CN102074257A - 软硬件结合解码的通用多媒体播放设备及其播放方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种软硬件结合解码的通用多媒体播放设备，包括多媒体信息采集装置、多媒体处理装置和多媒体显示装置，其特征在于所述多媒体处理装置包括根据多媒体文件的类型对多媒体信息进行解析的文件解析模块、对解析后的多媒体音/视频流信息进行解码的解码模块以及接受解码模块解码后的多媒体信息输出给多媒体显示装置供多媒体显示装置显示的输出模块。该设备可以最大限度的利用硬件平台的处理能力，提高多媒体的处理能力。
Description
技术领域
本发明属于数字多媒体技术领域，具体涉及一种软硬件结合解码的通用多媒体播放设备及其播放方法。
背景技术
随着嵌入式技术发展，近些年来，各种各样的智能终端产品都迅速发展起来，例如高清多媒体终端、一体机、移动数字电视以及手持电视终端等等。智能终端产品中，很重要的一项功能就是多媒体功能，包括浏览图片，播放、录制音视频。随着人们的生活水平的提高，人们对智能终端的多媒体处理能力的要求也越来越高，比如期待着可以在MP4上播放各种格式的高清视频。现有的各种智能终端上，其多媒体部分功能的实现千差万别，因此对于多媒体中最核心的音视频的编解码部分，有基于纯软件的实现，也有基于硬件的实现。
现有技术中，用的较多，采用纯软件解码实现这种方式，对于码率低，分辨率低的视频，纯软件尚能获得预期的播放效果，但是对于高清视频，其处理能力受限与其所运行的CPU处理能力。基于硬件去实现编解码这种方式，一般是利用专门的硬件去实现解码中的某些比较耗时的环节或者通过专门的解码器去实现特定格式的视频流解码，一般而言硬件解码处理能力较软件解码强，但是由于各种硬件平台的不同，因此造成了各种硬件解码的解决方案千差万别，很难有一个统一的解决方案能适用于较多的硬件平台。本发明因此而来。
发明内容
本发明目的在于提供一种软硬件结合解码的通用多媒体播放设备，解决了现有技术中智能终端产品播放多媒体文件时软件解码效果不佳、解码速度慢而硬件解码难以通用等问题。
为了解决现有技术中的这些问题，本发明提供的技术方案是：
一种软硬件结合解码的通用多媒体播放设备，包括多媒体信息采集装置、多媒体处理装置和多媒体显示装置，其特征在于所述多媒体处理装置包括根据多媒体文件的类型对多媒体信息进行解析的文件解析模块、对解析后的多媒体音/视频流信息进行解码的解码模块以及接受解码模块解码后的多媒体信息输出给多媒体显示装置供多媒体显示装置显示的输出模块。
优选的，所述解码模块选自调用解码硬件对多媒体信息进行解码的硬件解码模块和调用与多媒体信息相关的解码软件进行解码的软件解码模块，所述文件解析模块对多媒体信息解析后多媒体处理装置根据解析后的多媒体信息判断多媒体信息的解码速度调用硬件解码模块或软件解码模块。
优选的，所述设备还包括多媒体播放控制装置，所述多媒体播放控制装置接受用户输入的指令根据用户指令控制协调多媒体信息采集装置、多媒体处理装置和多媒体显示装置工作。
优选的，所述多媒体处理装置还包括设置在文件解析之前对多媒体信息的文件格式进行判断的格式判断模块，所述格式判断模块进行文件格式判断后将文件格式传输给文件解析模块，所述文件解析模块将多媒体信息解析成音频和视频流。
优选的，所述文件解析模块与解码模块间设置多媒体分离模块，所述多媒体分离模块根据文件解析模块解析的结果将音频流和视频流分离，并提交给多媒体播放控制装置供多媒体播放控制装置控制分配解码模块；所述解码模块根据多媒体播放控制装置的指令对获得的多媒体流进行解码操作，并将解码操作后的多媒体流通过输出模块输出给多媒体显示装置显示。
优选的，所述解码模块包括解码内核、注册模块和若干个与具体解码组件，所述具体解码组件通过注册模块向解码内核注册，加入到解码模块中；所述解码模块进行解码时，所述多媒体播放控制装置查询解码内核的具体解码组件，通过具体解码组件的句柄调用具体解码组件进行解码操作。
优选的，所述解码模块与文件解析模块间、所述解码模块与输出模块间通过共享缓冲区来实现模块间的通信。
本发明的另一目的在于提供一种通过软硬件结合解码进行通用多媒体播放的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
（1）根据多媒体文件类型对多媒体信息进行解析，形成音频流和或视频流信息；
（2）对解析后的多媒体音/视频流信息通过软硬件结合的方式进行解码；
（3）将接受解码模块解码后的多媒体信息输出显示。
优选的，所述步骤（2）进行解码时根据多媒体音/视频流信息的解码速度选择使用软件解码模块或者硬件解码模块。
优选的，所述解码模块内预注册若干个具体解码组件，进行解码时，多媒体播放控制装置通过解码内核调用具体解码组件进行解码操作，解码操作后多媒体播放控制装置控制解码后多媒体音/视频流信息输出或储存。
优选的，所述解码模块与文件解析模块间、所述解码模块与输出模块间通过共享缓冲区来实现模块间的通信。
本发明提出一种通用的软硬件结合的多媒体播放设备，可以将多媒体的软硬件解码有机的结合起来，对于一般音视频，直接采用软件解码，对于软件不能胜任的解码任务，可以直接采用硬件解码，加快解码速度。并且，本发明的硬件解码的函数接口是统一的，不受限于具体的硬件平台，因此整个解决方案具有良好的可移植性，可以运行在不同的硬件平台上。
本发明通用的软硬件结合的多媒体播放设备主要包括依次设置的多媒体处理装置和一个多媒体播放控制装置。多媒体处理装置包括文件格式判断模块，文件解析模块，音视频分离模块，音视频解码模块等等，各个模块以插件的形式注册到多媒体播放控制装置中，而多媒体播放控制装置则负责接受用户的各种命令，并且根据用户的命令去协调各个模块的工作，模块与模块之间是通过共享缓冲区通信。
其中，音视频解码模块则分为软件解码模块和硬件解码模块两种，两种模块分别都有一个自己的解码内核，负责与多媒体播放控制装置进行交互。硬件解码模块具体而言，包含了硬件解码内核和各种硬件解码组件。硬件解码内核与各种硬件解码组件都遵循具体的规范标准，各种硬件厂商去按照具体的规范标准去实现自己的硬件内核和硬件解码组件，然后多媒体播放控制装置通过调用硬件内核来与各种硬件解码组件进行交互。对于软件解码模块，其过程与硬件解码模块一致，只是具体的解码组件是由纯粹的软件实现。
整个多媒体播放设备中文件解析模块负责对所需要处理的音视频格式进行判断和解析。判断即判断音视频文件的容器格式和编码所采用的标准，解析即从音视频文件中解析出相关的标签信息，比如MP3文件，解析出作曲家，流派，所属专辑等信息。在本发明中，可以将一些常用的音视频格式设计文件解析模块。
解码模块分为硬件解码模块和软件解码模块。硬件解码模块和软件解码模块均以.so动态链接库的形式存在，在需要进行解码的时候通过多媒体播放控制装置去调用它。硬件（软件）解码模块运行时候通过去查询硬件（软件）内核，获得当前***中存在哪些硬件（软件）解码组件，然后通过对应的句柄去调用具体的硬件（软件）解码组件。每个具体的硬件（软件）解码组件都必须遵循一定的规范，并且在被调用之前必须向硬件（软件）内核去注册，以便被解码模块查询到。硬件和软件解码模块的区别在于前者是通过硬件厂商的专门的硬件去实现，后者是通过软件方式去实现。在本发明中，软件解码模块可以通过将ffmpeg库封装实现。
输出模块在经过解码模块解码后，从解码模块中流出的即是原始的音视频数据流，通过输出模块，可以将原始的音视频数据流送入到指定的地方，比如送入到显示***去显示或者写入到文件。
相对于现有技术中的方案，本发明的优点是：
在本发明中，实际上就是将软件解码和硬件解码的各种差异屏蔽掉，为上层的多媒体框架提供一个统一的调用接口；相比如其它的多媒体播放方法，本发明可以最大限度的利用硬件平台的处理能力，提高多媒体的处理能力。并且，通过统一的接口，将各种硬件解码部件进行抽象，从而屏蔽了不同硬件之间的差异，使得多媒体播放设备具有良好的可移植性。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明实施例软硬件结合解码的通用多媒体播放设备的结构框图；
图2为本发明实施例解码模块的工作流程图；
图3为本发明实施例进行通用多媒体播放的流程图。
具体实施方式
以下结合具体实施例对上述方案做进一步说明。应理解，这些实施例是用于说明本发明而不限于限制本发明的范围。实施例中采用的实施条件可以根据具体厂家的条件做进一步调整，未注明的实施条件通常为常规实验中的条件。
实施例
如图1所示为本发明实施例可用的软硬件结合解码的通用多媒体播放设备，包括多媒体信息采集装置、多媒体处理装置、多媒体显示装置和多媒体播放控制装置，所述多媒体处理装置包括设置在文件解析之前对多媒体信息的文件格式进行判断的格式判断模块、根据多媒体文件的类型对多媒体信息进行解析的文件解析模块、对解析后的多媒体音/视频流信息进行解码的解码模块以及接受解码模块解码后的多媒体信息输出给多媒体显示装置供多媒体显示装置显示的输出模块；所述格式判断模块进行文件格式判断后将文件格式传输给文件解析模块，所述文件解析模块将多媒体信息解析成音频和视频流。
解码模块选自调用解码硬件对多媒体信息进行解码的硬件解码模块和调用与多媒体信息相关的解码软件进行解码的软件解码模块，所述文件解析模块对多媒体信息解析后多媒体处理装置根据解析后的多媒体信息判断多媒体信息的解码速度调用硬件解码模块或软件解码模块。多媒体播放控制装置接受用户输入的指令根据用户指令控制协调多媒体信息采集装置、多媒体处理装置和多媒体显示装置工作。
文件解析模块与解码模块间设置多媒体分离模块，所述多媒体分离模块根据文件解析模块解析的结果将音频流和视频流分离，并提交给多媒体播放控制装置供多媒体播放控制装置控制分配解码模块；所述解码模块根据多媒体播放控制装置的指令对获得的多媒体流进行解码操作，并将解码操作后的多媒体流通过输出模块输出给多媒体显示装置显示。
解码模块包括解码内核、注册模块和若干个与具体解码组件，所述具体解码组件通过注册模块向解码内核注册，加入到解码模块中；所述解码模块进行解码时，所述多媒体播放控制装置查询解码内核的具体解码组件，通过具体解码组件的句柄调用具体解码组件进行解码操作。所述解码模块与文件解析模块间、所述解码模块与输出模块间通过共享缓冲区来实现模块间的通信。
进行通用多媒体播放时，播放设备内部通过如下方式进行操作：
（1）根据多媒体文件类型对多媒体信息进行解析，形成音频流和或视频流信息；
（2）对解析后的多媒体音/视频流信息通过软硬件结合的方式进行解码；
（3）将接受解码模块解码后的多媒体信息输出显示。
其中步骤（2）进行解码时根据多媒体音/视频流信息的解码速度选择使用软件解码模块或者硬件解码模块。所述解码模块内预注册若干个具体解码组件，进行解码时，多媒体播放控制装置通过解码内核调用具体解码组件进行解码操作，解码操作后多媒体播放控制装置控制解码后多媒体音/视频流信息输出或储存。所述解码模块与文件解析模块间、所述解码模块与输出模块间通过共享缓冲区来实现模块间的通信。
以上各个模块之间是通过共享缓冲区来实现模块与模块之间的通信，在使用模块之前，必须连接它以便从模块中获取处理后的数据。在整个多媒体设备中，最重要的就是解码模块。目前该多媒体设备中以ffmpeg为解码库实现了常用的软件解码模块和相对应的软件解码内核。
上层的多媒体设备与硬件（软件）内核进行交互的过程如下，整个过程的交互图如图2。：
1）内核通过Init()函数初始化；
2）多媒体框架通过ComponentEnum（）函数去查询当前在内核中注册过的解码组件；
3）多媒体框架通过查询得到的解码组件信息来决定是否采用当前解码组件来进行解码，如果采用该解码组件，则进一步通过GetHandle（）来获得该解码组件的句柄；
4）通过解码组件的句柄与解码组件进行通信，首先将需要解码的帧数据送入到解码组件，然后从解码组件中获得解码后的数据，将其送入到多媒体框架中去；
5）通过FreeHandle()释放掉解码组件；
6）通过Free()来释放对内核的控制权。
多媒体播放控制装置与硬件（软件）解码组件进行交互的过程如下：
1）通过解码组件句柄来调用ComponentInit()来对解码组件进行初始化；
2）在初始化之后，通过SetParamter()来设置当前需要帧解码的参数，比如设置当前帧序列编号和当前音视频时间戳。
3）通过ConstructComponent()来构造相应的解码组件实例，然后通过Decode（）函数对当前帧数据进行解码，具体的解码过程的实现是依靠纯软件实现或者硬件实现。
3）通过GetDecode()函数来获取当前解码后的数据，并且将其送入到多媒体播放控制装置中去。
为了更好说明本发明所涉及到的方法，下面以一个具体的音频播放的例子来说明整个多媒体播放控制装置对多媒体处理的流程：
首先硬件厂商用自己的SDK去实现本发明中所提出的解码组件的各种函数；在本发明中，所有的音视频解码组件编解码的对象是一帧帧的压缩过的数据，并不是一段段的音视频流，因此硬件厂商需要去用其硬件部件去实现解码帧数据中的各种功能，比如反量化运算、熵运算等等。
硬件厂商按照预设的规范去实现一个解码模块内核，通过内核与上层的多媒体播放控制装置（也可以通过软件实现）进行交互；在实现内核的时候，需要将已经实现的各种解码组件注册到内核中，并且要将各个模块的处理能力和一些参数信息注册到内核，方便多媒体播放控制装置查询。
在多媒体播放控制装置中，通过修改配置文件，将实现的硬件内核以模块（节点）的形式注册到多媒体播放控制装置（或多媒体播放控制装置中软件实现的多媒体引擎）中去，以多媒体播放控制装置（或多媒体播放控制装置中软件实现的多媒体引擎）可以调用该解码节点。
通过多媒体播放控制装置中软件实现的多媒体引擎，来创建一个多媒体播放对象，多媒体播放对象通过调用多媒体播放控制装置来调用整个播放框架中不同的模块，多媒体播放控制装置中软件实现的多媒体引擎通过格式判断模块来判断所处理的文件格式，然后根据音视频格式去调用相应的解码模块去解码数据。
在默认的情况下面，音视频解码后的输出数据直接输出到文件中，并不是输出到音频输出设备或者显示***中，对与本发明的使用者，可以通过修改输出模块来将音视频解码后的数据输出到指定的设备中去播放或者显示出来。
上述实例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人是能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所做的等效变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1. ．一种软硬件结合解码的通用多媒体播放设备，包括多媒体信息采集装置、多媒体处理装置和多媒体显示装置，其特征在于所述多媒体处理装置包括根据多媒体文件的类型对多媒体信息进行解析的文件解析模块、对解析后的多媒体音/视频流信息进行解码的解码模块以及接受解码模块解码后的多媒体信息输出给多媒体显示装置供多媒体显示装置显示的输出模块。
2. 根据权利要求1所述的软硬件结合解码的通用多媒体播放设备，其特征在于所述解码模块选自调用解码硬件对多媒体信息进行解码的硬件解码模块和调用与多媒体信息相关的解码软件进行解码的软件解码模块，所述文件解析模块对多媒体信息解析后多媒体处理装置根据解析后的多媒体信息判断多媒体信息的解码速度调用硬件解码模块或软件解码模块。
3. 根据权利要求2所述的软硬件结合解码的通用多媒体播放设备，其特征在于所述设备还包括多媒体播放控制装置，所述多媒体播放控制装置接受用户输入的指令根据用户指令控制协调多媒体信息采集装置、多媒体处理装置和多媒体显示装置工作。
4. 根据权利要求3所述的软硬件结合解码的通用多媒体播放设备，其特征在于所述多媒体处理装置还包括设置在文件解析之前对多媒体信息的文件格式进行判断的格式判断模块，所述格式判断模块进行文件格式判断后将文件格式传输给文件解析模块，所述文件解析模块将多媒体信息解析成音频和视频流。
5. 根据权利要求4所述的软硬件结合解码的通用多媒体播放设备，其特征在于所述文件解析模块与解码模块间设置多媒体分离模块，所述多媒体分离模块根据文件解析模块解析的结果将音频流和视频流分离，并提交给多媒体播放控制装置供多媒体播放控制装置控制分配解码模块；所述解码模块根据多媒体播放控制装置的指令对获得的多媒体流进行解码操作，并将解码操作后的多媒体流通过输出模块输出给多媒体显示装置显示。
6. 根据权利要求3所述的软硬件结合解码的通用多媒体播放设备，其特征在于所述解码模块包括解码内核、注册模块和若干个与具体解码组件，所述具体解码组件通过注册模块向解码内核注册，加入到解码模块中；所述解码模块进行解码时，所述多媒体播放控制装置查询解码内核的具体解码组件，通过具体解码组件的句柄调用具体解码组件进行解码操作。
7. 一种通过软硬件结合解码进行通用多媒体播放的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：
（1）根据多媒体文件类型对多媒体信息进行解析，形成音频流和或视频流信息；
（2）对解析后的多媒体音/视频流信息通过软硬件结合的方式进行解码；
（3）将接受解码模块解码后的多媒体信息输出显示。
8. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述步骤（2）进行解码时根据多媒体音/视频流信息的解码速度选择使用软件解码模块或者硬件解码模块。
9. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述解码模块内预注册若干个具体解码组件，进行解码时，多媒体播放控制装置通过解码内核调用具体解码组件进行解码操作，解码操作后多媒体播放控制装置控制解码后多媒体音/视频流信息输出或储存。
10. 根据权利要求7所述的方法，其特征在于所述解码模块与文件解析模块间、所述解码模块与输出模块间通过共享缓冲区来实现模块间的通信。
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