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浙江工业大学硕士学位
论文Andro i d下视频解码组件的研究与设计 作者:沈永增 浙江工业大学信息工程学院 2 0 1 2年5月Dissertation Submitted to Zhejiang University of Technology for the Degree of Master Design and Research of Video Decoding Android Component Based on Candidate:Li Xiaofimg Advisor:Shen Yongzeng College of Information Engineering Zhej iang University of Technology May 2012 浙江工业大学 学位
论文原创性声明 本人郑重声明:所提交的学位
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作者签名:磅彩风 日期:占a,声r月心日 学位
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本学位
论文属于 1、保密口,在 年解密后适用本授权书。
2、不保密殴/ (请在以上相应方框为打“√”) 作者签名:杏∞仉 日期:。
日『)年歹月秘名 翱虢心‖嘿彻戽厂月叶日 浙江工业大学硕士学位
论文 Andro i d下视频解码组件的研究与设计 摘 要 随着移动终端设备的快速发展,人们对于终端设备上多媒体应用的需求不断增加,用户对多媒体服务提供的质量要求也越来越高,尤其是对数字视频服务。
在移动终端设备上,传统的由CPU进行视频解码的方法,只能播放分辨率较低的视频文件。
这已经满足不了人们对视觉的要求。
由于硬件芯片技术的发展,现在很多处理器芯片都带有了硬件解码功能。
硬件解码技术大大降低了CPU的占用率,提高了视频解码速度。
当下,google推出的Android操作系统在手机领域发展迅速,但是其应用并不仅局限于手机,在普通嵌入式设备上的应用也臼趋广泛。
Android凭借其开源、易开发等特点吸引着众多用户。
但是Android系统下的视频解码技术并不成熟,其自带的是软件解码,对CPU的处理能力要求较高。
这样导致Android移植到一般嵌入式平台上去后只能支持分辨率较低的视频文件。
由于现在很多处理器:芯片都直接带有硬件解码部件,如何能够在Android上更便易地利用该硬件解码功能,从而提高解码速率,支持更高分辨率视频是一个现有实际问题。
加之这方面的深入研究资料不多,这给开发者在不同处理器、不同嵌入式平台上对视频开发带来了很大难度。
基于上述情况,本文提出了在Android系统的多媒体引擎下进行支持视频硬件解码的OpenMax组件的研究与设计。
重点包括以下几方面: (1)研究分析Android系统架构及其多媒体引擎的层次结构,从而提出了本文的最优设计方法。
(2)以三星¥3C6410处理器为核心的开发板作为研究平台,研究与设计能够支持硬件解码部件的底层驱动程序。
与以往的字符设备驱动程序设计不同,本文提出了利用更简单方便的杂项设备驱动程序设计方法来对MFC驱动程序进行设计。
(3)对Android系统内部OpenMax IL层进行研究与分析,并在对其接口,实现方法进行研究的基础上,提出设计一个新的支持硬件解码的OpenMax组件。
(4)在以上设计的基础上,利用Android上层应用程序开发的便捷性,研究与设计一 塑望三些奎堂堡主兰!垡笙奎————————————————————————————————————————————————————————————一一款视频播放器。
最后,本文将驱动程序、OpenMax组件以及上V五java应用程序置于嵌入式开发平台上进行测试,通过播放器来直观的验证设计的驱动与组件的合理性,可靠性。
关键词:Android系统、视频解码、多媒体、驱动程序、OpenMax组件、java应用程序 塑望三些奎堂堡主兰:垡笙奎—— ———————————————————————————————一。
DESIGN AND RESEARCH OF VIDEO CODEC WITH HARDWARE BASED ON ANDROID ABSTRA(:T terrainal equipment,people’s demand for With the development of mobile rapid offer ismultimedia applications on terminal equipment and the quality of multimedia services video services.On the mobile terminal device,the traditionalincreasing,especially for digital video files.It has failed to meet thevideo decoding from CPU can only play lower—resol ution lot of processor chlPs arereauirements of people’s vision.As the hardware chip technology,a CPU hardware decoding.Hardware decoding technology significantly reducesintegratedutilization and improves the video decoding speed. is rapidly developed in the mobile Now.the Android operating system launched by google deVice·space,but its application is not limited to the mobile phone,also on a general embedded wkh its characteristics such as open—source, large number of usersAndroid have attracted a not mature, to develoP etc.But the technology of video decoding in Android system ls easv Android has onlv its own software decoding,and it requires a higher CPU processing power when it needs to support higher resolution video fi les.This means it can only support lower resolution video files when Android is transplanted to general embedded platform·Now that a to advantage ot the lot of processor chips directly with the hardware decoding section,how hardware decoding function on Android more easily to improve the decoding speed,support for this is not a lot of research data in higher resolution video is an existing practical problems.Also when the developer developed on this area.It takes a big difficulty in the the video devIdopment the different processors or other embedded platforms· design of the above,this paper presents the research and OpenMax component a Based on under the multimedia engine in the Android system which can support video hardware decoding Highlights include the following aspects: ii; 浙江工业大学硕士学位
论文——————————————————————————————————————————一————————————————————————————————一 (1)Study and analysis of the Android system architecture and multimedia engine hierarchy,thus puts forward the optimal design method in this paper. of Samsung¥3C64 1 0 processor as research r21 Use development board with the a coreplatfo瑚,research and design the driver which supports the hardware decoding.Different withthe Drevious character device driver,this paper propost:s a more simple and convenient method named miscellaneous device driver design approach to design the MFC driver. f31 Research and analysis on the OpenMax IL layer in Android system,and based on the the design of a new studv of the interface and implementation method,lhis paper presents OpenMax component which supports hardware decoding. f41 On the basis of the above design,and】’or the convenience of the application the paper will research and design a video player. development in Android,then FinallV’the drivel OpenMax component and the top j ava applications will be placed into the reasonableness and the embedded development platform to test,through the player to verify and the driver designed in this paper. reliability of the component Key Words:Android system,video decoding..multimedia,driver program,OpellM觚 component,j ava application lV 浙江工业大学硕士学位
论文 目 录摘要………………………………………………………………………………………………………………………………。
i第l章 绪论…………………………………………。
………………………………………….1 1.1 研究背景……………………………………………………………………………………………1 1.2国内外研究现状……………………………………………………………………………………3 1.2.1 视频压缩标准…………………………………………………………………………………………………………….3 1.2.2 手机操作系统…………………………………………………………………………………………….4 1.2.3 解码方式比较…………………………………………………………………………………………………………….7 1.3 本文的研究内容及章节安排………………………………………………………………………8第2章 多媒体系统研究………………………………………………………………………。
l O 2.1 Android软件系统架构…………………………………………………………………………..10 2.1.1 Android系统简介……………………………………………………………………………………………………..10 2.1.2 系统软件结构…………………………………………………………………………………………………………..11 2.2 Android多媒体系统………………………………………………………………………………12 2.2.1 多媒体系统结构………………………………………………………………………………………………………12 2.2.2 0penCore层次结构…………………………………………………………………………………………………...14 2.2.3 0penCore编解码部分…………………………………………………………………………………………………1 5 2.3本章小结…………………………………………………………………………………………..17第3章Android下MFC驱动程序研究……………………………………………………。
18 3.】 设备驱动程序介绍……………………………….………………………………………………1 8 3.1.1 Android内核对Linux内核的使用………………………………………………………………………………..18 3.1.2 Linux设备驱动分类…………………………………………………………………………………………………..19 3.1.3 Linux2.6内核P1atform设备……………………..………………………………………………………………1 9 3.1.4 Linux混杂设备驱动…………………………………………………………………………………………………21 3.2多格式视频编解码器……………………………………………………………………………..23 3.2.1¥3C6410处理器介绍…………………………………………………………………………23 3.2.2 多格式视频编解码器特性………………………………………………………………………….24 3.3 MFC驱动程序设计…………………………………………………………………………………25 3.3.1 BSP板级支持MFC设计…………………………………………………………………………………………….25 3.3.2 驱动程序研究与设计…………………………………………………………………………………………….27 3.4本章小结…………………………………………………………………………………………一32第4章Android下OpenMax IL组件设计…………………………………………………33 4.1 0penMax IL结构与接口………………………………………………………………………….33 4.1.1 Open^iax介绍…………………………………………………………………………………………………………一33 4.1.2 Android下0per氓|ax IL层次结构………………………………………………………………………………….33 4.1.3 0penMax IL接口……………………………………………………………………………………34 4.2 Android下0penMax IL层实现研究…………………………………………………………….38 j 浙江工业大学硕士学位
论文 4.2.1 0penMax IL实现的结构……………………………………………………………………………………………一38 4.2.2 0mx Core的集成与设计方法………………………………………………………………………………………41 4.2.3 0mx Core的加载与注册……………………………………………………………………………………………43 4-3 0penMax IL组件实现…………………………………………………………………………….45 4.3.1 解码组件的实现………………………………………………………………………………………………………45 4.3.2 底层解码封装库的实现…………………………………………………………………………………53 4.4 本章小节…………………………………………………………………………………………一55第5章 Android视频播放器设计…………………………………………………………..56 5.1 Android应用程序结构……………………………………………………………………………56 5.1.1 应用程序的组成………………………………………………………………………………….56 5.1.2 应用工程文件结构…………………………………………………………………………………………………….57 5.2 Android应用程序设计……………………………………………………………………………57 5.2.1 开发环境介绍………………………………………………………………………………………………………….57 5.2.2 应用程序研究与设计…………………………………………………………………………………58 5.3 本章小节…………………………………………………………………………………………一61第6章 测试与验证……………………………………………………………………………62 6.1 实验设计…………………………………………………………………………………………一62 6.1.1 实验平台介绍…………………………………………………………………………………………………………一62 6.1.2 实验步骤………………………………………………………………………………………………………………一62 6.2实验结果…………………………………………………………………………………………一65 6.3本章小节…………………………………………………………………………………………一68第7章总结与展望……………………………………………………………………………69参考文献…………………………………………………………………………………………70j醪【谢……………………………………………………………………..………………………………………………………73攻读学位期间参加的科研项目和成果…………………………………………………………74 11 浙江工业大学硕士学位
论文 第1章绪 论1.1研究背景 随着信息技术的快速发展,人们对信息的获取也是通过各种途径,电视、电脑、手机、报纸等。
但是伴随着计算机和电子技术的飞速进步,多媒体信息已经成为人们获取信息的主要载体,而移动终端设备也已经逐渐成为人们获取外界信息的最主要设备之一。
从手机角度来看,全球最具权威的IT研究与顾问咨询公司Gartner的数据显示,当前智能手机销售量仅占手机总销售量的14%, 预计智能手机市场在2012年时占有率将达到37%,其市场规模可能达到1910亿美元…。
伴随着移动终端设备的发展,基于该设备终端的多媒体技术也在不断的发展进步中。
多媒体技术,即计算机综合性的处理多媒体信息,包括文本、图像、图形、声音等,使多种信息.