基于SMP8654的MKV播放器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3．2 設(shè)置硬件解碼器音視頻核心參數(shù)
Tracks用來描述文件中包含的每一路多媒體流的信息。一路多媒體流用一個(gè)TrackEntry描述，所有的track都要在一個(gè)Tracks中進(jìn)行描述。一個(gè)TrackEntry主要包含：TrackNumber(判定屬于哪一路流的ID)、TrackType(video、audio或者subtitle)、TimeScale(時(shí)間戳單位)、CodecID(編碼格式)；CodecPrivate(不同的編碼格式所需的私有數(shù)據(jù))等；對于視頻，還包含以下信息：PixelWidth、PixelHeight等。對于音頻，track還包含以下信息：channels、Sampling Frequency等。這些是關(guān)于音視頻能否正確解碼播放的關(guān)鍵參數(shù)，需要在解析時(shí)獲得，然后通過硬件操縱函數(shù)設(shè)置。
Cluster包含實(shí)際的數(shù)據(jù)，一個(gè)Cluster塊，通常是幾秒鐘時(shí)間跨度的媒體數(shù)據(jù)，一個(gè)文件有數(shù)以千計(jì)的Cluster。每個(gè)Cluster又有若干個(gè)BlockGroup。根據(jù)Cluster和BlockGroup的起始pts和持續(xù)時(shí)間，可以計(jì)算出當(dāng)前Block的實(shí)際pts。PTS是用來確定播放時(shí)間的重要數(shù)據(jù)，也是音視頻同步的關(guān)鍵信息。這部分信息要在送入視頻或音頻數(shù)據(jù)的同時(shí)設(shè)置硬件解碼器。
3．3 性能優(yōu)化
MKV封裝的影片通常為高清影片，分辨率在1920×1080，即使采用H．264等先進(jìn)編碼格式，碼率依然非常高。同時(shí)，MKV支持可變碼率，可變碼率能夠減少文件的體積，但是劇烈波動的碼率會使播放不能流暢進(jìn)行。在高清文件中碼率一般在10～30M／ps之間，最高可達(dá)60Mp／ s，如此高的碼率，如果不做特殊處理，播放時(shí)很容易出現(xiàn)卡頓，播放不流暢等問題。為解決這個(gè)問題，我們從兩方面考慮。
在解析方面，解析的效率關(guān)系到能否盡快將數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)，如果處理時(shí)間過長，造成一段時(shí)間內(nèi)緩沖區(qū)為空，這時(shí)候就會出現(xiàn)卡頓。 MKV文件中通常包含一路視頻、多路音頻和多路字幕，播放時(shí)只選中其中一路音頻和一路字幕，其他路的數(shù)據(jù)可以被視為無效數(shù)據(jù)。在解析時(shí)，可以根據(jù)Block頭的標(biāo)記判斷出這路數(shù)據(jù)是當(dāng)前播放需要的有效數(shù)據(jù)還是無效數(shù)據(jù)。如果是有效數(shù)據(jù)，則繼續(xù)解析，并將音視頻數(shù)據(jù)送入緩沖區(qū)，如果是無效數(shù)據(jù)，不進(jìn)行解析，直接移動文件指針到下一個(gè)Block，這樣可大大加快文件解析和數(shù)據(jù)讀取速度。
在播放方面，通常播放時(shí)的處理流程是讀取一幀數(shù)據(jù)，然后送入硬件解碼器，等到收到硬件解碼器為空的信號，再讀取下一幀的數(shù)據(jù)。如果是處理低碼率文件的播放，這樣做不會有問題，但是當(dāng)文件分辨率比較高，碼率比較高時(shí)，解析讀取時(shí)問和解碼時(shí)間都會增加，這樣做就會造成卡頓。為解決這個(gè)問題，我們在內(nèi)存中設(shè)計(jì)了一個(gè)緩沖FIFO，相當(dāng)于一個(gè)滑動窗口(圖4)，緩沖區(qū)可以存放若干個(gè)幀(一幀就是一個(gè)Block，根據(jù)幀的大小緩沖區(qū)存放的個(gè)數(shù)不等)。當(dāng)緩沖區(qū)未滿時(shí)，讀取文件中的一個(gè)Block并解析，然后將實(shí)際數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)的隊(duì)尾。當(dāng)發(fā)現(xiàn)
硬件緩沖區(qū)空閑時(shí)，將FIFO隊(duì)首的數(shù)據(jù)從內(nèi)存直接送入硬件緩沖區(qū)，不需要再去讀取文件。由于緩沖區(qū)中有多個(gè)幀，能夠提供一定的緩沖，這樣在碼率波動時(shí)就仍然能夠及時(shí)提供數(shù)據(jù)，避免出現(xiàn)硬件緩沖區(qū)為空造成的卡頓，播放不流暢等問題。

4 結(jié)語
本文詳細(xì)介紹了MKV封裝格式的特點(diǎn)。并基于SMP8654提出了一種MKV播放器的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方案，經(jīng)驗(yàn)證，能夠達(dá)到對高清MKV文件的流暢播放，并已經(jīng)實(shí)際應(yīng)用到產(chǎn)品上。接下來將做進(jìn)一步研究，在MKV播放器的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)一種針對多種封裝格式的通用媒體播放器框架，將FLV、FLAC等其他格式也融合進(jìn)來，并提供較好的可擴(kuò)展性，方便后續(xù)擴(kuò)充其他的封裝格式。