将 g 711 数据包转换为 wav 文件时出现断断续续的声音

Posted 2023-03-16

【中文标题】将 g 711 数据包转换为 wav 文件时出现断断续续的声音

【英文标题】：Choppy sound when converting g711 packets to wave file

【发布时间】：2020-12-21 02:46:01

【问题描述】：

我正在使用 Sharppcap 库从 SIP 呼叫中获取数据包。到目前为止，一切都很好。但是，当我加入这些数据包（MemoryStream 中的 G.711 Alaw 数据包）并使用从https://www.codeproject.com/Articles/14237/Using-the-G711-standard 获得的 AlawDecoder dll 将其转换并使用解码后的数组字节写入 Wav 文件时，我可以收听记录，但它听起来波涛汹涌而缓慢。我是音频编程的新手，所以我没有很多经验。下面是我为实现此目的而编写的代码中的 sn-ps：

private static void Device_OnPacketArrival(object sender, CaptureEventArgs e)
    
        var time = e.Packet.Timeval.Date.AddHours(-3);
        var len = e.Packet.Data.Length;
        


        var packet = PacketDotNet.Packet.ParsePacket(e.Packet.LinkLayerType, e.Packet.Data);
        var device = sender as ICaptureDevice;
        var tcpPacket = packet.Extract<PacketDotNet.TcpPacket>();
        var udpPacket = packet.Extract<PacketDotNet.UdpPacket>();

        if (udpPacket != null)
        
            var ipPacket = (PacketDotNet.IPPacket)udpPacket.ParentPacket;
            System.Net.IPAddress srcIp = ipPacket.SourceAddress;
            System.Net.IPAddress dstIp = ipPacket.DestinationAddress;
            int srcPort = udpPacket.SourcePort;
            int dstPort = udpPacket.DestinationPort;
            byte[] udpHeaderData = udpPacket.HeaderData;
            byte[] udpPayloadData = udpPacket.PayloadData;
            string decodedUdpPayloadData = Encoding.UTF8.GetString(udpPayloadData);

            if (decodedUdpPayloadData.Contains("m=audio"))
            
                FindRTPAudioPort(device, decodedUdpPayloadData);
            
            else if (device.Filter != "udp port 5060")
            
                RtpPacketsToWave(device, udpPayloadData);
            
            else
            
                Console.WriteLine("0:1:2,3 Len=4 5:6 -> 7:8 UDP Packet " +
                "\n 9 \n Hex DUMP: 10 \n",
                time.Hour, time.Minute, time.Second, time.Millisecond, len,
                srcIp, srcPort, dstIp, dstPort,
                decodedUdpPayloadData,
                BitConverter.ToString(udpPayloadData));
            
        
        else if (tcpPacket != null)
        
            var ipPacket = (PacketDotNet.IPPacket)tcpPacket.ParentPacket;
            System.Net.IPAddress srcIp = ipPacket.SourceAddress;
            System.Net.IPAddress dstIp = ipPacket.DestinationAddress;
            int srcPort = tcpPacket.SourcePort;
            int dstPort = tcpPacket.DestinationPort;


            Console.WriteLine("0:1:2,3 Len=4 5:6 -> 7:8",
                time.Hour, time.Minute, time.Second, time.Millisecond, len,
                srcIp, srcPort, dstIp, dstPort);
        
        else
        
            Console.WriteLine("\n");
        
    

    private static void RtpPacketsToWave(ICaptureDevice dev, byte[] payloadData)
    
        try
        

            MemoryStreamSingleton memoryStreamSingleton = MemoryStreamSingleton.GetInstance();
            MemoryStream memStream;
            byte[] headlessPayloadData = new byte[160];
            if (payloadData.Length == 172)
            
                //Skips first 12 bytes containing the packet header
                headlessPayloadData = payloadData.Skip(12).ToArray();
                memStream = new MemoryStream(headlessPayloadData);
                memStream.CopyTo(memoryStreamSingleton);
            
            Console.WriteLine("Payload length: 0", headlessPayloadData.Length);
            Console.WriteLine(memoryStreamSingleton.Length);
            if(memoryStreamSingleton.Length > 600000)
            
                WaveFileGenerator(memoryStreamSingleton.ToArray());
                dev.StopCapture();
            
        
        catch (Exception ex)
        

            Console.WriteLine(ex.ToString());
        
        
    

    private static void WaveFileGenerator(byte[] buffer)
    
        try
        
          
            Console.WriteLine("Device closed, generating audio file..");
            WaveFormat waveFormat = new WaveFormat(8000, 16, 1);

            short[] pcm16bit = ALawDecoder.ALawDecode(buffer);
            byte[] result1 = new byte[pcm16bit.Length * sizeof(short)];
            Buffer.BlockCopy(pcm16bit, 0, result1, 0, result1.Length);
            

            var outputWave = new WaveFileWriter(@"tmp/test.wav", waveFormat);
            outputWave.Write(result1, 0, result1.Length);
            outputWave.Close();
            var waveFileProvider = new WaveFileReader(@"tmp/test.wav");
            MonoToStereoProvider16 toStereo = new MonoToStereoProvider16(waveFileProvider);
            WaveFileWriter.CreateWaveFile("test.wav", toStereo);
            waveFileProvider.Dispose();
            File.Delete(@"tmp/test.wav");
        
        catch (Exception ex)
        
            Console.WriteLine(ex.ToString());
            File.WriteAllText("log.txt", ex.ToString());
        
    

我无法理解我错过了什么......

【参考方案1】：

由于在接收函数中花费的时间过长，导致数据包溢出内部缓冲区，您可能会丢失数据包。

接收例程中的任何额外处理（包括打印）都可能在捕获大量数据包的情况下导致数据包丢失。

为了帮助减少在该例程中花费的时间并最大化数据包速率，您可以将数据包排队以在后台线程中进行处理。

SharpPcap示例中有一个如何通过后台线程对数据包进行排队和处理的示例，您可以在https://github.com/chmorgan/sharppcap/blob/master/Examples/QueuingPacketsForBackgroundProcessing/Program.cs找到示例

使用队列方法，接收例程会非常快速地退出，从而可以在不丢失的情况下处理非常高的数据包率。

此外，您可以添加队列大小检查以确认后台线程跟上传入数据包的速率。

降低传入数据包速率的一种方法是使用网络数据包过滤器（在操作系统或驱动程序层中运行）并且仅包含潜在的 SIP 数据包。我不熟悉 SIP，但如果您有更多信息，我可以尝试提供帮助。您的代码似乎正在使用过滤器，但不清楚在找到 SIP 流的情况下会发生什么，在这种情况下您是否过滤以仅包含该端口？

如果这有助于减少或消除断断续续的声音，请告诉我。

【讨论】：

今天我尝试在另一个线程中对数据包进行排队，正如您在示例中提到的那样，但是 wav 文件仍然听起来不连贯，机器人。关于我如何过滤数据包，首先我初始化设备并分配过滤器“udp 端口​​ 5060”以捕获来自软件电话的 SIP/SDP 数据包，该数据包描述了将使用哪个端口传递语音数据包。当我得到那个数据包时，我使用正则表达式来过滤带有端口信息的字符串，然后我用那个端口重新分配过滤器并开始捕获那里接收到的数据包，将它们保存在 MemoryStream 缓冲区中。

我已经测试了捕获数据包并将其写入 pcap 文件，按照 Sharppcap 项目上的示例，当我在 Wireshark 上打开它来收听电话时，电话绝对没问题，所以现在我怀疑也许我没有将数据包保存在适当的缓冲区中或以正确的方式对其进行解码。如果我发现了什么，我会告诉你的。感谢您的帮助。