WebRTC源码分析二：音频模块结构

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本文介绍WebRTC音频模块组成和结构，详细介绍音频引擎的配置和启动，相信看完本文后，很多人可以利用WebRTC完成一个音频通话程序开发。
一、对外接口
      音频部分的对外主要接口如下，各个接口之间的关系如图1所示。
1）VoiceEngine：负责引擎的所有接口查询，存储共享数据信息ShareData。
2）VoEBase：负责音频处理的基本操作。
3）VoEAudioProcessing：音频信号处理接口，设置各个音频处理项的参数。
4）VoECodec：音频编解码接口，提供支持的编解码器查询，音频编解码设置。
5）VoEHardware：音频硬件设备接口，负责音频硬件设备的设置。
         其它的接口还有VoENetEqStats，VoENetwork，VoERTP_RTCP，VoEVideoSync，VoEVolumeControl，VoEFile，VoECallReport，VoEDtmf，VoEMeidaProcess和VoEEncryption。
         WebRTC使用继承实现接口转换和查询，接口之间的数据共享是通过ShareData完成，首先VoiceEngineImpl继承各个对外接口的实现，所以可以从VoiceEngineImpl很容易获取其他对外接口。而VoiceEngineImpl本身也继承ShareData，当从VoiceEngineImpl获取其他对外接口的同时，隐式的传递了ShareData指针，因此各个接口可以很方便的获取到ShareData的数据信息。因此虽然类与类之间的关系看起来比较混乱，但是使用上比较方便。
         利用VoiceEngine获取对外接口：VoEInterfaceXX* pInterf = VoEInterfaceXX:GetInterface(pVoiceEngine);



图（1）接口关系示意图
二、模块组成

 


图（2）模块组成和关系示意图
          主要由五大模块组成：AudioDeviceModule音频设备模块，AudioProcess音频处理模块，AudioCodingModule音频编码模块，AudioConferenceMixer混音模块和RtpRtcp传输模块。
         ShareData用于粘合各个模块之间的关系，负责管理全局的对象，包括AudioDeviceModule，TransmitMixer，OutputMixer，ChannelManager和AudioProcess。
         录音流程：AudioDeviceWinCore负责采集音频数据，传递到AudioDeviceBuffer中缓存，AudioDeviceBuffer则将数据送入TransmixMixer，首先交给AudioProcess进行近端音频处理，完成后分发到各个Channel中，Channel则通过AudioCodingModule进行编码，编码后再交付到RtpRtcp中经由RTPSender发送出去。
         接收流程：RTPReceiver负责接收音频RTP包，接收到RTP包后交给Channel，Channel转交给AudioCodingModule中的ACMNetEQ模块，进行解码缓存。
         播放流程：Channel从ACMNetEQ模块中取出缓存的解码音频数据，如果需要进行远端数据处理的话，传递给AudioProcess处理。最后所有Channel都汇入到OutputMixer中进行混音，混音后再传递到AudioProcess进行远端音频分析。最后送入AudioDeviceModule中的AudioDevceWinCore播放。
三、配置
1、音频引擎创建与删除
         VoiceEngine*pVoeEngine = VoiceEngine::Create();
         VoiceEngine::Delete(pVoeEngine);
2、音频收发
1）音频通话链路创建
         WebRTC中的Channel，为一路音频。作为网络语音通信，至少要创建一路音频Channel。
Channel没有提供对外接口，是有VoEBase来管理的，通过索引号来选定对应的Channel。
         VoEBase*base = VoEBase::GetInterface(pVoeEngine);
         int ch0 =base->CreateChannel();
2）网络端口设置
         音频通过RTP和RTCP发送出去，RTP和RTCP使用UDP实现，需要配置网络端口和地址。
         //设置发送给.2机器的3000端口
         base->SetSendDestination(ch0,3000,”192.168.8.2”);
        //在本机的3000端口接收RTP包
        base->SetLocalReceiver(ch0,3000);
3）音频编码选择
         VoECodec负责编解码的配置。
         VoECodec*codec = VoEBase::GetInterface(pVoeEngine);
         设置Channel的编码类型之前，要查询支持的编码列表。
         CodecInstinst;
         Intnum = codec->NumOfCodecs();
         for(int i=0; i<num; ++i)
        {
              Codec->GetCodec(I,inst);
             //打印编码信息
        }
       //设置编码0
       Codec->GetCodec(0,inst);
       Codec->SetSendCodec(ch0,inst);
       WebRTC自动识别编码类型，因此解码不需要设置。
4）启动
         启动播放：base->StartPlayout(ch0);该操作含义是将通话ch0进行混音输出。
         启动接收：base->StartReceive(ch0);开始接收后，每增加一路通话，引擎会将音频进行混音再输出。
         启动发送：base->StartSend(ch0);启动发送的时候，会检查是否正在录音，如果已经开启录音，则不再开启；否则会执行音频设备录音操作。
3、音频处理的配置
         VoEAudioProcessing负责音频处理的配置。
         VoEAudioProcessing*pAudioProc = VoEAudioProcessing::GetInterface(pVoeEngine);
         //启动AGC功能
         pAudioProc->SetAgcStatus(true);
4、音频设备的配置
         VoEHardware接口可以查看录音和播放设备，可以选择指定的设备进行音频通话。
         VoEHardware*pHardware=VoEAudioProcessing::GetInterface(pVoeEngine);
         Int numin =pHardware->GetNumOfRecordingDevices();
         For(int i=0;i<numin; ++i)
        {
             pHardware->GetRecordingDeviceNames(…)
             //打印录音设备
        }
       //选择设备0作为录音设备
       pHardware->SetRecordingDevice(0);
      播放设备配置类似。