JL DMS通话调试手册

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通话调试手册

Rev 3 . 5

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目 录
版本说明............................................................................................................................................................3
适用sdk列表.................................................................................................................................................... 4
DMS（ENC）简述............................................................................................................................................. 5
双麦ENC声学设计要点................................................................................................................................... 5
双mic 降噪概述................................................................................................................................5
双mic 降噪设计要点........................................................................................................................6
双mic 降噪设计误区........................................................................................................................9
AEC模块.......................................................................................................................................................... 10
NLP参数.......................................................................................................................................................... 10
ENC参数.......................................................................................................................................................... 10
AGC参数.......................................................................................................................................................... 15
ANS参数.......................................................................................................................................................... 16
EQ参数............................................................................................................................................................ 16
通话调试常见问题Q&A ................................................................................................................................. 16
1、 有噪声或者电流声................................................................................................................................. 16
2、 声音忽大忽小，不均匀......................................................................................................................... 17
（1） AGC放大参数是否合理（详细参考本文档“AGC参数”章节）............................................. 17
（2） ANS参数是否合理......................................................................................................................17
3、 回音消不掉............................................................................................................................................. 17
（1） 使能AEC 的所有模块................................................................................................................. 17
（2） 硬件检查..................................................................................................................................... 17
4、 远端听到的声音比较不清晰................................................................................................................. 18
5、 远端听到的声音有尾音......................................................................................................................... 18
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User manual 通话调试手册 2of18

版本说明

通话调试手册3.0 以上版本适用于支持双mic 降噪（ENC）的方案。和2.0版本有重合的部分，也有新添加的调试参数。

版本更新说明
v3 .0增加双mic ENC调试说明
v3 .1/v3 .2/v3 .3参数更新说明
v3 .4ENC增加两个参数以及说明
v3 .5增加双mic 降噪（ENC）的设计指导

注意：
工具中未作说明的配置项，作为预留配置项，请在开发人员指导下使用！

适用sdk列表

芯片系列SDK类型备注
AC897N/AD697NEarphone

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User manual 通话调试手册 4of18

DMS（ENC）简述

ENC (Environmental Noise Cancellation)降噪技术，是通过双/多麦克风阵列，精准计算通话者说话的方位，在保护主方向目标语音的同时，去除环境中的各种干扰噪声，例如其他人的讲话声、 交通工具产生的噪音、风噪声等等。
DMS双mic 降噪系统属于ENC 的一种。通过双mic相互作用，通话过程，给到远端接听的人以清晰语音。
顺便提一下，ANC和ENC 的区别：
ANC（Active Noise Cancellation，主动降噪）耳机系统通过麦克风采集环境噪声，并将此噪声反相叠加到喇叭端，人耳听到的是相位相反的两种噪声叠加结果，于是达到了消噪的目的。
ANC 的受益人是耳机使用者本人，通过ANC功能，让用户自己减少受到环境噪声的影响。
ENC 的受益人是通话的另一方，通过ENC功能，减少环境噪声对通话的影响，让对方听到清晰语音。 ANC让自己听感环境更加安静， ENC让通话的另一端听感环境更加安静。

双麦ENC声学设计要点

双mic 降噪概述

为了方便介绍双麦克风系统相关信息，定义两个mic 的连线上指向主mic方向为0°。 相对的，指向副mic方向为180°
180° 副mic 的方向
image 0°
双麦ENC是基于波束成形(beamforming)技术来进行方向性选择的信号处理系统，依赖于不同方位的声音到达两个mic 的幅度差和相位差， 比如两个平行的 mic朝向如下：
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User manual 通话调试手册 5of18
image 正常情况下，人声到达两个mic 的幅度和相位差是这样的：下面的 mic 的幅度和相位都大于上面的mic。而其他方向的噪声去到这两个mic 的幅度差和相位差应该是接近或者上面的 mic大于下面的mic 的。
双mic 降噪目标效果是为了消除声源位于方向为90°至270°之间的声音，实际调试使用过程中，主mic两侧120°范围内的声音被清晰识别到，其余方向被不同程度的消除。

双mic 降噪设计要点

为了能使系统达到最优效果，声学设计上需要有一定的约束，两个mic之间的频响以及相位不要有过大的差异。设计要点如下：
（1）选用一致性良好的 mic：灵敏度和频响
（2）两个mic到达各自的拾音孔之间的空间尽量限制在一个半径与拾音孔半径一致的圆柱体内，并做好密封，防止与内部腔体连通。两个mic对应的圆柱体空间尽量一致，这样可以保证声音从同样距离到达两个mic 的相位以及增益一致。
（3）两个mic距离拾音孔的距离越短，额外附加的频响就越小。但要注意为mic增加减震措施，减少非线性的回声
（4）推荐腔体设计如下：
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imageimage （5）推荐mic位置摆放设计如下：
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imageimageimage All information provided in this document is subject to legal disclaimers © JL.V. 2016. All rights reserved.

双mic 降噪设计误区

  1. mic与拾音孔之间无密封。这样mic会与耳机内部腔体直接连通，声音的高频成分会被大大削减，声音到达两个mic之间的相位也会因为内部的反射而失去声源方向信息，从而令双mic系统失效。
    image
  2. mic与外壳之间没有添加减震措施。 喇叭播放的声音会通过外壳传到到mic 中形成回声，这部分回声因为是通过固体震动传播，可能具有高度的非线性，会影响整个通话效果。
  3. 【建议】尽量避免两个mic一个上进音一个下进音。调试过程发现，有些方案，一个上进音，一个下进音，容易出现灵敏度和相位严重不一致情况，导致ENC失效。后续如果我们软件上面可以通过相关技术手段支持这种情况，再进行通知。
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AEC模块

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双mic 降噪ENC默认需要打开AEC模块。
注意：AEC模块的参数基本不用调试，这里是为了兼容性考虑，所以放到配置工具。如有需要， 由原开发人员指导修改
image
global_minsuppress:全局最小压制系数
针对某些信噪比比较差的信号经过各个算法模块处理过后，压制太多，导致声音损失严重。这个时候就可以通过配置全局最小压制系数来控制压制强度。该值越大，表示压制下限越高，压制效果越弱。0 的时候最强，即最小可以压制成静音。
NLP参数
image
OverDrive：影响回声压制系数计算，数值越大压制则越强，当值为0 的时候则无任何回声压制作用。
ENC参数

image ENC_Process_MaxFreq:ENC处理的频率上限
ENC_Process_MinFreq:ENC处理的频率下限
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理论上讲，线性情况下，ENC可以处理全频带的语音宽带信号（16k）。但是如果出现信号失真情况，会影响ENC 的处理结果，严重情况下，会导致消除失真的语音信号。所以，比如5k 以上信号出现失真情况，则把ENC_Process_MaxFreq设置成5000，超出部分不做ENC处理。 当然，为了达到最佳效果，我们建议还是要保证待处理信号的保真性。
Mic_Distance :两个mic 拾音孔之间的物理距离，单位是m（0.015 即为 15mm）
该值要求尽量精确，需要借助测量工具进行科学测量 Target_Signal_Degradation :目标信号到达主麦克风与副麦克风之间的幅度差异补偿
该参数与两个mic之间的距离以及声学设计有关，影响ENC对噪声的抑制， 以及对目标信号的保留。正常情况下，主mic信号大于等于参考mic信号。所以调试方法是，当主mic和参考mic 的信号差异很小时，该值配1.0,当主mic信号大于参考mic时，则调小该值，即实现以下平衡：主mic信号 * Target_Signal_Degradation = 参考mic信号可以使用以下方法确定最佳参数：
1.在安静，低混响环境中(如消音室，室外空旷安静场地)，使用人工嘴正对主mic，播放扫频或白噪信号，分别采集主mic或副mic信号。分析幅度差异。
2.在安静，低混响环境中(如消音室，室外空旷安静场地)，并且打开ENC，使用人工嘴 1正对主mic，使用人工嘴2正对副mic，分别在人工嘴2播放白噪，人工嘴 1播放扫频，计算得到两次测试的频响 FR1,FR2 （FR1 对应人工嘴 1） ,计算降噪增益频响 FR_ENC = FR1-FR2。 迭代调整 Target_Signal_Degradation，使FR_ENC最大
ENC_Aggressfactor :动态侵略系数，越大压制越强
ENC_Minsuppress :静态压制最小值，越大压制越小

调试指引

1、 配套工具

(1)安卓手机apk：audio_tools(“AudioTools使用手册/记录”章节)
(2) PC音频录制工具（内置于 “杰理SDK工具”，工具有帮助文档）

2、 SDK配置：打开数据导出宏定义

image 通过工具连接DUT样机，按照正常使用方式佩戴金机，然后开始录制音频数据。该操作， 目的是为了录制通话人声（目标人声）到达两个mic 的差异性。录制环境请遵循以下原则：

（1）空旷无混响环境

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（2）安静无吵杂环境
（3）说话声音正常音量

3、 分析：

将通过spp导出到手机/电脑的主副mic 的数据，用音频分析软件检查频响和幅度差异，为参数调节提供理论支持。
（1）幅度方式示例如下：
image 主mic 的幅值：-35.65dB
副mic 的幅值：-37. 20dB
差值：-1.55dB
根据公式：
主mic信号 * Target_Signal_Degradation = 参考mic信号
Target_Signal_Degradation = 10 ^ (-1.55 / 20)
= 0.8366
故配置参数Target_Signal_Degradation填0.83
【注】后续版本支持直接填写两个mic 的幅度差， 由工具自己计算Target_Signal_Degradation。
python计算如下：
image windows 自带计算器计算如下：
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image

（2）频响分析示例

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image 如果两个mic 的频响曲线通过平移，3000Hz 以内有较好的重合，表示频响正常。 当然，如果全带宽频响一致，那是最好的了。如果出现频响严重不一致的问题，就需要检查电路或者mic 的工艺一致性了。

4、 在线调试

可以使用audio_tools在线调试ENC参数，感受实时效果
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AGC参数

image AGC调试的是远端听到的声音。 即 mic采集到的人声传到远端手机端的声音大小。该模块是后级数字模块，即在一定的 mic模拟增益的情况下，做完回音消除处理后，准备送到远端之前做的一个数字放大AGC。 所以它只影响声音的大小。流程如下：
imageimage 调试Tips：
image （1）增益单位是dB
（2）当mic采集到的数据人声大于speech_thr（近端声音放大的阈值）时放大MAX_GAIN
（3）当mic采集到的数据人声小于等于speech_thr（近端声音放大的阈值）时放大MIN_GAIN
（4）最大放大倍数和最小放大倍数之间，是通过fade_in和fade_out来淡入淡出的。比如单端讲话，这个时候淡入的步进就是：ndt_fade_in，淡出的步进就是：ndt_fade_out。讲话的时候淡入，没说话的时候淡出。双端讲话则用dt_fade_in和dt_fade_out，用法一样。
（5）speech_thr（近端声音放大的阈值）这个值根据mic采到的声音大小而定，如果太大，声音得不到均匀放大，即一会 放大max_gain，一会放大min_gain，听起来有可能忽大忽小。太小则有可能环境声也会一并放大。

ANS参数

image
注：降噪参数，推荐使用默认配置。如由需要调整，建议不要只调一个值，建议：
1、 如果要加强降噪效果，先调大一点动态压制AggressFactor，还不够，可以尝试调小一点静态压制 minSuppress;
2、 如果要减弱降噪效果，先调大一点静态压制minSuppress，还不够，可以尝试调小一点动态压制 AggressFactor;
EQ参数
考虑到有些mic 的物理特性，采集到的声音比较低沉或者其他比较让人不舒服的声音，可以适当的对声音做eq处理。具体什么eq参数合适，根据实际情况进行修改。
通话调试常见问题Q&A

1、有噪声或者电流声

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关闭回音消除，听mic 的原始声音是否有噪声或者电流声，如果有，则优先处理源头的噪声,因为干扰声会 严重影响通话效果。可以做以下尝试：
（1）通话的时候切换成LDO
（2）降低发射功率
如果以上操作无效，再检查pcb是否合理

2、声音忽大忽小，不均匀

（1）AGC放大参数是否合理（详细参考本文档“AGC参数”章节）

由于不同的mic灵敏度不一样，这里可以讲max_gain和min_gain设置成一样，确认是否是AGC 原因：
image 改完如果正常，则逐步加小相应的阈值SPEECH_THR，小于该阈值的当成噪声不放大。
改完依旧不正常可能是 “ANS参数设置不合理”。

（2）ANS参数是否合理

如果mic本身（或者由于电路干扰）采到的声音信噪比比较低，经过降噪模块，则可能会损耗比较多的人声部分，说话小声的部分会变得比较小声。这个时候可以参数减弱ANS 的强度，优先调 ANS_Suppress，步进不要超过0.1。 注意不要调太弱，降噪太弱，声音听起来也会不那么干净。
如果当前没有回音问题，也可以尝试提高一些mic 的增益，提高声音信噪比，提高ANS 的降噪空间，再尝试通话，根据文档解决剩下的问题。

3、 回音消不掉

（1）使能AEC 的所有模块

image

（2）硬件检查

A. 查看各个电源配置电压差是否满足要求，
B. 排查是不是硬件干扰过去的回音:可以将喇叭or麦换成等效电阻，AEC_MODE选择disable，如果这时候还存在回声，可能回音有部分来自于硬件的电路干扰，严重程度听回音大小。
如果暂时无法修改硬件环境，可通过降低DAC增益或者MIC增益，减小回音程度。
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4、远端听到的声音比较不清晰

（1）稍微靠近mic说话，看是否有改善。如果有，则考虑是mic 的增益不够，加大mic增益试试
（2）如果mic增益够大，声音也够大，就是有点不清晰，则考虑打开eq模块
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（3）拆开样机外壳，看看通话效果，确认是否是摸具影响了 mic 的拾音效果

5、远端听到的声音有尾音

（1）可能mic本身（或者由于电路干扰）采到的声音信噪比比较低， 目前的ANS参数无法压制mic 的噪声，可以调整ANS参数， （详细参考本文档“ANS参数”章节）
（2）如果调节ANS参数会带来忽大忽小问题，那么还原ANS参数。 降低AGC 的效果，逐步减小相应的放大上限MAX_GAIN，至声音比较干净，再轻微提高MIC 的增益，对声音的大小进行补偿。
image All information provided in this document is subject to legal disclaimers © JL.V. 2016. All rights reserved.