WEBRTC——AGC API

语音信号处理入门webrtc无疑是最经典的算法。

一、WEBRTC框架

我们主要care 红框部分第3部分：

1. SAC/iLBC Codec: 这个模块主要是编解码，iSAC/iLBC 是jips公司开发的，另外有我们熟悉的音频G711, G726,AAC， Opus 目前使用的最多也是Opus,几年前AAC也是很火的，你可以自己把AAC模块加入到WebRTC里面.其中WebRTC中使用的是Opus,后面的会详细讲解这块的知识。

2. NetEQ for voice: NetEQ实际上是一个音频缓冲的buffer,用于做网络的适配。如我们做防止音频抖动，这里面涉及了很多相关的算法。

3. Echo Canceler/ Noise Reduction: 这里面解决了很多做音频头疼的问题：回音消除，降噪等问题处理算法。回音消除是困扰很多公司的一个头疼的技术，但WebRTC里面提供了非常成熟，稳定的回音消除算法，值得好好研究，应用到自己的产品中。其实很多算法工程师做的也是利用像WebRTC一样的开源代码，自己调一些参数，来提高音频质量。

仓库 ：https://github.com/webrtc-sdk/webrtc

二、AGC使用

dbfs 表示（full scale）：

样本点幅度值 Sample 与分贝 dB 之间的关系，以 16bit 量化的音频采样点为例：dB = 20 * log10（Sample / 32768.0），（16bit-pcm编码）

核心参数：

typedef struct {
  int16_t targetLevelDbfs;    // 目标音量
  int16_t compressionGaindB;  // 增益能力
  uint8_t limiterEnable;      // 压限器开关
} AliyunAgcConfig;

目标音量 - targetLevelDbfs：表示音量均衡结果的目标值，如设置为 1 表示输出音量的目标值为 - 1dB;

增益能力 - compressionGaindB：表示音频最大的增益能力，如设置为 10dB，最大可以被提升 10dB；

压限器开关 - limiterEnable：一般与 targetLevelDbfs 配合使用，compressionGaindB 是调节小音量的增益范围，limiter 则是对超过 targetLevelDbfs 的部分进行限制，避免数据爆音。

三、API使用

新版agc接口与旧版本区域在于，process拆分成了gain计算过程和aply gain的过程，两个函数。

1. 增益表计算

/**
 * digCompGaindB：表示音频最大的增益能力，如设置为 10dB，最大可以被提升 10dB；
 * targetLevelDbfs：表示音量均衡结果的目标值，如设置为 1 表示输出音量的目标值为 - 1dB;
 * limiterEnable：一般与 targetLevelDbfs 配合使用，compressionGaindB 是调节小音量的增益范围，limiter 则是对超过 targetLevelDbfs 的部分进行限制，避免数据爆音
 * analogTarget：
 */
int32_t WebRtcAgc_CalculateGainTable(int32_t* gainTable,       // Q16
                                     int16_t digCompGaindB,    // Q0
                                     int16_t targetLevelDbfs,  // Q0
                                     uint8_t limiterEnable,
                                     int16_t analogTarget)

2. 增益计算

// lowlevelSignal: 外部自定义使用 RMS 或峰值检测信号是否处于低电平，来置位该信号
int32_t WebRtcAgc_ComputeDigitalGains(DigitalAgc* stt,
                                      const int16_t* const* in_near,
                                      size_t num_bands,
                                      uint32_t FS,
                                      int16_t lowlevelSignal,
                                      int32_t gains[11])

增益计算会将输入一段音频拆分为10个子段，每段1ms（16k为例），每段上计算增益。

gain0：保存上一次agc处理的最后一段计算的增益

gain1~gain10：保存本次计算10段的增益

内部会先用传统算法做vad，计算语音和噪声能量的比值logratio，再用确定衰减系数decay。

3. 增益应用

/**
 * 增益应用函数
 * gains：上一步计算的音频增益
 * in_near：输入音频
 * out：输出音频
 */
int32_t WebRtcAgc_ApplyDigitalGains(const int32_t gains[11],
                                    size_t num_bands,
                                    uint32_t FS,
                                    const int16_t* const* in_near,
                                    int16_t* const* out)

增益应用到输入音频上，完成音频的自动增益控制。