基于SMP8654的MKV播放器設計與實現(xiàn)

3．2 設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TrackEntry描述，所有的track都要在一個Tracks中進行描述。一個TrackEntry主要包含：TrackNumber(判定屬于哪一路流的ID)、TrackType(video、audio或者subtitle)、TimeScale(時間戳單位)、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。這些是關于音視頻能否正確解碼播放的關鍵參數(shù)，需要在解析時獲得，然后通過硬件操縱函數(shù)設置。
Cluster包含實際的數(shù)據(jù)，一個Cluster塊，通常是幾秒鐘時間跨度的媒體數(shù)據(jù)，一個文件有數(shù)以千計的Cluster。每個Cluster又有若干個BlockGroup。根據(jù)Cluster和BlockGroup的起始pts和持續(xù)時間，可以計算出當前Block的實際pts。PTS是用來確定播放時間的重要數(shù)據(jù)，也是音視頻同步的關鍵信息。這部分信息要在送入視頻或音頻數(shù)據(jù)的同時設置硬件解碼器。
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等先進編碼格式，碼率依然非常高。同時，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，播放時很容易出現(xiàn)卡頓，播放不流暢等問題。為解決這個問題，我們從兩方面考慮。
在解析方面，解析的效率關系到能否盡快將數(shù)據(jù)讀入緩沖區(qū)，如果處理時間過長，造成一段時間內緩沖區(qū)為空，這時候就會出現(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，可以根據(jù)Block頭的標記判斷出這路數(shù)據(jù)是當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)，不進行解析，直接移動文件指針到下一個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，但是當文件分辨率比較高，碼率比較高時，解析讀取時問和解碼時間都會增加，這樣做就會造成卡頓。為解決這個問題，我們在內存中設計了一個緩沖FIFO，相當于一個滑動窗口(圖4)，緩沖區(qū)可以存放若干個幀(一幀就是一個Block，根據(jù)幀的大小緩沖區(qū)存放的個數(shù)不等)。當緩沖區(qū)未滿時，讀取文件中的一個Block并解析，然后將實際數(shù)據(jù)到緩沖區(qū)的隊尾。當發(fā)現(xiàn)
硬件緩沖區(qū)空閑時，將FIFO隊首的數(shù)據(jù)從內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)中有多個幀，能夠提供一定的緩沖，這樣在碼率波動時就仍然能夠及時提供數(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 結語
本文詳細介紹了MKV封裝格式的特點。并基于SMP8654提出了一種MKV播放器的設計與實現(xiàn)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)實際應用到產品上。接下來將做進一步研究，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來，并提供較好的可擴展性，方便后續(xù)擴充其他的封裝格式。