基于IPP的嵌入式音频解码器设计与优化
解包MP3枝节信息,输出IppMP3SideInfo结构体*/
(3)ippsUnpackScaleFactors_MP3_1u8s/*解包比列因子,输出比列因子的指针等*/
(4)ippsHuffmanDecode_MP3_1u32s/*哈夫曼解码,输出解码后的数据*/
(5)ippsReQuantize_MP3_32s_I/*量化哈夫曼解码后的码字,输出量化后的采样值的指针*/
(6)ippsMDCTInv_MP3_32s,ippsSynthPQMF_MP3_32s16s/*第一、二阶段合成滤波*/
5.2 MP3音频解码流程
为了MP3文件能够连续的播放,需要为原始二进制在内存中建立一个FIFO缓冲区,以保证每个时刻都有足够的数据,这个缓冲区要有足够的大小,当缓冲区数据小于某个值时,就要及时写入新的数据,在程序的主循环中需要有段判FIFO数据情况和填入数据的程序。主数据也需要一个缓冲区,用来存放解码时用到的数据,播放MP3文件的大致流程如下:
图(3) MP3音频解码播放器程序流程图
除解码和播放MP3程序外,还需用户控制部分的程序。MP3播放要求实时性很高,所以不能跟用户控制程序放在一起,需要为它创建一个线程。通过Linux下的Pthread线程,它可以共享内存的数据,这使得线程间通信变得方便。MP3播放的代码就可以放到一个线程里面去,通过共享内存数据由主线程来处理用户操作、启动、暂停和结束播放线程序。引入了多线程操作后,使播放器用户界面的各操作(如按纽按下、鼠标点击等)不必等待MP3解码完成而不能得到及时响应。
5.3 MP3音频解码关键算法对IPP关键算法的API移植封装接口
鉴于篇幅关系,不对每一个API移植和具体操作都进行详细阐述,如上所述,IPP最底层的音频解码函数有ippsUnpackFrameHeader_MP3…ippsSynthPQMF_MP3_32s16s等,我们先对上述函数进行第一层移植,形成一批引用更为方便、操作更为简单的API,把这一层的移植操作全都完成在一个MyAudioApi.cpp文件里面,添加到用Qt做图形界面GUI的项目中一起编译。
这使得最上层的QT图形界面应用程序的各个成员函数可以非常方便地调用利用IPP生成的音频播放各种操作的函数接口。这样仍然可以利用IPP的高效算法进行解码优化而且屏蔽了底层IPP API的复杂性。还为以后的二次开发提供便利。自己定义的音频解码各个函数原型如下:
void mp3open(char filename);/*打开MP3文件并创建解码线程*/
void mp3play(void); /*设置ispause共享变量为假,重新进入播放线程循环体*/
void mp3pause(void);/*设置ispause共享变量为真*/
void mp3stop(void); /*设置done共享变量为真,等待播放线程结束*
需要说明的是上述函数完成播放器用户界面中启动音频播放、控制暂停和结束播放功能,通过多线程之间共享内存数据的方式进行线程间的通信,从而在主线程中控制播放线程的暂停和停止。
void *MP3Start(void *arg) /*针对MP3播放线程主函数进行解释和流程分析*/
{ InitMP3Decoder(&D ecoderState,&bs);/*初始化解码器*/
while(!done)/*停止键或者解码未完成之前循环播放解码*/
{ if(!ispause)/*通过判断线程之间的共享变量ispause判断时候有暂停键按下*/
switch( DecodeMP3Frame(&bs,pcm,&DecoderState) )
{/*根据解码函数返回的状态选择下一步操作*/
case MP3_FRAME_COMPLETE:
/*缓冲区中已有足够数据来解码一帧流数据*/
…}}
/*关闭 I/O 音频设备,此MP3文件播放结束*/
}
6 结束语
IPP能够实现底层的交差平台的软件开发,提供高集成的数据通讯,单信号处理以及多媒体功能等,Intel IPP并且能够帮助优化电力消耗,达到最佳的CPU执行效率。其嵌入式的移植应用更是为实现手持设备上的低功耗,高代码执行效率提供了一种可行的软件优化方案。
参考文献:
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[6] Xteam软件技术有限公司[M]. Qt程序设计. 北京:清华大学出版社,2002
[7] Scott.Linux内核源代码分析[M].2004
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