TRUYỀN ÂM THANH TRÊN MẠNG LAN V.1 MƠI TRƯỜNG VÀ CƠNG CỤ LẬP TRÌNH
V.2.1 MƠ HÌNH TRUYỀN ÂM THANH PC – PC TRÊN MẠNG
Việc xậy dựng một hệ thống sử dụng cơng nghệ điện thoại Internet theo mơ hình thứ 2 và thứ 3 đã trình bầy trong phần mở đầu địi hỏi quá trình nghiên cứu và thiết bị kỹ càng, đầu tư cơng nghệ, vốn thích đáng mới cĩ thể thực hiện được. Trong đồ án này thực hiện theo mơ hình thứ nhất là PC – PC, nĩ đơn giản hơn và khơng cầu đầu tư thiết bị mới, cĩ thể tận dụng được các thiết bị cĩ sẵn, cĩ thể thiết kế. Thử nghiệm hồn chỉnh trong phạm vì đồ án tốt nghiệp.
Mơ hình PC – PC thức hiện hầu hết các thao tác bằng phần mềm, 2 máy tính chạy cùng một phần mềm như vậy cĩ thể dễ dàng mở rộng dần từng bước, cĩ thể thử nghiệm trên mạng LAN, sau đĩ cĩ thể thử nghiệm trên mạng Internet. Các bước cơ bản cho mơ hình PC – PC gồm :
- ¢m thanh anolog từ microphone được chuyển thành digital tại
soundcard(PCM,8kHz,8bits/mẫu).
- Các mẫu được sao chép vào vùng đệm thành các khối cĩ độ lớn nhất định.
- Dùng các thuật nén PCM để nén các khối đĩ.
- Thêm vào khối đã nến các thơng tin khác
- Gửi khối dữ liệu sau khi dịng goi đĩ qua socket(TCP/UDP)
- Gĩi tín được truyền qua mạng vật lý đến đầu kia
- Loại bỏ các thơng tin thêm vào, giải nén các khối dữ liệu đĩ, ghi khối dữ liệu âm thanh được giải mã vào vùng đệm
- Chép các mẫu trên vào vùng đệm của soundcard
- Soundcard chuyển đổi các mẫu đĩ thành âm thanh. V.2.2 XÂY DỰNG MƠ HÌNH CPHONE
Phần này trình bầy mơ hình ứng dụng truyền âm thanh thoại cho phép trao đổi âm thanh trên mạng LAN, gọi tên là CPhone.
Hinh V.1 Cấu trúc của mơ hình CPhone Mơ hình này gồm các yếu tố chính như sau:
- Thiết bị ngoại vi và các kết nối vật lý (Physical transport) : Một số các thiết bị ngoại vi cần thiết như : micro, loa, sound card. Các thiết bị này đảm nhận việc thu , một phần của quá trình xử lý tiếng nĩi và phát tiếng nĩi. Các kết nối vật lý cung cấp phương tiện trên đĩ các bit dữ liệu được
truyền. Kết nối vật lý CPhone trong mạng LAN, WAN, Internet cĩ thể là cáp đồng trục, cáp quang, đường điện thoại v.v...
- Giao thức liên lạc (TCP/IP) : Gồm một số các qui luật và nguyên tắc mà các thiết bị trên mạng cĩ thể liên lạc và làm việc với nhau. Giao thức sử dụng các kết nối vật lý của mạng để truyền dữ liệu. Hệ thống CPhone sử dụng giao thức TCP/IP.
- Hệ thống phần mềm : Phạm vị nghiên cứu của đồ án này thì chương trình được thiết kế cĩ cấu hình tối thiểu là chỉ 2 máy tính cùng chạy một chương trình kết nối với nhau qua mạng. Tín hiệu âm thanh từ Microphone qua soundcard được mã hố bằng phương pháp PCM,8kHz, 8bits/mẫu, được chia nhỏ thành từng đoạn cĩ độ dài nhất định(frame), các frame này được mã hố theo các thuật tốn, cuối cùng gửi gĩi dữ liệu đã mã hố đến socket của mạng và truyền gĩi này đến nơi nhận. Theo các mơ hình đưa ra ở trên và phạm vị nghiên cứu của đồ án này thì chương trình được thiết kế cĩ cấu hình tối thiểu là chỉ 2 máy tính cùng chạy một chương trình kết nối với nhau qua mạng. Tín hiệu âm thanh từ Microphone qua soundcard được mã hố bằng phương pháp PCM,8kHz, 8bits/mẫu, được chia nhỏ thành từng đoạn cĩ độ dài nhất định(frame), các frame này được mã hố theo các thuật tốn, cuối cùng gửi gĩi dữ liệu đã mã hố đến socket của mạng và truyền gĩi này đến nơi nhận.
Cĩ thể chia thành 3 modul chính : Modul xử lý âm thanh
Modul mã hố(giải mã) âm thanh Modul truyền nhận âm thanh.
Hình V.2 Các modul của chương trình CPhone
Khi chương trình này đưa vào thực tế sẽ gĩp phần vào giải quyết các cơng việc giữa các phịng ban trong cơ quan được nhanh chĩng và thuận tiện. Mục đích cuối cùng mà chương trình cĩ thể thực hiện được là cĩ thể trực tiếp nĩi truyện với nhau trong mạng LAN của cơ quan hay cơng ty nào đĩ...
Modul xử lý âm thanh Modul mã hố (giải mã) Modul truyền nhận Mẫu tiếng nĩi
thu được
Gĩi dữ liệu sau khi mã hố
Mẫu tiếng nĩi đã giải mã
Gĩi dữ liệu nhận từ remote
Modul xử lý âm thanh làm nhiệm vụ giao tiếp với soundcard, ghi vào bộ nhớ và truyền cho modul II để mã hố, đồng thời nhận các mẫu đã giải mã ở modul II để đưa ra soundcard trong quá trình nhận.
Quá trình thu và phát tiếng nĩi thơng qua vùng đệm (buffer), cĩ 2 loại vùng đệm trong Direct sound : Primary buffer và Secondary buffer. Primary buffer chứa tiếng nĩi mà người nghe sẽ nghe thấy. Chỉ cĩ duy nhất một Primary buffer và buffer này do DirectSound tạo ra, secondary buffer chứa tiếng nĩi hoặc đoạn tiếng cần đưa ra. Chương trình cĩ thể tạo ra một hoặc nhiều Secondary buffer. Khi phát tiếng nĩi trong secondary buffer, DerectSound sẽ chuyển tiếng nĩi sang Primary buffer và đưa ra soundcard. Chương trình ứng dụng cĩ thể dùng DirectSoundCapture để ghi tiếng nĩi vào một Capturebuffer. Cũng như khi phát tiếng nĩi, chương trình cĩ thể báo con trỏ đến một vị trí nào đĩ và khi nĩ đến cuối của buffer thì nĩ tự động quay lại vị trí đầu của buffer.
Khi thao tác với các buffer, DirectSound cho phép khĩ một phần của buffer lại để đảm bảo khơng bị ghi đè lên phần này.
Modul thu và phát tiếng nĩi nằm trong cùng một Record thread. Thread cĩ mức ưu tiên cao nhất. Mỗi khi cĩ một dịng thơng báo từ DirectSound gửi đến tức là khi con trỏ Capture buffer đi đến vị trí quy định trước thì thread này sẽ được gọi đến. Lúc này, modul thu tiếng nĩi sẽ khố phần Capture buffer vừa ghi xong. Néu trong buffer của modul phát tiếng nĩi cĩ tín hiệu tiếng nĩi thì sẽ chép vào Secondary buffer của DirectSound.
Lưu đồ của modul thu và phát tiếng nĩi như sau :
Hình V.3 Lưu đồ của modul thu và phát tiếng nĩi