基于IPv6的嵌入式互联网视频应用开发

引言

　　交互式网络电视(IPTV)的兴起，可以为观看者提供一种新的方式来选择与控制他们的播放内容，国内外运营服务商纷纷投资建设自己的IPTV运营平台[1]。随着Web2.0的兴起，新型的视频内容服务商打破了IPTV内容提供者与内容使用者之间的界限，使得视频内容得以爆发式地增长[2]。诸如YouTube、优酷以及类似的网站，越来越多地冲击着传统电视媒体。这些视频网站的高度流行，使更多的人开始关注互联网视频，视频内容也得到了极大的丰富。

　　观看者不仅希望能够接收优质的IPTV的内容，更希望能够如同普通电视一般方便地观看。IPv6网络的发展使得带宽越来越充足，嵌入式技术的发展则为方便地观看这些内容提供了基础。本文就是基于这样的现实，设计了一种通过家用机顶盒播放互联网视频的应用架构，解决播放这些互联网视频必须通过电脑的问题，使得观看这些视频内容变得简单易用。

　　技术原理

　　典型的互联网视频网站包括几个基本的组成部分：视频介绍、视频分类、视频本身--通常是flv文件格式及相关视频。我们在通过浏览器或者专用软件播放选定的视频之前，首先要通过关键字搜索或者分类搜索的方式找到对应视频，然后才能播放。大多数的视频网站都采用流媒体播放方式，可以让我们边下载边播放，少数需要下载后才能播放。我们设计的嵌入式应用架构包括如下几个功能组成部分：

　　● 通过网络检索并下载视频内容;

　　● 设定过滤器分类检索视频内容;

　　● 可以对下载后的视频海报进行幻灯式播放;

　　● 对v视频文件的编解码、音视频编码及音画同步;

　　● 友好化用户播放界面。

　　这套架构的基本应用结构如图1所示。

　　应用架构的组成与实现

　　硬件系统的组成

　　流媒体编解码单元是整个系统的核心部分，主要由嵌入式系统、嵌入式CPU及外围部件组成。嵌入式CPU采用三星公司的S3C2440，400MHz主频，内部集成了ARM920T微处理器和常用外围组件、64M SDRAM及256M FLASH。通过S3C2440的GPIO与以太网控制器芯片DM9000的连接，扩展了网络接口，并接入互联网，单元结构参见图2。

　　嵌入式操作系统采用的是Linux，有如下特点：开放的源代码， 内核小， 执行效率高，对IPv6的良好支持; Linux的高度模块化使组件更容易加载和卸载; 内置网络支持， 容易实现内置的Web服务器等;支持多种硬件平台;提供完整的开发工具和SDK(Software Development Kit)，提供图形化的定制和配置工具。

　　软件设计与实现

　　嵌入式网络视频点播处理时，需要进行实时的图像处理、音视频解码与同步、网络传输、图形用户界面四部分协同处理。为了确保软件开发、集成乃至最后测试时不至于过分复杂，我们对这四部分进行分层处理。从功能的角度来看，整个软件架构包括四个部分：

　　● 网络功能库;

　　● 流媒体处理库;

　　● 音视频解码库;

　　● 用户界面库。

架构接口参见图3。

　　网络功能库

　　网络功能库在标准IPv6协议的基础上设计了用于通过互联网处理查询/检索音视频内容，同时负责实时流媒体内容下载的应用协议。图4描述了网络功能库的处理过程：

　　①通过NETLIB_handlerInit()创建NETLIB_Handler实例，完成初始化工作;②通过NETLIB_search() 或 NETLIB_searchByIndex()进行查询;③检索的结果由Handler处理，亦可重新搜索;④NETLIB_readContent()或NETLIB_getCount()可以从handler保存的检索信息中读取指定内容;⑤检索完毕可通过NETLIB_handlerDestroy销除缓存中的结果集。

　　下面介绍网络功能库主要功能函数说明，包括下面几个API。

　　int NETLIB_search (NETLIB_Handler handler, char* keyword, NETLIB_QueryType queryType, unsigned int maxCount )。描述：搜索给定关键字的视频，并返回不超过maxCount指定数量的结果。

　　int NETLIB_readContent(NETLIB_Handler handler, int index, NETLIB_VideoDetail* videoDetail)。描述：从检索结果中根据指定的顺序(index)读取相应的内容。

　　流媒体处理库

　　流媒体处理库负责处理流媒体数据，它的功能包括：①从实时媒体流中分解音视频;②选定音视频解码库对分解的音视频进行解码;③对解码后的音视频进行同步渲染，确保播放效果。处理流程参见图5。

　　音视频解码库

　　一个功能完善的Flv播放器必然包括以下三大核心功能模块。

　　(1)标签解析模

　　块：能够按照Adobe公司制定的文档格式规范对Flv文档[3](结构类似swf文件)进行解析。

　　(2)影片执行模块：能够按照一定的时间顺序执行影片。

　　(3) ActionScript解析引擎：能够响应用户的交互行为并更好地控制Flv文档的行为[4~5]。

考虑到使用机顶盒播放flv视频时操作交互类flv文档时的非便利性，故此我们当前实现版本中主要解决了