Golangがボイスチャットを実装

インターネット技術の急速な発展に伴い、オンラインでのコミュニケーションにボイスチャットを使用する人が増えており、この方法はユーザーの間でますます人気が高まっています。この記事ではGolangを使ってボイスチャット機能を実装する方法を紹介します。

Golang は同時プログラミングに基づいたプログラミング言語であり、ネットワーク プログラミングや同時実行性の高いシナリオに適しているため、Golang を使用してボイス チャット機能を実装できます。音声チャットの要件を実現するには、ネットワーク通信技術と音声処理技術の使用が必要です。

1. 音声通信の基本原理

音声通信で使用される基本原理は、オーディオ コード ストリームの送信です。通常、オーディオ ストリームを小さなパケットに圧縮し、ネットワーク経由で送信します。このプロセスには、エンコードおよびデコード技術の使用が必要です。エンコードは音声をデジタル信号に変換するプロセスであり、デコードはデジタル信号を音声に復元するプロセスです。

ネットワーク伝送では、UDP プロトコルを使用してデータを伝送する必要があります。 UDP プロトコルは、伝送速度は速いですが信頼性が低いという特徴があります。音声通話には高いリアルタイム性の要件があるため、UDP プロトコル送信を使用すると音声通話の品質を向上させることができます。

2. ボイスチャット機能の実装手順

1. 音声の収集

音声を収集するには、音声を録音するためのマイクが必要です。Golang には、PortAudio ライブラリなどのいくつかの音声コレクション ライブラリが用意されています。 、OpenAL ライブラリなど。ここでは、PortAudio を例として音声を収集します。

最初に PortAudio ライブラリをインストールする必要があります:

brew install portaudio

次に go-portaudio ライブラリをインストールします:

go get github.com/gordonklaus/portaudio

音声を収集するコードは次のとおりです:

import (
    "github.com/gordonklaus/portaudio"
)

// 录音
func RecordAudio(ch chan []int16) {
    // 初始化PortAudio
    portaudio.Initialize()
    defer portaudio.Terminate()

    // 打开默认输入设备
    stream, err := portaudio.OpenDefaultStream(1, 0, 44100, len(window))
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer stream.Close()

    // 开始录音
    err = stream.Start()
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }
    defer stream.Stop()

    // 采集音频数据
    for {
        buffer := make([]int16, len(window))
        err := stream.Read(buffer)
        if err != nil {
            fmt.Println(err)
        }
        ch <- buffer
    }
}

2. デコードの編集

音声を収集した後、送信する前にエンコードおよびデコードする必要があります。エンコードとは、収集した音声データを小さなパケットに圧縮することで、エンコードアルゴリズムは多数あり、一般的に使用されるものにはMP3、AAC、Opusなどが含まれます。デコードとは、圧縮された音声データを音声データに戻すことです。

ここでは、Opus のエンコードおよびデコード アルゴリズムを使用します。Golang は Opus のサポートを提供しており、エンコードとデコードに Opus ライブラリを使用できます。 opus ライブラリをインストールします:

brew install opus

次に、go-opus ライブラリをインストールします:

go get github.com/hraban/go-opus

エンコードとデコードのコードは次のとおりです:

import (
    "github.com/hraban/go-opus"
)

// 初始化Opus编解码器
func InitOpus() (*opus.Encoder, *opus.Decoder) {
    // 初始化编码器
    enc, err := opus.NewEncoder(44100, 1, opus.AppVoIP)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    // 初始化解码器
    dec, err := opus.NewDecoder(44100, 1)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    return enc, dec
}

// Opus编码
func OpusEncode(enc *opus.Encoder, buffer []int16) []byte {
    data := make([]byte, 2048)
    n, err := enc.Encode(buffer, data)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    return data[:n]
}

// Opus解码
func OpusDecode(dec *opus.Decoder, data []byte) []int16 {
    buffer := make([]int16, 2048)
    n, err := dec.Decode(data, buffer)
    if err != nil {
        log.Fatal(err)
    }

    return buffer[:n]
}

3. オーディオ データの送信

オーディオ データのエンコードとデコードが完了したら、ネットワーク送信が必要です。ここでは、オーディオ データを送信するための UDP プロトコルを選択します。データを送信するコードは次のとおりです:

import (
    "net"
)

// 网络传输
func UDPTransfer(conn *net.UDPConn, addr *net.UDPAddr, ch chan []int16, enc *opus.Encoder) {
    for {
        buffer := <- ch
        data := OpusEncode(enc, buffer)
        _, err := conn.WriteToUDP(data, addr)
        if err != nil {
            fmt.Println(err)
        }
    }
}

4. 音声の再生

相手から送信された音声データを受信したら、音声データをデコードして再生する必要があります。オーディオの再生には処理用のプレーヤーが必要で、Golang の audioplayer ライブラリでオーディオ再生を実装できます。 audioplayer ライブラリをインストールします:

go get github.com/hajimehoshi/oto

オーディオ再生コードは次のとおりです:

import (
    "github.com/hajimehoshi/oto"
)

// 播放音频
func PlayAudio(player *oto.Player, ch chan []byte, dec *opus.Decoder) {
    for {
        data := <- ch
        buffer := OpusDecode(dec, data)
        player.Write(buffer)
    }
}

5. オーディオ チャットのエンドツーエンド接続

オーディオ チャットにはエンドツーエンドの接続が必要です。 UDP プロトコルを使用した接続の終了 安定した接続を確立できません。したがって、エンドツーエンド接続を実現するには、NAT 貫通に STUN と TURN を使用する必要があります。 STUN と TURN はどちらも、主に P2P 接続と NAT 侵入の問題を解決するために使用される技術サービスです。

6. WebRTC を使用した音声チャットの実装

WebRTC は、Web ブラウザーをベースとした音声およびビデオチャット技術であり、ブラウザ間で音声およびビデオチャット機能を実現できます。 WebRTC は Google と Mozilla によって共同開発され、WebRTC API を通じてネットワーク接続を操作できます。

WebRTC を使用してボイス チャットを実装するには、PeerJS、EasyRTC などのオープンソース WebRTC フレームワークを使用する必要があります。

3. 概要

この記事では、Golang および Opus のエンコードおよびデコード アルゴリズムを使用してボイス チャット機能を実装します。実装プロセスは、音声の収集、音声のエンコードとデコード、ネットワーク送信、オーディオの再生と WebRTC 接続。数ステップ待ちます。オーディオの収集にはオーディオ コレクション ライブラリを、オーディオのエンコードとデコードには Opus ライブラリを、オーディオの送信には UDP プロトコルを、オーディオの再生には audioplayer ライブラリを、P2P 接続には WebRTC を使用します。この記事のコードは、Golang 言語を使用してボイス チャットを実装する方法を示しており、初心者が音声エンコードとネットワーク送信の知識を理解するのに役立ちます。

以上がGolangがボイスチャットを実装の詳細内容です。詳細については、PHP 中国語 Web サイトの他の関連記事を参照してください。