基于SMP8654的MKV播放器設計與實(shí)現

3．2 設置硬件解碼器音視頻核心參數
Tracks用來(lái)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據)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，需要在解析時(shí)獲得，然后通過(guò)硬件操縱函數設置。
Cluster包含實(shí)際的數據，一個(gè)Cluster塊，通常是幾秒鐘時(shí)間跨度的媒體數據，一個(gè)文件有數以千計的Cluster。每個(gè)Cluster又有若干個(gè)BlockGroup。根據Cluster和BlockGroup的起始pts和持續時(shí)間，可以計算出當前Block的實(shí)際pts。PTS是用來(lái)確定播放時(shí)間的重要數據，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據的同時(shí)設置硬件解碼器。
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(dòng)的碼率會(huì )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)很容易出現卡頓，播放不流暢等問(wèn)題。為解決這個(gè)問(wèn)題，我們從兩方面考慮。
在解析方面，解析的效率關(guān)系到能否盡快將數據讀入緩沖區，如果處理時(shí)間過(guò)長(cháng)，造成一段時(shí)間內緩沖區為空，這時(shí)候就會(huì )出現卡頓。 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，其他路的數據可以被視為無(wú)效數據。在解析時(shí)，可以根據Block頭的標記判斷出這路數據是當前播放需要的有效數據還是無(wú)效數據。如果是有效數據，則繼續解析，并將音視頻數據送入緩沖區，如果是無(wú)效數據，不進(jìn)行解析，直接移動(dòng)文件指針到下一個(gè)Block，這樣可大大加快文件解析和數據讀取速度。
在播放方面，通常播放時(shí)的處理流程是讀取一幀數據，然后送入硬件解碼器，等到收到硬件解碼器為空的信號，再讀取下一幀的數據。如果是處理低碼率文件的播放，這樣做不會(huì )有問(wèn)題，但是當文件分辨率比較高，碼率比較高時(shí)，解析讀取時(shí)問(wèn)和解碼時(shí)間都會(huì )增加，這樣做就會(huì )造成卡頓。為解決這個(gè)問(wèn)題，我們在內存中設計了一個(gè)緩沖FIFO，相當于一個(gè)滑動(dòng)窗口(圖4)，緩沖區可以存放若干個(gè)幀(一幀就是一個(gè)Block，根據幀的大小緩沖區存放的個(gè)數不等)。當緩沖區未滿(mǎn)時(shí)，讀取文件中的一個(gè)Block并解析，然后將實(shí)際數據到緩沖區的隊尾。當發(fā)現
硬件緩沖區空閑時(shí)，將FIFO隊首的數據從內存直接送入硬件緩沖區，不需要再去讀取文件。由于緩沖區中有多個(gè)幀，能夠提供一定的緩沖，這樣在碼率波動(dòng)時(shí)就仍然能夠及時(shí)提供數據，避免出現硬件緩沖區為空造成的卡頓，播放不流暢等問(wèn)題。

4 結語(yǔ)
本文詳細介紹了MKV封裝格式的特點(diǎn)。并基于SMP8654提出了一種MKV播放器的設計與實(shí)現方案，經(jīng)驗證，能夠達到對高清MKV文件的流暢播放，并已經(jīng)實(shí)際應用到產(chǎn)品上。接下來(lái)將做進(jìn)一步研究，在MKV播放器的基礎上，設計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(lái)，并提供較好的可擴展性，方便后續擴充其他的封裝格式。