【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(huì)的發(fā)展使人們對(duì)視頻信息的需求日益增長(zhǎng)，尤其是在視頻通信、消費(fèi)類娛樂(lè)電子和互聯(lián)網(wǎng)視頻領(lǐng)域。盡管實(shí)驗(yàn)使用的 ARM 平臺(tái)性能較低，但經(jīng)過(guò)視頻解碼核和播放系統(tǒng)的全面優(yōu)化實(shí)現(xiàn)后，基于 ARM 的 MPEG4 視頻播放系統(tǒng)仍然達(dá)到了較高的系統(tǒng)性能和播放速度，具有一定的應(yīng)用價(jià)值，為嵌入式 MPEG4 媒體播放器的產(chǎn)品開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。但本文只涉及視頻標(biāo)準(zhǔn)，而且碼流中絕大部分是視頻信息，故本論文所稱 MPEG 標(biāo)準(zhǔn)僅指其視頻標(biāo)準(zhǔn)，除非另有說(shuō)明）。 MPEG2的視頻質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于 MPEG1，其碼率可達(dá) lOMbps，它是一個(gè)高質(zhì)量高碼率的視頻標(biāo)準(zhǔn)。 MPEG 于 1999 年初發(fā)表了 MPEG 第一版本，并于 2020 年發(fā)表了第二版本， 2020 年又加入了第三版本和 AVC 標(biāo)準(zhǔn)。近年來(lái) MPEG4 以其低碼率、基于對(duì)象的交互性等優(yōu)點(diǎn)在多媒體領(lǐng)域表現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。 DivX 的出現(xiàn)使互聯(lián)網(wǎng)下載或播放高質(zhì)量電影 大量涌現(xiàn)（就像 MP3 技術(shù)使音樂(lè)下載或播放大量涌現(xiàn)一樣），而且一張CD 光盤竟能存放接近 DVD 質(zhì)量的視頻。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定出來(lái)后，應(yīng)用（實(shí)現(xiàn)）就是關(guān)鍵，是競(jìng)爭(zhēng)的場(chǎng)地，也是難點(diǎn)。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(chǎng)需求，也可以作為 VCD/DVD 播放機(jī)的一個(gè)新增功能和利潤(rùn)點(diǎn)。 ARM將其技術(shù)授權(quán)給世界上許多著名的半導(dǎo)體、軟件和 OEM廠商，每個(gè)廠商得到的都是一套獨(dú)一無(wú)二的 ARM 相關(guān)技術(shù)及服務(wù)。 ARM 是設(shè)計(jì)公司，本身不生產(chǎn)芯片。 DSP DSP 應(yīng)用的算術(shù)運(yùn)算指令集； 存儲(chǔ)、自動(dòng)化、工業(yè)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的嵌入式實(shí)時(shí)系統(tǒng)； ARM 的Jazelle 技 術(shù)使 Java 加速得到比基于軟件的 Java 虛擬機(jī)（ JVM）高得多的性能，和同等的非 Java 加速核相比功耗降低 80％。 國(guó)內(nèi)外研究動(dòng)態(tài) 嵌入式 linux 是將日益流行的 Linux 操作系統(tǒng)進(jìn)行裁剪修改，使之能在嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上 運(yùn)行的一種操作系統(tǒng)。 嵌入式 Linux 有巨大的市場(chǎng)前景和商業(yè)機(jī)會(huì)，出現(xiàn)了大量 的專業(yè)公司和產(chǎn)品，如 Montavista Lineo Emi 等，有行業(yè)協(xié)會(huì)如 Embedded Linux Consortum等，得到世界著名計(jì)算機(jī)公司和 OEM 板級(jí)廠商的支持，例如 IBM Motorola Intel等。 本設(shè)計(jì)的研究具有重要的實(shí)用價(jià)值。 研究的主要內(nèi)容 本論文主要研究視頻播放在 ARM 嵌入式平臺(tái)上的實(shí)現(xiàn)，所以論文中主要介紹了 MPEG4視頻壓縮編碼的標(biāo)準(zhǔn)和 ARM9 的部分知識(shí)。 ，比如安裝 Linux、配置 MPlayer 和移植 MPlayer進(jìn)行詳細(xì)的介紹。此外，有不少硬件式的網(wǎng)絡(luò)防火墻及 路由 器，例如部份 LinkSys 的產(chǎn)品，其內(nèi)部都是使用 Linux來(lái)驅(qū)動(dòng)、并采用了操作系統(tǒng)提供的防火墻及路由功能。它能夠在 PC 計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)全部 的Unix 特性，具有多任務(wù)、多用戶的能力。 Linux 之所以受到廣大計(jì)算機(jī)愛好者的喜愛，主要原因有兩個(gè)，一是它屬于自由軟件，用戶不用支付任何費(fèi)用就可以獲得它和它 的源代碼，并且可以根據(jù)自己的需要對(duì)它進(jìn)行必要的修改，無(wú)償對(duì)它使用，無(wú)約束地繼續(xù)傳播。這樣就有了一大批的免費(fèi)程序移植到了Linux上，包括 GNU Emacs、 XFree8 Mozilla 等經(jīng)典軟件，并且在不斷壯大中。 ARM9 系列于 1997 年問(wèn)世。 在網(wǎng)絡(luò)傳輸中可以設(shè)定 MPEG4的碼流速率，清晰度也可在一定的范圍內(nèi)作相應(yīng)的變化，這樣便于用戶根據(jù)自己對(duì)錄像時(shí)間、傳輸路數(shù)和清晰度的不同要求進(jìn)行不同的設(shè)置，大大提高了系統(tǒng)使用時(shí)的適應(yīng)性和靈活性。 它的出現(xiàn)將對(duì)以下各方面產(chǎn)生 較精品畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計(jì)，優(yōu)質(zhì)的論文服務(wù)： 精品論文網(wǎng) 提供畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 8 大的推動(dòng)作用：數(shù)字電視、動(dòng)態(tài)圖像、萬(wàn)維網(wǎng)（ WWW）、實(shí)時(shí)多媒體監(jiān)控、低 比 特 率 下 的 移 動(dòng) 多 媒 體 通 信 、 于 內(nèi) 容 存 儲(chǔ) 和 檢 索 多 媒 系 統(tǒng) 、Inter/Intra 上的視頻流與可視游戲、基于面部表情模擬的虛擬會(huì)議、 DVD上 的交互多媒體應(yīng)用、基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的可視化合作實(shí)驗(yàn)室場(chǎng)景應(yīng)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(shù)據(jù)庫(kù)中有選擇地獲取自己所需的與對(duì)象有關(guān)的內(nèi)容，并提供了內(nèi)容的操作和位流編輯功能，可應(yīng)用于交互式家庭購(gòu)物，淡入淡出的數(shù)字化效果等。同已有的或即將形成的其它標(biāo)準(zhǔn)相比，在相同的比特率下，它基于更高的視覺聽覺質(zhì)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(wèn)性 MPEG4 提供了易出錯(cuò)環(huán)境的魯棒性，來(lái)保證其在許多無(wú)線和有線網(wǎng)絡(luò)以及存儲(chǔ)介質(zhì)中的應(yīng)用，此外， MPEG4 還支持基于內(nèi)容的的可分級(jí)性，即把內(nèi)容、質(zhì)量、復(fù)雜性分成許多小塊來(lái)滿足不同用戶的不同需求，支持具有不同帶寬，不同存儲(chǔ)容量的傳輸信道和接收端。 人類獲取的信息中 70%來(lái)自于視覺，視頻信息在多媒體信息中占有重要地位；同時(shí)視頻數(shù)據(jù)冗余度最大，經(jīng)壓縮處理后的視頻質(zhì)量高低是決定多媒體服務(wù)質(zhì)量的關(guān)鍵因素。 傳統(tǒng)壓縮編碼建立在仙農(nóng)信息論基礎(chǔ)之上的，以經(jīng)典集合論為工具，用概率統(tǒng)計(jì)模型來(lái)描述信源，其壓縮思想基于數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，因此只能去除數(shù)據(jù)冗余，屬于低層壓縮編碼的范疇。視頻編碼標(biāo)準(zhǔn)主要由 ITUT 和 ISO/IEC 開發(fā)。 MPEG 系列標(biāo)準(zhǔn)對(duì) VCD、 DVD 等視聽消費(fèi)電子及數(shù)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(shí)間先后分為一系列幀，每一幀圖像又分成宏塊以進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)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(duì)象的第二代壓縮編碼技術(shù)，它充分利用了人眼視覺特性，抓住了圖像 信息傳輸?shù)谋举|(zhì)，從輪廓、紋理思路出發(fā)，支持基于視覺內(nèi)容的交互功能，這適應(yīng)了多媒體信息的應(yīng)用由播放型轉(zhuǎn)向基于內(nèi)容的訪問(wèn)、檢索及操作的發(fā)展趨勢(shì)。 AV對(duì)象是聽覺、視覺、或者視聽內(nèi)容的表示單元，其基本單位是原始 AV對(duì)象，它可以是自然的或合成的聲音、圖像。 精品畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計(jì)，優(yōu)質(zhì)的論文服務(wù)： 精品論文網(wǎng) 提供畢業(yè)設(shè)計(jì)（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(shí)也可實(shí)現(xiàn)更好的多媒體內(nèi)容互動(dòng)性及全方位的存取性，它采用開放的編碼系統(tǒng)，可隨時(shí)加入新的編碼 算法模塊，同時(shí)也可根據(jù)不同應(yīng)用需求現(xiàn)場(chǎng)配置解碼器，以支持多種多媒體應(yīng)用。它能播放幾乎所有流行的音頻和視頻格式，相對(duì)其它播放器來(lái)說(shuō)，資源占用非常少，不需要任何系統(tǒng)解碼器就可以播放各種媒體格式，對(duì)于 MPEG/XviD/DivX 格式的文件支持尤其好，不僅拖動(dòng)播放速度快得不可思議，而且播放破損文件時(shí)的效果也好得出奇，在低配置的機(jī)器上使用更是能凸顯優(yōu)勢(shì)。 MPlayer 廣泛地支持音視頻輸出驅(qū)動(dòng)。支持的字體包括歐洲語(yǔ)種（匈牙利語(yǔ)，英語(yǔ)，捷克語(yǔ)等等），西里爾語(yǔ)和韓語(yǔ)，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(gè)強(qiáng)大的社群開發(fā)，這個(gè)社群的成員以自己的不懈努力，提供并維護(hù)自由、開放源碼的軟件和開放的標(biāo)準(zhǔn)。它是一套從 Red Hat Linux 發(fā)展出來(lái)的免費(fèi) Linux 系統(tǒng)。 Fedora 可以說(shuō)是 Redhat 桌面版本的延續(xù)，只不過(guò)是與開源社區(qū)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(shù) MPEG， VOB， AVI， OGG， VIVO， ASF/WMV， QT/MOV，F(xiàn)LI， RM， NuppelVideo， yuv4mpeg， FILM， RoQ文件。它們大多數(shù)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(diǎn)播的萬(wàn)能、防毒播放器。 （ 3）內(nèi)核（含 WinCE 和 Linux）同時(shí)支持大頁(yè)和小頁(yè) Nand Flash 的開發(fā)板。用的安裝方式是 GRUB 引導(dǎo)的硬盤安裝。放在硬盤第三個(gè)分區(qū)，所以是(hd0,5) kernel (hd0,5)/fedora/vmlinuz 加載內(nèi)核 initrd (hd0,5)/fedora/ 加載內(nèi)核 boot 啟動(dòng)安裝了。 精品畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計(jì)，優(yōu)質(zhì)的論文服務(wù)： 精品論文網(wǎng) 提供畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 19 圖 虛擬機(jī)磁盤類型選擇 開始時(shí)裝不上 LINUX，因?yàn)檫x擇硬盤格式的時(shí)候選擇的是虛擬機(jī)推薦的SCSI，這個(gè)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(jī)安裝 MPLAYER 首先進(jìn)入 MPLAYER 播放器的官網(wǎng)下載 選擇下載MPLAYER，因?yàn)?MPLAYER 經(jīng)常更新有許多的資源，所以選擇以前最穩(wěn)定的版本。 首先從 MINI2440 自帶的光盤中將 armlinuxgcc 拷貝到本機(jī)上。 enablestatic 生成靜態(tài)的二進(jìn)制鏈接 disablewin32dll 禁用 Win32 DLL 支持 [有效 ] disabledvdread 禁用 libdvdread [自動(dòng)檢測(cè) ] disabledvdreadinternal 禁用內(nèi)部 libdvdread [自動(dòng)檢測(cè) ] disabledvdnav 禁用 libdvdnav [自動(dòng)檢測(cè) ] disablelibdvdcssinternal 禁用內(nèi)部 libdvdcss [自動(dòng)檢測(cè) ] enablefbdev FBDev 視頻輸出 [自動(dòng)檢測(cè) ] disablemencoder 不編譯 mencoder（ A/V 編碼器） [有效 ] disablelive 禁用 LIVE555 流媒體 [自動(dòng)檢測(cè) ] disablemp3lib 禁用內(nèi)建 mp3lib [有效 ] enablemad 使用 libmad （ MPEG 音頻） enablelibavcodec_a 使用靜態(tài) libavcodec [自動(dòng)檢測(cè) ] 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(cè)試與運(yùn)行 編譯成功后找到 MPLAYER 的文件夾，在目標(biāo)的文件夾下。本次設(shè)計(jì)中，為了方便作者使用的是 U 盤傳輸方式。上個(gè)學(xué)期最后的一個(gè)月時(shí)間本人一直在實(shí)驗(yàn)室做設(shè)計(jì)，想實(shí)現(xiàn)視頻播放的功能，但是沒有成功。 設(shè)計(jì)中已經(jīng)硬盤安裝好了 LINUX，安裝一般情況已經(jīng)不需要虛擬機(jī)安裝方式。因?yàn)橛脖P安裝 LINUX 有如此大的風(fēng)險(xiǎn)，第二次安裝 LINUX 就選擇了更簡(jiǎn)單的虛擬機(jī)安裝。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)室里面主機(jī)安裝的LINUX 版本太低了，是已經(jīng)被淘汰很久的 FEDORA 5，而設(shè)計(jì)所用的是最新的版本FEDORA 12。雖然有李滄海同學(xué)的幫助，但編譯過(guò)程沒有想象中的順利。之后又開始出現(xiàn)make 的問(wèn)題了，一開始使用的最新的 MPlayer，第一次就 make 成功了。這時(shí)候只能去網(wǎng)上尋找解決方式了，終于發(fā)現(xiàn)了論文中的修改方式，這才解決了。 精品畢業(yè)論文、畢業(yè)設(shè)計(jì)，優(yōu)質(zhì)的論文服務(wù)： 精品論文網(wǎng) 提供畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）和圖文教程、視頻教程等一攬子解決方案 26 5 總結(jié) 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中很好的回顧了 MPEG 的發(fā)展過(guò)程，了解國(guó)內(nèi)外關(guān)于嵌入式系統(tǒng)的研究情況，對(duì)嵌入式視頻播放在各個(gè)領(lǐng) 域的應(yīng)用有了新的認(rèn)識(shí)。 (1) 未能在 MINI2440 上實(shí)現(xiàn)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