Meneroka enjin Mediastreamer2 VoIP. Bahagian 5

Bahan artikel diambil dari saya saluran zen.

Pengesan nada

Pada masa lalu artikel Kami telah mencipta meter tahap isyarat. Dalam yang ini kita akan belajar bagaimana untuk mengesan isyarat nada.

Pada zaman dahulu, apabila tidak setiap keluarga mempunyai TV, dan separuh daripada mereka menukar saluran menggunakan playar, berita menarik muncul dalam ulasan akhbar teknikal asing bahawa satu pengeluar TV dilengkapi peranti mereka dengan alat kawalan jauh tanpa wayar. Dari butirannya diketahui bahawa alat kawalan jauh beroperasi tanpa bateri berkat penggunaan pendekatan yang luar biasa - alat kawalan jauh adalah mekanikal dan merupakan gabungan alat muzik - metalofon dan revolver. Dram revolver mengandungi silinder logam dengan panjang yang berbeza, dan apabila pin penembak terkena salah satu daripadanya, silinder itu mula berdering pada frekuensinya sendiri. Mungkin pada ultrasound. Elektronik di TV mendengar isyarat ini dan, setelah menentukan kekerapannya, melakukan tindakan yang sesuai - tukar saluran, tukar kelantangan, matikan TV.

Hari ini kami akan cuba membina semula sistem penghantaran arahan ini, menggunakan pengetahuan kami tentang penstrim media.

Untuk mensimulasikan alat kawalan jauh, kami akan menggunakan teks contoh penjana nada kami. Kami akan menambah padanya kawalan kekerapan penjana daripada ketukan kekunci dan penerima dengan penyahkod yang akan mengeluarkan arahan yang diterima ke konsol. Selepas perubahan, penjana harus menghasilkan nada 6 frekuensi, yang dengannya kami akan mengekod arahan untuk menambah/mengurangkan kelantangan, menukar saluran, menghidupkan/mematikan TV. Untuk mengkonfigurasi pengesan, struktur berikut digunakan:

struct _MSToneDetectorDef{  
     char tone_name[8];     
     int frequency; /**<Expected frequency of the tone*/ 
     int min_duration; /**<Min duration of the tone in milliseconds */ 
     float min_amplitude; /**<Minimum amplitude of the tone, 1.0 corresponding to the normalized 0dbm level */
};

typedef struct _MSToneDetectorDef MSToneDetectorDef;

Pengesan boleh diberikan 10 daripada struktur ini, jadi satu pengesan boleh dikonfigurasikan untuk mengesan sepuluh isyarat dua nada. Tetapi kami hanya akan menggunakan enam isyarat nada tunggal. Untuk memindahkan tetapan kepada pengesan, kaedah MS_TONE_DETECTOR_ADD_SCAN digunakan.

Untuk pengesan memberitahu kami bahawa isyarat dengan komponen frekuensi yang dikehendaki telah tiba pada inputnya, kami mesti menyediakannya dengan fungsi panggil balik yang akan dilancarkan dalam kes ini. Ini dilakukan menggunakan fungsi ms_filter_set_notify_callback(). Sebagai hujah, ia menerima penuding kepada penapis, penuding kepada fungsi panggil balik dan penuding kepada data yang ingin kami hantar ke fungsi panggil balik (data pengguna).

Apabila pengesan dicetuskan, fungsi panggil balik akan menerima data pengguna, penunjuk kepada penapis pengesan, pengecam peristiwa dan struktur yang menerangkan peristiwa:

/** * Structure carried as argument of the MS_TONE_DETECTOR_EVENT**/
struct _MSToneDetectorEvent{ 
      char tone_name[8];       /* Имя тона которое мы ему назначили при настройке детектора. */
      uint64_t tone_start_time;   /* Время в миллисекундах, когда тон был обнаружен. */
};

typedef struct _MSToneDetectorEvent MSToneDetectorEvent;

Gambar rajah blok pemprosesan isyarat ditunjukkan dalam gambar tajuk.

Nah, kini kod program itu sendiri dengan komen.

/* Файл mstest4.c Имитатор пульта управления и приемника. */
#include <mediastreamer2/msfilter.h>
#include <mediastreamer2/msticker.h>
#include <mediastreamer2/dtmfgen.h>
#include <mediastreamer2/mssndcard.h>
#include <mediastreamer2/msvolume.h>
#include <mediastreamer2/mstonedetector.h>

/* Подключаем заголовочный файл с функциями управления событиями
 * медиастримера. */
#include <mediastreamer2/mseventqueue.h>

/* Функция обратного вызова, она будет вызвана фильтром, как только он
 * обнаружит совпадение характеристик входного сигнала с заданными. */
static void tone_detected_cb(void *data, MSFilter *f, unsigned int event_id,
        MSToneDetectorEvent *ev)
{
    printf("                      Принята команда: %sn", ev->tone_name);
}

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);
    MSFilter  *detector = ms_filter_new(MS_TONE_DETECTOR_ID);

    /* Очищаем массив находящийся внутри детектора тонов, он описывает
     * особые приметы разыскиваемых сигналов.*/
    ms_filter_call_method(detector, MS_TONE_DETECTOR_CLEAR_SCANS, 0);

    /* Создаем источник тактов - 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, detector, 0);
    ms_filter_link(detector, 0, snd_card_write, 0);

    /* Подключаем к фильтру функцию обратного вызова. */
    ms_filter_set_notify_callback(detector,
            (MSFilterNotifyFunc)tone_detected_cb, NULL);

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

    /* Создаем массив, каждый элемент которого описывает характеристику
     * одного из тонов, который требуется обнаруживать: Текстовое имя
     * данного элемента, частота в герцах, длительность в миллисекундах,
     * минимальный уровень относительно 0,775В. */  
    MSToneDetectorDef  scan[6]=
    {
        {"V+",  440, 100, 0.1}, /* Команда "Увеличить громкость". */
        {"V-",  540, 100, 0.1}, /* Команда "Уменьшить громкость". */
        {"C+",  640, 100, 0.1}, /* Команда "Увеличить номер канала". */
        {"C-",  740, 100, 0.1}, /* Команда "Уменьшить номер канала". */
        {"ON",  840, 100, 0.1}, /* Команда "Включить телевизор". */
        {"OFF", 940, 100, 0.1}  /* Команда "Выключить телевизор". */
    };

    /* Передаем в детектор тонов приметы сигналов. */
    int i;
    for (i = 0; i < 6; i++)
    {
        ms_filter_call_method(detector, MS_TONE_DETECTOR_ADD_SCAN,
                &scan[i]);
    }

    /* Настраиваем структуру, управляющую выходным сигналом генератора.*/
    MSDtmfGenCustomTone dtmf_cfg;
    dtmf_cfg.tone_name[0] = 0;
    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;
    dtmf_cfg.interval = 0.;
    dtmf_cfg.repeat_count = 0.;

    /* Организуем цикл сканирования нажатых клавиш. Ввод нуля завершает
     * цикл и работу программы. */
    char key='9';
    printf("Нажмите клавишу команды, затем ввод.n"
        "Для завершения программы введите 0.n");
    while(key != '0')
    {
        key = getchar();
        if ((key >= 49) && (key <= 54))
        {
                printf("Отправлена команда: %cn", key);
            /* Устанавливаем частоту генератора в соответствии с
             * кодом нажатой клавиши.*/
            dtmf_cfg.frequencies[0] = 440 + 100*(key-49);

            /* Включаем звуковой генератор c обновленной частотой. */
            ms_filter_call_method(dtmfgen, MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM,
                    (void*)&dtmf_cfg);
        }
        ms_usleep(20000);
    }
}

Kami menyusun dan menjalankan program. Jika semuanya berfungsi dengan betul, maka selepas pelancaran kita harus mendapatkan sesuatu seperti tingkah laku program ini:

$ ./mstest4
ALSA lib conf.c:4738:(snd_config_expand) Unknown parameters 0
ALSA lib control.c:954:(snd_ctl_open_noupdate) Invalid CTL default:0
ortp-warning-Could not attach mixer to card: Invalid argument
ALSA lib conf.c:4738:(snd_config_expand) Unknown parameters 0
ALSA lib pcm.c:2266:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM default:0
ALSA lib conf.c:4738:(snd_config_expand) Unknown parameters 0
ALSA lib pcm.c:2266:(snd_pcm_open_noupdate) Unknown PCM default:0
ortp-warning-Strange, sound card Intel 82801AA-ICH does not seems to be capable of anything, retrying with plughw...
Нажмите клавишу команды, затем ввод.
Для завершения программы введите 0.
ortp-warning-alsa_set_params: periodsize:256 Using 256
ortp-warning-alsa_set_params: period:8 Using 8

Tekan mana-mana kekunci dari "1" hingga "6", mengesahkan dengan kekunci "Enter", anda sepatutnya mendapat sesuatu seperti penyenaraian ini:

2
Отправлена команда: 2
                      Принята команда: V-
1
Отправлена команда: 1
                      Принята команда: V+
3
Отправлена команда: 3
                      Принята команда: C+
4
Отправлена команда: 4
                      Принята команда: C-
0
$

Kami melihat bahawa nada arahan berjaya dihantar dan pengesan mengesannya.

Dalam artikel seterusnya kami akan beralih kepada menghantar isyarat audio melalui rangkaian Ethernet menggunakan protokol RTP dan segera menggunakannya dalam alat kawalan jauh kami.

Sumber: www.habr.com