基于FFmpeg库的嵌入式媒体播放器的开发

论文摘要

目前,国家“十二五”规划关于发展新兴战略性产业的相关政策中已经明确提出将加快三网融合的推进工作和实施试点方案,三网融合的思想正深入通信行业,对各种嵌入式终端的要求进一步提高,嵌入式终端的软件开发显得尤为重要。对于家庭媒体设备（高清数字电视机顶盒、家庭媒体网关等）而言,嵌入式媒体播放器所支持的流媒体格式需要也更加全面。针对目前市场上机顶盒对各类媒体格式的支持还不够全面的问题,本文以低成本的MIPS架构作为硬件平台,以小巧的ITRON为操作系统,提出了一种基于FFmpeg库的嵌入式媒体播放器的开发方案,不仅支持流行的MP3,DivX等音视频格式,还支持在优酷、土豆、搜狐等各大视频网站中占重要地位的FLV,MP4等视频文件格式,为家庭媒体设备提供了更全面的媒体功能。基于FFmpeg库的嵌入式媒体播放器采用NEC的μPD61326主芯片,该芯片具有高性能的MIPS32 4KEc CPU核,32位RISC MIPS架构,支持MIPS-I和MIPS-II的指令集。在该MIPS架构的开发板上,嵌入了当前日本颇为流行的ITRON操作系统,位于操作系统之上的适配层为系统提供API接口。在适配层之上,本文引入了FFmpeg库作为中间件,并在掌握它的工作原理及流程的基础上对其进行有针对性的剪裁,使其在保证用户所需功能的同时,尽量减少占用的内存空间。另外,对库进行封装,并预留了编程接口以供上层应用设计开发。在嵌入式媒体播放器的软件设计部分,为了降低开发难度,使开发流程结构化,本文采用了模块化设计方案,将整个设计分为四个模块:文件解析模块、Demux模块、解码模块以及播放器界面模块。文件解析模块用于读取文件并对文件进行解析和播放控制,利用FFmpeg库预留出的API接口来完成此模块的设计;Demux模块利用Demux设备和Demux线程,将文件解析模块输出的流媒体信息中的音频流和视频流分开;解码模块利用NEC芯片的硬件解码器分别对音频流和视频流进行解码;播放器界面模块实现与各模块接口的交互与数据传递,扫描并读取音视频播放文件,并接收用户响应,使用户能够通过摇控或按键来对播放器进行操作。本文设计的基于FFmpeg库的嵌入式媒体播放器在高清数字电视机顶盒设备中已成功通过了播放测试和验证,测试结果表明:采用本文设计的方案能使机顶盒具有低成本、低CPU占用率的优点,能够很好的支持三网融合的各种媒体格式,为加快三网融合的尽早实施与推广,提供了一定的参考价值,也为三网融合在机顶盒行业开展各项业务奠定了基础。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 课题研究意义
• 1.3 论文的主要工作
• 第2章 FFmpeg 库的开发
• 2.1 FFmpeg 库的研究
• 2.1.1 FFmpeg 库的框架分析
• 2.1.2 FFplay 的原理
• 2.2 FFmpeg 库的剪裁
• 2.3 FFmpeg 库的接口设计
• 第3章 嵌入式播放器平台的设计
• 3.1 音视频播放器硬件平台的实现
• 3.1.1 MIPS 架构体系
• 3.1.2 机顶盒所采用的硬件平台架构
• 3.2 嵌入式播放器软件平台的整体设计
• 3.3 ITRON 嵌入式实时操作系统
• 3.3.1 TRON 系统
• 3.3.2 ITRON 系统规范
• 3.3.3 ITRON RTOS 的移植
• 3.3.4 Multi 工具的使用
• 第4章 播放器的模块化设计与实现
• 4.1 播放模块总体设计
• 4.2 文件解析模块的实现
• 4.2.1 FLV 文件格式
• 4.2.2 FLV 文件的解析
• 4.2.3 解析模块的功能及实现
• 4.3 Demux 模块的实现
• 4.3.1 硬件驱动层中的Demux 设备
• 4.3.2 Demux 设备的接口
• 4.3.3 Demux 线程
• 4.4 音视频解码模块的实现
• 4.4.1 音频压缩标准
• 4.4.2 视频压缩标准
• 4.4.3 解码模块的功能及实现
• 4.4.4 音视频播放及同步
• 4.5 播放器界面模块的实现
• 4.6 测试结果
• 第5章 总结与展望
• 5.1 总结
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录 攻读学位期间发表的学术论文目录