安卓手机VoIP回声消除的研究

© 2014年。出版社：Elsevier B.V.由美国应用科学研究所负责选择和/或同行评审可在www.sciencedirect.com在线获取ScienceDirectAASRI Procedia 8（2014）88 - 922014年AASRI体育工程和计算机科学会议（SECS 2014）安卓手机VoIP回声消除Ming-Che Yeh*，Cheng-Yu Yeh，Shaw-Hwa HwangNTUT，电气工程，#1，Sec.上海市徐汇区忠孝东路3号台北，台湾，中华民国NCUT，电机工程，#57，Sec.中山路2号Taichung，Taiwan，ROC NTUT，ElectricalEngineering，#1，Sec.上海市徐汇区忠孝东路3号中华民国台北市摘要本文对基于Android平台的VoIP语音回声问题及消除方法进行了分析和研究。回声问题对于基于Android手机的VoIP应用程序是必然的。然而，在传统的2G/3G电路交换（CS）模式下，声学回声被硬件芯片消除，并且通信质量足够。在未来的4G/LTE环境中，将实现全IP分组通信。IMS/VoIP将成为个人语音通信系统的主要应用。在引入内置回声消除的4G之前，3.5G/WiFi上基于Android的VoIP将继续经历上述声学回声问题。本文分析了基于Android的VoIP语音系统的回声问题，提出了一种简单的回声消除方法。© 2014作者。出版社：Elsevier B. V.这是CC BY-NC-ND许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/）。美国应用科学研究所科学委员会负责同行评议关键词：Android;回声消除;回声抑制器;1. 介绍在Android平台上，麦克风和扬声器环境创建声学。可以确定两个声学回波路径第一个路径是空气，第二个是手机壳。在传统叶明哲联系电话：+886-919-097744;.电子邮箱：tp26610@gmail.com2212-6716 © 2014作者出版社：Elsevier B. V.这是CC BY-NC-ND许可下的开放获取文章（http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/）。美国应用科学研究所科学委员会负责的同行评审doi：10.1016/j.aasri.2014.08.015Ming-Che Yeh等人/ AASRI Procedia 8（2014）8889扬声器音频信号麦克风2G/3G电路切换通信模式，GSM芯片内置声学回声消除功能。LMS算法通常用于回声消除。然而，基于Android的VoIP是一个纯软件应用程序。通信协议，SIP/RTP，语音编解码器，G.711/G729和声学回声消除都必须通过软件实现。声学回声消除是困难的，原因有两个：首先，基于LMS的回声消除算法需要高计算能力。第二，Android平台上的录制/播放过程是逐帧进行的。最小帧大小为10 ms（80个采样点），因此延长了滤波器长度和LMS算法的计算。已经为Android平台提出的先前回声消除方法如下所列：图1.声学回声1.Android API：Class acoustic echo canceller这是在Android API Level 19中添加的在这项研究中，对于该函数，实现到作者的VoIP应用程序中。然而，它不起作用，或者回声消除不明显。2.Android GSM编解码器在这项研究中，尝试使用传统的2G/3G电路交换（CS）会话。回声不存在，语音质量非常好。因此，回声消除器是在硬件还是芯片中实现的，必须通过读取android源代码并检索CS会话的代码段来确定。这段代码随后被用于在硬件中模拟回声功能回声被硬件抵消了，然后通过了3.软件计算：最小均方[1]VoIP。该算法用于捕获回声音频样本。大多数android系统音频驱动程序在一个时隙捕获10毫秒的音频数据。LMS需要高阶缓冲器长度和计算能力，这似乎是不可能的。VoIP语音的时间延迟对于通信来说太长。实时通信是VoIP系统最重要的特征。4.软件计算：回声抑制器[2]这是最简单的实现方法，当参数协调完美。回声消除器确定音频设备的播放和记录之间的音频数据关系的特性。下一节将详细介绍这一方法。90Ming-Che Yeh等人/ AASRI Procedia 8（2014）88OMS峰回声/语音分类器Ech抑制器麦克风2. 回声抑制算法图2.回波抑制系统在回声抑制器方法中，每个样本值为S，并且每个帧的能量为E。每帧包含80个采样点。ሼଵǡଶǡଷǡ ǥ ǡ଼଼ ሽ值F表示音频帧。每帧的能量为ଶଶଶଶଵ ଶ ଷ ଼଼在比较回放和记录的能量时，可以总结出许多情况和规则。回放帧能量为1000，记录帧能量为1000。音频帧能量是取决于帧（10 ms）的序列：ሺݐሻ ǡሺݐͳሻ ǡሺݐʹሻ ǡ ǥ ǡሺݐሻሼሺݐሻ ǡሺݐͳሻ ǡሺݐʹሻ ǡ ǥ ǡሺݐሻ ሽ1.如果你不愿意，音频帧能量不回声。甚至录音数据也包含回声元素，但被录音的说话声音掩盖。因此，回声抑制器在这种情况下被禁用。2. 如果你不愿意，这表示远程用户正在讲话。一个说话的人听不到听者的声音。这是人类交流中的真实情况。一个说，另一个听。基于该特性，在这种情况下启用回声抑制器。前面的讨论没有考虑时间延迟的影响。在Android音频设备中，音频不是实时采样的。录音有一个A/D转换器，回放有D/A转换器。时间延迟导致回声抑制器消除真实的声音，而不是回声。因此，必须确定记录和回放之间的时间延迟。条件方程修改如下：1.如果没有回音，关闭回音抑制器。Ming-Che Yeh等人/ AASRI Procedia 8（2014）88912.如果没有回音，则启用回音抑制器。D是声音播放和录音之间的时间延迟。回放和记录的脉冲响应如图所示。3.图3.回声回应。图4.回声抑制器外壳。在本研究中可以确定超声心动图反应，并相应生成不良超声心动图反应。所涉及的方程可以修改如下：1.如果没有回音，关闭回音抑制器。2.如果没有回音，则启用回音抑制器包络功能。其中，r是回波衰减率，1/2回波衰减率是回波抑制器包络，D是时间延迟，而λ [.] 是h[的归一化响应。] .3. 实验结果图5.播放中的语音92Ming-Che Yeh等人/ AASRI Procedia 8（2014）88图6.录音中的声音图7.通过回声抑制器图5示出了原始回放语音。图6描绘了麦克风记录，其包含一些回声。显然，如图7所示，回放回声被抵消并消失。图7所示的实验结果证实了所提出的方法的高性能。4. 结论本研究分析了Android平台VoIP的声学回声。提出了一种简单的声回波消除方法。实验结果证实了高性能。引用[1] J. Benesty，T.Gänsler，D.R.摩根，M. M. Sondhi和S.L. 2001年的同性恋网络和声学回声消除[2] Eberhard Hänsler，and Gerhard Schmidt 2004.声学回声和噪声控制：实用方法。