本身线性性能差，器件太轻或者发音系统太紧凑导致音腔无法发出足够大的声音；……