基于SMP8654的MKV播放器设计与实现

3．2 设置硬件解码器音视频核心参数
Tracks用来描述文件中包含的每一路多媒体流的信息。一路多媒体流用一个TrackEntry描述，所有的track都要在一个Tracks中进行描述。一个TrackEntry主要包含：TrackNumber(判定属于哪一路流的ID)、TrackType(video、audio或者subtitle)、TimeScale(时间戳单位)、CodecID(编码格式)；CodecPrivate(不同的编码格式所需的私有数据)等；对于视频，还包含以下信息：PixelWidth、PixelHeight等。对于音频，track还包含以下信息：channels、Sampling Frequency等。这些是关于音视频能否正确解码播放的关键参数，需要在解析时获得，然后通过硬件操纵函数设置。
Cluster包含实际的数据，一个Cluster块，通常是几秒钟时间跨度的媒体数据，一个文件有数以千计的Cluster。每个Cluster又有若干个BlockGroup。根据Cluster和BlockGroup的起始pts和持续时间，可以计算出当前Block的实际pts。PTS是用来确定播放时间的重要数据，也是音视频同步的关键信息。这部分信息要在送入视频或音频数据的同时设置硬件解码器。
3．3 性能优化
MKV封装的影片通常为高清影片，分辨率在1920×1080，即使采用H．264等先进编码格式，码率依然非常高。同时，MKV支持可变码率，可变码率能够减少文件的体积，但是剧烈波动的码率会使播放不能流畅进行。在高清文件中码率一般在10～30M／ps之间，最高可达60Mp／ s，如此高的码率，如果不做特殊处理，播放时很容易出现卡顿，播放不流畅等问题。为解决这个问题，我们从两方面考虑。
在解析方面，解析的效率关系到能否尽快将数据读入缓冲区，如果处理时间过长，造成一段时间内缓冲区为空，这时候就会出现卡顿。 MKV文件中通常包含一路视频、多路音频和多路字幕，播放时只选中其中一路音频和一路字幕，其他路的数据可以被视为无效数据。在解析时，可以根据Block头的标记判断出这路数据是当前播放需要的有效数据还是无效数据。如果是有效数据，则继续解析，并将音视频数据送入缓冲区，如果是无效数据，不进行解析，直接移动文件指针到下一个Block，这样可大大加快文件解析和数据读取速度。
在播放方面，通常播放时的处理流程是读取一帧数据，然后送入硬件解码器，等到收到硬件解码器为空的信号，再读取下一帧的数据。如果是处理低码率文件的播放，这样做不会有问题，但是当文件分辨率比较高，码率比较高时，解析读取时问和解码时间都会增加，这样做就会造成卡顿。为解决这个问题，我们在内存中设计了一个缓冲FIFO，相当于一个滑动窗口(图4)，缓冲区可以存放若干个帧(一帧就是一个Block，根据帧的大小缓冲区存放的个数不等)。当缓冲区未满时，读取文件中的一个Block并解析，然后将实际数据到缓冲区的队尾。当发现
硬件缓冲区空闲时，将FIFO队首的数据从内存直接送入硬件缓冲区，不需要再去读取文件。由于缓冲区中有多个帧，能够提供一定的缓冲，这样在码率波动时就仍然能够及时提供数据，避免出现硬件缓冲区为空造成的卡顿，播放不流畅等问题。

4 结语
本文详细介绍了MKV封装格式的特点。并基于SMP8654提出了一种MKV播放器的设计与实现方案，经验证，能够达到对高清MKV文件的流畅播放，并已经实际应用到产品上。接下来将做进一步研究，在MKV播放器的基础上，设计一种针对多种封装格式的通用媒体播放器框架，将FLV、FLAC等其他格式也融合进来，并提供较好的可扩展性，方便后续扩充其他的封装格式。