Продолжаем освоение фреймворка GStreamer. Как и было обещано, сегодня рассмотрим подробнее работу с шиной и обработку сообщений различных типов. А в практическом разделе мы напишем небольшое консольное караоке. Итак, начнем.

Шина

Напомню, что приложение на GStreamer состоит из различных элементов, помещенных в конвейер и соединенных между собой. Каждый элемент в процессе своей работы может генерировать сообщения различных типов (описаны ниже). Для того, чтобы собирать эти сообщения и доставлять в порядке очередности в основной поток приложения, используется шина.

Каждый конвейер по умолчанию имеет встроенную шину, т.е. ее не нужно создавать или настраивать. Шина извлекается из конвейера следующей функцией:

GstBus * gst_pipeline_get_bus (GstPipeline *pipeline)

Есть два способа обработки сообщений на шине — асинхронный и синхронный. Первый способ заключается в том, что к шине подключается обработчик, который по приходу сообщения выполняет какие-то действия. Делается это с помощью функций:

guint gst_bus_add_watch (GstBus *bus, GstBusFunc func, gpointer user_data)
void gst_bus_add_signal_watch (GstBus *bus)

Стоит отметить, что обе эти функции имеют расширенные варианты (*_full), с помощью которых возможна более тонкая настройка обработчика.
Второй способ — это постоянный опрос шины на предмет сообщений. Делается это при помощи функции:

GstMessage *gst_bus_poll (GstBus *bus, GstMessageType events, GstClockTime timeout)

При этом есть возможность забирать из очереди сообщения только определенных типов, а также регулировать продолжительность опроса.

Сообщения

Каждое сообщение характеризуется источником, типом и временной меткой. Чаще всего нет необходимости реагировать на каждый тип сообщения, однако крайне желательно обрабатывать хотя бы сообщения об ошибках. Типов довольно много, вот самые распространенные:

• Ошибки, warning'и и информационные сообщения
• Сообщения о конце потока (End of Stream)
• Теги
• Изменения состояний

Можно подойти к вопросу об обработке сообщений с другой стороны, а именно подключиться только к интересующим нас сигналам в следующей форме:

g_signal_connect (bus, "message::error", G_CALLBACK (cb_message_error), NULL)

Важно! Если вы хотите, чтобы обработчик продолжил реагировать на сообщения, он должен возвращать значение TRUE. Если же прописать возврат FALSE, то после обработки отслеживание сообщений этим обработчиком прекратится.

Практика

А сейчас напишем приложение, которое воспроизводит mp3-файл и подавляет в нем определенный диапазон частот (в который входит вокальный диапазон) с помощью элемента audiokaraoke. При этом на выходе мы получаем трек без вокала. Также в консоль выводится текст песни из файла (в кодировке UTF-8).

Конвейер будет выглядеть следующим образом:



Убедитесь, что у вас установлен набор плагинов Ugly (gst-plugins-ugly), поскольку в его состав входит mp3-декодер Mad.

А вот и сама программа:

#include <gst/gst.h>

#define SUPRESS_LEVEL 1.0   // от 0.0 до 1.0
#define MONO_LEVEL    1.0   // от 0.0 до 1.0
#define FILTER_BAND   220.0 // от 0.0 до 441.0
#define FILTER_WIDTH  100.0 // от 0.0 до 100.0

static GMainLoop *loop;

static gboolean my_bus_callback (GstBus *bus, GstMessage *message, gpointer data)
{
	switch (GST_MESSAGE_TYPE (message)) {
		case GST_MESSAGE_ERROR: {
			GError *err;
			gchar *debug;
			gst_message_parse_error (message, &err, &debug);
			g_print ("Error: %s\n", err->message);
			g_error_free (err);
			g_free (debug);
			g_main_loop_quit (loop);
			break;
		}

		case GST_MESSAGE_EOS: {
			g_print ("\n\nYou've got 100 points!\n");
			g_main_loop_quit (loop);
			break;
		}

		default:
			break;
	}

	/* возвращаем TRUE, поскольку мы хотим, чтобы обработчик продолжал выполнение своих обязанностей */
	return TRUE;
}

int main (int argc, char * argv[])
{
	if (argc != 3)
	{
		g_printerr("Usage: %s audiofile.mp3 lyricsfile.txt\n", argv[0]);
		return -1;
	}

	GstElement *pipeline, *audiosrc, *parser, *decoder, *converter, *karaoke, *audiosink;
	GstElement *textsrc, *textsink;
	GstStateChangeReturn ret;
	
	GstBus *bus;
	guint bus_watch_id;

	/* Инициализация */
	gst_init(NULL, NULL);

	/* Создаем элементы */
	pipeline = gst_element_factory_make ("pipeline", "pipe");
	audiosrc  = gst_element_factory_make ("filesrc", "audiosrc");
	parser  = gst_element_factory_make ("mpegaudioparse", "parser");
	decoder  = gst_element_factory_make ("mad", "decoder");
	converter  = gst_element_factory_make ("audioconvert", "converter");
	karaoke  = gst_element_factory_make ("audiokaraoke", "karaoke");
	audiosink = gst_element_factory_make ("autoaudiosink", "audiosink");
	
	textsrc = gst_element_factory_make ("filesrc", "textsrc");
	textsink = gst_element_factory_make ("fdsink", "textsink");

	if (!pipeline || !audiosrc || !parser || !decoder || !converter || !karaoke || !audiosink || !textsrc || !textsink)
	{
		g_printerr ("Unable to create some elements\n");
		return -1;
	}

	/* Добавляем элементы в конвейер */
	gst_bin_add_many (GST_BIN(pipeline), audiosrc, parser, decoder, converter, karaoke, audiosink, textsrc, textsink, NULL);

	/* и связываем их */
	if (gst_element_link_many (audiosrc, parser, decoder, converter, karaoke, audiosink, NULL) != TRUE)
	{
		g_printerr ("Unable to link some elements\n");
		gst_object_unref(pipeline);
		return -1;
	}
	if (gst_element_link (textsrc, textsink) != TRUE)
	{
		g_printerr ("Unable to link text with textsink\n");
		gst_object_unref(pipeline);
		return -1;
	}

	/* Задаем элементам свойства */
	g_object_set (audiosrc, "location", argv[1], NULL);
	g_object_set (textsrc, "location", argv[2], NULL);
	g_object_set (karaoke, "level", SUPRESS_LEVEL, "mono-level", MONO_LEVEL,
                                              "filter-band", FILTER_BAND, "filter-width", FILTER_WIDTH, NULL);

	/* Запускаем конвейер */
	ret = gst_element_set_state (pipeline, GST_STATE_PLAYING);
	if ( ret == GST_STATE_CHANGE_FAILURE )
	{
		g_printerr ("Unable to set pipeline to the playing state\n");
		gst_object_unref (pipeline);
		return -1;
	}

	/* Извлекаем шину из конвейера и подключаем к ней обработчик */
	bus = gst_element_get_bus (pipeline);
	bus_watch_id = gst_bus_add_watch (bus, my_bus_callback, NULL);
	gst_object_unref (bus);

	/* Запускаем основной поток приложения */
	loop = g_main_loop_new (NULL, FALSE);
	g_main_loop_run (loop);

	/* Освобождаем ресурсы */
	gst_element_set_state (pipeline, GST_STATE_NULL);
	gst_object_unref (pipeline);
	g_source_remove (bus_watch_id);
	g_main_loop_unref (loop);

	return 0;
}

Компилируем как обычно

$ gcc -Wall -o karaoke karaoke.c $(pkg-config --libs --cflags gstreamer-1.0)

и запускаем

$ ./karaoke audiofile.mp3 lyricsfile.txt

Результаты

Я пробовал запускать приложение (с настройками фильтра по умолчанию) на следующих песнях:

Песня	Эффект
Tool — Parabola	Неплохо вырезан вокал, но подавило много инструментала (особенно флажолеты в соло)
At the Drive-In — Rolodex Propaganda	Инструментал сохранен хорошо, но достаточно сильно пробивается вокал (видимо, ввиду его высоты)
Radiohead — Jigsaw Falling into Place	Здесь получилось довольно интересно — основной вокал задавлен, а бэк остался
U2 — Raised by Wolves	Гитара сохранена практически идеально

Понятно, что результат сильно зависит от настроек фильтра и от самой песни, поэтому можно поиграть с его параметрами, указанными через #define и посмотреть, что из этого выйдет.