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AGC自动增益控制算法

AGC是自动增益控制（Automatic Gain Control）的简称，是音频处理流程中至关重要的一个环节，它的根本目标是解决一个常见问题：​​说话人离麦克风的距离不同、说话声音大小不同，或者环境声音变化，导致接收端听到的音量不稳定（忽大忽小）或过低。​

本文档主要介绍如何使用该功能。

1. AGC基本介绍

自动调整增益使语音段的平均能量逼近设定的目标输出电平。若输入信号过弱，则提升增益；过强则降低增益，避免削波；当信号峰值接近最大值（0 dBFS）时，启动压缩算法，按比例降低高幅值信号的增益（避免削波）。 AGC 性能高度依赖环境噪声和麦克风质量；在极端嘈杂场景下，需配合降噪模块才能发挥最佳效果。

自动增益控制原理框图

图1-1 自动增益控制原理框图

2. AGC软件平台

以下SDK可以支持AGC功能： - 离线通话降噪SDK：CI130X_SDK_NN_ENC

3. AGC功能配置及参数调节说明

3.1 AGC功能开启

用户可打开SDK包中的user_config.h文件 

//是否使用AGC功能，1：使用，0：不使用
#define USE_AGC_MODULE                   1

3.2 AGC算法软件配置

用户可打开SDK包中的../projects/nn_denoise_rtc_samplesrc/ci_ssp_config.c文件，自动增益控制算法有以下参数可供用户调试使用： 

// ci_ssp_config.c
agc_config_t agc_config = 
{
    // AGC作用在输入信号上的最大增益，范围[0,90]，值越大，增益幅度越大
    .compress_gain = 40,    
    // 输出信号的目标电平，范围[0,31]，target_db值越大，AGC输出信号幅度越小
    .target_db = 15,    
    //是否打印AGC调试信息   
    .agc_log = 0,               
};
参数说明：

compression_gain(压缩增益上限)：

  • 作用：控制 AGC ​​最大可提升​​的增益值。
  • 取值：[0, 90]，单位为分贝（dB）。

场景建议：

  • 安静环境：6-9 dB（避免放大底噪）
  • 普通环境：9-12 dB
  • 远距离麦克风：15-18 dB

target_db(目标电平)：

  • 作用：控制 AGC 输出的目标电平
  • 取值：[0, 31]，单位为分贝（dB）

场景建议：

  • 安静环境：0-5 dB
  • 普通环境：5-10 dB
  • 远距离麦克风：10-15 dB

调试建议：

若噪声过大，可适当调小AGC的增益能力“compress_gain”，使AGC输出信号幅度减小，从而减小噪声；若语音过小，可适当调大AGC的增益能力“compress_gain”，和目标电平 “target_db”，使AGC输出信号幅度增大，从而增大语音信号。

4. 异常调试步骤

注意：调试异常过程中，保存好音频，有利于快速分析。

  • step1：检查sdk配置是否存在异常

  • step2：通过采音板采集参考信号（ref）、输出信号（dst）和麦克风信号（mic）判断异常原因

目前较多的异常情况举例有：

1）说话人与MIC间的距离忽远忽近，导致输出信号忽大忽小；

2）噪声环境下，噪声被忽然放大；

  • step3：替换不同的MIC分析是否是外围硬件设备差异导致异常

外围设备有：麦克风、codec等。

AGC应用不符合预期时建议以标准sdk和硬件作为参考，通过标准配件参考分模块分析具体原因。

5. AGC处理效果图如下：

AGC效果配置