基于fpga的多路回声消除算法的实现

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1、为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。基于FPGA的多路回声消除算法的实现　　摘要：文章概述了一种广泛应用于VOIP技术的回声消除算法，并基于该算法在大规模逻辑器件FPGA上实现应用。通过仿真和实测验证，该算法能有效快速地消除回声；同时，该算法应用灵活，能实现多路的回声消除，在VOIP终端设备上具有较强的应用价值和应用前景。　　关键词：回声消除VOIPFPGA　　中图分类号：TN91文献标识码：A文章编号：1672--0009-03　　Abstr

2、act：Inthispaper，anechocancellationalgorithmwidelyusedinVOIPtechnologyissummarizedandapplicatedonFPGA.Bysimulationandexperimentalverification，thealgorithmcaneffectivelyeliminateecho；meanwhile，thealgorithmcanachieveflexibleapplication，multi-channelechocancellationfunction，hasgoodapplicationprospe

3、ctinVOIPterminalequipment.　　KeyWords：Echocancellation；VOIP；FPGA为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　随着网络IP技术的发展，VOIP技术也在通信领域得到广泛的应用。由于VOIP技术具有网络带宽利用

4、率高，与其它的网络技术融合性好，通信成本低等优势，逐渐取代传统的PSTN通信技术，同时，随着网络带宽的增大以及网速的增快，视频及数据应用的需求也极大的推动VOIP技术的发展。VOIP是基于IP的语音实时传输，语音信号在编解码、压缩解压缩、拆解包等过程中不可避免的存在延时，同�r也不像传统电话一样独占通信带宽，因此，语音的通信质量一直是影响VOIP技术发展的重要因素，影响语音质量另一个重要因素是回声信号，回声信号能导致讲话者能听到自己被延迟后的话音，极大的影响到用户体验。要提高VOIP的语音质量，就必须在语音传输的过程中进行消除回声的处理[1]。　　在VOIP技术中，一般采用声学回声消

5、除器来抵消通话过程中产生的回声，以提高语音质量。一个基本的回声消除器包含两部分：自适应滤波器和双端通话检测器，自适应滤波器通过自适应地模拟回声路径来消除回声，其性能决定着回声消除的效果。在实际应用中，自适应滤波器采用最多的是NLMS算法及对其改进的各种算法，原因是NLMS算法简洁，复杂度低[2]。为了充分发挥“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备的作用，我们不仅把资源运用于课堂教学，还利用系统的特色栏目开展课外活动，对学生进行安全教育、健康教育、反邪教教育等丰富学生的课余文化生活。为了确保“教学点数字教育资源全覆盖”项目设备正常使用，我校做到安装、教师培训同步进行。设备安装到位后，中心

6、校组织各学点管理人员统一到县教师进修学校进行培训，熟悉系统的使用和维护。　　目前在VOIP通信终端中，普通采用专用的语音信号处理芯片，如SI3000等对语音信号进行编解码以及回声消除，但是随着终端设备的功能复杂化，平台化，芯片方案越来越不适合应用到多路语音终端设备中。本文基于LMS算法，在大规模逻辑器件FPGA上实现多路语音信号的回声消除，具有时延小，语音质量好，可扩展性强等特点，具有较好的应用价值和应用前景。　　1自适应滤波　　自适应滤波是回声消除模块的核心内容。通过自适应滤波可重构出非常接近真实回声的语音，从而相减完成回声消除。而自适应滤波的核心是系数更新算法。常用的有LMS和R

7、LS，以及这两种方法的改进版本[3-4]。　　LMS算法收敛后稳态误差大于RLS，但却易于硬件实现，所以大部分算法都是基于LMS的，LMS自适应滤波系数更新算式如下所示：　　h=h+μXe　　其中：h、X是数组，e是单个数据，n代表第n个时刻，μ为步长因子，是一个<1的正数。　　改进的LMS算法中最常用的是NLMS，该算法的改进目的是收敛速度。代价是需要一个除法运算。经过实验，NLMS的收敛时间为LMS的一半。当μ为时，LMS收敛需要4000次更新系数，也