[00813025]基于嵌入式Linux的IPTV高清全媒体播放器的研究

(1)项目任务来源：该项目“基于嵌入式Linux的IPTV全媒体播放器”为创新项目，于2010年被列入河南省科技厅“科技攻关计划”项目，立项代码为：102102210490。(2)项目应用领域及技术原理：该项目产品是一款基于嵌入式Linux的IPTV高清全媒体播放器软件，可实现本地媒体文件以及在线流媒体文件的播放，能较好地满足以媒体播放器为核心的新产品的开发。该播放器软件是一款开源的软件，设计时采用了“框架”挂接“模块”的方法，为其他开发者提供了标准的统一接口。需开发相关产品的用户可借鉴该项目的研究成果，在原有软件结构的基础上通过模块调用或扩充的方法快捷地实现设计与开发。由此可以减少较少研发支出、缩短研发周期，更快地将新产品推向市场，赢得市场先机。该项目基于C语言进行设计开发，采用模块化、层次化方法建立灵活的软件框架，对主流的流媒体协议进行封装。主要技术原理为：GUI模块主要负责按键消息分发、处理，完成播放器的所有OSD窗口的创建和管理功能，为播放器的错误提示、播放状态提示、节目信息提示等提供统一的抽象API。由PalyerFilterManger模块完成对播放器内核的控制，获取播放器内核状态，为上层模块提供服务。Source Manager主要完成流媒体处理、本地文件处理、媒体控制、媒体数据的解析功能。首先根据控制信息从网络接收流媒体数据或从文件读取流媒体数据，并将媒体音视频格式信息解析出来供播放管理模块初始化解码器使用，媒体控制子模块向播放管理模块提供媒体控制接口，以完成流媒体控制以及本地文件控制功能。Render Manager解码输出模块主要完成音视频解码和同步输出。经媒体处理模块处理后的格式化标准媒体数据交由解码输出模块封装成解码器规定的数据格式，同时完成音视频同步处理，然后将媒体数据放入共享内存，供媒体设备管理进程解码。项目产品系统结构：基于嵌入式Linux的IPTV全媒体播放器，技术上可以分为四大功能模块：①GUI模块接收用户输入的控制消息，判断消息的类别，决定消息由接收窗口直接处理还是发送给播放器内核程序，完成相应功能；OSD控制显示，对用户进行状态显示。②播放器主控模块包括消息主控模块、播放流程主控模块和状态维护模块。可实现播放系统消息的集中管理；播放流程中的打开、关闭、快进或快退等管理及系统状态、网络状态、缓冲状态、业务状态、音视频输出状态的维护。③码流读取(接收)处理模块该模块主要实现播放状态控制，网络流媒体接收，本地媒体文件读取，媒体文件解复用等功能。④媒体解码输出模块负责按照解码芯片或软件解码器要求将一个个完整的音视频数据帧封装成特定的格式化数据包，进行预同步处理，并送到缓冲区等待解码输出；也负责缓冲区的管理。(3)实现性能指标该项目已经达到预期的全部性能指标。(4)与国内外同类技术比较：市场上的媒体播放器产品性能参差不齐。按照使用类型，可将其分为通用播放器和专用播放器两大类。通用播放器以本地媒体播放为主，且支持播放的媒体格式非常齐全，几乎可以播放能找到的所有媒体格式。专用播放器软件是指应用在特定业务或场合的播放器，如蓝光播放器、迅雷看看等。以上播放器软件大都运行在Windows操作系统环境下，虽有部分厂商也发布了Linux版本的播放器软件(如PPS客户端软件的)，但它们的实现方式各不相同，源代码也不对外开放。可见的开源多媒体播放器软件大都来自国外，这些方案虽然可提供完整的源代码，可以运行在Windows或Linux环境下，但是它们的结构不够清晰且流程过于复杂，不适合在资源十分有限的嵌入式Linux系统中使用。所以，该产品是在充分调研的基础上开发完成的。IPTV产业链中的终端设备大都采用嵌入式Linux操作系统，这就要求有基于嵌入式Linux系统的播放器。该系统以大众化的市场定位、通用性的设计原则、低成本的市场策略，满足用户需求，抢占现有及预期市场。该产品具有简洁、高效和稳定的特点。(5)成果的创造性、先进性：该项目在以下三个应用方面实现了先进技术的创新：①架构设计通用性：以功能库的方式对播放器的功能接口和业务流程进行了封装，以方便用户调用。在功能库中架构中封装了VOD点播、本地播放、直播的数据流获取协议(位于业务逻辑层)，以及不同封装格式的数据包解复用(位于播放器内核层)，对不同编码格式的解码，并通过调用解码器适配层提供的音视API接口，形成了一套可以复用，可以播放媒体数据并在播放中执行各种用户控制的API集合和调用关系集合。②基于关键帧的快进快退技术：利用码流中的视频关键帧为依托，实现进行快进、快退和选时等VCR操作。快进快退的过程，是通过不断在码流中搜索关键帧的方式实现的；为了加快在码流中搜寻关键帧的速度，在开始播放前，通过一定的算法，首先建立了关键帧、时间点、关键帧在文件中的偏移量等信息为主要内容的索引文件，借助索引文件中的信息，可以快速定位到关键帧，这样就可以帮助用户快速、准确地跳转到其感兴趣的画面继续观看。③多级缓冲网络数据消抖技术：采用多级数据缓冲技术，使来自网络的流媒体数据得到平滑处理，即使在网络速率抖动比较严重的情况下，也可使视频画面流畅播放，避免或减少由于网络抖动造成的画面卡顿等现象。该项目产品为高智力的软件系统，在比较同类产品市场价格的基础上，突出自身价格优势，结合项目产品投入运营后的社会效益及经济价值，拟售均价6万元/套。该项目研究的嵌入式Linux的高清全媒体播放器软件，可同时对本地媒体文件播放以及流媒体在线播放提供支持，并针对高清码流的播放做了优化，并在该基础上以模块化的方式实现了对REAL、MPEG-2、MPEG-4、H.264、WMV、REAL、MP3、AC3、AAC等主流音视频编码标准的解码支持。该播放器软件架构及相关解码模块具有稳定、可靠、可移植性好和可扩展性强等优点，具有广阔的市场前景，能较好地满足第三方以媒体播放器作为核心的新产品的开发。第三方可整体或部分采用该项目的研究成果，可以以较少研发支出、较短研发周期将新产品快速推向市场，赢得市场先机。