設計并實現了一種基于OMAP3730的低成本高清屏媒系統，能夠充分發揮可編程C64+DSP的強大計算功能， 利用硬件實現常用視頻格式的高清硬解碼播放，利用軟件兼顧不常有視頻格式的解碼播放，同時針對屏媒系統的特點利用DSP實現轉屏，達到在橫屏和豎屏上的自適應播放的效果。

隨著移動互聯技術的不斷發展和應用，多媒體技術以其不可阻擋的趨勢滲入到人們的工作和生活中，數字視頻是多媒體技術里比較復雜的領域，如何在低成本、低功耗的環境中實現高質量的數字視頻應用是各家公司競爭的焦點。低功耗的ARM對外設支持比較全面，但計算能力較差;基于哈佛結構的DSP計算能力強大，但對外設的支持很弱。OMAP3730是TI推出的一款ARM+DSP雙核異構處理芯片，其中ARM核為1GHz COTEX-A8，DSP核為800MHz的可編程C64+DSP。

本文設計并實現了一種基于OMAP3730的低成本高清屏媒系統，能夠充分發揮可編程C64+DSP的強大計算功能， 利用硬件實現常用視頻格式的高清硬解碼播放，利用軟件兼顧不常有視頻格式的解碼播放。該系統還針對屏媒系統的特點利用DSP實現轉屏，實現在橫屏和豎屏上的自適應播放。整個系統流程如圖1所示。

1 視頻類型判斷和解碼

本文用GstDiscover來判斷視頻文件的類型，GstDiscover是GStreamer庫提供的一個工具，接受輸入URI或者URI列表，返回它們的信息。GstDiscover返回的信息一般較多，我們重點關注返回信息中的視頻編碼以及視頻的分辨率，根據這些就能判斷該視頻是否可以硬件加速。GstDiscover的一個典型的輸出如圖2所示，給出了該文件的封裝信息video/webm;音頻信息：音頻編碼audio/x-vorbis，通道數2，比率48000;視頻信息：視頻編碼video/x-vp8，寬度854，高度480，幀率25。

具體的實現可以利用QT中的QProcess通過命令行的形式調用GstDiscover，使用QProcess的readAllStandardOutput函數讀取所有輸出結果。在輸出結果中用正則表達式查找關鍵字“audio：”和“video：”從而得到相關的視音頻信息。

GStreamer是一個基于管道的多媒體框架，能夠提供組件化的多媒體處理功能?？蚣苤械乃械墓δ苣K都被實現成可以插拔的組件，并且在需要的時候能夠很方便地安裝到任意一個管道上，由于所有插件都通過管道機制進行統一的數據交換，因此很容易利用已有的各種插件“組裝”出一個功能完善的多媒體應用程序。這種松耦合的架構很容易實現編解碼的模塊化。TI的GStreamer插件使用DMAI來訪問底層硬件，使得DSP的應用變得容易。GStreamer在運行時作為ARM處理器上的應用程序，并通過使用DMAI來對DSP和加速模塊進行調用，以實現硬件編解碼。GStreamer的應用實現了公共組建的最大可復用性，提高了系統框架的可移植性。

元素（elements）是GStreamer中最重要的概念，你可以把一組元素鏈接到一起組成一個鏈，然后讓數據流依次通過這個鏈中的每個元素。每個元素具有某個特定的功能，比如有的元素能夠從文件讀數據，有的元素可以實現視頻解碼，有的元素負責把數據輸往聲卡等等。通過把元素串接在一起，可以實現管道。管道是用來實現特定任務的，比如媒體回放或者視頻捕捉。GStreamer默認提供了大量的元素，這使得開發大量媒體應用成為可能。如果需要你也可以自己創建新的元素。接口（pads）是元素上數據輸入和輸出的地方，接口分兩種，輸入數據的接口（sink）和輸出數據的接口（src）。通過連接接口可以把兩個元素鏈接到一起，相連接的接口必須支持相同的數據格式。容器（bin）是一種特殊的元素，容器本來是一組連接在一起的元素的集合，但是對外容器表現的像一個元素一樣。管道（pipeline）是一種高層容器，為應用層提供了總線機制，并實現元素響應的同步化。

一個簡單的ogg播放器的管道如圖3所示，每個小框代表一個元素。源元素從文件源讀取數據發往ogg分解器。該分解器把復合數據流分解成視頻數據流和音頻數據流，然后分別發往視音頻解碼器。音頻解碼器接收到數據后進行解碼后把數據發往音箱，視頻解碼器解碼后數據發往顯示，從而實現視音頻的同步播放。

本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/273271.htm

基于DSP硬解碼就是把GStreamer管道中的耗費計算時間的元素替換成可以用DSP加速的元素。一個基于DSP硬解碼的管道如圖4所示，與上面的例子的不同在于，視頻解碼元素被替換成了TIViddec，音頻解碼元素被替換成TIAuddec，顯示元素被替換成了TIDmaiVideoSink.

OMAP3730通過GStreamer的組件來提供基于硬件的視音頻編解碼功能，在數字視頻、影像、語音和音頻上可以支持H.264、MPEG4/2、H.263、VC1、JPEG、G.711/G.723、MP3、WMA等多種編解碼器。所以對于OMAP3730支持硬解碼的格式，我們用GStreamer來播放，對于不支持硬解碼的格式我們采用Mplayer播放，因為Mplayer對各種格式的兼容性和穩定性比GStreamer要好一些。

2 基于DSP的轉屏

橫屏和豎屏各有優點，橫屏符合播放習慣，豎屏占用的地盤少。Linux系統在嵌入式系統上默認是以橫屏的方式啟動，要讓系統支持豎屏有兩種方法，一種是系統方法，一種是通過應用軟件的方法。系統的方法可以實現轉屏，但是在播放高清視頻時，由于系統負載較大容易崩潰，所以我們采用應用軟件的方法實現DSP轉屏。應用軟件轉屏分成播放界面轉屏和視頻畫面轉屏兩部分。我們的應用軟件界面利用QT實現的，可以通過設定系統變量export QWS_DISPLAY=transformed：：：rot90:0 實現界面轉屏。視頻畫面轉屏又分GStreamer和Mplayer播放兩種情況。對于GStreamer的播放，我們可以實現一個類似于gsttividresize的轉屏元素，將該元素插入到管道中TIViddec和TIDmaiVideoSink之間實現轉屏。對于Mplayer的轉屏，可以在Mplayer源碼庫中vo目錄下新建一個畫面反轉插件，在播放視頻時通過命令字“-vo”強制使用畫面反轉插件。

TI將常用的DSP算法封裝成統一的名為C6Accel的軟件接口供開發人員調用。按函數功能C6Accel又分為信號處理、圖像處理、數學運算3個庫。其中信號處理包括傅立葉變換、逆傅立葉變換、自相關、自相關、點乘、矩陣乘、FIR濾波、IIR濾波等功能;圖像處理包括sobel邊緣檢測、直方圖、卷積、相關度、中值濾波、矩陣運算、圖像編碼轉換等功能;數學庫主要包含四則運算、三角函數等功能。

畫面旋轉的本質是一個矩陣轉置操作，可以通過DSP完成。在浮點DSP核上可以通過硬件實現矩陣轉置的功能，該功能被封裝在函數C6accel_DSPF_sp_mat_trans里面，可以直接調用。由于OMAP3730提供的是定點DSP缺少一個浮點輔助運算器，無法通過硬件實現矩陣轉置，只能通過軟件實現。

3 總結

功耗的ARM對外設支持比較全面，但計算能力較差;基于哈佛結構的DSP計算能力強大，但對外設的支持很弱。本文設計實現的基于OMAP3730的低成本高清屏媒系統，能夠充分發揮可編程C64+DSP的強大計算功能，兼顧了ARM和DSP的優點，在嵌入式數字視頻領域有廣泛的應用前景。