speex的回身抵消功能（一）

前言：

之前做个一个回声抵消的项目，要实现在windows xp平台下，一个局域网内的两个房间的通话（双方都是外接音箱的），同时要有回声抵消的功能，费了好几月的时间，走了很多弯路，但最终还是有一些成绩的，这里写几篇文章，给要接触这一方面技术的同行做个参考。

回声抵消，是个什么东西呢，介绍回声抵消的原理，这个链接讲的很好http://silversand.blog.51cto.com/820613/166095 ，这里不得不说一句，51cto真是不错的技术家园，里面的牛人很多，再往下看之前，请先看看这篇文章，要不你会不懂我再讲什么。

回声抵消有两种方式，一种是通过硬件实现，有很多手机就是这么做的，也有专业的芯片，但是只支持8khz的，如果要求高质量的音质的话，基本实现不了。二种是通过软件实现，qq，msn，很多具有通话功能的软件，现在都具有回声抵消的功能（需是比较高版本的，低版本的可能没有），但是实现代码是不对外的，开源的回声抵消的代码只有speex里面有（实际上我就是用speex的回声抵消代码）。其他还有很多voip的开源软件，例如freeswitch，也具有回声抵消的代码，但是一旦你阅读freeswitch的话，你就会知道，freeswitch也是用的speex的代码。下面我们就说一说speex的回声抵消部分。

正文：

1、speex回声抵消代码功能性验证：

如上图，示意了speex回声抵消的工作原理，如果没有回声抵消的话，那么x(n)信号通过喇叭播放出来，经过空间的多次反射，形成了y(n)信号，同时麦克将有用的语音信号v(n)和y(n)一起采集，并发送到另一端，这样另一端的人，在听到需要的v(n)信号的同时，也听到了y(n)，而y(n)正是自己说的话x(n)经过反射产生的回声，所以严重影响了通话的质量，由于在windows下的通话延时较长，回声特别明显。当加入回声抵消功能后，在x(n)播放的同时，将x(n)送入滤波器，滤波器模拟出x(n)产生的回声y'(n),然后在麦克采集后的v(n) + y(n)中剪掉y(n)，可以看到如果y'(n)与y(n)无限接近的话，那么就会听不到回声，而这是一个需要适应的过程，实现适应的方式是将相减的差值，送回到了回声抵消的算法中，用来更新权重系数，来使y'(n)与y(n)无限的接近。

speex回声抵消的算法实现，主要是在它的mdf.c文件里面提及。算法的原理，主要就是个自适应滤波器，将时域的信号转换为频域，然后找出频域信号的相关性，实现回声抵消（其中又涉及了收敛速度、权重等信号处理的相关知识）。speex的代码实现和原理，后面的文章我会一一提到。这里我们按着对一个陌生算法的接触过程来叙述。

首先我们验证speex回声抵消算法的可行性及技术特点，然后我们再动态的实现我们的通话程序的回声抵消功能，所以我们先进行静态的回声抵消，看其能否承担大任。为了验证其功能，我们先模拟一个产生回声的环境，找一个8k，或者16k的音频作为x(n)信号的文件，用外置的音箱或者喇叭播放它，然后同时用麦克采集回来，存成含有y(n)+v(n)信号的文件，再对这两个文件进行回声抵消处理，也就是生成e(n)信号的文件。看其是否只包含了v(n)信号，或者说在听觉上可不可以接受这样的回声抵消效果。以我的实验为例，我用cool edit生成了一个单通道、16khz、16bit精度的语音文件，存为ref.pcm，然后将其用喇叭播放出来，同时用单通道、16khz、16bit来采集存为mic.pcm，最后将ref.pcm，mic.pcm取出数据，送如回声抵消的代码，将处理后的数据存为final.pcm文件，再用cool edit打开final文件，观看其波形，和mic对比着听一听效果。附件里是我写的一个mfc程序及源码，加入了回声抵消的算法，并且我给出了几个ref.pcm和mic.pcm的例子。用我写的程序打开ref.pcm和mic.pcm，然后设置好参数，运行生成final.pcm文件，其中程序是用vs2005编译的，还有一点这里要说明，51cto上面有位大哥也提供静态的代码，用c编译的，在dos下的程序。

程序下载连接：http://down.51cto.com/data/468946