Qt实现基于G.729A（G729A）的语音聊天

时间：2023-03-09 00:12:30
Qt实现基于G.729A（G729A）的语音聊天

一、G.729协议简介
G.729协议是由ITU-T的第15研究小组提出的，并在1996年3月通过的8Kbps的语音编码协议。
G.729系列主要有以下几种：
G.729—最基本的G.729标准协议，原始版
G.729A—精简版的G.729，兼容原始版G.729，对G.729一些算法进行简单处理，相当于降低了算法的复杂度
G.729B—加入了语音端点检测模块，在编码前对语音进行语音和静默音进行检测，然后分别对不同情况进行编码
G.729AB—就是G.729A中加入语音端点检测模块，兼容G.729B，目前G.729AB用得比较多

G.729协议的实现是开源的，源码可以从ITU官网下载。

下载链接：https://www.itu.int/rec/T-REC-G.729/e

本文采用VoiceAge公司封装的G.729A静态库进行语音的编解码。

下载链接：http://download.****.net/detail/caoshangpa/9496833

由于低带宽的需求，G.729通常应用于VoIP（Voice over Internet Protocol），比如说视频会议。G.729有两大特点。
1.占用带宽小
使用普通编码的语音通讯需要占用64Kbps的带宽，而G.729仅仅需要8Kbps。
2.占用CPU时间多
使用G.729时CPU的使用时间大约为G.711的4倍，所以使用G.729时需要注意设备是否有足够的处理能力。

二、聊天过程

1.初始化

  1. Widget::Widget(QWidget *parent) :
  2. QWidget(parent),
  3. ui(new Ui::Widget)
  4. {
  5. ui->setupUi(this);
  6. //设置采样格式
  7. QAudioFormat audioFormat;
  8. //设置采样率
  9. audioFormat.setSampleRate(8000);
  10. //设置通道数
  11. audioFormat.setChannelCount(1);
  12. //设置采样大小，一般为8位或16位
  13. audioFormat.setSampleSize(16);
  14. //设置编码方式
  15. audioFormat.setCodec("audio/pcm");
  16. //设置字节序
  17. audioFormat.setByteOrder(QAudioFormat::LittleEndian);
  18. //设置样本数据类型
  19. audioFormat.setSampleType(QAudioFormat::UnSignedInt);
  20. //获取设备信息
  21. QAudioDeviceInfo info = QAudioDeviceInfo::defaultInputDevice();
  22. if (!info.isFormatSupported(audioFormat))
  23. {
  24. qDebug()<<"default format not supported try to use nearest";
  25. audioFormat = info.nearestFormat(audioFormat);
  26. }
  27. info = QAudioDeviceInfo::defaultOutputDevice();
  28. if (!info.isFormatSupported(audioFormat)) {
  29. qDebug()<<"default format not supported try to use nearest";
  30. audioFormat = info.nearestFormat(audioFormat);
  31. }
  32. audioInput = new QAudioInput(audioFormat, this);
  33. //将麦克风的音频数据传输到输入设备
  34. streamIn = audioInput->start();
  35. //当输入设备检测到数据时，调用槽函数slogReadData
  36. connect(streamIn, SIGNAL(readyRead()), SLOT(slogReadData()));
  37. audioOutput = new QAudioOutput(audioFormat, this);
  38. //将音频数据传输到输出设备，再由输出设备写入到扬声器
  39. streamOut = audioOutput->start();
  40. //创建UDP线程
  41. CUdpThread *udpThread=new CUdpThread();
  42. udpThreadFather=new QThread();
  43. udpThread->moveToThread(udpThreadFather);
  44. connect(udpThreadFather,SIGNAL(started()),udpThread,SLOT(run()));
  45. //启动线程
  46. udpThreadFather->start();
  47. connect(this,SIGNAL(signalSendData(const QByteArray &)),udpThread,SLOT(slotSendData(const QByteArray &)));
  48. connect(udpThread,SIGNAL(signalSendData(const QByteArray &)),this,SLOT(slotSendData(const QByteArray &)));
  49. }

2.编码发送

  1. void Widget::slogReadData()
  2. {
  3. short srcAudio[L_FRAME]={0};
  4. unsigned char dstAudio[L_FRAME_COMPRESSED]={'\0'};
  5. if (!audioInput)
  6. {
  7. qDebug() << "AudioInput Error";
  8. return;
  9. }
  10. QByteArray dataBuffer(BUFFER_SIZE,0);
  11. qint64 len1 = audioInput->bytesReady();
  12. if (len1 > BUFFER_SIZE)
  13. {
  14. qDebug()<<"BUFFER_SIZE too small";
  15. return;
  16. }
  17. qint64 len2 = streamIn->read(dataBuffer.data(), len1);
  18. tempBuffer.append(dataBuffer.data(),len2);
  19. for(int i=0;i<tempBuffer.length()/(L_FRAME*2);i++)
  20. {
  21. //char转short
  22. memcpy(srcAudio,tempBuffer.data()+i*L_FRAME*2,L_FRAME*2);
  23. //编码
  24. cg729Encoder.encode(srcAudio, dstAudio);
  25. QByteArray frame;
  26. //reinterpret_cast用于强制转换，这里将unsigned char *转换为const char *。
  27. frame.append(reinterpret_cast<const char*>(dstAudio),L_FRAME_COMPRESSED);
  28. signalSendData(frame);
  29. }
  30. tempBuffer.clear();
  31. }

3.接收解码

  1. void Widget::slotSendData(const QByteArray &byte_array)
  2. {
  3. for(int i=0;i<byte_array.length()/L_FRAME_COMPRESSED;i++)
  4. {
  5. unsigned char srcAudio[L_FRAME_COMPRESSED]={'\0'};
  6. short dstAudio[L_FRAME]={0};
  7. memcpy(srcAudio,(unsigned char*)byte_array.data()+i * L_FRAME_COMPRESSED,L_FRAME_COMPRESSED);
  8. //G729解码
  9. cg729Decoder.decode(srcAudio,dstAudio,0);
  10. //short转char
  11. tempframe.append((char *)dstAudio,L_FRAME * 2);
  12. if(audioOutput&&audioOutput->state()!=QAudio::StoppedState&&
  13. audioOutput->state()!=QAudio::SuspendedState)
  14. {
  15. int chunks = audioOutput->bytesFree()/audioOutput->periodSize();
  16. while (chunks)
  17. {
  18. if (tempframe.length() >= audioOutput->periodSize())
  19. {
  20. //写入到扬声器
  21. streamOut->write(tempframe.data(),audioOutput->periodSize());
  22. tempframe = tempframe.mid(audioOutput->periodSize());
  23. }
  24. else
  25. {
  26. //写入到扬声器
  27. streamOut->write(tempframe);
  28. tempframe.clear();
  29. break;
  30. }
  31. --chunks;
  32. }
  33. }
  34. }
  35. }

三、演示效果

Qt实现基于G.729A（G729A）的语音聊天

程序启动后，麦克风就开始工作了，聊天双方指定目的IP后，点击按钮1就可以进行聊天。如果不想对方听到自己的声音，点击按钮2关闭声音发送。

参考链接：https://en.wikipedia.org/wiki/G.729

参考链接：http://blog.****.net/jdh99/article/details/39525451

源码链接：见http://blog.****.net/caoshangpa/article/details/51225733的评论

http://blog.****.net/caoshangpa/article/details/51225733

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