軟件的主要任務(wù)是TS流的解復(fù)用、H.264和AAC+的解碼，采用微軟的Direct Show技術(shù)開(kāi)發(fā)，可以降低開(kāi)發(fā)難度和開(kāi)發(fā)周期。Direct Show技術(shù)是微軟提供的Windows平臺(tái)多媒體開(kāi)發(fā)包，以COM為基礎(chǔ)。Direct Show使用Filter Graph的模型來(lái)管理整個(gè)數(shù)據(jù)流的處理過(guò)程。參與處理的各個(gè)功能模塊叫Filter，按功能分3類(lèi):Source、Transform、Rendering Filter 。Source Filter主要負(fù)責(zé)獲取數(shù)據(jù)和前期的處理;Transform Filter負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)格式的轉(zhuǎn)換和傳輸，主要是負(fù)責(zé)解碼;Render Filter負(fù)責(zé)顯示。各個(gè)Filter和應(yīng)用程序的交互靠事件通知機(jī)制來(lái)完成：Filter狀態(tài)改變時(shí)發(fā)出一個(gè)事件，由Filter Graph Manager處理或發(fā)給應(yīng)用程序。整個(gè)軟件可以分為5大功能模塊，如圖3所示。TS解復(fù)用器模塊屬于Source Filter，作用是從DMA緩沖中獲取數(shù)據(jù)，然后從TS流中解析PAT(Program Association Table)和PMT(Program Map Table)，得到相關(guān)節(jié)目的音頻和視頻數(shù)據(jù)TS包的PID(Packet Identifier)之后，就可以組合PES(Packetized Elementary Stream)包，同時(shí)還可以得到和音視頻同步相關(guān)的參數(shù)：PCR(Program Clock Reference)、CTS(Presentation Time Stamp)、DTS(Decoding Time Stamp)，最后把PES包去包頭后的ES(Elementary Stream)數(shù)據(jù)發(fā)給下游的解碼Filter。H.264和AAC+解碼模塊屬于Transform Filter，主要功能是把從上游獲取的音頻和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行解碼，把解碼得到的PU(Presentation Unit)重新排序(只有用到雙向預(yù)測(cè)時(shí)需排序)，送給下游的生成器。視頻生成器和音頻生成器模塊屬于Rendering Filter，主要完成顯示功能。如果數(shù)據(jù)格式需要轉(zhuǎn)換，可以在解碼器和生成器之間加一個(gè)具有轉(zhuǎn)化功能的Transform Filter。

?

　　音頻和視頻的同步

　　軟件設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)是解決音視頻同步的問(wèn)題。音視頻同步主要在 TS解復(fù)用器中解決。要想做到音頻和視頻的同步，需要用到這幾個(gè)參數(shù)：PCR、DTS、PTS?？梢栽赥S包的調(diào)整域中得到PCR,從PES包中得到PTS。PES包中的數(shù)據(jù)是SL包，可以從SL包頭中得到DTS。DTS是解碼時(shí)間，PTS是顯示時(shí)間。PCR是對(duì)編碼器90K時(shí)鐘的計(jì)數(shù)，它的作用是在解碼器切換節(jié)目時(shí)，提供對(duì)解碼器PCR計(jì)數(shù)器的初始值。PTS、DTS最大可能和PCR達(dá)到相同的時(shí)間起點(diǎn)，即對(duì)解碼器提供一個(gè)公共的時(shí)鐘參考，以便準(zhǔn)確地進(jìn)行音視頻的同步。PCR捕捉到和DTS數(shù)值相同的時(shí)刻，就可以進(jìn)行音視頻解碼。因?yàn)橐曨l編碼的時(shí)候用到了雙向預(yù)測(cè)，一個(gè)圖像單元被解出后并非馬上顯示，可能在存儲(chǔ)器中留一段時(shí)間，作為其余圖像單元的解碼參考，在被參考完畢后才顯示。由于聲音沒(méi)有用到雙向預(yù)測(cè)，它的解碼次序就是它的顯示次序，故對(duì)它MPEG只提出PTS的概念，PTS就是音頻的DTS值。即：

　　DTS=PTS (1)

　　如果得不到PTS，那么按下式計(jì)算：

　　PTS=PTS_pre +Xms (2)

　　其中，PTS_pre表示前面一個(gè)AU的PTS，X是ACC+一幀的時(shí)間間隔，以ms為單位。

　　一般視頻對(duì)象分為I-VOP、B-VOP、P-VOP三種編碼類(lèi)型。假設(shè)在解碼器端的VO(Video Object)輸入次序?yàn)椋?/p>

　　1 2 3 4 5 6 7 8 9 10………

　　I B B P B B P B B P B B P B B I B B P........

　　由于視頻對(duì)象編碼時(shí)用到雙向預(yù)測(cè)，解碼器的實(shí)際解碼次序?yàn)椋?/p>

　　I P B B P B B P B B P B B I B B P B B ........

　　顯示次序同解碼器的輸入次序。假設(shè)知道I幀的PTS和DTS。那么得到關(guān)于P幀：

　　PTS_P4=PTS_I +33.67ms * 3 (3)

　　DTS_P4=DTS_I +33.67ms (4)

　　B1幀：PTS_Bn=PTS_I +33.67ms * 2 (5)

　　DTS_Bn=DTS_I +33.67ms (6)

　　B2幀可以參考上面的兩個(gè)式子。其中，33.67ms為視頻幀時(shí)間間隔。

　　軟件開(kāi)發(fā)注意事項(xiàng)

　　關(guān)于H.264的解碼效率問(wèn)題。軟件解碼部分采用開(kāi)源工程ffmpeg中的H.264解碼器，它效率高，方便移植，其中，關(guān)鍵運(yùn)算，如IDCT、運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)冗€在幾種不同平臺(tái)上用匯編進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。把H.264解碼器移植到ARM平臺(tái)，對(duì)于IDCT和運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償匯編代碼，只需仿照其它平臺(tái)的代碼就可實(shí)現(xiàn)，其開(kāi)發(fā)難度并不大。音頻解碼部分可以參考FAAC和FAAD開(kāi)源工程。

　　結(jié)語(yǔ)

　　本文討論的是能夠接收符合T-DMB規(guī)范(各種標(biāo)準(zhǔn)的接收終端的差別很小)手機(jī)電視信號(hào)的嵌入式手持設(shè)備的軟硬件設(shè)計(jì)概述，這種設(shè)備使用戶可以不經(jīng)過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)直接獲得數(shù)字電視信號(hào)，能夠滿足人們隨時(shí)隨地對(duì)信息的需求。在實(shí)際的開(kāi)發(fā)過(guò)程中的主要硬件問(wèn)題是電磁兼容，軟件是音視頻的同步和H.264的解碼效率問(wèn)題。軟件開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)集中在MPEG-2的解復(fù)用和Direct Show應(yīng)用框架的設(shè)計(jì)。