🥇Studujeme VoIP engine Mediastreamer2. Část 4

Materiál článku je převzat z mého zenového kanálu.

Vytváříme měřič úrovně signálu

V minulosti článku objasnili jsme správné ukončení programů používajících mediastreamer.

V tomto článku sestavíme schéma měřiče úrovně signálu a naučíme se číst výsledek měření z filtru. Zhodnotíme přesnost měření.

V sadě filtrů poskytovaných mediastreamerem je filtr MS_VOLUME, který dokáže měřit RMS úroveň procházejícího signálu, oslabit signál a vykonávat řadu užitečných a překvapivých funkcí. Později se tomuto filtru věnujeme celým článkem. Ale nyní jej budeme používat jako měřič.

Jako zdroj signálu budeme používat tónový generátor, jehož signál přivedeme na filtr MS_VOLUME, k jehož výstupu je připojena zvuková karta.

V tomto příkladu budeme používat filtr generátoru v mírně jiném režimu — bude generovat jednotónový signál, tj. signál obsahující pouze jednu sinusoidu.

Kromě frekvence a amplitude budeme muset nastavit čas, během kterého bude signál generován, což musí být dostatečné k tomu, aby přes filtr MS_VOLUME prošlo dostatečné množství měření. Pro předání nastavení generátoru se používá struktura MSDtmfGenCustomTone:

struct _MSDtmfGenCustomTone{
    char tone_name[8];     /* Textový název signálu o 8 znacích.*/
    int duration;          /* Délka signálu v milisekundách.*/
    int frequencies[2];    /* Dvojice frekvencí, ze kterých se má skládat výstupní signál. */
    float amplitude;       /* Amplitude tónů, 1.0 odpovídá úrovni 0 dB od milivatu při zátěži 600 Ohm.*/
    int interval;          /* Pauza v milisekundách před zahájením opakování signálu.*/
    int repeat_count;      /* Počet opakování.*/
};
typedef struct _MSDtmfGenCustomTone MSDtmfGenCustomTone;

Abychom spustili generátor, použijeme jeho metodu MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM.

Strukturní schéma zpracování signálu:

Kód programu implementujícího toto schéma je uveden níže.

/* Файл mstest3.c */

#include <mediastreamer2/msfilter.h>
#include <mediastreamer2/msticker.h>
#include <mediastreamer2/dtmfgen.h>
#include <mediastreamer2/mssndcard.h>
#include <mediastreamer2/msvolume.h>

int main()
{
    ms_init();
    /* Создаем экземпляры фильтров. */
    MSFilter  *voidsource=ms_filter_new(MS_VOID_SOURCE_ID);
    MSFilter  *dtmfgen=ms_filter_new(MS_DTMF_GEN_ID);
    MSFilter  *volume=ms_filter_new(MS_VOLUME_ID);
    MSSndCard *card_playback=ms_snd_card_manager_get_default_card(ms_snd_card_manager_get());
    MSFilter  *snd_card_write=ms_snd_card_create_writer(card_playback);

    /* Создаем тикер. */
    MSTicker *ticker=ms_ticker_new();

    /* Соединяем фильтры в цепочку. */
    ms_filter_link(voidsource, 0, dtmfgen, 0);
    ms_filter_link(dtmfgen, 0, volume, 0);
    ms_filter_link(volume, 0, snd_card_write, 0);

    /* Подключаем источник тактов. */
    ms_ticker_attach(ticker,voidsource);

    MSDtmfGenCustomTone dtmf_cfg;

   /* Устанавливаем имя нашего сигнала, помня о том, что в массиве мы должны
    оставить место для нуля, который обозначает конец строки. */
    strncpy(dtmf_cfg.tone_name, "busy", sizeof(dtmf_cfg.tone_name));
    dtmf_cfg.duration=1000;
    dtmf_cfg.frequencies[0]=440; /* Будем генерировать один тон, частоту второго тона установим в 0.*/
    dtmf_cfg.frequencies[1]=0;
    dtmf_cfg.amplitude=1.0; /* Такой амплитуде синуса должен соответствовать результат измерения 0.707.*/
    dtmf_cfg.interval=0.;
    dtmf_cfg.repeat_count=0.;

   /* Включаем звуковой генератор. */
   ms_filter_call_method(dtmfgen, MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM, (void*)&dtmf_cfg);

   /* Даем, время половину секунды, чтобы измеритель накопил данные. */
   ms_usleep(500000);

   /* Читаем результат измерения. */
  float level=0;
   ms_filter_call_method(volume, MS_VOLUME_GET_LINEAR,&level);
   printf("Амплитуде синуса %f вольт  соответствует среднеквадратическое значение %f вольт.n", dtmf_cfg.amplitude, level);
}

Kompilujeme náš příklad, stejně jako jsme dělali dříve, pouze s použitím názvu souboru mstest3. Spustíme a získáme výsledek:

Amplitudě sínusu 1.000000 voltů odpovídá RMS hodnota 0.707733 voltů.

Jak vidíte, výsledek měření se shoduje na třetím desetinném místě s teoretickou hodnotou rovnající se druhé odmocnině ze dvou dělené dvěma: sqr(2)/2=0,7071067811865475

Relativní odchylka výsledku od skutečné hodnoty činila 0,1 %. Odhadli jsme chybu měření při maximální úrovni signálu. Při snížení úrovně bude chyba růst. Navrhuji, abyste si ji sami vyhodnotili pro malé úrovně signálu.

V následujícím článku sestavíme schéma, které detekuje přítomnost tónového signálu dané frekvence na vstupu pomocí detektoru tonů. Také se naučíme zpracovávat události generované filtry.

Zdroj: habr.com

Zkoumáme VoIP motor Mediastreamer2. Část 4

Vytváříme měřič úrovně signálu