基于arm9嵌入式視頻播放的設計與實現-預覽頁

　

【正文】 一攬子解決方案 1 1 緒論 論文研究的背景 MPEG4 人類社會的發展使人們對視頻信息的需求日益增長，尤其是在視頻通信、消費類娛樂電子和互聯網視頻領域。盡管實驗使用的 ARM 平臺性能較低，但經過視頻解碼核和播放系統的全面優化實現后，基于 ARM 的 MPEG4 視頻播放系統仍然達到了較高的系統性能和播放速度，具有一定的應用價值，為嵌入式 MPEG4 媒體播放器的產品開發奠定了基礎。但本文只涉及視頻標準，而且碼流中絕大部分是視頻信息，故本論文所稱 MPEG 標準僅指其視頻標準，除非另有說明）。 MPEG2的視頻質量遠遠高于 MPEG1，其碼率可達 lOMbps，它是一個高質量高碼率的視頻標準。 MPEG 于 1999 年初發表了 MPEG 第一版本，并于 2020 年發表了第二版本， 2020 年又加入了第三版本和 AVC 標準。近年來 MPEG4 以其低碼率、基于對象的交互性等優點在多媒體領域表現出巨大的應用潛力。 DivX 的出現使互聯網下載或播放高質量電影 大量涌現（就像 MP3 技術使音樂下載或播放大量涌現一樣），而且一張CD 光盤竟能存放接近 DVD 質量的視頻。國際標準制定出來后，應用（實現）就是關鍵，是競爭的場地，也是難點。由于大量的 MPEG 一電影以 CD 光盤方式存貯，因此播放 CD光盤上的 MPEG4視頻具有很大的市場需求，也可以作為 VCD/DVD 播放機的一個新增功能和利潤點。 ARM將其技術授權給世界上許多著名的半導體、軟件和 OEM廠商，每個廠商得到的都是一套獨一無二的 ARM 相關技術及服務。 ARM 是設計公司，本身不生產芯片。 DSP DSP 應用的算術運算指令集； 存儲、自動化、工業和網絡應用的嵌入式實時系統； ARM 的Jazelle 技 術使 Java 加速得到比基于軟件的 Java 虛擬機（ JVM）高得多的性能，和同等的非 Java 加速核相比功耗降低 80％。 國內外研究動態 嵌入式 linux 是將日益流行的 Linux 操作系統進行裁剪修改，使之能在嵌入式計算機系統上 運行的一種操作系統。 嵌入式 Linux 有巨大的市場前景和商業機會，出現了大量 的專業公司和產品，如 Montavista Lineo Emi 等，有行業協會如 Embedded Linux Consortum等，得到世界著名計算機公司和 OEM 板級廠商的支持，例如 IBM Motorola Intel等。 本設計的研究具有重要的實用價值。 研究的主要內容 本論文主要研究視頻播放在 ARM 嵌入式平臺上的實現，所以論文中主要介紹了 MPEG4視頻壓縮編碼的標準和 ARM9 的部分知識。 ，比如安裝 Linux、配置 MPlayer 和移植 MPlayer進行詳細的介紹。此外，有不少硬件式的網絡防火墻及 路由 器，例如部份 LinkSys 的產品，其內部都是使用 Linux來驅動、并采用了操作系統提供的防火墻及路由功能。它能夠在 PC 計算機上實現全部 的Unix 特性，具有多任務、多用戶的能力。 Linux 之所以受到廣大計算機愛好者的喜愛，主要原因有兩個，一是它屬于自由軟件，用戶不用支付任何費用就可以獲得它和它 的源代碼，并且可以根據自己的需要對它進行必要的修改，無償對它使用，無約束地繼續傳播。這樣就有了一大批的免費程序移植到了Linux上，包括 GNU Emacs、 XFree8 Mozilla 等經典軟件，并且在不斷壯大中。 ARM9 系列于 1997 年問世。 在網絡傳輸中可以設定 MPEG4的碼流速率，清晰度也可在一定的范圍內作相應的變化，這樣便于用戶根據自己對錄像時間、傳輸路數和清晰度的不同要求進行不同的設置，大大提高了系統使用時的適應性和靈活性。 它的出現將對以下各方面產生 較精品畢業論文、畢業設計，優質的論文服務： 精品論文網 提供畢業設計（論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 8 大的推動作用：數字電視、動態圖像、萬維網（ WWW）、實時多媒體監控、低 比 特 率 下 的 移 動 多 媒 體 通 信 、 于 內 容 存 儲 和 檢 索 多 媒 系 統 、Inter/Intra 上的視頻流與可視游戲、基于面部表情模擬的虛擬會議、 DVD上 的交互多媒體應用、基于計算機網絡的可視化合作實驗室場景應用、演播電視等。 MPEG7 力求能夠快速且有效地搜索出用戶所需的不同類型的多媒體材料。利用這些工具，用戶可以方便地從多媒體數據庫中有選擇地獲取自己所需的與對象有關的內容，并提供了內容的操作和位流編輯功能，可應用于交互式家庭購物，淡入淡出的數字化效果等。同已有的或即將形成的其它標準相比，在相同的比特率下，它基于更高的視覺聽覺質量，這就使得在低帶寬的信道上傳送視 頻、音頻成為可能。 （ 3） 通用的訪問性 MPEG4 提供了易出錯環境的魯棒性，來保證其在許多無線和有線網絡以及存儲介質中的應用，此外， MPEG4 還支持基于內容的的可分級性，即把內容、質量、復雜性分成許多小塊來滿足不同用戶的不同需求，支持具有不同帶寬，不同存儲容量的傳輸信道和接收端。 人類獲取的信息中 70%來自于視覺，視頻信息在多媒體信息中占有重要地位；同時視頻數據冗余度最大，經壓縮處理后的視頻質量高低是決定多媒體服務質量的關鍵因素。 傳統壓縮編碼建立在仙農信息論基礎之上的，以經典集合論為工具，用概率統計模型來描述信源，其壓縮思想基于數據統計，因此只能去除數據冗余，屬于低層壓縮編碼的范疇。視頻編碼標準主要由 ITUT 和 ISO/IEC 開發。 MPEG 系列標準對 VCD、 DVD 等視聽消費電子及數字電視和高清晰度電視（ DTVamp。第一代壓縮編碼方案把視頻序列按時間先后分為一系列幀，每一幀圖像又分成宏塊以進行運動補償和編碼，這種編碼方案存在以下缺陷： MPEG4則代表了基于模型 /對象的第二代壓縮編碼技術，它充分利用了人眼視覺特性，抓住了圖像 信息傳輸的本質，從輪廓、紋理思路出發，支持基于視覺內容的交互功能，這適應了多媒體信息的應用由播放型轉向基于內容的訪問、檢索及操作的發展趨勢。 AV對象是聽覺、視覺、或者視聽內容的表示單元，其基本單位是原始 AV對象，它可以是自然的或合成的聲音、圖像。 精品畢業論文、畢業設計，優質的論文服務： 精品論文網 提供畢業設計（論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 11 MPEG4 不僅可提供高壓縮率，同時也可實現更好的多媒體內容互動性及全方位的存取性，它采用開放的編碼系統，可隨時加入新的編碼 算法模塊，同時也可根據不同應用需求現場配置解碼器，以支持多種多媒體應用。它能播放幾乎所有流行的音頻和視頻格式，相對其它播放器來說，資源占用非常少，不需要任何系統解碼器就可以播放各種媒體格式，對于 MPEG/XviD/DivX 格式的文件支持尤其好，不僅拖動播放速度快得不可思議，而且播放破損文件時的效果也好得出奇，在低配置的機器上使用更是能凸顯優勢。 MPlayer 廣泛地支持音視頻輸出驅動。支持的字體包括歐洲語種（匈牙利語，英語，捷克語等等），西里爾語和韓語，可以播放 12 種格式的字幕文件（ MicroDVD，SubRip， OGM， SubViewer， Sami， VPlayer， RT， SSA， AQTitle， JACOsub， PJS 及 MPsub）和 DVD 字幕（ SPU 流， VOBsub 及隱藏式 CC字幕）。它由一個強大的社群開發，這個社群的成員以自己的不懈努力，提供并維護自由、開放源碼的軟件和開放的標準。它是一套從 Red Hat Linux 發展出來的免費 Linux 系統。 Fedora 可以說是 Redhat 桌面版本的延續，只不過是與開源社區合作。它能使用眾多的本地的， XAnim， RealPlayer，和 Win32 DLL 編解碼器，播放大多數 MPEG， VOB， AVI， OGG， VIVO， ASF/WMV， QT/MOV，FLI， RM， NuppelVideo， yuv4mpeg， FILM， RoQ文件。它們大多數支持軟件或者硬件縮放，因此能在全屏下觀賞電影。 MEncoder（ MPlayer39。 MPlayer 是唯一支持 P2P 軟件在線點播的萬能、防毒播放器。 （ 3）內核（含 WinCE 和 Linux）同時支持大頁和小頁 Nand Flash 的開發板。用的安裝方式是 GRUB 引導的硬盤安裝。放在硬盤第三個分區，所以是(hd0,5) kernel (hd0,5)/fedora/vmlinuz 加載內核 initrd (hd0,5)/fedora/ 加載內核 boot 啟動安裝了。 精品畢業論文、畢業設計，優質的論文服務： 精品論文網 提供畢業設計（論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 19 圖 虛擬機磁盤類型選擇 開始時裝不上 LINUX，因為選擇硬盤格式的時候選擇的是虛擬機推薦的SCSI，這個格式的不支持 LINUX 的安裝，改成 IDE 格式才能安裝。 下載安裝 MPLAYER 本機安裝 MPLAYER 首先進入 MPLAYER 播放器的官網下載 選擇下載MPLAYER，因為 MPLAYER 經常更新有許多的資源，所以選擇以前最穩定的版本。 首先從 MINI2440 自帶的光盤中將 armlinuxgcc 拷貝到本機上。 enablestatic 生成靜態的二進制鏈接 disablewin32dll 禁用 Win32 DLL 支持 [有效 ] disabledvdread 禁用 libdvdread [自動檢測 ] disabledvdreadinternal 禁用內部 libdvdread [自動檢測 ] disabledvdnav 禁用 libdvdnav [自動檢測 ] disablelibdvdcssinternal 禁用內部 libdvdcss [自動檢測 ] enablefbdev FBDev 視頻輸出 [自動檢測 ] disablemencoder 不編譯 mencoder（ A/V 編碼器） [有效 ] disablelive 禁用 LIVE555 流媒體 [自動檢測 ] disablemp3lib 禁用內建 mp3lib [有效 ] enablemad 使用 libmad （ MPEG 音頻） enablelibavcodec_a 使用靜態 libavcodec [自動檢測 ] language=zh_CN 使用中文 2amp。 armv4l/ armv4l/ armv4l/: Assembler messages: armv4l/:79: Error: selected processor does not support `pld [r1]39。 修改 /libavcodec/armv4l/ 文件在前面添加上： ifndef HAVE_PLD .macro pld reg .endm endif 測試與運行 編譯成功后找到 MPLAYER 的文件夾，在目標的文件夾下。本次設計中，為了方便作者使用的是 U 盤傳輸方式。上個學期最后的一個月時間本人一直在實驗室做設計，想實現視頻播放的功能，但是沒有成功。 設計中已經硬盤安裝好了 LINUX，安裝一般情況已經不需要虛擬機安裝方式。因為硬盤安裝 LINUX 有如此大的風險，第二次安裝 LINUX 就選擇了更簡單的虛擬機安裝。因為實驗室里面主機安裝的LINUX 版本太低了，是已經被淘汰很久的 FEDORA 5，而設計所用的是最新的版本FEDORA 12。雖然有李滄海同學的幫助，但編譯過程沒有想象中的順利。之后又開始出現make 的問題了，一開始使用的最新的 MPlayer，第一次就 make 成功了。這時候只能去網上尋找解決方式了，終于發現了論文中的修改方式，這才解決了。 精品畢業論文、畢業設計，優質的論文服務： 精品論文網 提供畢業設計（論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 26 5 總結 在設計的過程中很好的回顧了 MPEG 的發展過程，了解國內外關于嵌入式系統的研究情況，對嵌入式視頻播放在各個領 域的應用有了新的認識。 (1) 未能在 MINI2440 上實現圖形界面的播放效果，每次播放還得輸入命令行，很不方便，也不適合