¶ 会议降噪进阶开发
通过本篇文章你将了解到：
降噪方案的音频链路和工作原理
AGC、DRC、EQ等各个算法模块的使用和参数调节
¶ 音频链路
¶ 上行音频链路
¶ 下行音频链路
¶ 链路模块工作原理和使用
¶ 1.mic录音
- mic录音测试工具
推荐audacity及Adobe Audition工具。 - adc mic增益调节相关事项
参考-设备调优文档的录音部分。
¶ 2.CAE算法模块
CAE全称：麦克风阵列语音增强
CAE算法包含的基本功能：
- 回声消除AEC
回声消除功能开关：cae_aec/CAE_PARAM_AEC_SWITCH,
1 打开回声消除，
0 关闭回声消除。
代码接口：set_cae_aec_switch：设置算法aec 回消(AEC模块关闭时，ES模块也会自动关闭)
- 算法后处理
算法后处理参数：
cae_pf/CAE_PARAM_PF_SWITCH，
1 打开后处理，
0 关闭后处理
打开后处理参数会加强回声消除能力，但是同时也会让双讲效果降低。
用户正常情况下无需调整，代码暂未提供接口；
- 自动增益控制AGC
targetLevelDbfs：AGC增益控制目标幅值
limiterLevelDbfs：AGC增益控制最大幅值
lowLevelEng：小信号阈值，值越大，表示低于该值的小信号（小声说话）越难被agc放大。
secondLowLevelEng：增益系数阈值，低于secondLowLevelEng时，增益系数不会在继续增大，会保持当前增益值不变，secondLowLevelEng的值必须比lowLevelEng的值大。
示例配置：
"targetLevelDbfs": 10,
"limiterLevelDbfs": 9,
"lowLevelEng": 2500,
"secondLowLevelEng": 4000
代码接口：set_cae_param_agc_config，设置算法agc参数。
limiterLevelDbfs和targetLevelDbfs成对调整，
lowLevelEng和secondLowLevelEng成对调整，
limiterLevelDbfs配置的数字必须小于targetLevelDbfs，数字越小，幅值越大，
调整小信号的时候，主要调整lowLevelEng参数来调整agc，secondLowLevelEng做辅助，一般保持secondLowLevelEng比lowLevelEng的值大即可。
如上图所示，AGC整体幅值控制在-10db~-9db范围,整体幅值趋于平稳,有效改善进场远场声音信号幅值差异较大问题。
- 算法降噪开关
算法降噪开关：
cae_nr/CAE_PARAM_NR_SWITCH，
1 打开降噪开关，
0 关闭降噪开关
打开降噪开关，算法降噪模块生效，关闭降噪开关，算法关闭降噪模块
代码接口：set_cae_nr_switch_state
- 环境噪声抑制
可调参数：cae_nn_denoise_floor/CAE_PARAM_NR_FLOOR
可调范围：0~1000
0最强，1000最弱
默认配置：
cae_nn_denoise_floor:0
代码接口：set_cae_nn_denoise_floor
键盘敲击噪声环境下，噪声抑制功能打开和关闭前后对比：
关闭：
打开：
从上图对比可以看到，当噪声抑制功能打开后，键盘敲击噪声被很好的抑制了。
- 去混响
什么是混响？
混响，是在一个空间内，声源停止发音后，声音继续存在、反射的声学现象。即直达声与经过多次反射的声音叠加在一起，会影响语音的清晰度和可懂度。
去混响模块开关：
cae_der/CAE_PARAM_DER_SWITCH
1：打开去混响模块
0：关闭去混响模块
默认配置：
cae_der: 1
代码接口：set_cae_param_der_switch
CAE关键能力参考指标：
混响能力：
- 主观效果：
1.5s混响环境，自播自录，基本无回声泄露，清晰通话； - 客观效果：
0.25~0.45s （Zoom）0.4~0.7s (Teams）环境，测试满足通话效果要求
降噪能力
- 客观效果：
噪声抑制能力10-25dB
回声消除能力：
- 客观效果
喇叭到麦克风出能量，小于92-95dB可控制（电声结构达到算法准入门槛）
¶ 3.EQ模块
EQ又称为均衡器，用于调节音调，补偿高、中、低音的频率。
¶ 3.1上行EQ调节
安装Spyder软件
辅助工具下载Spyder下载
（点击自动下载）
eq基础文件
eq_param.py
关键代码段：
def SEND_PATH():
N = 256;
FS = 16000;
X = np.arange(N)
for i in range(0, N):
X[i] = i*((FS/2)/N);
param_ba = []
b, a, ba, w, h0 = eq_param('peaking', N, FS, 2500, -5, 1); param_ba += ba;
b, a, ba, w, h1 = eq_param('peaking', N, FS, 7500, 3, 1); param_ba += ba;
b, a, ba, w, h2 = eq_param('peaking', N, FS, 200, -2, 2); param_ba += ba;
h = h0 * h1 * h2
response_plot('', X, h);
log_file(h)
log_param_ba(param_ba)
EQ曲线
EQ基础文件通过Spyder可以预览曲线图
导入文件：
曲线图
EQ调节示例
上行EQ曲线不达标示例：
调整方向：
针对200~400HZ频段和5K以上频段进行调整,本示例通过peak尖峰滤波和high shelf高架滤波器对曲线进行调整。
默认参数：
b, a, ba, w, h0 = eq_param('peaking', N, FS, 2500, -5, 1); param_ba += ba;
b, a, ba, w, h1 = eq_param('peaking', N, FS, 7500, 3, 1); param_ba += ba;
b, a, ba, w, h2 = eq_param('peaking', N, FS, 200, -2, 2); param_ba += ba;
默认EQ参数曲线：
调整后参数
b, a, ba, w, h0 = eq_param('peaking', N, FS, 220, 12, 4); param_ba += ba;
b, a, ba, w, h1 = eq_param('peaking', N, FS, 320, 9, 4); param_ba += ba;
b, a, ba, w, h2 = eq_param('peaking', N, FS, 900, 6, 3); param_ba += ba;
b, a, ba, w, h3 = eq_param('peaking', N, FS, 1460, -2, 4); param_ba += ba;
b, a, ba, w, h4 = eq_param('peaking', N, FS, 3400, -6, 3); param_ba += ba;
b, a, ba, w, h5 = eq_param('peaking', N, FS, 5450, 6, 4); param_ba += ba;
b, a, ba, w, h6 = eq_param('HighShelf', N, FS, 6500, 15, 1); param_ba += ba;
调整后EQ参数曲线：
调整后上行音频曲线
滤波器接口：
eq_param(filter_type, N, fs, fc, gain, Q):
Args:
filter type:滤波器类型
fs: Sampling frequency
fc: Center frequency 目标频点
gain: Gain 增益(值越大幅值约高)
Q: Q factor (Q值越大频弧度越大)
常用滤波器：
allpass ：全通滤波器
bandpass：带通滤波器，允许一定频率内通过。
notch filter：陷波滤波器，压制中心频率的增益和频率响应。
Lowpass(high-cut)：低通滤波器
highpass(low-cut)：高通滤波器
low shelf：低架滤波器，切断中心频率以下的频率：可调节增益。
high shelf：高架滤波器，切断中心频率以上的频率：可调节增益。
peak(Bell)：尖峰滤波，拉高中心频率增益和频率响应。
替换EQ头文件到固件编译烧录
将eq_param.py运行生成的头文件eq_param.h替换源码src/algos/eq_param.h后编译烧录即可生效。
¶ 3.2下行EQ调节
下行EQ调节目前聆思提供便捷可视化的调节工具，点击跳转工具及使用文档链接（如跳转页面无法正常显示，请联系聆思FAE开通权限）。
如下图所示：
最后通过可视化工具调节完毕后，导出参数（bin文件），提供给聆思FAE，由聆思FAE集成到固件respak.bin中，后续烧录该respak.bin到设备上即可生效。
¶ 4.DRC模块
DRC 基本信息：
Dynamic Range Control (DRC)动态范围控制提供压缩和放大能力，可以使声音听起来更柔和或更大声，即一种信号幅度调节方式.
DRC 可以做的事情：
- 根据环境匹配音频信号电平：也就是杜比volume leveler的作用；
- 保护ADC使其不会过载：在音频领域，将数字音频信号送到DAC之前，音频智能功放算法中的DRC可以实现扬声器振幅保护和功率的控制；
- 优化信息：也就是使音频信号使用到满幅的动态范围；
- 压制低电平的噪声：DRC的噪声门有一定的降噪效果；
DRC的增益调整基本上是三段：对底噪，中等幅度信号，幅度较大的信号的三段不同的处理，比如：
底噪：Cutoff，attenuation
中等幅度信号：Expander
幅度较大，防止削顶的：Limiter
以上是DRC的基本信息。
在会议降噪项目中， DRC的调整，聆思亦提供便捷可视化调节工具（与上述下行EQ调试的工具一致）供用户调试使用，点击跳转工具及使用文档链接（如跳转页面无法正常显示，请联系聆思FAE开通权限）。
如下图所示：
最后通过可视化工具调节完毕后，导出参数（bin文件），提供给聆思FAE，由聆思FAE集成到固件respak.bin中，后续烧录该respak.bin到设备上即可生效。
验收指标示例：
播放1KHZ 0db 喇叭输出的额定功率：2W
播放1KHZ -6db 喇叭输出额定功率：2W
DRC需要把喇叭最高的输出功率控制在2W以内
DRC曲线调节步骤：
1.确定DRC压制的临界点
- 搭建基本的硬件条件
- 设备功放接负载（用电阻取代喇叭），关闭DRC （bypass）测量达到额定功率时需要的1Khz 信号的幅值（例如1KHZ 0db -6db）能达到这个功率。
2.确定临界点的坐标
- DRC曲线坐标(x,y) --x代表音频的分贝，y-x =n n>0则增强 n = 0 则维持现状 n<1 则压制
- 从步骤1可以得到超过-6db DRC就需要开始抑制，那么临界点的坐标应为（-6，-6），超过临界点的部分音频需要压制到和临界点y轴一样的幅度，那么可以确定最终坐标点位：（0，-6）
3.确定小信号放大幅度
以5端DRC为例，当确定DRC的抑制临界点之后，可以对临界点之前的音频段进行调节：
{
"dot_x":-40,
"dot_y":-40,
"dot_w":0
},
{
"dot_x":-20,
"dot_y":-17,
"dot_w":0
},
{
"dot_x":-6,
"dot_y":-6,
"dot_w":0
},
同样调节y轴的值，达到增大的目标。
¶ 5.SPK音量控制
SPK音量软件调节：
uac_request.c中
#define OUT_DB_MAX (-1.0f) // +6 dB //FIXME:
#define OUT_DB_MIN (-127.f) // -73 dB //FIXME:
#define OUT_DB_RES 0.1 // 1 dB //FIXME:
#define OUT_DB_DEF (-8.0f) // 1 dB //FIXME:
理论上OUT_DB_MAX最大值为0，当音量值设置为0后依然无法达到音量分贝要求，则需要调整功放电路硬件提高输出功率。