一种基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器及其操作方法.pdf

本发明公开了一种基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器及其操作方法。该播放器包括ARM+DSP双核异构处理芯片，在所述ARM+DSP双核异构处理芯片上搭载开源应用软件，所述开源应用软件是MPlayer或者GStreamer，实现视频格式的硬解码、软解码、画面缩放以及旋转。本发明利用硬件实现常用视频格式的高清硬解码播放，利用软件兼顾不常用视频格式的解码播放。该系统还针对屏媒系统的特点利用DSP实现转屏，实现在横屏和竖屏上的自适应播放。

权利要求书1.  一种基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器，其特征在于：包括ARM+DSP双核异构处理芯片，在所述ARM+DSP双核异构处理芯片上搭载开源应用软件，所述开源应用软件是MPlayer或者GStreamer，实现视频格式的硬解码、软解码、画面缩放以及旋转。2.  根据权利要求1所述的基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器，其特征在于，所述GStreamer应用软件用于构建媒体处理模块，其提供GstDiscover接受输入URI或者URI列表，并返回它们的信息。3.  根据权利要求2所述的基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器，其特征在于，所述GStreamer提供不同元素，不同元素具有不同功能，把不同的所述元素串接到一起组成不同的管道，实现元素响应的同步化。4.  根据权利要求3所述的基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器，其特征在于，将所述管道中耗费计算时间的元素替换成用所述DSP软件加速的元素用于所述硬解码。5.  根据权利要求3所述的基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器，其特征在于，所述GStreamer提供gsttividresize元素，实现画面的缩放。6.  根据权利要求1所述的基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器，其特征在于，所述ARM+DSP双核异构处理芯片采用OMAP3730型号，其ARM核为1GHz COTEX-A8，DSP核为800MHz，编程C64+DSP。7.  一种根据权利要求1所述的基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器的操作方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤1判断视频类型；步骤2判断是否支持硬解码；步骤3如果判断结果为“是”，那么进入硬解码；如果判断结果为“否”，那么进入软解码；步骤4判断是否转屏；步骤5如果判断结果为“是”，那么进入转屏；判断结果为“否”，那么进入下一步；步骤6输出显示。

说明书一种基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器及其操作方法
技术领域
本发明涉及一种嵌入式媒体播放器，特别是涉及一种基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器，本发明还涉及基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器的操作方法。
背景技术
随着二十一世纪的到来，人类进入了后PC时代，以前桌面的一些多媒体应用逐渐转移到了嵌入式平台上，嵌入式技术得到了飞速发展和广泛应用。将嵌入式系统应用于多媒体移动终端，充分发挥了嵌入式系统的低功耗、集成度高、可扩充能力强等特点，可以达到集移动、语音、图像等各种功能于一身的效果。
在嵌入式的环境中，数字视频是多媒体技术里比较复杂的领域，如何在低成本、低功耗的环境中实现较高的计算能力和高质量的数字视频应用是各家公司竞争的焦点。长久以来，低功耗的ARM对外设支持比较全面，但计算能力较差；基于哈佛结构的DSP计算能力强大，但对外设的支持很弱。基于ARM和DSP的异构双核平台OMAP兼顾了两者的优点。OMAP(Open Multimedia Application Platform)是德州仪器开发的为满足移动多媒体信息处理及无线通信应用开发出来的高性能、高集成度嵌入式处理器。
综上所述，人们迫切需要一种基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器，实现常用视频格式以及不常用视频格式的高清解码播放，以及画面缩放和转屏的功能。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器，利用ARM+DSP双核异构处理芯片并且搭载开源应用软件，对不同视频格式进行解码，并利用DSP软编码实现画面缩放和旋转。
为实现上述发明目的，本发明所提供的技术方案是：一种基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器，包括ARM+DSP双核异构处理芯片，在所述ARM+DSP双核异构处理芯片上搭载开源应用软件，所述开源应用软件是MPlayer或者GStreamer，实现视频格式的硬解码、软解码、画面缩放以及旋转。
进一步地，所述GStreamer应用软件用于构建媒体处理模块，其提供GstDiscover接受输入URI或者URI列表，并返回它们的信息。
进一步地，所述GStreamer提供不同元素，不同元素具有不同功能，把不同的所述元素串接到一起组成不同的管道，实现元素响应的同步化。
进一步地，将所述管道中耗费计算时间的元素替换成可用所述DSP软件加速的元素用于所述硬解码。
进一步地，所述GStreamer提供gsttividresize元素，实现画面的缩放。
进一步地，所述ARM+DSP双核异构处理芯片采用OMAP3730型号，其ARM核为1GHz COTEX-A8，DSP核为800MHz，可编程C64+DSP。
一种基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器的操作方法，包含以下步骤：步骤1判断视频类型；步骤2判断是否支持硬解码；步骤3如果判断结果为“是”，那么进入硬解码；如果判断结果为“否”，那么进入软解码；步骤4判断是否转屏；步骤5如果判断结果为“是”，那么进入转屏；判断结果为“否”，那么进入下一步；步骤6输出显示。
采用上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明设计并实现了一种基于OMAP硬解码的嵌入式媒体播放器，该播放器充分发挥可编程C64+DSP的强大计算功能，在嵌入式硬件上实现高清视频的解码、画面 缩放以及旋转。本发明利用硬件实现常用视频格式的高清硬解码播放，利用软件兼顾不常用视频格式的解码播放。该系统还针对屏媒系统的特点利用DSP实现转屏，实现在横屏和竖屏上的自适应播放。
附图说明
图1为本发明的系统操作流程图；
图2为本发明中一实施例ogg播放器管道的示意图；
图3为本发明中另一实施例基于DSP硬解码的GStreamer管道的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于OMAP硬解码加速的嵌入式高清媒体播放器，包括ARM+DSP双核异构处理芯片，并在ARM+DSP双核异构处理芯片上搭载开源应用软件。本发明利用硬件实现常用视频格式的高清硬解码播放，利用软件兼顾不常用视频格式的解码播放，实现视频格式的硬解码、软解码、画面缩放以及旋转。
OMAP平台上的视频类型判断和硬解码
优选地选用OMAP3730型号，其ARM核为1GHz COTEX-A8，DSP核为800MHz的可编程C64+DSP。OMAP3730通过GStreamer的组件来提供基于硬件的视音频编解码功能，在数字视频、影像、语音和音频上可以支持H.264、MPEG4/2、H.263、VC1、JPEG、G.711/G.723、MP3、WMA等多种编解码器。
本发明系统用GstDiscover来判断视频文件的类型，GstDiscover是GStreamer库提供的一个工具，接受输入URI或者URI列表，返回它们的信息。GstDiscover返回的信息一般较多，这里重点关注返回信息中的视频编码以及视频的分辨率，根据这些就能判断该视频是否可以硬件加速。
具体的实现可以利用QT中的QProcess通过命令行的形式调用GstDiscover，使用QProcess的readAllStandardOutput函数读取所有输出结 果。在输出结果中用正则表达式查找关键字“audio:”和“video:”从而得到相关的视音频信息。
在ARM+DSP双核异构处理芯片上搭载开源应用软件，开源应用软件是可以选用MPlayer或者GStreamer。优选地，选择GStreamer在运行时作为ARM处理器上的应用程序，在嵌入式上平台上实现高清媒体的硬解码播放。
GStreamer是一个基于管道的多媒体框架，能够提供组件化的多媒体处理功能。框架中的所有的功能模块都被实现成可以插拔的组件，并且在需要的时候能够很方便地安装到任意一个管道上，由于所有插件都通过管道机制进行统一的数据交换，因此很容易利用已有的各种插件“组装”出一个功能完善的多媒体应用程序。这种松耦合的架构很容易实现编解码的模块化。TI的GStreamer插件使用DMAI来访问底层硬件，使得DSP的应用变得容易。GStreamer在运行时作为ARM处理器上的应用程序，并通过使用DMAI来对DSP和加速模块进行调用，以实现硬件编解码。GStreamer的应用实现了公共组建的最大可复用性，提高了系统框架的可移植性。
元素(elements)是GStreamer中最重要的概念，我们可以把一组元素链接到一起组成一个链，然后让数据流依次通过这个链中的每个元素。每个元素具有某个特定的功能，比如有的元素能够从文件读数据，有的元素可以实现视频解码，有的元素负责把数据输往声卡等等。通过把元素串接在一起，可以实现管道。管道是用来实现特定任务的，比如媒体回放或者视频捕捉。GStreamer默认提供了大量的元素，这使得开发大量媒体应用成为可能。如果需要我们也可以自己创建新的元素。接口(pads)是元素上数据输入和输出的地方，接口分两种，输入数据的接口(sink)和输出数据的接口(src)。通过连接接口可以把两个元素链接到一起，相连接的接口必须支持相同的数据格式。容器(bin)是一种特殊的元素，容器本来是一组连接在一起的元素的集合，但是对外容器表现的像一个元素一样。管道(pipeline)是一种高层容器，为应用层提供了总线机制，并实现元素响应的同步化。
如图2所示，例如通过ogg播放器的管道进行视频解码，图中每个方框代表一个元素。源元素从文件源(file-source)读取数据发往ogg分解器(ogg-demuxer)。该分解器把复合数据流分解成视频数据流和音频数据流，然后分别发往视频解码器(theora-decoder)、音频解码器(vorbis-decoder)。音频解码器接收到数据后进行解码后把数据发往音箱(audio-sink)，视频解码器解码后数据发往显示(video-sink)，从而实现视音频的同步播放。
基于DSP的硬解码，就是把GStreamer管道中的耗费计算时间的元素替换成可以用DSP加速的元素。一个基于DSP硬解码的管道如图3所示，视频解码(Decode Video)的元素被替换成了TIViddec，音频解码(Decode Audio)的元素被替换成TIAuddec，显示(Play Decoded Video)的元素被替换成了TIDmaiVideoSink。源元素从文件源读取(Read File)数据发往音视频分解器。该分解器检测文件类型(Detect File Type)，然后把复合数据流分解成视频数据流和音频数据流(Demux Audio and Video Streams)，在分别排入视频缓冲器(Queue Video Buffers)队列和排入音频缓冲器(Queue Audio Buffers)之后，然后分别发往视音频解码器。音频解码器接收到数据后进行解码后把数据发往音箱，视频解码器解码后进行音量调整(Adjust Audio Volume)，然后将数据发往显示(Play Decoded Audio)，从而实现视音频的同步播放。
OMAP平台上的画面缩放和旋转
TI将常用的DSP算法封装成统一的名为C6Accel的软件接口供开发人员调用。按函数功能C6Accel又分为信号处理、图像处理、数学运算3个库。其中信号处理包括傅立叶变换、逆傅立叶变换、自相关、点乘、矩阵乘、FIR滤波、IIR滤波等功能；图像处理包括sobel边缘检测、直方图、卷积、相关度、中值滤波、矩阵运算、图像编码转换等功能；数学库主要包含四则运算、三角函数等功能。
画面的缩放是利用Gstreamer中的元素gsttividresize来实现，将该元素插入到管道中TIViddec和TIDmaiVideoSink之间。对于画面的旋转，实 现一个类似于gsttividresize的转屏元素，该转屏元素也是Gstreamer的一个插件，将该元素插入到gsttividresize之后，TIDmaiVideoSink之前。画面旋转的本质是一个矩阵转置操作，可以通过DSP完成。在浮点DSP核上可以通过硬件实现矩阵转置的功能，该功能被封装在函数C6accel_DSPF_sp_mat_trans里面，可以直接调用。由于OMAP3730提供的是定点DSP缺少一个浮点辅助运算器，无法通过硬件实现矩阵转置，只能通过DSP软编码实现。
因此，如图1所示，利用上述ARM+DSP双核异构处理芯片的嵌入式高清媒体播放器实现高清视频的解码、画面缩放以及旋转的操作步骤如下：
步骤1判断视频类型；
步骤2判断是否支持硬解码；
步骤3如果判断结果为“是”，那么进入硬解码；如果判断结果为“否”，那么进入软解码；
步骤4判断是否转屏；
步骤5如果判断结果为“是”，那么进入转屏；
判断结果为“否”，那么进入下一步；
步骤6输出显示。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。