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.csdn.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

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Widget::Widget(QWidget *parent) :

QWidget(parent),

ui(new Ui::Widget)

{

ui->setupUi(this);

//设置采样格式

QAudioFormat audioFormat;

//设置采样率

audioFormat.setSampleRate(8000);

//设置通道数

audioFormat.setChannelCount(1);

//设置采样大小，一般为8位或16位

audioFormat.setSampleSize(16);

//设置编码方式

audioFormat.setCodec("audio/pcm");

//设置字节序

audioFormat.setByteOrder(QAudioFormat::LittleEndian);

//设置样本数据类型

audioFormat.setSampleType(QAudioFormat::UnSignedInt);

//获取设备信息

QAudioDeviceInfo info = QAudioDeviceInfo::defaultInputDevice();

if (!info.isFormatSupported(audioFormat))

{

qDebug()<<"default format not supported try to use nearest";

audioFormat = info.nearestFormat(audioFormat);

}

info = QAudioDeviceInfo::defaultOutputDevice();

if (!info.isFormatSupported(audioFormat)) {

qDebug()<<"default format not supported try to use nearest";

audioFormat = info.nearestFormat(audioFormat);

}

audioInput = new QAudioInput(audioFormat, this);

//将麦克风的音频数据传输到输入设备

streamIn = audioInput->start();

//当输入设备检测到数据时，调用槽函数slogReadData

connect(streamIn, SIGNAL(readyRead()), SLOT(slogReadData()));

audioOutput = new QAudioOutput(audioFormat, this);

//将音频数据传输到输出设备，再由输出设备写入到扬声器

streamOut = audioOutput->start();

//创建UDP线程

CUdpThread *udpThread=new CUdpThread();

udpThreadFather=new QThread();

udpThread->moveToThread(udpThreadFather);

connect(udpThreadFather,SIGNAL(started()),udpThread,SLOT(run()));

//启动线程

udpThreadFather->start();

connect(this,SIGNAL(signalSendData(const QByteArray &)),udpThread,SLOT(slotSendData(const QByteArray &)));

connect(udpThread,SIGNAL(signalSendData(const QByteArray &)),this,SLOT(slotSendData(const QByteArray &)));

}

2.编码发送

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void Widget::slogReadData()

{

short srcAudio[L_FRAME]={0};

unsigned char dstAudio[L_FRAME_COMPRESSED]={'\0'};

if (!audioInput)

{

qDebug() << "AudioInput Error";

return;

}

QByteArray dataBuffer(BUFFER_SIZE,0);

qint64 len1 = audioInput->bytesReady();

if (len1 > BUFFER_SIZE)

{

qDebug()<<"BUFFER_SIZE too small";

return;

}

qint64 len2 = streamIn->read(dataBuffer.data(), len1);

tempBuffer.append(dataBuffer.data(),len2);

for(int i=0;i<tempBuffer.length()/(L_FRAME*2);i++)

{

//char转short

memcpy(srcAudio,tempBuffer.data()+i*L_FRAME*2,L_FRAME*2);

//编码

cg729Encoder.encode(srcAudio, dstAudio);

QByteArray frame;

//reinterpret_cast用于强制转换，这里将unsigned char *转换为const char *。

frame.append(reinterpret_cast<const char*>(dstAudio),L_FRAME_COMPRESSED);

signalSendData(frame);

}

tempBuffer.clear();

}

3.接收解码

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void Widget::slotSendData(const QByteArray &byte_array)

{

for(int i=0;i<byte_array.length()/L_FRAME_COMPRESSED;i++)

{

unsigned char srcAudio[L_FRAME_COMPRESSED]={'\0'};

short dstAudio[L_FRAME]={0};

memcpy(srcAudio,(unsigned char*)byte_array.data()+i * L_FRAME_COMPRESSED,L_FRAME_COMPRESSED);

//G729解码

cg729Decoder.decode(srcAudio,dstAudio,0);

//short转char

tempframe.append((char *)dstAudio,L_FRAME * 2);

if(audioOutput&&audioOutput->state()!=QAudio::StoppedState&&

audioOutput->state()!=QAudio::SuspendedState)

{

int chunks = audioOutput->bytesFree()/audioOutput->periodSize();

while (chunks)

{

if (tempframe.length() >= audioOutput->periodSize())

{

//写入到扬声器

streamOut->write(tempframe.data(),audioOutput->periodSize());

tempframe = tempframe.mid(audioOutput->periodSize());

}

else

{

//写入到扬声器

streamOut->write(tempframe);

tempframe.clear();

break;

}

--chunks;

}

}

}

}

三、演示效果



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.csdn.net/jdh99/article/details/39525451

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