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前言
RTC（实时音视频通信）技术的疾速倒退，助力了直播、短视频等互动娱乐模式的遍及；在寰球疫情继续蔓延的态势下，云会议需要出现爆发式增长，进一步推动了 RTC 行业的疾速倒退。为了给客户提供稳固牢靠的服务，网络系统方面须要一直晋升频道连通率，升高会议过程中的断流率，加强抗弱网能力；视频方面须要晋升视频清晰度，升高视频卡顿率等，音频方面在谋求端到端 MOS 的同时，也要重点关注音频 3A 算法的成果，这些都是各厂家必须修炼的“内功”，也是最终积淀下来的外围竞争力。本文将重点论述硬件设施采集的音频品质对 RTC 端到端音频体验的重要性。
采集品质不佳，会有什么影响？
在 RTC 架构中，端到端的音频信号处理流程大抵如下图，上行别离通过了音频信号的采集，音频 3A（AEC: 回声打消、ANS: 自适应降噪和 AGC: 自动增益管制）和编码；上行别离通过丢包复原，解码，混音和播放。
端到端的音频信号处理流程
不难看出，音频信号通过模数转换，再通过设施集成的音频信号处理芯片，最初才传递给 RTC SDK。因为硬件厂商的不同，音频采集解决方案参差不齐，因而采集到的音频品质的好坏间接影响着 3A 算法拿到的生产资料的可用性，同时也决定这最终用户接管到音频信号品质的下限。依据理论工作中遇到的音频问题，因为设施采集引起的问题根本能够演绎为如下几类：
举几个例子：
（1）采集异样
采集异样次要体现在频谱“含糊”，重大的会导致无奈听懂语义，影响失常交换。如下语谱图。
另外，采集异样后，播放的信号被麦克风采集后也会体现出异样，从而引起重大的非线性失真，影响回声打消成果，如下图。
(2) 采集抖动
常见的就是采集丢数据，听感上会听到有很多高频噪点（下图为上图中噪点放大后的部分图），重大的会影响 AEC 算法中对延时预计准确性和远近端非因果问题，重大的会导致漏回声。
（3）爆音和音量小问题
采集爆音问题次要产生在 PC，也是 PC 端设施最应该防止的问题，影响较大，除了截顶导致的频谱失真之外，重大的非线性失真会影响回声打消成果。爆音问题须要 AGC 算法通过自适应调节 PC 端模仿增益以及麦克风增强解决。
（4）频谱缺失
频谱缺失次要是硬件回调的音频采样率与理论的频谱散布不统一，即便编码器给到很高的编码码率，听感上也没有高音质的成果，如下图，采集信号采样率为 48kHz，然而频谱下限却只有 8k。
改善采集音质，硬件层面咱们能做什么？
具备 RTC 能力的硬件设施早已浸透咱们生存的方方面面，常见的如挪动端手机和 PC，当初甚至连儿童电话手表，天猫精灵以及各种高端的指纹密码锁等设施都反对了 RTC。然而，设施的多样性间接决定这采集能力的差异性，抛开声学元器件设计差别这一因素，就 Android 端而言，芯片和软件系统的差别使得同一品牌的手机，也没方法用同一种配置适配所有型号的手机。
另外，当初绝大多数的挪动端设施都自带硬件音频信号处理（后称硬件 3A）能力，不同芯片成果方面也是千差万别的同时，更重大的是通过硬件解决的音频信号频谱往往会有缺失，如开启硬件 3A 后回调到 RTC SDK 的音频信号频谱下限仅反对到 8k，相当于 16kHz 采样的音频信号，尤其在娱乐方面根本无法满足咱们对高音质的谋求。因而，做好硬件层的适配工作，是保障 RTC 高质量音频体验的根底。
Android 端
（1）须要搞清楚 javaaudioclass 和 opensles 这两种模式的差别，以及各自须要适配的参数，把握敞开硬件 3A 的配置。
（2）采集抖动或音频音量异样，能够试试更改申请的采样率，通常设置的 48k 采样不会实用于所有的 android 设施。
Windows 端
（1）以后很多 Windows 设施会在屏幕顶端内置麦克风阵列，提供音频加强性能，开启形式如下图。这个性能默认屏幕正前方夹角区域为拾音区域，通过麦克风阵列技术能够无效的加强拾音区域内发言人语音，“隔离”拾音区域以外的“噪声”，其次要的弊病就在于开启此性能后仅反对 8k 频谱，且各厂家加强算法存在差别，成果也参差不齐。因而，软件须要具备可能 bypass 硬件自带音频加强性能的能力，为高音质做保障。
Windows 设施自带的双麦阵列（图片来源于网络）
音频设置中的加强性能开关
开启音频加强后，带来的频谱缺失
（2）音量方面，PC 端设施都反对模仿增益调节，大多数带有阵列的 Windows 设施都有额定的麦克风增强（如下图）。软件算法层面（3A 中的 AGC）须要具备自适应调节他们的能力，保障音频采集音量的安稳以管制采集底噪程度。初值设置或自适应调节不当都会导致音量小和爆音等问题，重大的会影响回声打消和降噪的成果，带来影响可用性的危险。
模仿增益与麦克风增强
苹果设施
（1）ios 端适配工作较少，须要相熟敞开硬件 3A 的配置，因为 ios 设施自带的硬件 3A 频谱也只能反对到 10k-12k。
（2）Mac 笔记本设施比较简单，仅提供了模仿增益调节。然而有一点须要留神，RTC 在反对双声道播放时，因为麦克风会与某个扬声器在同一侧，导致播放音频时左近的麦克风采集爆音问题，个别只能优化软件 AEC 算法解决。
总结
当 48k 高音质成了刚需，为了保障采集环节的高质量，一方面须要投入工夫去把握 Android 参数适配的法则，同时市面上呈现的越来越多的定制化的 android 设施（手表，智能音箱等），也必不可少的须要先确定好配置参数；另一方面敞开硬件设施自带的音频解决性能，启用 RTC 自带的纯软 3A 算法也是一种趋势，前提是要优化好软件 3A 算法整体成果以及管制好功耗，这也是客户评测各厂家之间音频体验的必测项，也是各厂家的外围竞争力之一。
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