Badamy silnik VoIP Mediastreamer2. Część 4

Materiał artykułu pochodzi z mojego kanału Zen.

Tworzymy miernik poziomu sygnału

W poprzedniej artykuł Wyjaśniliśmy poprawne zakończenie programów używających strumieniowania mediów.

W tym artykule stworzymy schemat miernika poziomu sygnału i nauczymy się odczytywać wyniki pomiarów z filtru. Ocenimy dokładność pomiaru.

W zestawie filtrów dostarczanych przez strumieniowanie mediów znajduje się filtr MS_VOLUME, który jest w stanie mierzyć średnią wartość kwadratową sygnału przechodzącego przez niego, osłabiać sygnał i wykonywać wiele przydatnych oraz zaskakujących funkcji. Później poświęcimy temu filtrowi cały artykuł. Ale teraz wykorzystamy go jako miernik.

Jako źródło sygnału użyjemy generatora tonów, którego sygnał poprowadzimy do filtru MS_VOLUME, którego wyjście jest podłączone do karty dźwiękowej.

W tym przykładzie użyjemy filtru generatora w nieco innym trybie - będzie generował dla nas sygnał jednego tonu, tzn. sygnał zawierający tylko jedną sinusoidalną falę.

Oprócz częstotliwości i amplitudy musimy określić czas, w którym sygnał będzie generowany, powinien być on wystarczający, aby przez filtr MS_VOLUME przeszła wystarczająca liczba próbek do pomiaru. Aby przesłać ustawienia do generatora, używamy struktury MSDtmfGenCustomTone:

struct _MSDtmfGenCustomTone{
    char tone_name[8];     /* Nazwa sygnału w postaci 8 znaków. */
    int duration;          /* Czas trwania sygnału w milisekundach. */
    int frequencies[2];    /* Para częstotliwości, z których powinien składać się sygnał wyjściowy. */
    float amplitude;       /* Amplituda tonów, 1.0 odpowiada poziomowi 0 dB przy obciążeniu 600 Ω. */
    int interval;          /* Przerwa w milisekundach przed ponownym odtworzeniem sygnału. */
    int repeat_count;      /* Liczba powtórzeń. */
};
typedef struct _MSDtmfGenCustomTone MSDtmfGenCustomTone;

Aby uruchomić generator, użyjemy jego metody MS_DTMF_GEN_PLAY_CUSTOM.

Schemat strukturalny przetwarzania sygnału:

Kod programu realizujący ten schemat pokazany jest poniżej.

/* 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);
}

Kompilujemy nasz przykład, tak jak robiliśmy to wcześniej, tylko używając nazwy pliku mstest3. Uruchamiamy go i uzyskujemy wynik:

Amplitudzie sine 1.000000 woltów odpowiada średnia wartość kwadratowa 0.707733 woltów.

Jak widać, wynik pomiaru zgadza się z teoretyczną wartością równą pierwiastkowi kwadratowemu z dwóch podzielonemu przez dwa: sqr(2)/2=0,7071067811865475

Względny błąd wyniku w stosunku do rzeczywistej wartości wyniósł 0,1%. Oszacowaliśmy błąd pomiaru przy maksymalnym poziomie sygnału. W związku z tym, przy obniżeniu poziomu błąd powinien wzrastać. Zachęcam do samodzielnej oceny jego dla niskich poziomów sygnału.

W następnym artykule stworzymy schemat, który wykrywa obecność tonowego sygnału o określonej częstotliwości za pomocą detektora tonów. A także nauczymy się przetwarzać zdarzenia generowane przez filtry.

Źródło: habr.com