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FreeSWITCH使用L16編碼通訊及raw資料提取

2023-05-08 06:00:37

環境：CentOS 7.6_x64

FreeSWITCH版本 ：1.10.9

Python版本：3.9.12

一、背景描述

PCM(Pulse Code Modulation，脈衝編碼調變)音訊資料是未經壓縮的音訊取樣資料，它是由模擬訊號經過取樣、量化、編碼轉換成的標準數位音訊資料。

在FreeSWITCH中體現為L16編碼（switch_pcm.c檔案），和網路平臺進行音訊對接時會使用到該編碼，這裡記錄下如何使用FreeSWICH進行L16編碼通訊，以及如何從pcap檔案中獲取raw資料。

這裡使用的FreeSWITCH版本是1.10.9，作業系統是CentOS 7.6_x64，FreeSWITCH的編譯及安裝可參考我之前寫的文章：CentOS7環境原始碼安裝freeswitch1.10

二、具體實現

1、設定FS及軟電話支援L16編碼

1）設定FS支援L16編碼

檔案：freeswitch/conf/vars.xml新增L16編碼：

<X-PRE-PROCESS cmd="set" data="global_codec_prefs=OPUS,G722,PCMU,PCMA,H264,VP8,iLBC,L16"/>
<X-PRE-PROCESS cmd="set" data="outbound_codec_prefs=OPUS,G722,PCMU,PCMA,H264,VP8,iLBC,L16"/>

2）設定軟電話支援L16編碼

這裡使用 MicroSIP 軟電話，啟用編碼：LPCM 8kHz

具體設定如下：

 2、L16編碼通話及抓包

1）設定測試撥號方案

撥打 6001 播放moh音訊，具體如下：

<extension name="moh_test">
    <condition field="destination_number" expression="^6001$">
          <action application="answer"/>
          <action application="playback" data="local_stream://moh"/>
    </condition>
</extension>

2）使用L16編碼進行通話

註冊分機，撥打 6001 進行通話，在控制檯可以看到使用的是 L16 編碼：

 3）資料抓包及編碼檢視

在伺服器上抓包後使用wireshark進行檢視：

三、raw資料提取及播放

wireshark不能播放L16格式的音訊資料：

 需要從RTP資料中提取payload資料，然後使用其它工具進行播放。

這裡介紹兩種使用python提取raw資料的方法，具體如下。

1、使用libpcap從pcap檔案提取pcm資料

libpcap版本：1.11.0b7

python3如何使用libpcap解析pcap檔案，可參考這篇文章：

python3使用libpcap庫進行抓包及資料處理

這裡範例下提取pcm資料的流程。

檔案：export_raw_libpcap.py

內容如下：

2、使用scapy從pcap檔案提取pcm資料

scapy版本：2.5.0

scapy地址：https://scapy.net/

scapy檔案地址：https://scapy.readthedocs.io/

這裡範例下提取pcm資料的流程。

檔案：export_raw_scapy.py

內容如下：

3、執行效果

執行python指令碼，可從pcap檔案中提取L16格式的pcm資料，效果如下：

 4、L16格式音訊播放

可使用 Audacity 、ffmpeg進行播放，具體參考我之前的文章：

pcm音訊的錄製、播放及轉換

需要注意的是wireshark抓包的資料是大端位元組序，匯出的pcm檔案是s16be格式。

這裡提供一種Windows 10 環境下使用pyaudio進行播放的方法。

pyaudio 版本 ：0.2.13

檔案：playL16.py

內容如下：

 L16編碼raw資料提取及播放效果視訊：

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四、資源下載

本文涉及原始碼及二進位制檔案，可以從如下途徑獲取：

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