基于飞思卡尔MCU的AEC算法实现

liyf

                   
0 引言
　　VoIP是在IP网络上实现音视频及传真信号传输的一门全新的集成业务数据网络技术。IP语音传输技术具有节省带宽、话费低，可方便地集成智能型开放体系结构以及多媒体业务等优势。但较之传统电话，其语音质量较差。事实上，影响因特网语音质量的因素是多方面的，关键因素之一是回声的影响。因此，要提高因特网的语音质量，就必须在语音传输过程中进行回声消除。AEC是基于自适应算法并可用于VoIP的声学回声消除技术。而用于AEC算法的实现与研究的硬件平台是以freescale公司的MCF5235为核心的开发板。MCF523x系列MCU是首个以带有增强型乘加运算单元(eMAC)的ColdFIRe V2内核为核心，该产品同时结合了增强型时序处理单元(eTPU)和10／100以太网多媒体通道控制模块(MAC)的MCU，因而具有强大的数据处理能力和丰富的接口，能够满足VoIP电话终端对数据处理速度以及网络通讯安全的要求。
1 回声消除
1.1 声学回声消除原理
　　AEC是以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的远端信号语音模型，利用它可对回声进行估计，并不断地修改滤波器的系数，以使估计值更逼近真实的回声，然后，将回声估计值从话筒的输人信号中减去，从而达到消除回声之目的。
　　声学回声消除器的结构原理如图1所示。其中y(n)代表远端语音信号，r(n)代表回声，x(n)是已经叠加了回声信号r(n)的近端语音信号。对回声消除器来说，可将远端信号作为一个参考信号，然后由自适应滤波器通过它来产生回声的估计值r′(n)，再从近端带有回声的语音信号中减去r′(n)，从而估计出近端输出信号μ(n)。在近端未说话时，即当x(n)=0时，μ(n)即为回声的残差信号e(n)。e(n)的计算方程为：





　　FIR滤波器的最主要特点是没有反馈回路，这是一种非递归系统，它的冲激响应是一个有限长序列。FIR滤波器的输出计算公式为：




　　其中，μ可由试验来确定。但应注意，μ的选取至关重要，为了确保收敛，必须满足0