基于SMP8654的MKV播放器設計與實現

3．2 設置硬件解碼器音視頻核心參數
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據)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，需要在解析時獲得，然后通過硬件操縱函數設置。
Cluster包含實際的數據，一個Cluster塊，通常是幾秒鐘時間跨度的媒體數據，一個文件有數以千計的Cluster。每個Cluster又有若干個BlockGroup。根據Cluster和BlockGroup的起始pts和持續時間，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據，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據的同時設置硬件解碼器。
3．3 性能優化
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據讀入緩沖區，如果處理時間過長，造成一段時間內緩沖區為空，這時候就會出現卡頓。 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，其他路的數據可以被視為無效數據。在解析時，可以根據Block頭的標記判斷出這路數據是當前播放需要的有效數據還是無效數據。如果是有效數據，則繼續解析，并將音視頻數據送入緩沖區，如果是無效數據，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據讀取速度。
在播放方面，通常播放時的處理流程是讀取一幀數據，然后送入硬件解碼器，等到收到硬件解碼器為空的信號，再讀取下一幀的數據。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)，緩沖區可以存放若干個幀(一幀就是一個Block，根據幀的大小緩沖區存放的個數不等)。當緩沖區未滿時，讀取文件中的一個Block并解析，然后將實際數據到緩沖區的隊尾。當發現
硬件緩沖區空閑時，將FIFO隊首的數據從內存直接送入硬件緩沖區，不需要再去讀取文件。由于緩沖區中有多個幀，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據，避免出現硬件緩沖區為空造成的卡頓，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方案，經驗證，能夠達到對高清MKV文件的流暢播放，并已經實際應用到產品上。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，方便后續擴充其他的封裝格式。