مطالب مقاله از من گرفته شده است .
در آخر ما یک اینترکام دوبلکس ساختیم که سیگنال های صوتی را از طریق یک جلسه RTP دوبلکس مبادله می کند. در این مقاله یاد می گیریم که چگونه فیلتر بنویسیم و یک فیلتر DIY به دستگاه مخابره داخلی DIY اضافه کنیم.
ما در حال توسعه یک افزونه هستیم
پلاگین ها در پخش کننده رسانه، مانند بسیاری از برنامه های دیگر، برای گسترش عملکرد بدون نیاز به کامپایل مجدد خود پخش کننده رسانه استفاده می شوند.
برای استفاده از افزونه در برنامه خود، از آن استفاده می کنید شامل باید شامل فایل هدر افزونه باشد. در بدنه برنامه با استفاده از تابع y ms_filter_register() یک فیلتر جدید ثبت کنید طبیعتاً برنامه شما و منبع افزونه باید در یک برنامه کامپایل و مونتاژ شوند.
حالا بیایید به نوشتن یک افزونه بپردازیم. همه فیلترها و پلاگین های پخش کننده رسانه از یک قانون مشترک در نوشته خود پیروی می کنند که درک ساختار فیلتر بعدی را که می خواهید مطالعه کنید بسیار آسان تر می کند. بنابراین، در ادامه، برای اینکه موجودیت ها ضرب نشوند، افزونه ها را فیلتر می نامم.
فرض کنید می خواهیم یک فیلتر جدید به نام NASH_FILTR ایجاد کنیم. این یک کار ساده را انجام می دهد - بلوک ها را از ورودی واحد خود دریافت کرده و آن را به پنج خروجی خود منتقل می کند. همچنین اگر بیش از پنج بلوک با سطح سیگنال زیر یک آستانه معین از آن عبور کنند، یک رویداد تولید می‌کند و اگر بیش از پنج بلوک با سطح سیگنال بالاتر از آستانه از آن عبور کنند، یک رویداد نیز ایجاد می‌کند.
آستانه با استفاده از روش فیلتر تنظیم می شود. روش دوم و سوم اجازه/منع عبور بلوک ها به خروجی ها را می دهد.
بیا شروع کنیم. هنگام نوشتن یک فیلتر، باید با یک فایل هدر شروع کنید. در سطرهای اول باید شامل فایل باشد msfilter.h، با استفاده از ماکرو MS_FILTER_METHOD، روش های فیلتر جدید (در صورت وجود) را اعلام کنید، رویدادهای ایجاد شده توسط فیلتر را (در صورت وجود) و ساختار صادر شده از نوع را اعلام کنید. MSFilterDesc با توضیح پارامترهای فیلتر:
/* Файл nash_filter.h, описывает фильтр-разветвитель и нойзгейт. */
#ifndef myfilter_h
#define myfilter_h
/* Подключаем заголовочный файл с перечислением фильтров медиастримера. */
#include <mediastreamer2/msticker.h>
/*
Задаем числовой идентификатор нового типа фильтра. Это число не должно
совпадать ни с одним из других типов. В медиастримере в файле allfilters.h
есть соответствующее перечисление enum MSFilterId. К сожалению, непонятно
как определить максимальное занятое значение, кроме как заглянуть в этот
файл. Но мы возьмем в качестве id для нашего фильтра заведомо большее
значение: 4000. Будем полагать, что разработчики добавляя новые фильтры, не
скоро доберутся до этого номера.
*/
#define NASH_FILTER_ID 4000
/*
Определяем методы нашего фильтра. Вторым параметром макроса должен
порядковый номер метода, число от 0. Третий параметр это тип аргумента
метода, указатель на который будет передаваться методу при вызове. У методов
аргументов может и не быть, как показано ниже.
*/
#define NASH_FILTER_SET_TRESHOLD MS_FILTER_METHOD(NASH_FILTER_ID , 0, float)
#define NASH_FILTER_TUNE_OFF MS_FILTER_METHOD_NO_ARG(NASH_FILTER_ID ,1)
#define NASH_FILTER_TUNE_ON MS_FILTER_METHOD_NO_ARG(NASH_FILTER_ID ,2)
/* Теперь определяем структуру, которая будет передаваться вместе с событием. */
struct _NASHFilterEvent
{
/* Это поле, которое будет выполнять роль флага,
0 - появились нули, 1 - появился сигнал.*/
char state;
/* Время, когда произошло событие. */
uint64_t time;
};
typedef struct _NASHFilterEvent NASHFilterEvent;
/* Определяем событие для нашего фильтра. */
#define NASH_FILTER_EVENT MS_FILTER_EVENT(MS_RTP_RECV_ID, 0, NASHFilterEvent)
/* Определяем экспортируемую переменную, которая будет
хранить характеристики для данного типа фильтров. */
extern MSFilterDesc nash_filter_desc;
#endif /* myfilter_h */اکنون می توانید به سراغ فایل منبع بروید. کد منبع فیلتر با نظرات در زیر نشان داده شده است. روش های فیلتر و توابع فیلتر مورد نیاز در اینجا تعریف شده است. سپس ارجاع به متدها و توابع به ترتیب خاصی در ساختار صادر شده قرار می گیرد our_filter_desc. که توسط پخش کننده رسانه برای "کاشت" فیلترهایی از این نوع در جریان کار پردازش داده استفاده می شود.
/* Файл nash_filter.с, описывает фильтр-разветвитель и нойзгейт. */
#include "nash_filter.h"
#include <math.h>
#define NASH_FILTER_NOUTPUTS 5
/* Определяем структуру, которая хранит внутреннее состояние фильтра. */
typedef struct _nash_filterData
{
bool_t disable_out; /* Разрешение передачи блоков на выход. */
int last_state; /* Текущее состояние переключателя. */
char zero_count; /* Счетчик нулевых блоков. */
char lag; /* Количество блоков для принятия решения нойзгейтом. */
char n_count; /* Счетчик НЕнулевых блоков. */
float skz_level; /* Среднеквадратическое значение сигнала внутри
блока, при котором фильтр будет пропускать сигнал. Одновременно это порог
срабатывания, по которому будет формироваться событие. */
} nash_filterData;
/*----------------------------------------------------------*/
/* Обязательная функция инициализации. */
static void nash_filter_init(MSFilter *f)
{
nash_filterData *d=ms_new0(nash_filterData, 1);
d->lag=5;
f->data=d;
}
/*----------------------------------------------------------*/
/* Обязательная функция финализации работы фильтра,
освобождается память. */
static void nash_filter_uninit(MSFilter *f)
{
ms_free(f->data);
}
/*----------------------------------------------------------*/
/* Определяем образцовый массив с нулями, заведомо
большего размера чем блок. */
char zero_array[1024]={0};
/* Определяем событие фильтра. */
NASHFilterEvent event;
/*----------------------------------------------------------*/
/* Функция отправки события. */
static void send_event(MSFilter *f, int state)
{
nash_filterData *d =( nash_filterData* ) f->data;
d->last_state = state;
/* Устанавливаем время возникновения события,
от момента первого тика. Время в миллисекундах. */
event.time=f -> ticker -> time;
event.state=state;
ms_filter_notify(f, NASH_FILTER_EVENT, &event);
}
/*----------------------------------------------------------*/
/* Функция вычисляет среднеквадратическое (эффективное) значение сигнала внутри
блока. */
static float calc_skz(nash_filterData *d, int16_t *signal, int numsamples)
{
int i;
float acc = 0;
for (i=0; i<numsamples; i++)
{
int s=signal[i];
acc = acc + s * s;
}
float skz = (float)sqrt(acc / numsamples);
return skz;
}
/*----------------------------------------------------------*/
/* Обязательная функция основного цикла фильтра,
вызывается с каждым тиком. */
static void nash_filter_process(MSFilter *f)
{
nash_filterData *d=(nash_filterData*)f->data;
/* Указатель на входное сообщение содержащее блок данных. */
mblk_t *im;
int i;
int state;
/* Вычитываем сообщения из входной очереди
до полного её опустошения. */
while((im=ms_queue_get(f->inputs[0]))!=NULL)
{
/* Если выходы запрещены, то просто удаляем входное сообщение. */
if ( d -> disable_out)
{
freemsg(im);
continue;
}
/* Измеряем уровень сигнала и принимаем решение об отправке сигнала. */
float skz = calc_skz(d, (int16_t*)im->b_rptr, msgdsize(im));
state = (skz > d->skz_level) ? 1 : 0;
if (state)
{
d->n_count++;
d->zero_count = 0;
}
else
{
d->n_count = 0;
d->zero_count++;
}
if (((d->zero_count > d->lag) || (d->n_count > d->lag))
&& (d->last_state != state)) send_event(f, state);
/* Приступаем к копированию входного сообщения и раскладке по выходам. Но
* только по тем, к которым подключена нагрузка. Оригинальное сообщение
* уйдет на выход с индексом 0, а его копии попадут на остальные
* выходы. */
int output_count = 0;
mblk_t *outm; /* Указатель на сообщение с выходным блоком данных. */
for(i=0; i < f->desc->noutputs; i++)
{
if (f->outputs[i]!=NULL)
{
if (output_count == 0)
{
outm = im;
}
else
{
/* Создаем легкую копию сообщения. */
outm = dupmsg(im);
}
/* Помещаем копию или оригинал входного сообщения на очередной
* выход фильтра. */
ms_queue_put(f->outputs[i], outm);
output_count++;
}
}
}
}
/*----------------------------------------------------------*/
/* Функция-обработчик вызова метода NASH_FILTER_SET_LAG. */
static int nash_filter_set_treshold(MSFilter *f, void *arg)
{
nash_filterData *d=(nash_filterData*)f->data;
d->skz_level=*(float*)arg;
return 0;
}
/*----------------------------------------------------------*/
/* Функция-обработчик вызова метода NASH_FILTER_TUNE_OFF. */
static int nash_filter_tune_off(MSFilter *f, void *arg)
{
nash_filterData *d=(nash_filterData*)f->data;
d->disable_out=TRUE;
return 0;
}
/*----------------------------------------------------------*/
/* Функция-обработчик вызова метода NASH_FILTER_TUNE_ON. */
static int nash_filter_tune_on(MSFilter *f, void *arg)
{
nash_filterData *d=(nash_filterData*)f->data;
d->disable_out=FALSE;
return 0;
}
/*----------------------------------------------------------*/
/* Заполняем таблицу методов фильтра, сколько методов
мы определили в заголовочном файле столько ненулевых
строк. */
static MSFilterMethod nash_filter_methods[]={
{ NASH_FILTER_SET_TRESHOLD, nash_filter_set_treshold },
{ NASH_FILTER_TUNE_OFF, nash_filter_tune_off },
{ NASH_FILTER_TUNE_ON, nash_filter_tune_on },
{ 0 , NULL } /* Маркер конца таблицы. */
};
/*----------------------------------------------------------*/
/* Описание фильтра для медиастримера. */
MSFilterDesc nash_filter_desc=
{
NASH_FILTER_ID,
"NASH_FILTER",
"A filter with noise gate that reads from input and copy to it's five outputs.",
MS_FILTER_OTHER,
NULL,
1,
NASH_FILTER_NOUTPUTS,
nash_filter_init,
NULL,
nash_filter_process,
NULL,
nash_filter_uninit,
nash_filter_methods
};
MS_FILTER_DESC_EXPORT(nash_filter_desc)
اکنون، بدون معطلی، بیایید از فیلتر خود در اینترکامی که قبلا ساخته بودیم استفاده کنیم. تصویر عنوان نموداری از یک اینترکام اصلاح شده را نشان می دهد.
ما می خواستیم فیلتر دست ساز خود را به شیوه ای خاص به تصویر بکشیم. بنابراین، بلافاصله فیلتر ما را در نمودار پیدا خواهید کرد.
یک فیلتر ضبط کننده به مدار اضافه شده است که سیگنال ورودی را روی یک فایل wav می نویسد. همانطور که برنامه ریزی شده است، فیلتر ما به شما امکان می دهد از نوشتن مکث در گفتار در فایل خودداری کنید. بنابراین اندازه آن کاهش می یابد.
در ابتدای مقاله به توضیح الگوریتم فیلتر پرداختیم. برنامه اصلی رویدادهایی را که تولید می کند مدیریت می کند. اگر رویداد حاوی پرچم "0" باشد، برنامه میزبان ضبط را متوقف می کند. به محض ورود یک رویداد با پرچم "1"، ضبط از سر گرفته می شود.
دو آرگومان خط فرمان دیگر به آرگومان های قبلی اضافه شده است: --ng، که سطح آستانه فیلتر را تعیین می کند و --recکه شروع به نوشتن در فایلی به نام می کند رکورد.wav.
/* Файл mstest9.c Имитатор переговорного устройства c регистратором и
* нойзгейтом. */
#include <mediastreamer2/mssndcard.h>
#include <mediastreamer2/dtmfgen.h>
#include <mediastreamer2/msrtp.h>
#include <mediastreamer2/msfilerec.h>
/* Подключаем наш фильтр. */
#include "nash_filter.h"
/* Подключаем файл общих функций. */
#include "mstest_common.c"
/*----------------------------------------------------------*/
struct _app_vars
{
int local_port; /* Локальный порт. */
int remote_port; /* Порт переговорного устройства на удаленном компьютере. */
char remote_addr[128]; /* IP-адрес удаленного компьютера. */
MSDtmfGenCustomTone dtmf_cfg; /* Настройки тестового сигнала генератора. */
MSFilter* recorder; /* Указатель на фильтр регистратор. */
bool_t file_is_open; /* Флаг того, что файл для записи открыт. */
/* Порог, при котором прекращается запись принимаемого сигнала в файл. */
float treshold;
bool_t en_rec; /*Включить запись в файл.*/
};
typedef struct _app_vars app_vars;
/*----------------------------------------------------------*/
/* Создаем дуплексную RTP-сессию. */
RtpSession* create_duplex_rtp_session(app_vars v)
{
RtpSession *session = create_rtpsession (v.local_port, v.local_port + 1,
FALSE, RTP_SESSION_SENDRECV);
rtp_session_set_remote_addr_and_port(session, v.remote_addr, v.remote_port,
v.remote_port + 1);
rtp_session_set_send_payload_type(session, PCMU);
return session;
}
/*----------------------------------------------------------*/
/* Функция преобразования аргументов командной строки в
* настройки программы. */
void scan_args(int argc, char *argv[], app_vars *v)
{
char i;
for (i=0; i<argc; i++)
{
if (!strcmp(argv[i], "--help"))
{
char *p=argv[0]; p=p + 2;
printf(" %s walkie talkienn", p);
printf("--help List of options.n");
printf("--version Version of application.n");
printf("--addr Remote abonent IP address string.n");
printf("--port Remote abonent port number.n");
printf("--lport Local port number.n");
printf("--gen Generator frequency.n");
printf("--ng Noise gate treshold level from 0. to 1.0n");
printf("--rec record to file 'record.wav'.n");
exit(0);
}
if (!strcmp(argv[i], "--version"))
{
printf("0.1n");
exit(0);
}
if (!strcmp(argv[i], "--addr"))
{
strncpy(v->remote_addr, argv[i+1], 16);
v->remote_addr[16]=0;
printf("remote addr: %sn", v->remote_addr);
}
if (!strcmp(argv[i], "--port"))
{
v->remote_port=atoi(argv[i+1]);
printf("remote port: %in", v->remote_port);
}
if (!strcmp(argv[i], "--lport"))
{
v->local_port=atoi(argv[i+1]);
printf("local port : %in", v->local_port);
}
if (!strcmp(argv[i], "--gen"))
{
v -> dtmf_cfg.frequencies[0] = atoi(argv[i+1]);
printf("gen freq : %in", v -> dtmf_cfg.frequencies[0]);
}
if (!strcmp(argv[i], "--ng"))
{
v -> dtmf_cfg.frequencies[0] = atoi(argv[i+1]);
printf("noise gate treshold: %fn", v -> treshold);
}
if (!strcmp(argv[i], "--rec"))
{
v -> en_rec = TRUE;
printf("enable recording: %in", v -> en_rec);
}
}
}
/*----------------------------------------------------------*/
/* Функция обратного вызова, она будет вызвана фильтром, как только он
* заметит, что наступила тишина или наоборот тишина сменилась звуками. */
static void change_detected_cb(void *data, MSFilter *f, unsigned int event_id,
NASHFilterEvent *ev)
{
app_vars *vars = (app_vars*) data;
/* Если запись не была разрешена, то выходим. */
if (! vars -> en_rec) return;
if (ev -> state)
{
/* Возобновляем запись. */
if(!vars->file_is_open)
{
ms_filter_call_method(vars->recorder, MS_FILE_REC_OPEN, "record.wav");
vars->file_is_open = 1;
}
ms_filter_call_method(vars->recorder, MS_FILE_REC_START, 0);
printf("Recording...n");
}
else
{
/* Приостанавливаем запись. */
ms_filter_call_method(vars->recorder, MS_FILE_REC_STOP, 0);
printf("Pause...n");
}
}
/*----------------------------------------------------------*/
int main(int argc, char *argv[])
{
/* Устанавливаем настройки по умолчанию. */
app_vars vars={5004, 7010, "127.0.0.1", {0}, 0, 0, 0.01, 0};
/* Устанавливаем настройки настройки программы в
* соответствии с аргументами командной строки. */
scan_args(argc, argv, &vars);
ms_init();
/* Создаем экземпляры фильтров передающего тракта. */
MSSndCard *snd_card =
ms_snd_card_manager_get_default_card(ms_snd_card_manager_get());
MSFilter *snd_card_read = ms_snd_card_create_reader(snd_card);
MSFilter *dtmfgen = ms_filter_new(MS_DTMF_GEN_ID);
MSFilter *rtpsend = ms_filter_new(MS_RTP_SEND_ID);
/* Создаем фильтр кодера. */
MSFilter *encoder = ms_filter_create_encoder("PCMU");
/* Регистрируем типы нагрузки. */
register_payloads();
/* Создаем дуплексную RTP-сессию. */
RtpSession* rtp_session = create_duplex_rtp_session(vars);
ms_filter_call_method(rtpsend, MS_RTP_SEND_SET_SESSION, rtp_session);
/* Соединяем фильтры передатчика. */
ms_filter_link(snd_card_read, 0, dtmfgen, 0);
ms_filter_link(dtmfgen, 0, encoder, 0);
ms_filter_link(encoder, 0, rtpsend, 0);
/* Создаем фильтры приемного тракта. */
MSFilter *rtprecv = ms_filter_new(MS_RTP_RECV_ID);
ms_filter_call_method(rtprecv, MS_RTP_RECV_SET_SESSION, rtp_session);
/* Создаем фильтр декодера. */
MSFilter *decoder=ms_filter_create_decoder("PCMU");
//MS_FILE_REC_ID
/* Регистрируем наш фильтр. */
ms_filter_register(&nash_filter_desc);
MSFilter *nash = ms_filter_new(NASH_FILTER_ID);
/* Создаем фильтр звуковой карты. */
MSFilter *snd_card_write = ms_snd_card_create_writer(snd_card);
/* Создаем фильтр регистратора. */
MSFilter *recorder=ms_filter_new(MS_FILE_REC_ID);
vars.recorder = recorder;
/* Соединяем фильтры приёмного тракта. */
ms_filter_link(rtprecv, 0, decoder, 0);
ms_filter_link(decoder, 0, nash, 0);
ms_filter_link(nash, 0, snd_card_write, 0);
ms_filter_link(nash, 1, recorder, 0);
/* Подключаем к фильтру функцию обратного вызова, и передаем ей в
* качестве пользовательских данных указатель на структуру с настройками
* программы, в которой среди прочих есть указать на фильтр
* регистратора. */
ms_filter_set_notify_callback(nash,
(MSFilterNotifyFunc)change_detected_cb, &vars);
ms_filter_call_method(nash,NASH_FILTER_SET_TRESHOLD, &vars.treshold);
/* Создаем источник тактов - тикер. */
MSTicker *ticker = ms_ticker_new();
/* Подключаем источник тактов. */
ms_ticker_attach(ticker, snd_card_read);
ms_ticker_attach(ticker, rtprecv);
/* Если настройка частоты генератора отлична от нуля, то запускаем генератор. */
if (vars.dtmf_cfg.frequencies[0])
{
/* Настраиваем структуру, управляющую выходным сигналом генератора. */
vars.dtmf_cfg.duration = 10000;
vars.dtmf_cfg.amplitude = 1.0;
}
/* Организуем цикл перезапуска генератора. */
printf("Press ENTER to exit.n ");
char c=getchar();
while(c != 'n')
{
if(vars.dtmf_cfg.frequencies[0])
{
/* Включаем звуковой генератор. */
ms_filter_call_method(dtmfgen, MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM,
(void*)&vars.dtmf_cfg);
}
char c=getchar();
printf("--n");
}
if (vars.en_rec ) ms_filter_call_method(recorder, MS_FILE_REC_CLOSE, 0);
}
با توجه به اینکه فایل ها را اضافه کردیم و از کتابخانه استفاده کردیم ریاضی، خط فرمان برای کامپایل پیچیده تر شده است و به شکل زیر است:
$ gcc mstest9.c nash_filter.c -o mstest9 `pkg-config mediastreamer --libs --cflags` -lmپس از ساخت برنامه، آن را با آرگومان های زیر در اولین کامپیوتر اجرا کنید:
$ ./mstest9 --lport 7010 --port 8010 --addr <тут адрес второго компьютера> --recدر رایانه دوم با تنظیمات زیر راه اندازی می کنیم:
$ ./mstest9 --lport 8010 --port 7010 --addr <тут адрес первого компьютера>پس از این، کامپیوتر اول شروع به ضبط هر آنچه شما می گویید در میکروفون دومی می کند. در این مورد، کلمه "در حال ضبط…". به محض اینکه شما ساکت شوید، ضبط با نمایش پیامی متوقف می شود."مکثممکن است لازم باشد سطح آستانه را آزمایش کنید.
در این مقاله با نحوه نوشتن فیلتر آشنا شدیم. همانطور که ممکن است متوجه شده باشید، تابع nash_filter_process() دستکاری هایی را با بلوک های داده انجام می دهد. از آنجایی که مثال آموزشی است، از حداقل قابلیت های پخش کننده رسانه برای دستکاری بلوک های داده استفاده شده است.
بعد ما به توابع صف پیام و مدیریت پیام نگاه خواهیم کرد. این در آینده به توسعه فیلترهایی با پردازش اطلاعات پیچیده تر کمک می کند.
منبع: www.habr.com