回声消除或者回声抑制是语音呼叫中经常遇到的问题。这种问题取决于SIP终端的回声处理能力。很多SIP终端使用硬件处理，一些软电话只能使用软件算法来处理。处理的结果也有很大差别。本文章将针对 PJSIP环境下，优化使用PJSIP开发软电话时的场景做深入分析，重点分析PJSIP环境中回声消除（Echo Cancellation, EC）的技术架构、处理流程和核心机制，并提供功能优化建议。
1. 引言
PJSIP 是一个开源的、跨平台的、遵循标准的 SIP 协议栈，被广泛应用于各种 VoIP 应用中。回声消除是 PJSIP 中保证通话质量的关键组件。本文将深入分析 PJSIP 中回声消除的实现原理，为 VoIP 高级工程师提供技术参考。
2. PJSIP 技术架构概述
PJSIP 是一个模块化的 SIP 协议栈，其主要组成部分包括：
1. Core：PJSIP 的核心模块，提供基本的数据结构、内存管理、线程管理等功能。
2. SIP：实现了 SIP 协议的核心功能，包括消息解析、状态机管理、事务处理等。
3. SDP：实现了 SDP 协议的解析和生成，用于媒体协商。
4. RTP/RTCP：实现了 RTP/RTCP 协议，用于媒体流的传输和控制。
5. PJMEDIA：提供了一系列媒体处理相关的 API，包括音频编解码、回声消除、噪声抑制等。
6. PJLIB-UTIL：提供了一些常用的工具函数，例如字符串处理、时间管理等。
3. PJSIP 回声消除技术架构
PJSIP 的回声消除功能位于 PJMEDIA 模块中。PJMEDIA 提供了多种回声消除算法的实现，用户可以根据实际需求选择合适的算法。PJSIP 回声消除的主要组成部分包括：
- Acoustic Echo Canceller (AEC)：核心的回声消除器，负责估计和消除回声信号。PJSIP 提供了多种 AEC 的实现，例如基于 NLMS (Normalized Least Mean Squares) 的 AEC、基于 AP (Affine Projection) 的 AEC 等。
- Nonlinear Processor (NLP)：非线性处理器，用于抑制残余回声和非线性失真。
- Comfort Noise Generator (CNG)：舒适噪声生成器，在语音间隙生成舒适噪声，避免用户听到完全的静默。
- Voice Activity Detector (VAD)：语音活动检测器，用于判断当前是否有语音活动。VAD 的结果可以用于控制 AEC 的工作状态，例如在没有语音活动时降低 AEC 的强度。
4. PJSIP 回声消除处理流程
4.1 核心工作机制
- 信号采集：从麦克风采集近端语音信号，从扬声器采集远端语音信号（作为参考信号）。
- 自适应滤波器：使用自适应滤波器模拟回声路径，估计回声信号。
- 回声消除：从近端语音信号中减去估计的回声信号，得到消除回声后的信号。
- 非线性处理：对消除回声后的信号进行非线性处理，抑制残余回声和非线性失真。
- 舒适噪声生成：在语音间隙生成舒适噪声，避免用户听到完全的静默。
- 语音活动检测：检测语音活动，用于控制 AEC 的工作状态。
4.2 主要处理流程（附图例）
5. PJSIP 回声消除功能优化建议
- 选择合适的 AEC 算法：PJSIP 提供了多种 AEC 算法，不同的算法在性能和复杂度上有所差异。根据实际应用场景选择合适的 AEC 算法非常重要。例如，在 CPU 资源有限的嵌入式设备上，可以选择复杂度较低的 NLMS AEC；在对回声消除效果要求较高的场景下，可以选择复杂度较高的 AP AEC。
- 调整 AEC 参数：AEC 的性能受到多种参数的影响，例如滤波器长度、步长等。可以通过实验调整这些参数，以获得最佳的回声消除效果。PJSIP 提供了 API 用于设置 AEC 的参数。
- 集成噪声抑制功能：除了回声消除，噪声抑制也是提高 VoIP 通话质量的重要手段。可以考虑将噪声抑制功能集成到 PJSIP 中，以进一步提高通话质量。PJSIP 的
PJMEDIA模块也提供了噪声抑制的 API。
6. 总结
PJSIP 的回声消除功能位于 PJMEDIA 模块中，通过自适应滤波器估计和消除回声信号。为了获得最佳的回声消除效果，需要选择合适的 AEC 算法、调整 AEC 参数，并可以考虑集成噪声抑制功能。
版权声明：本文内容转自互联网，本文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，所有权归原作者所有。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容， 请发送邮件至1393616908@qq.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。
