Mediastreamer2 VoIP ძრავის შესწავლა. ნაწილი 9

სტატიის მასალა აღებულია ჩემი ზენ არხი.

დუპლექსის ინტერკომი

Ბოლოს მუხლი გამოცხადდა დუპლექსის ინტერკომი და ამაში ჩვენ გავაკეთებთ.

დიაგრამა ნაჩვენებია სათაურის ფიგურაში. ფილტრების ქვედა ჯაჭვი ქმნის გადაცემის გზას, რომელიც იწყება ხმის ბარათიდან. ის უზრუნველყოფს სიგნალის ნიმუშებს მიკროფონიდან. ნაგულისხმევად, ეს ხდება წამში 8000 ნიმუშის სიჩქარით. მონაცემთა ბიტის სიღრმე, რომელსაც იყენებენ მედია სტრიმერის აუდიო ფილტრები, არის 16 ბიტი (ეს არ არის მნიშვნელოვანი; თუ გსურთ, შეგიძლიათ დაწეროთ ფილტრები, რომლებიც იმუშავებენ უფრო მაღალი ბიტის სიღრმეზე). მონაცემები დაჯგუფებულია 160 ნიმუშის ბლოკად. ამრიგად, თითოეული ბლოკი არის 320 ბაიტის ზომა. შემდეგი, ჩვენ ვაწვდით მონაცემებს გენერატორის შეყვანაში, რომელიც, როდესაც გამორთულია, არის "გამჭვირვალე" მონაცემებისთვის. მე დავამატე იმ შემთხვევაში, თუ გამართვის დროს დაიღალეთ მიკროფონთან საუბრით - შეგიძლიათ გამოიყენოთ გენერატორი ბილიკის "გადაღებაზე" ტონის სიგნალით.

გენერატორის შემდეგ, სიგნალი გადადის ენკოდერში, რომელიც გარდაქმნის ჩვენს 16-ბიტიან ნიმუშებს μ-კანონის მიხედვით (G.711 სტანდარტი) რვა ბიტიანებად. ენკოდერის გამოსავალზე ჩვენ უკვე გვაქვს ნახევრად ზომის მონაცემთა ბლოკი. ზოგადად, ჩვენ შეგვიძლია გადავიტანოთ მონაცემები შეკუმშვის გარეშე, თუ არ გვჭირდება ტრაფიკის შენახვა. მაგრამ აქ სასარგებლოა კოდირების გამოყენება, რადგან Wireshark-ს შეუძლია აუდიოს რეპროდუცირება RTP ნაკადიდან მხოლოდ მაშინ, როდესაც ის შეკუმშულია μ-კანონის ან a-კანონის მიხედვით.

კოდირების შემდეგ, მონაცემთა მსუბუქი ბლოკები იგზავნება rtpsend ფილტრში, რომელიც ჩააყენებს მათ RTP პაკეტში, დააყენებს საჭირო დროშებს და გადასცემს მედიასტრიმერს ქსელში გადასაცემად UDP პაკეტის სახით.

ფილტრების ზედა ჯაჭვი ქმნის მიმღებ გზას; ქსელიდან მედია სტრიმერის მიერ მიღებული RTP პაკეტები შედიან rtprecv ფილტრში, რომლის გამომავალზე ისინი გამოჩნდება მონაცემთა ბლოკების სახით, რომელთაგან თითოეული შეესაბამება ერთ მიღებულ პაკეტს. ბლოკი შეიცავს მხოლოდ დატვირთვის მონაცემებს; წინა სტატიაში ისინი ნახატზე მწვანედ იყო ნაჩვენები.

შემდეგი, ბლოკები იგზავნება დეკოდერის ფილტრში, რომელიც გარდაქმნის მათში შემავალ ერთბაიტიან ნიმუშებს ხაზოვან, 16-ბიტიან ნიმუშებად. რომლის დამუშავება უკვე შესაძლებელია მედია სტრიმერის ფილტრებით. ჩვენს შემთხვევაში, ჩვენ უბრალოდ ვუგზავნით მათ ხმის ბარათზე თქვენი ყურსასმენის დინამიკებზე დასაკრავად.

ახლა მოდით გადავიდეთ პროგრამული უზრუნველყოფის დანერგვაზე. ამისათვის ჩვენ გავაერთიანებთ მიმღების და გადამცემის ფაილებს, რომლებიც ადრე გამოვყავით. მანამდე ჩვენ ვიყენებდით ფიქსირებულ პარამეტრებს პორტებისთვის და მისამართებისთვის, მაგრამ ახლა ჩვენ გვჭირდება პროგრამა, რომ შეძლოს გამოვიყენოთ ის პარამეტრები, რომლებიც მითითებულია გაშვებისას. ამისათვის ჩვენ დავამატებთ ფუნქციონირებას ბრძანების ხაზის არგუმენტების დასამუშავებლად. რის შემდეგაც ჩვენ შევძლებთ დავაყენოთ ინტერკომის IP მისამართი და პორტი, რომელთანაც გვინდა კავშირის დამყარება.

პირველ რიგში, მოდით დავამატოთ პროგრამას სტრუქტურა, რომელიც შეინახავს მის პარამეტრებს:

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. */
};

typedef struct _app_vars app_vars;

პროგრამა გამოაცხადებს ამ ტიპის სტრუქტურას, რომელსაც ეწოდება vars.
შემდეგი, მოდით დავამატოთ ფუნქცია ბრძანების ხაზის არგუმენტების გასაანალიზებლად:

/* 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");
            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]);
        }
    }
}

პარსინგის შედეგად, ბრძანების ხაზის არგუმენტები განთავსდება vars სტრუქტურის ველებში. აპლიკაციის მთავარი ფუნქცია იქნება ფილტრებიდან გადამცემი და მიმღები გზების შეგროვება; ტიკერის შეერთების შემდეგ კონტროლი გადაეცემა უსასრულო მარყუჟზე, რომელიც, თუ გენერატორის სიხშირე დაყენებულია არა ნულზე, გადაიტვირთება ტესტის გენერატორი ისე, რომ მუშაობს გაჩერების გარეშე.

გენერატორს ეს გადატვირთვები დასჭირდება თავისი დიზაინის გამო; რატომღაც მას არ შეუძლია 16 წამზე მეტი ხანგრძლივობის სიგნალის წარმოება. აღსანიშნავია, რომ მისი ხანგრძლივობა მითითებულია 32-ბიტიანი ნომრით.

მთელი პროგრამა ასე გამოიყურება:

/* Файл mstest8.c Имитатор переговорного устройства. */

#include <mediastreamer2/mssndcard.h>
#include <mediastreamer2/dtmfgen.h>
#include <mediastreamer2/msrtp.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. */
};

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");
            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]);
        }
    }
}

/*----------------------------------------------------------*/
int main(int argc, char *argv[])
{
    /* Устанавливаем настройки по умолчанию. */
    app_vars vars={5004, 7010, "127.0.0.1", {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");

    /* Создаем фильтр звуковой карты. */
    MSFilter *snd_card_write = ms_snd_card_create_writer(snd_card);

    /* Соединяем фильтры приёмного тракта. */
    ms_filter_link(rtprecv, 0, decoder, 0);
    ms_filter_link(decoder, 0,  snd_card_write, 0);

    /* 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. */
    while(TRUE)
    {
        if(vars.dtmf_cfg.frequencies[0])
        {
            /* Включаем звуковой генератор. */
            ms_filter_call_method(dtmfgen, MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM,
                    (void*)&vars.dtmf_cfg);
        }
        /* Укладываем тред в спячку на 20мс, чтобы другие треды
         * приложения получили время на работу. */
        ms_usleep(20000);
    }
}

შევადგინოთ. შემდეგ პროგრამის გაშვება შესაძლებელია ორ კომპიუტერზე. ან ერთზე, როგორც ახლა გავაკეთებ. ჩვენ ვიწყებთ TSark-ს შემდეგი არგუმენტებით:

$ sudo tshark -i lo -f "udp dst port 7010" -P -V -O RTP -o rtp.heuristic_rtp:TRUE -x

თუ კონსოლში გაშვების ველი აჩვენებს შეტყობინებას მხოლოდ გადაღების დაწყების შესახებ, მაშინ ეს კარგი ნიშანია - ეს ნიშნავს, რომ ჩვენი პორტი, სავარაუდოდ, სხვა პროგრამებით არ არის დაკავებული. სხვა ტერმინალში ჩვენ ვიწყებთ პროგრამის ინსტანციას, რომელიც მოახდენს "დისტანციური" ინტერკომის სიმულაციას ამ პორტის ნომრის მითითებით:

$ ./mstest8 --port 9010 --lport 7010

როგორც პროგრამის ტექსტიდან ჩანს, ნაგულისხმევი IP მისამართია 127.0.0.1 (ლოკალური მარყუჟი).

სხვა ტერმინალში ჩვენ გავუშვით პროგრამის მეორე ინსტანცია, რომელიც ახდენს ლოკალური მოწყობილობის სიმულაციას. ჩვენ ვიყენებთ დამატებით არგუმენტს, რომელიც საშუალებას აძლევს ჩაშენებულ ტესტის გენერატორს იმუშაოს:

$ ./mstest8  --port 7010 --lport 9010 --gen 440

ამ მომენტში, პაკეტებმა, რომლებიც გადაცემულია "დისტანციური" მოწყობილობისკენ, უნდა დაიწყონ ციმციმები კონსოლში TShark-ით და უწყვეტი ტონი ისმის კომპიუტერის დინამიკიდან.

თუ ყველაფერი ისე მოხდა, როგორც დაწერილი, მაშინ ჩვენ გადატვირთავთ პროგრამის მეორე ასლს, მაგრამ გასაღებისა და არგუმენტის გარეშე "-gen 440". თქვენ ახლა გენერატორის როლს შეასრულებთ. ამის შემდეგ შეგიძლიათ მიკროფონში ხმაური გამოუშვათ, შესაბამისი ხმა უნდა გაიგოთ დინამიკში ან ყურსასმენში. შეიძლება მოხდეს აკუსტიკური თვითაგზნებაც კი; შეამცირეთ დინამიკის ხმა და ეფექტი გაქრება.

თუ თქვენ გაუშვით ის ორ კომპიუტერზე და არ დაბნეული ხართ IP მისამართებზე, მაშინ იგივე შედეგი გელით - ორმხრივი ციფრული ხარისხის ხმოვანი კომუნიკაცია.

მომდევნო სტატიაში ჩვენ ვისწავლით როგორ დავწეროთ საკუთარი ფილტრები - დანამატები, ამ უნარის წყალობით თქვენ შეძლებთ გამოიყენოთ მედია სტრიმერი არა მხოლოდ აუდიო და ვიდეოსთვის, არამედ სხვა კონკრეტულ სფეროშიც.

წყარო: www.habr.com