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Android實現(xiàn)聲音采集回聲與回聲消除

更新時間：2021年08月25日 10:21:08 作者：大飛飛魚

這篇文章主要為大家詳細(xì)介紹了Android實現(xiàn)聲音采集回聲與回聲消除，文中示例代碼介紹的非常詳細(xì)，具有一定的參考價值，感興趣的小伙伴們可以參考一下

本文實例為大家分享了Android實現(xiàn)聲音采集回聲與回聲消除的具體代碼，供大家參考，具體內(nèi)容如下

一、回聲產(chǎn)生的原因

　　回聲（或稱回音）是指障礙物對聲音的反射。聲波在遇到障礙物時，一部分聲波會穿過障礙物，而另一部分聲波會反射回來形成回聲。若障礙物具有堅硬光滑的表面易產(chǎn)生回聲；反之，具有柔軟的表面則易吸收聲音；另外，粗糙的表面易散射聲音?；芈曄啾饶切┲苯觽鞑サ穆曇羲?jīng)過的路程更長，所以會比直接傳播的聲音晚被聽到。如果兩列聲波的時間間隔小于0.1秒，人耳邊無法分辨，只能聽到被延長的聲音。因為室溫（20℃）時空氣中的聲速是343米每秒，所以站在聲源處的人要聽到回聲需要障礙物到聲源的距離至少17米。

二、消除回聲的原理

　　很多時候直播有連麥的需求，這時候就需要對采集的聲音進(jìn)行回聲消除。當(dāng)處在連麥的情況下，手機(jī)一邊播放對方的聲音，一邊用麥克風(fēng)進(jìn)行采集，然后又將采集的聲音傳送給對方，這樣的話對方就會聽到自己的回聲，由于這個循環(huán)回路一直進(jìn)行，從而就會使得回聲越來越多，最后出現(xiàn)嗡鳴聲。
回聲消除就是在麥克風(fēng)錄制外音的時候去除掉手機(jī)自身播放出來的聲音，這樣就將對方的聲音從采集的聲音中過濾出去，從而就避免了回聲的產(chǎn)生。下面一張圖片很好展示了回聲消除的機(jī)制。

　　在近端，麥克風(fēng)會采集到揚(yáng)聲器播放出來的遠(yuǎn)端聲音，假設(shè)這路聲音為y(n)，當(dāng)然由于需要將遠(yuǎn)端傳來播放出來，我們當(dāng)然能得到遠(yuǎn)端傳來的聲音信號，假設(shè)這路聲音為x(n)。不難發(fā)現(xiàn)x(n)經(jīng)過揚(yáng)聲器的播放，然后經(jīng)過空氣的傳播，最后被麥克風(fēng)采集，然后變?yōu)閥(n)，x(n)和y(n)具有明顯的相關(guān)性。假設(shè)麥克風(fēng)采集到的總聲音信號為z(n)，這時候需要通過自適應(yīng)濾波器根據(jù)x(n)找出z(n)中的y(n)，然后從z(n)中過濾掉y(n)。

三、Android 中的聲音采集與回聲消除

在Android中回聲消除可以通過三種方式進(jìn)行處理：

1、通過VOICE_COMMUNICATION模式進(jìn)行錄音，自動實現(xiàn)回聲消除；

2、利用Android自身帶的AcousticEchoCanceler進(jìn)行回聲消除處理；

3、使用第三方庫（Speex、Webrtc）進(jìn)行回聲消除處理。

使用AudioRecord模式進(jìn)行錄音的時候，需要將AudioManager設(shè)置模式為MODE_IN_COMMUNICATION，還需要將麥克風(fēng)打開。

有一點需要特別注意，音頻采樣率必須設(shè)置8000或者16000，通道數(shù)必須設(shè)為1個。

AudioManager audioManager = (AudioManager)mContext.getSystemService(Context.AUDIO_SERVICE);
audioManager.setMode(AudioManager.MODE_IN_COMMUNICATION);
audioManager.setSpeakerphoneOn(true);

使用AcousticEchoCanceler過程比較簡單，錄制聲音的時候可以通過AudioRecord得到AudioSessionId，在創(chuàng)建AudioTrack的時候也可以傳入一個AudioSessionId，這時候?qū)⑦@個統(tǒng)一的AudioSessionId傳入AcousticEchoCanceler，那么AcousticEchoCanceler將根據(jù)之前講過的回聲消除的原理進(jìn)行回聲消除。

private void initAec(int audioSessionId) {
    if(!AudioAecUtils.isAcousticEchoCancelerApproved()) {
        aecSwitch.setEnabled(false);
        return;
    }
    aec = AcousticEchoCanceler.create(audioSessionId);
    if (aec == null) {
        Log.e(TAG, "AcousticEchoCanceler.create failed");
        aecSwitch.setEnabled(false);
        return;
    }
}
 
private boolean setEnableAec(boolean enable) {
    if (aec == null) {
        return false;
    }
    int ret = aec.setEnabled(enable);
    if (ret != AudioEffect.SUCCESS) {
        Log.e(TAG, "AcousticEchoCanceler.setEnabled failed");
        return false;
    }
    if(enable) {
        Log.d(TAG, "Aec On");
    } else {
        Log.d(TAG, "Aec Off");
    }
    return true;
}

當(dāng)使用Speex或者Webrtc第三方庫進(jìn)行回聲消除的時候，需要將采集到的音頻數(shù)據(jù)傳入作為源數(shù)據(jù)，需要將此刻播放的音頻數(shù)據(jù)傳入作為參考數(shù)據(jù)，然后還需要傳入一個延時間隔，這樣第三方庫就能工作，從而得到回聲消除后的聲音。因為播放的聲音需要傳播，而且麥克風(fēng)采集聲音還有相應(yīng)的緩沖區(qū)，因此需要傳入一個延時間隔。關(guān)于Speex和Webrtc在github上能找到相應(yīng)的Android ndk庫。

本人對三種方式都進(jìn)行了嘗試，發(fā)現(xiàn)第一種效果最好，兼容性也較好，因為手機(jī)免提通話的時候就進(jìn)行了回聲消除處理，所以基本上所有的手機(jī)是支持的。第二種方式支持的很少，Nexus 5支持第二種方式。理論上第三種方式兼容性最好，但是本人多次實驗發(fā)現(xiàn)要設(shè)置合適的延時間隔很難，有些時候設(shè)置好了，但是通話一段時間效果又變差。

四、Ａndroid中的聲音模式設(shè)置與回聲消除

在Android系統(tǒng)中有著多種的聲音模式，通過AudioManager.setMode()可以設(shè)置聲音的模式。就像上面回聲消除所描述的，通過設(shè)置聲音模式為MODE_IN_COMMUNICATION，加上一些聲音參數(shù)的設(shè)置可以啟動Android自身的硬件回聲消除（通話時候的回聲消除）。

設(shè)置聲音模式的時候需要權(quán)限“android.permission.MODIFY_AUDIO_SETTINGS”。不同的聲音模式聲音的輸出行為不一樣。

當(dāng)設(shè)置為MODE_IN_COMMUNICATION模式時，聲音默認(rèn)是聽筒出聲，這時候如果是在連麥模式而且主播沒有戴耳機(jī)的情況下顯然這樣不符合，這時候需要調(diào)用audioManager.setSpeakerphoneOn(true)切換成外放出聲。當(dāng)插上耳機(jī)后，聲音不需要外放，需要從耳機(jī)出聲，這樣可以設(shè)置audioManager.setSpeakerphoneOn(false)。

當(dāng)聲音模式為MODE_NORMAL，沒有插耳機(jī)的時候聲音自動外放，插上耳機(jī)聲音從耳機(jī)出聲，不需要進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。

以上就是本文的全部內(nèi)容，希望對大家的學(xué)習(xí)有所幫助，也希望大家多多支持腳本之家。

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