专利名称：基于嵌入式系统的音视频播放状态控制装置和方法
技术领域：
本发明涉及数字视频处理技术领域，具体来说是指一种基于嵌入式系统的音视频播放状态控制装置和方法。
背景技术：
随着信息技术(IT)的飞速发展、互联网的迅速普及、3C(计算机、通信、消费电子)合一的加速，数字化时代已经来临。以嵌入式网络多媒体系统为技术核心的数字化产品已成为数字化时代的主流产品。典型的嵌入式网络多媒体系统嵌入式视频监控系统(DVR)、IP机顶盒(IP-STB)、便携式媒体播放器(PMP)等产品都包含嵌入式视频播放系统。嵌入式音视频播放系统都设计播放速度控制的需求，通常需要进行快放、慢放、快进、快退、单帧播放和单帧倒退的功能，同时各播放状态需要进行切换，这给嵌入式音视频播放系统带来了较大的复杂度。同时，快放和快退等状态播放时往往超出了处理器的处理能力和解码能力，这限制了嵌入式音视频播放系统倍速能力。
发明内容
本发明提供了一种可靠性高、易用性好的可调节音视频数据播放方向、速度和解码性能的基于嵌入式系统的音视频播放状态控制装置。
一种基于嵌入式系统的音视频播放状态控制装置，包括码流读取器，用于读取音视频数据码流；码流缓存器，连接码流读取器，用于缓存码流，控制码流流速，以此实现播放速度控制；码流过滤器，连接码流缓存器，用于计算系统解码能力，根据计算结果丢弃部分码流，实现超解码能力播放；码流发送器，连接码流过滤器，用于将码流发送给解码器；解码器，连接码流发送器，接收码流发送器发送的音视频数据码流，对其进行解码显示；播放方向控制器，连接码流读取器，控制码流读取器读取码流数据的方向；播放速度控制器，连接码流缓存器，根据播放速度控制码流缓存器的码流延迟时间；播放性能控制器，连接码流过滤器和解码器，根据解码器的解码处理能力，控制码流过滤器对码流进行选择过滤，在解码显示效果允许的范围内进行抽帧减帧解码；播放状态控制器，连接播放方向控制器、播放速度控制器和播放性能控制器，分别用于播放状态控制、码流读取方向控制、码流缓存时间控制和码流过滤丢弃控制。
本发明还提供了一种基于嵌入式系统的音视频播放状态控制方法。
一种基于嵌入式系统的音视频播放状态控制方法，包括播放方向控制、播放速度控制、播放性能控制和播放状态跳转控制，其中，播放方向控制，是由播放方向控制器控制码流读取器的码流数据读取方向实现；播放速度控制，录像时，根据录像时在音视频数据码流上标记的录像时间戳，即在音视频数据码流上标记每帧数据的产生时间，在回放时，由播放速度控制器根据每帧数据的时间戳控制码流在码流缓存器中的停留时间实现播放速度的控制；播放性能控制，是由播放性能控制器根据当前播放状态信息，参考解码器报告的当前解码性能情况，控制码流过滤器的过滤强度，将实际速度播放的码流按照过滤强度进行隔帧丢弃，使解码器完成解码且不影响播放速度。
播放状态跳转控制，由播放状态控制器根据用户的输入，由当前的播放状态跳转至目的播放状态，跳转过程中，更新连接播放方向控制器、播放速度控制器和播放性能控制器的相关信息。
上述控制方法包括以下步骤码流读取器检查播放状态控制器是否处于播放停止状态，若是，则循环等待；码流读取器检查播放方向控制器是否为前向播放，若是，则向前读取一关键帧，否则向后读取一关键帧；码流缓存器按照播放速度控制器的播放速度信息检查码流读取器传送的数据帧是否到达播放时间，若是，则传送数据帧到码流过滤器，否则循环等待数据帧到达播放时间；播放性能控制器按照解码器能力检查解码器是否足够解码该帧，若是，则发送码流到解码器，否则丢弃该帧；循环上述步骤，继续处理下一组数据。
所述的方法可实现正常播放、快速跳进、快速倒退、快速前进、单帧倒退、单帧前进和停止等播放状态的控制，同时支持播放超出解码能力的码流，根据系统的解码处理能力，对码流进行选择过滤，在解码显示效果允许的范围内进行抽帧减帧解码。每种播放状态管理各自的播放控制方法。播放状态变化通过状态跳转实现。本发明以有限状态机实现播放状态跳转控制，有限状态机(以下简称“状态机”)是一种抽象的机器，它定义了一套事物可以通过的可能状态，以及何种事件能导致这些状态，以及这些状态能导致何种事件。以状态机设计播放状态跳转控制便于播放状态的扩展和复用现有资源，可以增强系统的易用性。
相对于已有的系统，本发明装置通过三个独立的模块分别实现码流读取的方向控制、速度控制和性能控制，并通过抽帧控制解决了高速快放和多路播放时引起的播放性能不足问题，另外，本发明以状态机进行播放状态控制设计，大大增强了系统的扩展性和易用性。
图1为本发明控制装置的结构示意框图；图2为本发明控制装置的状态机跳转图；图3为本发明控制装置的播放状态控制流程图。
具体实施例方式
如图1所示，一种基于嵌入式系统的音视频播放状态控制装置，包括码流读取器110，用于读取音视频数据码流；码流缓存器120，连接码流读取器110，用于缓存码流，控制码流流速，以此实现播放速度控制；
码流过滤器130，连接码流缓存器120，用于计算系统解码能力，根据计算结果丢弃部分码流，实现超解码能力播放；码流发送器140，连接码流过滤器130，用于将码流发送给解码器；解码器150，连接码流发送器140，接收码流发送器140发送的音视频数据码流，对其进行解码显示；播放方向控制器160，连接码流读取器110，控制码流读取器110读取码流数据的方向；播放速度控制器170，连接码流缓存器120，根据播放速度控制码流缓存器120的码流延迟时间；播放性能控制器180，连接码流过滤器140和解码器150，根据解码器150的解码处理能力，控制码流过滤器140对码流进行选择过滤，在解码显示效果允许的范围内进行抽帧减帧解码；播放状态控制器190，连接播放方向控制器160、播放速度控制器170和播放性能控制器180，分别用于播放状态控制、码流读取方向控制、码流缓存时间控制和码流过滤丢弃控制。
一种基于嵌入式系统的音视频播放状态控制方法，包括播放方向控制、播放速度控制和播放性能控制，播放方向控制，由播放方向控制器160控制码流读取器110的码流数据读取方向实现；播放速度控制，录像时，在音视频数据码流上标记每帧数据的产生时间(即时间戳)，在回放时，由播放速度控制器170根据每帧数据的时间戳控制码流在码流缓存器120中的停留时间实现播放速度的控制；播放性能控制，由播放性能控制器180根据当前播放状态信息，参考解码器150报告的当前解码性能情况，控制码流过滤器130的过滤强度，将实际速度播放的码流按照过滤强度进行隔帧丢弃，使解码器150完成解码且不影响播放速度。
如图2所示，本发明音视频播放状态控制方法可实现正常播放、快速跳进、快速倒退、快速前进、单帧倒退、单帧前进和停止等状态，同时支持播放超出解码能力的码流，根据系统的解码处理能力，对码流进行选择过滤，在解码显示效果允许的范围内进行抽帧减帧解码。
在正常播放状态下，播放方向控制器160进行前向读取，播放速度控制器170控制正常速度播放，播放性能控制器180不进行码流过滤。
在快速跳进状态下，播放方向控制器160进行前向关键帧读取，播放速度控制器170控制倍速播放，播放性能控制器180按照倍速比率进行码流过滤。
在快速倒退状态下，播放方向控制器160进行后向关键帧读取，播放速度控制器170控制倍速播放，播放性能控制器180按照倍速比率进行码流过滤。
在快速前进状态下，播放方向控制器160进行前向读取，播放速度控制器170控制倍速播放，播放性能控制器180按照倍速比率进行码流过滤。
在单帧倒退状态下，播放方向控制器160进行后向关键帧读取，播放速度控制器170控制倍速播放，播放性能控制器180按照倍速比率进行码流过滤。
在单帧前进状态下，播放方向控制器160进行前向读取，播放速度控制器170控制倍速播放，播放性能控制器180按照倍速比率进行码流过滤。
在停止状态下，码流读取器110停止工作，播放停止。
如图3所示，本发明音视频播放控制方法包括以下步骤码流读取器110检查播放状态控制器190是否处于播放停止状态，若是，则循环等待；码流读取器110检查播放方向控制器160是否为前向播放，若是，则向前读取一关键帧，否则向后读取一关键帧；码流缓存器120按照播放速度控制器170的播放速度信息检查码流读取器110传送的数据帧是否到达播放时间，若是则传送数据帧到码流过滤器130，否则循环等待数据帧到达播放时间；播放性能控制器180按照解码器能力检查解码器150是否足够解码该帧，若是，则发送码流到解码器150，否则丢弃该帧；循环以上步骤，继续处理下一组数据。
权利要求
1.一种基于嵌入式系统的音视频播放状态控制装置，其特征在于包括码流读取器(110)，用于读取音视频数据码流；码流缓存器(120)，连接码流读取器(110)，用于缓存音视频数据码流，控制码流流速，实现播放速度控制；码流过滤器(130)，连接码流缓存器(120)，用于计算解码能力，根据计算结果丢弃部分码流，实现超解码能力播放；码流发送器(140)，连接码流过滤器(130)，用于将码流发送给解码器；解码器(150)，连接码流发送器(140)，接收码流发送器(140)发送的音视频数据码流，对其进行解码显示；播放方向控制器(160)，连接码流读取器(110)，控制码流读取器(110)读取码流数据的方向；播放速度控制器(170)，连接码流缓存器(120)，根据播放速度控制码流缓存器(120)的码流延迟时间；播放性能控制器(180)，连接码流过滤器(140)和解码器(150)，根据解码器(150)的解码处理能力，控制码流过滤器(140)对码流进行选择过滤，在解码显示效果允许的范围内进行抽帧减帧解码；播放状态控制器(190)，连接播放方向控制器(160)、播放速度控制器(170)和播放性能控制器(180)，用于播放状态控制、码流读取方向控制、码流缓存时间控制和码流过滤丢弃控制。
2.一种基于嵌入式系统的音视频播放状态控制方法，包括播放方向控制、播放速度控制、播放性能控制和播放状态跳转控制，其特征在于播放方向控制，由播放方向控制器(160)控制码流读取器(110)的码流数据读取方向实现；播放速度控制，录像时，根据录像时在音视频数据码流上标记的录像时间戳，在回放时，由播放速度控制器(170)根据每帧数据的时间戳控制码流在码流缓存器(120)中的停留时间实现播放速度的控制；播放性能控制，由播放性能控制器(180)根据当前播放状态信息，参考解码器(150)报告的当前解码性能情况，控制码流过滤器(130)的过滤强度，将实际速度播放的码流按照过滤强度进行隔帧丢弃，使解码器(150)完成解码且不影响播放速度；播放状态跳转控制，由播放状态控制器(190)根据用户的输入，由当前的播放状态跳转至目的播放状态，跳转过程中，更新连接播放方向控制器(160)、播放速度控制器(170)和播放性能控制器(180)的相关信息。
3.如权利要求2所述的控制方法，其特征在于包括以下步骤码流读取器(110)检查播放状态控制器(190)是否处于播放停止状态，若是，则循环等待；若否，则继续检查播放方向控制器(160)是否为前向播放，若是，则向前读取一关键帧，否则向后读取一关键帧；码流缓存器(120)按照播放速度控制器(170)的播放速度信息检查码流读取器(110)传送的数据帧是否到达播放时间，若是则传送数据帧到码流过滤器(130)，若否，则循环等待数据帧到达播放时间；播放性能控制器(180)按照解码器能力检查解码器(150)是否足够解码码流缓存器(120)传送到码流过滤器(130)的数据帧，若是，则发送码流到解码器(150)，否则丢弃码流缓存器(120)传送到码流过滤器(130)的数据帧；循环上述步骤，继续处理下一组数据。
全文摘要
本发明公开了一种基于嵌入式系统的音视频播放状态控制装置，包括码流读取器、码流缓存器、码流过滤器、码流发送器、解码器、播放方向控制器、播放速度控制器、播放性能控制器、播放状态控制器。本发明还提供了一种基于嵌入式系统的音视频播放状态控制方法，包括播放方向控制、播放速度控制、播放性能控制和状态跳转控制。相对于已有的系统，本发明装置通过三个独立的模块分别实现码流读取的方向控制、速度控制和性能控制，并通过抽帧控制解决了高速快放和多路播放时引起的播放性能不足问题，另外，本发明以状态机进行播放状态控制设计，大大增强了系统的扩展性和易用性。
文档编号H04N7/24GK101018341SQ200710067179
公开日2007年8月15日 申请日期2007年2月6日 优先权日2007年2月6日
发明者陈耀武, 田翔 申请人:浙江大学